Ручная дуговая Сварка (РДС) – сварка плавлением, при которой нагрев осуществляется электрической дугой, она возникает между сварочным электродом и свариваемыми металлами. При ней сварщик осуществляет все необходимые действия вручную.
Электрод – Представляет собой стержень-сердечник из электропроводного материала с особым покрытием—обмазкой, предназначенный для подвода электрического тока, образования дуги, перемещения ее в пространстве и формирования сварочного шва.
Выбирая электрод следует обратить внимание на состав сердечника, который должен быть схож со свариваемым металлом.
Плавящийся электрод – это сварочный материал, который наиболее часто используется при сварке в домашних условиях. Основными составными частями такого электрода являются структура и толщина стержня, покрытия.
Плавящиеся сварочные электроды классифицируются:
- по тому, для сварки какого материала они предназначены – чугуна, стали или цветных металлов
- по тому, для какого конкретно процесса они предназначены – для сварки с глубоким проплавлением металла или для сварки швов, расположенных в определенном положении в пространстве
- по тому, какой вид покрытия использовался при их изготовлении – кислое покрытие, рутиловое покрытие, основное покрытие
- по толщине покрытия – тонкое покрытие, среднее, толстое, особо толстое
- по составу покрытия и составу стержня
- по применяемому для работы с ними току – постоянному или переменному с прямой или обратной полярностью
- по качеству изготовления, а также по качеству покрытия и количеству содержащихся в нем вредных веществ (серы или фосфора)
Основное предназначение покрытия электродов — защита сварочной дуги и обеспечение нужных качеств шва. Покрытие не позволяет дуге контактировать с газами атмосферы (азот, водород и кислород). А также защищает сварочный шов от образования пор или трещин
Состав покрытия плавящихся электродов
- Шлакообразующие вещества – марганцевая руда, мел, мрамор, полевой шпат, каолин. Эти вещества способствуют защите материала заготовки от воздействия кислорода и азота, входящих в состав воздуха
- Раскисляющие вещества – ферросплавы на основе марганца, алюминия, титана, кремния. Задача этих веществ – удалять кислород, содержащийся в расплавленном металле заготовки
- Газообразующие вещества – декстрин, древесная мука. Эти вещества, сгорая, образуют вокруг заготовки газовое покрытие, которое не позволяет вредным веществам окружающей среды проникнуть к расплавленному металлу
- Легирующие вещества – хром, никель, марганец, молибден, титан, ванадий. Такие добавки необходимы для того, чтобы сварной шов получил необходимые для дальнейшей эксплуатации характеристики – прочность, устойчивость к высоким и низким температурам, к механическим повреждениям и коррозии
- Стабилизирующие вещества – калий, кальций, натрий. Они необходимы для стабилизации сварочной дуги
- Связующие вещества – как правило, это силикатный клей, который формирует покрытие, связывая друг с другом различные его компоненты, а кроме того, служит и для формирования всего электрода, привязывая покрытие к стержню
Виды покрытия плавящихся электродов
Покрытие сварочных электродов подбирают исходя из того, какой вид стали планируется варить, силы нагрузки на конструкцию и других факторов
| Покрытие электродов | Особенности сварки |
Обозначение
ГОСТ/AWS |
| Кислое | Состоит в основном из железной и марганцевой руды (оксидов железа и марганца), выделяют в дугу большое количество кислорода, который повышает ее температуру и снижает поверхностное натяжение расплавленного металла, делая его очень текучим. Это дает возможность увеличивать скорости сварки, но одновременно повышает опасность подрезов. Кроме этого, наличие в покрытии токсичных оксидов марганца делает сварку такими электродами небезопасной для здоровья сварщика. Поэтому чисто кислые покрытия используются в наше время ограничено. Их заменили смешанные рутилово-кислые (RA). | А/(A) |
| Основное |
Состоит преимущественно из карбонатов магния и кальция (доломит, мрамор, магнезит). К ним добавляют в качестве разбавителя шлака плавиковый шпат (CaF2). Последний ухудшает работу при переменном токе, поэтому электроды с чисто основным покрытием предназначены для работы только на постоянном токе. Перенос металла в сварочную ванну происходит средними и крупными каплями, расплавленный металл получается вязкотекучим.
Металл шва, сваренного электродами с основным покрытием, обладает повышенной пластичностью. Этими электродами сваривают ответственные конструкции. Основное покрытие имеют такие популярные электроды, как УОНИ 13/45 и УОНИ 13/55 |
Б/(B)
|
| Рутиловое |
Состоит преимущественно из природного концентрата рутила (двуокиси титана TiO2), кремнезема (гранита, полевого шпата, слюды), карбонатов кальция и магния, ферромарганца. Характеризуются спокойным расплавлением с небольшим количеством брызг. Шов имеет тонкий рисунок, шлак легко отделяется от металла шва.
Очень важной особенностью электродов с рутиловым покрытием является легкость повторного зажигания дуги, обусловленная наличием TiO2. Это достоинство рутиловых покрытий создает большое удобство при работе короткими швами, когда требуется часто прерывать дугу. Рутиловые покрытия менее вредны для здоровья сварщика, чем другие. |
Р/(R) |
| Целлюлозное |
Целлюлозные покрытия состоят из целлюлозы, органических смол, ферросплавов, талька и прочих веществ. Главной особенностью сгорания в дуге покрытий с органическими веществами является образование большого количества защитных газов, и очень малого — шлака. Это делает их удобными для сварки вертикальных швов (шлак не стекает вниз).
К недостаткам электродов с целлюлозным покрытием относится значительное количество брызг при сварке и пониженная пластичность металла шва, обусловленная большим (относительно других покрытий) количеством водорода, образующегося при сгорании органических компонентов. |
Ц/(C) |
|
Смешанного типа |
Рутило-карбонатное покрытие (электроды типа Э-46) хорошее формирование металла шва во всех пространственных положениях, легкая отделимость шлаковой корки, устойчивое горение дуги при сварке переменным и постоянным током любой полярности.
Рутило-карбонатно-фтористое покрытие. Применяется при сварке жаростойких сталей, работающих при температуре до 1050° С Ильменитовое покрытие. Отличается легким возбуждением дуги. При сварке электродами АНО-6, выделяется меньше пыли, дыма и газов. Рутиловое покрытие с железным порошком. Высокая производительность за счет наличия в покрытии железного порошка. Сварка выполняется в основном в нижнем положении. Пластмассовое покрытие с железным порошком, для заварки зазоров, во всех пространственных положениях на постоянном и переменном токе. |
РА,РБ,РЦ/ (RA,RB, RC) |
Классификация плавящихся электродов по толщине покрытия.
В соответствии с ГОСТ 9466-75, по толщине, определяемой отношением наружного диаметра электрода (D) к диаметру его стержня (d), покрытия подразделяются на следующие типы в зависимости от отношения D/d
| Тип покрытия | Толщина покрытия | Обозначение |
| Тонкое | D/d < 1,2 | М |
| Среднее | 1,2 < D/d < 1,45 | С |
| Толстое | 1,45 < D/d < 1,8 | Д |
| Особо толстое | D/d > 1,8 | Г |
Полярность при сварке инвертором
- Прямая полярность. Минус подключён к электроду, плюс на клемме «земля». В этом случае ток движется от электрода к заготовке, и металл греется сильнее электрода
- Обратная полярность. К электроду подсоединяется плюс, на клемму «земля» — минус. Движение тока от минуса к плюсу (от заготовки к электроду) создаёт более сильный нагрев электрода
Электроды для переменного тока (AC)
Электроды с Рутиловым и Кислым покрытием
Электроды для сварки переменным током, также подойдут для соединения постоянным, но не наоборот. Следовательно, электроды переменного тока можно называть универсальными
ДОСТОИНСТВА:
- Надежная защита сварочной ванны от негативного воздействия азота и кислорода.
- Возобновление горения дуги возможно при повышенном напряжении
- Относительная простота и более демократическая стоимость оснащения
- Использование данных расходников не требует наличия выпрямителя у трансформатора.
НЕДОСТАТКИ
- Менее устойчивое поведение дуги по сравнению с постоянным током
- Высокий уровень разбрызгивания металла
- Сварочная дуга отклоняется от первоначальной оси, что приводит к ухудшению качества шва
Электроды для постоянного тока (DC)
Электроды с Основным, Целлюлозным и Кислым покрытием
Сваривание постоянным током обеспечивает качественное и надежное соединение, которое обладает высокой крепостью.
Постоянный ток дает ровный шов и легкость его образования. Он создает такие условия, при которых неровности пропадают, а металл в расплавленном состоянии практически не разбрызгивает капли.
ДОСТОИНСТВА:
- Качественный и аккуратный шов
- Возможность соединения изделий из тонкого металла
- Отсутствует разбрызгивание
- Сварка в любом пространственном положении
- Отсутствие непровариваемых участков
- Широкий выбор моделей на рынке
НЕДОСТАТКИ:
- Сваривание с применением постоянного тока осуществляется при помощи инверторных аппаратов. Данное оснащение отличается высокой стоимостью
- Нестабильность горения дуги в сложных угловых местах (магнитное вздутие)
Пространственное положение при сварке электродами
По допустимым положениям стержни разделяют на изделия допустимые к работе в:
- любых положениях
- всех за исключением вертикального
- направленного вниз
- нижнее и вертикальное направленное кверху
- нижнее
Выбор диаметра электрода
Основным показателем для выбора является толщина свариваемого металла, но должны учитываться тип сварного соединения, форма подготовленных кромок под сварку, положение шва в пространстве, химический состав свариваемого металла. От того, насколько правильно подобраны электроды, зависит качество выполненного сварного соединения.
Настройка сварочного тока
Диаметр расходных материалов подбирается согласно толщине свариваемой детали, не говоря уже о размерах шва и способа сварки. Если необходимо заварить поверхность шириной в 3-5 мм, то диаметр следует выбирать 3-4. До 8 мм ширины вполне достаточно 5 электрода. Для каждого из этих положений нужно выбирать свое количество Ампер
Неплавящиеся сварочные электроды
Помимо электродов для РДС, есть электроды для других видов сварки.
- Изготавливаются из вольфрама, угля и графита
- Температура плавления материала, из которого они изготовлены, выше, чем температура, до которой электрод нагревается в процессе сварки
- Применяются для сварки стали, чугуна, латуни, бронзы, алюминия
- Применение неплавящихся электродов чаще всего происходит в среде защитных газов
- В процессе сварки может применяться присадочный материал – например, металлические прутья, полосы или проволока
Неплавящиеся сварочные электроды
- Вольфрамовые — с их помощью удаётся сваривать в защитной среде аргона или других газов разнообразные марки металлов, включая алюминий.
- Угольные — применяются при проведении воздушно-дуговой резки, а также востребованы при устранении дефектов, имеющихся на поверхности заготовок. Сварка на токах 500-600 А.
- Графитовые — чаще всего применяются при работе с цветными металлами (алюминием или медью), а также с их сплавами. Этот вид сварного материала в отличие от угольных образцов более экономичен и выгоден на практике.
Сварочные электроды AWS E308-16
- Имеют Основное покрытие, сердечник из стали Св-06Х19Н9Т или 07Х20Н9
- Предназначены для сварки конструкций из коррозионностойких нержавеющих сталей марок AISI 301, 302, 304, 308, жаропрочных хромоникелевых сталей 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н9 при рабочей температуре до 600 ℃, Cr19Ni9 и Cr19Ni11Ti, которые работают при температуре ниже 300℃
- Сварка на постоянным DC (обратной полярности), так и переменным током (постоянный ток предпочтительнее) во всех пространственных положениях
- Сварочные электроды E308-16 аналог ОЗЛ-8, ОЗЛ-36, АНВ-32, АНВ-29, ЦЛ-11
- Основными достоинствами являются высокая механическая прочность, устойчивость к коррозии, высокая эффективность сварки
- Изготовление и ремонт нержавеющего стального оборудования — применимо в молочной, пищевой, лекарственной и химической промышленности
| Химический состав, % | ||||||||
| C | Mn | SI | S | P | Cu | Ni | Mo | Cr |
| ≤0,08 | 0,5─2,5 | ≤0,9 | ≤0,03 | ≤0,04 | ≤0,75 | 9─11 | ≤0,75 | 18-21 |
| Диаметр электродов и сила тока при сварке (DC ) | ||||
| Ø 2 | Ø 2,5 | Ø 3,2 | Ø 4,0 | Ø 5,0 |
| 40─80 А | 50─100 А | 70─130 А | 100─160 А | 140─200 А |
Маркировка сварочных электродов AWS E308-16
| Условное обозначение электродов | ||||
| ГОСТ 9466-75, ГОСТ 10052-75 | ISO Международный | AWS A (США) | DIN (Германия) | BS (Англия) |
| Э-07Х20Н9-ОЗЛ-8-Ø-ВД | E 19.9 B20 | E 308-16 | E 19.9 B20 | E 19.9 B |
| E 308-16 | |||
| E | 2 или 3 цифры | 1 цифра | 2 цифра |
| Покрытый электрод для дуговой сварки | Индекс, определяющий химический состав и механические свойства |
Пространственное положение
1- все 2 — нижнее |
Тип покрытия
(0-8) |
| Тип покрытия | |
|
0-Целлюлозное (DC +)
1-Целлюлозное (DC/AC +/-) 2—Рутиловое (AC/DC) 3—Рутиловое (AC/DC, для всех положений) 4-Рутиловое (AC/DC, повышенный коэффициент наплавки) |
5-Основное (DC +)
6—Основное (AC/DC) 7-Руднокислое (AC/DC) 8—Основное (AC/DC, повышенный коэффициент наплавки) |
Маркировка сварочных электродов по AWS
