Выполнение электросварных соединений требует применения специальных расходных материалов — сварочных электродов и проволоки. О том, что такое сварочные электроды и проволока, об их существующих видах и стандартах, характеристиках и применимости, а также о правильном выборе и читайте в данной статье.
Назначение сварочных электродов и проволоки
Сварочные электроды и проволока — специальные металлические изделия, расходные материалы для различных видов электродуговой сварки. Данные изделия выполняют несколько функций:
- Подача электрического тока непосредственно к месту сварки;
- Источник металла для наплавления и образования шва;
- Защита металла от негативных факторов окружающей среды (воздуха, газов, грязи);
- Предотвращение изменения состава металла соединяемых изделий при расплавлении;
- Частично — обеспечение быстрого поджига и стабильного горения дуги.
В настоящее время применяется три ключевых технологии соединения металлов с помощью электрической дуги. Для каждой из них предусмотрены свои типы расходных материалов:
- Штучные плавящиеся электроды с покрытием для ручной сварки MMA;
- Металлическая проволока для полуавтоматической сварки в среде защитных газов MIG/MAG;
- Неплавящиеся штучные электроды вольфрамовые, угольные или графитовые для аргонодуговой сварки TIG.
Каждый из типов расходников имеет свои особенности, классификацию и применимость.
Покрытые плавящиеся электроды
Конструктивно штучный электрод с покрытием представляет собой отрезок проволоки, опрессованный тонким слоем порошкового покрытия. Задняя часть электрода зачищена на длину 20, 25 или 30 мм, она служит для присоединения к держателю. Зачищенным остается передний торец для поджига дуги.
Покрытие обеспечивает защиту зоны сварки, стабилизацию дуги, удаление излишков кислорода из расплавленного металла (раскисление) и улучшение физико-химических свойств шва путем внесения легирующих добавок в расплавленный металл. В зависимости от качеств и химсостава покрытия делятся на несколько групп — кислое (тип А), основное (Б), рутиловое (на основе оксида титана, тип Р), целлюлозное (Ц), смешанное и прочих видов (тип П).
Обычные электроды с покрытиями согласно действующим стандартам делятся на ряд категорий по применимости:
- Соединение изделий из углеродистых и низколегированных сталей (тип У);
- Соединение деталей из легированных сталей повышенной прочности (Л);
- Соединение изделий из теплоустойчивых легированных сталей (Т);
- Соединение изделий из высоколегированных сортов сталей с особыми свойствами (тип В, для коррозионностойких, кислотостойких, жаростойких, хромистых, на никелевой основе и т.д.);
- Соединение изделий из разнородных по составу сплавов;
- Наплавка сталей (тип Н);
- Соединение изделий из чугуна и наплавка тонкого слоя на них;
- Соединение изделий из алюминия и его сплавов;
- Сварка меди и медных сплавов;
- Сварка никеля и его сплавов;
- Резка.
Данные изделия делятся на виды по возможной для них ориентации в пространстве во время работы:
- Для ориентации в любых направлениях (тип 1);
- То же, исключая вертикальное при движении сверху вниз (тип 2);
- Для нижнего, вертикального снизу-вверх и горизонтального на вертикальной плоскости положения (тип 3);
- Только для нижней ориентации (тип 4).
Наконец, электроды делятся на категории по роду рабочего тока (постоянный, переменный, универсальные), по напряжению тока на холостом ходу (50, 70, 90 В), а для изделий, предназначенных для использования с оборудованием на постоянный ток — по полярности подключения (прямая, обратная, универсальные).
Электроды выпускаются диаметром от 1,6 до 12 мм, их полная длина может составлять от 150 до 450 мм.
Особое внимание следует уделить маркировке изделий. Для обозначения этой продукции используется двойная маркировка:
- Краткая — марка электрода, устанавливаемая предприятием-изготовителем;
- Расширенная — маркировка в соответствии с требованиями стандарта.
Например, популярные электроды марки УОНИИ-13/45 диаметром 3 мм относятся к типу Э46А по ГОСТ 9467-75, а их полная маркировка выполняется в две строки:
Здесь все просто: Э46А — тип электрода, УОНИИ-13/45 — марка изделия, 3,0 — его диаметр, У — назначение, Д — толщина слоя покрытия, Е432(5) — специальное обозначение параметров металла шва, Б — тип покрытия, 1 — тип пространственной ориентации, 0 — род тока и тип подключения (постоянный с обратной полярностью).
Параметры и особенности покрытых электродов прописаны в ГОСТ 9466-75, для отдельных видов продукции предусмотрены свои отечественные и зарубежные стандарты.
Проволока для полуавтоматической сварки
Сварочная проволока — это один из специальных видов холоднотянутого проката. Существуют следующие типы данного расходника:
- Стальная низкоуглеродистая;
- Стальная легированная (к данной группе относится и нержавеющая);
- Алюминиевая;
- Медная и из ее сплавов — латунная, бронзовая.
Проволока отличается по структуре:
- Стандартная сплошная проволока;
- Стальная проволока омедненная;
- Проволока порошковая/флюсовая для работы на воздухе (то есть, без подачи газа).
Омедненной выпускается исключительно стальная проволока, она обеспечивает лучшую стабильность дуги, а также защищает саму проволоку от коррозии во время хранения и транспортировки. Порошковая проволока имеет в своем составе флюсы (бура, борная кислота, сера и другие) в виде порошка, закатанного внутрь трубки из металла. Такая проволока не нуждается в подаче к месту сварки защитного газа, все необходимые газы образуются при расплавлении флюса.
Проволока выпускается диаметром от 0,3 до 12 мм, поставляется в бухтах или стандартизированных катушках для монтажа в сварочное оборудование.
Характеристики и особенности стальной сварочной проволоки регламентируются ГОСТ 2246-70, а также рядом других стандартов на изделия из различных металлов.
Неплавящиеся электроды
Для сварки TIG в промышленности и в частной практике чаще всего используются неплавящиеся электроды из вольфрама с разнообразными присадками (обычно редкоземельные металлы). Существуют следующие типы изделий:
- Вольфрам без присадок (ЭВЧ, WP, зеленая маркировка) — для работы по алюминию, магнию и их сплавам;
- С окисью лантана (ЭВЛ, WL-15 золотистая маркировка, WL-20 синяя маркировка) — универсальные электроды для работы с большинством марок сталей, алюминия, меди, бронзы постоянным и переменным током;
- С окисью иттрия (ЭВИ-1, ЭВИ-2, ЭВИ-3, WY-20, темно-синяя маркировка) — для изготовления ответственных конструкций из всех типов сталей, меди и т.д. (преимущественно постоянным током);
- С двуокисью тория (ЭВИ-15, WT-20, красная маркировка) — для сварки высоколегированных, нержавеющих сталей, титана и сплавов, меди, бронзы, тугоплавких сплавов;
- С оксидом циркония (WZ-8, белая маркировка) — для работы по алюминию, магнию, никелю и их сплавам;
- С церием (WC-20, серая маркировка) — расходники универсального назначения для работы по всем типам сталей, цветным металлам, титану и проч.
Данный тип электродов предлагается диаметром от 0,5 до 10 мм длиной от 75 до 300 мм. Наиболее часто используются электроды диаметром от 1,6 до 4 мм. Характеристики данных изделий регламентируются стандартами ГОСТ 23949-80 и ISO 6848:2015.
Вопросы подбора сварочных электродов и проволоки
Современный рынок предлагает сотни типов, видов и марок расходников для сварки, поэтому иногда сделать выбор непросто. При их покупке необходимо учитывать несколько факторов:
- Род выполняемых работ — сварка, наплавка слоя металла, резка;
- Тип и марка металлов свариваемых изделий;
- Толщина изделий;
- Пространственное положение изделий во время сварочных работ;
- Род тока сварочного оборудования — постоянный или переменный.
Очень важно определить не только тип и марку электрода, но и его диаметр. В отношении покрытых электродов можно руководствоваться следующим универсальным соотношением характеристик деталей, электрода и рабочего тока:
| Толщина металла, мм | Диаметр электрода, мм | Сила тока, А |
|---|---|---|
| 0,5 | 1 | До 20 |
| 1-2 | 1,5-2 | 30-45 |
| 3 | 3 | 65-100 |
| 4-5 | 3-4 | 100-160 |
| 6-8 | 4 | 120-200 |
| 9-12 | 4-5 | 150-200 |
| 13-15 | 5 | 160-250 |
| 16 | 6-8 | 200-350 |
Для бытового применения, в частной практике, в автомастерских и в иных ситуациях наиболее всего подходят электроды диаметром 3 мм марок МР-3 (с различными индексами), УОНИИ-13/45 или 13/55, а также марок АНО и ОЗС. Для работ по чугуну наиболее распространены электроды МНЧ-2, ЦЧ-4 и другие. Алюминий чаще всего варят различными электродами ОЗАНА, медь и медные сплавы — МН-5, МНЖ-5 и прочими.
При выборе сварочной проволоки в первую очередь необходимо учитывать материал свариваемых изделий. Так, для работы по сталям различных марок следует применять соответствующие марки стальной проволоки — низкоуглеродистую, легированную, нержавеющую и другие. При работе с алюминием нужна проволока из алюминиевых сплавов, с бронзой — бронзовая проволока, и т.д.
Несколько сложнее определить диаметр проволоки. Обычно для сварки изделий толщиной до 1 мм можно использовать проволоку примерно того же диаметра, для сварки изделий толщиной до 3 мм подходит проволока диаметром до 1,6 мм, при толщине металла до 5 мм подходит проволока диаметром до 2 мм, при толщине металла до 16 мм используется проволока диаметром до 5 мм, а 7-миллиметровая проволока может варить листы металла толщиной до 25 мм. Здесь также важна и сила сварочного тока: чем выше диаметр проволоки, тем более высоким током можно варить. Обычно тонкой проволокой (0,6-0,9 мм) можно варить при токе от 40-60 до 150-220 А, а толстой проволокой (до 1,6-2,4 мм) сварка может осуществляться током до 450 А.
При выборе проволоки также нужно учитывать габариты сварочного аппарата и рекомендованные для него размеры катушки.
При правильном подборе сварочных электродов и проволоки вы выполните наиболее надежное и долговечное соединение металлов с минимальными затратами времени и сил.
