Как выбрать электроды для сварки?

Сварочный электрод – это расходный присадочный материал, необходимый для формирования дуги и сварочного шва. Использование присадки позволяет облегчить разжигание дуги, стабилизировать ее, обеспечить равномерное плавление металла, минимизировать разбрызгивание капель и создать прочный аккуратный шов.

Устройство, принцип работы

Электрод представляет собой стержень, покрытый обмазкой. Сердечник/стержень создает контакт, который необходим для поддержания стабильной электрической дуги. Если присадка относится к плавящимся, то сердечник становится частью шва, тем самым укрепляя его.

Обмазка сгорает во время сварки, тем самым вокруг рабочей поверхности создается газовая защита, которая предотвращает окисление. Использование присадки с обмазкой позволяет избежать создания дополнительной среды защитных газов. Также во время сгорания обмазки образуется шлак, который покрывает образовывающийся шов, пока металл находится в расплавленном состоянии. Шлак защищает шов, обеспечивая усиление прочности при застывании. После окончания работы шлак следует счищать.

Классификация электродов по материалу сердечника

Сварочные электроды можно разделить на три основные категории:

1. Неметаллическиеделятся на:
   • графитовые (с медным покрытием или без него) – применяются при сварке медных проводов;
   • угольные – используются для цветных металлов, воздушной духовой резки, прошивки отверстий.
2. Металлические неплавящиесяэлектроды, как и неметаллические, не становятся частью шва. Они служат только для формирования и стабилизации дуги. К данной категории относятся присадки из материалов:
   • Вольфрамовые – самый тугоплавкий металл (температура плавления – 3410°С). Преимущественно используется вольфрамовый электрод для аргонной сварки (TIG). Не имеют обмазки.
   • Торированные – из вольфрама с добавлением тория (1,7-2,2%). Эта разновидность устойчива к высоким температурам, не поддается ржавчине, имеет небольшой расход. Активно применяется в автоматизированной сварке.
   • Лантанированные – из вольфрама с добавлением лантана. Обеспечивают быстрое разжигание дуги и ее высокую стабильность.
   • Иттрированные – из вольфрама с добавлением окиси иттрия. Отличаются высокой устойчивостью к повышенной температуре, механическим воздействиям.
3. Металлические плавящиесяэлектроды участвуют в формировании шва. Их сердечник расплавляется при сварке, благодаря этому материал присадки смешивается с материалом плавящихся краев заготовки. Распространены следующие присадки:
   • стальные – из углеродистой, легированной, высоколегированной, нержавеющей стали;
   • чугунные;
   • из цветных металлов: медь, бронза и т.д.

Классификация по толщине и материалу обмазки

В зависимости от толщины слоя, покрытие может быть:

• тонкое – соотношение диаметра покрытия к диаметру стержня 1,2 или меньше; в маркировке отмечается «М»;
• среднее – соотношение 1,2-1,45; отмечается маркировкой «С»;
• толстое – соотношение 1,45-1,8; маркировка «Д»;
• особо толстое – соотношение диаметров 1,8 и выше; отмечается «Г».

По химическому составу выделяются следующие виды покрытий:

• Руднокислые – в составе присутствует марганец, ферромарганец, железо, кремнезем. Универсальная обмазка, которая подходит для сварки постоянным и переменным током. Имеет высокую скорость плавления. Из-за наличия в составе окиси марганца при плавлении выделяется токсичный дым: при работе требуется использовать средства индивидуальной защиты.
• Рутиловые – в составе рутил и двуокись титана, а также ферромарганец, кремнезем, карбонат калия, карбонат магния. Имеют меньшую токсичность, обеспечивают меньшее разбрызгивание расплавленного металла, формирование более прочного, аккуратного шва.
• Фтористо-кальцевые – состоят из карбоната кальция, карбоната магния, ферросплавов, шпата. Подходят для сварки постоянным током.
• Органические – из органических соединений. Наиболее распространено покрытие из оксицеллюлозы. Универсальный вариант: может использоваться для сварки почти любых поверхностей, в любом положении, переменным и постоянным током.

Помимо «чистых» покрытий, также существуют смешанные. Они соединяют в себе характеристики двух категорий. К таким относится рутил-целлюлозное покрытие. Они сочетают универсальность органической обмазки и формирование аккуратного шва, свойственное рутиловому покрытию.

Основные характеристики сварочных электродов

Главной характеристикой является его диаметр: показатель может находиться в пределах от 1,6 до 12 мм. В бытовой сварке используются посадки диаметром около 2,5 мм. Но также важны следующие параметры:

• род тока – постоянный/переменный/оба варианта возможны;
• назначение – материал деталей, для сварки которых подходит данная присадка;
• временное сопротивление – усилие, которое нужно приложить для разрушения;
• относительное удлинение – степень растяжения перед разрушением;
• ударная вязкость – устойчивость к механическим воздействиям;
• предел текучести – напряжение, которое требуется для деформации.

Еще одной важной характеристикой является положение сварки. Существует четыре варианта сварки, которые обозначаются цифровой маркировкой:

1. Допустимо любое положение
2. Допустимо любое положение, кроме положения сверху вниз.
3. Вертикальное/горизонтальное/нижнее положение.
4. Нижнее положение.

Выбор сварочных электродов

Основными критериями выбора являются материал и диаметр. Состав плавящейся присадки должен максимально совпадать с составом свариваемой детали: так шов получается однородным, прочным. Если используются неплавящиеся электроды, то их назначение указывается в маркировке. Например, для сварки углеродистой стали требуются присадочные материалы с маркировкой «У», а для работы с высоколегированной сталью – с маркировкой «В».

Диаметр электрода зависит от толщины свариваемых деталей, а также параметров используемого сварочного аппарата. Диаметр электрода не полностью соответствует толщине материала: для сваривания металла толщиной 1-2 мм требуется присадка 1,6 мм, а для металла 6-8 мм – присадка 5 мм. Точная таблица соответствия для присадок из конкретного материала, как правило, указывается на коробке.

Важно учитывать возможности сварочного аппарата. Если требуется сварить детали толщиной 10 мм и выше, но бытовой сварочный аппарат рассчитан на присадку толщиной не более 3 мм, то следует использовать электроды этой толщины и сваривать детали в несколько проходов.

При выборе также следует учесть необходимость дополнительной обработки прутков перед работой. Например, электроды из некоторых материалов требуют предварительного прокаливания. Любителям не рекомендуется приобретать присадочные материалы этого типа: при отсутствии обработки могут возникнуть как сложности на этапе сварки, так и дефекты шва.

При покупке следует убедиться, что присадочные материалы не подвергались воздействию жидкости: на упаковке не должно быть следов воды, полиэтиленовое покрытие должно быть цельным. «Подмоченная» обмазка теряет свои свойства, что вызывает залипания и дестабилизацию дуги.