Электроды

Чтобы повысить качество обработки металлов и сплавов, рекомендуется подбирать соответствующие электроды для сварки, обеспечивающие оптимальные условия проведения работ.
А для того, чтобы не допустить ошибку при выборе расходника, следует иметь чёткое представление о существующих типах электродов, порядке их маркировки, а также о возможностях применения.

Назначение
Электроды применяют в электродуговой сварке. Благодаря им образуется электрическая разрядная дуга, расплавляющая металл. От качества электродов во многом зависит стабильность дуги, а их состав влияет на прочность и другие важные характеристики шва.
Как обычные, так и универсальные электроды, относящиеся к категории самых лучших образцов, должны быть способны:
• поддерживать стабильную дугу при сварке;
• обеспечивать получение сварочного шва требуемого химического состава;
• равномерно расплавляться (это относится к стержню и покрытию);
• создавать условия для снижения уровня разбрызгивания металла и повышения эффективности сварочных работ;
• обеспечивать лёгкость отделения шлака и гарантированную прочность соединений;
• сохранять в процессе сварки степень токсичности на допустимом уровне.
Для того чтобы правильно выбрать подходящий для каждого конкретного случая электрод, сварщик должен быть знаком с их классификацией, производимой в соответствии с назначением, химическим составом покрытия и способом изготовления.

Классификация



Все известные типы электродов делятся на изделия, предназначенные для сварки различных марок сталей, чугунных заготовок или цветных металлов и сплавов.
Такое деление предполагает учёт не только токовых режимов, но и видов оборудования, посредством которого предполагается варить заготовки. Выделяется также особая категория электродов, применяемых для так называемой «наплавки» металлов.
В зависимости от назначения происходит деление по технологическим особенностям ручных операций. Сварка производится в определённых позициях, с различной степенью проплавления и расположением относительно сварочной ванны.
В соответствии с толщиной покрытия все электроды для ручной сварки подразделяются на изделия тонкие (М), среднего размера (С) и толстые (Д).
А по типу обмазки все они делятся на стержни с кислым (А), так называемым «основным» (Б), рутиловым (Р), целлюлозным (Ц) и комбинированным покрытиями. Последнее имеет двойное обозначение; для всех же остальных случаев предусматривается специальное обозначение «П» (прочие).
Покрытие может содержать примеси, улучшающие качество шва при работе с определенным материалом. Так, сварка рутиловыми электродами помогает создать шов, устойчивый к образованию трещин. Зачастую ими варят низколегированные стали.

Помимо этого, все электроды классифицируются по виду и полярности питающего тока, а также по величине действующего в сети напряжения.

Состав и характеристики
Электрод по свой сути – это проволока, проводящая электрический ток, или стержень с химическими параметрами, определяющими его свойства. Некоторые типы электродов для сварки состоят из одного металлического стержня (без покрытия), поэтому их принято называть «непокрытыми».
В тех случаях, когда на стержень наносится особый состав, используемый с целью улучшения показателей сварки, он классифицируется как «покрытый».

Плавящиеся и неплавящиеся
Плавящийся металлический стержень в составе сварочного электрода выполняет функцию материала, образующего шов, и изготавливается обычно из стального или медного прутка. В последнем случае их так и называют – медные электроды.
Неплавящиеся изделия для сварки производят на основе порошкообразных и твёрдых веществ (угля, вольфрама). Они предназначаются для повышения качества сцепления свариваемых частей. Соединение образуется без участия стержневого металла, а сам электрод используется как присадочная проволока (пруток).
Исходным веществом для производства таких электродов является особый вид угля (аморфный), изготавливаемый в виде удлинённых стержней овального сечения.
Такие угольные изделия используются с целью получения аккуратных и красивых сварных швов, а также для резки очень толстых металлических заготовок в воздушно-дуговом режиме.

Для точечной сварки
Особо надо отметить оборудование для точечной сварки, специфика которой состоит в необходимости сохранения формы в зоне контакта, а также в обеспечении требуемого показателя электропроводности.
Для этих целей используются сварочные аппараты без электродов, функцию которых выполняют специальные контактные наконечники из меди. Такие наконечники могут быть изготовлены самостоятельно, для чего допускается применять отработанные жало от паяльников большой мощности.
Для лучшего понимания отличий между теми или иными типами покрытых электродов сначала придётся ознакомиться с правилами их маркировки, регламентируемыми действующим ГОСТом.

Правила маркировки
Маркировка всех известных видов рабочих электродов для сварки осуществляется по определенной схеме, приведенной на картинке.



В этой системе обозначения первая позиция соответствует типу электрода, следующая за ней цифра означает марку электрода, а на третьем месте располагается такой важный показатель, как его диаметр.
Четвёртое место в маркировке занимает обозначение, характеризующее назначение электрода, а на пятом указывается толщина его покрытия. На шестой позиции расположен информационный индекс, характеризующий образуемый при сварке шов или наплавляемый металл, в то время как на седьмом месте указывается вид используемого покрытия.
8-е и 9-е места занимают соответственно вид пространственного расположения, допустимый при работе с этим электродом и питающие характеристики, на которые он рассчитан (виды тока и напряжения).

Чтобы стало понятно, надо рассмотреть конкретный пример.



В данном примере в состав обозначения включена маркировка типа электродного стержня (Э46А), которую следует рассмотреть более подробно. «Э» означает, что этот электрод, предназначается только для электродуговой сварки, а 46 – это показатель сопротивления разрыву (согласно ГОСТ 9467-75).
Индекс «А» указывает на то, что этот электрод усовершенствованного класса, а следующий за обозначением типа изделия знак «У» говорит о том, что он может применяться для работы с углеродистыми и низколегированными сталями. Д2 – это рабочая толщина покрытия, соответствующая второй группе.
Цифры в знаменателе означают следующее. 432 (5) являются параметрами типового шовного (наплавленного) металлического соединения, получаемого после расплавления электрода. «Б» говорит о типе покрытия, в данном случае – основное. 1 – это обозначение пространственного положения электрода во время сварки, а 0 – показатель токового режима (постоянный, обратной полярности).

Предусмотрена отдельная буквенная маркировка для односоставного и комбинированного покрытия.

Тип покрытия	Маркировка по ГОСТ 9466-75	Международная маркировка по ISO	Маркировка по старому ГОСТ 9467-60
кислое	А	А	Р (руднокислое)
основное	Б	В	Ф (фтористокальциевое)
рутиловое	P	R	Т (рутиловое (титановое))
целлюлозное	Ц	С	О (органическое)
смешанные типы покрытия
кислорутиловое	АР	AR
рутилово-основное	РБ	RC
смешанные прочие	П	S
рутиловые с железным порошком	РЖ	RR

Прокалка (сушка)
Если электроды хранились не в герметичной упаковке и могли отсыреть, то их советуют прокалить. Надо отметить, что прокалка электродов непосредственно перед применением относится к ответственным процедурам, обеспечивающим загорание дуги.
При этом специалисты не рекомендуют слишком увлекаться ею, поскольку чрезмерный и частый нагрев стержня может привести к повреждению специального покрытия.
Желательно точно просчитать требуемое количество изделий и просушить с таким расчётом, чтобы по завершении работ их не осталось совсем или оставалось по минимуму.
При следующем обращении к сварочным операциям просушенные ранее электроды должны быть отработаны в первую очередь.
Прокаливание необходимо ещё и для того, чтобы несколько поднять температуру расходного материала непосредственно перед его использованием для сварки труб, например. Немногие образцы изделий способны сразу обеспечить требуемый рабочий режим по причине слишком большого перепада температур в зоне сварки.

Дополнительный прогрев стержней также обеспечивает герметичность соединения, образующегося при так называемой «сварке под давлением». Однако при этом необходим постепенный их нагрев, позволяющий выпарить скопившуюся влагу во избежание появления известкового налёта.

Вопрос прокалки тесно связан с предельным временем и условиями хранения. Согласно действующим нормативам срок годности этих изделий составляет примерно пять лет. Но, по мнению ряда специалистов, они могут эксплуатироваться ещё какое-то время по окончании гарантийного срока.