Электроды для контактной сварки. Виды и рекомендуемый материал

Виды покрытий

Электроды для сварки подбираются так, чтобы материал стержня максимально точно совпадал со свариваемым металлом. Только так можно получить качественный шов с равномерной структурой, повышающей его прочность

Не менее важной является обмазка, которая должна обеспечить стабильную дугу, равномерное плавление сварочной ванны и защитить ее от внешних факторов. Некоторые составы даже позволяют варить по ржавой или масляной поверхности без предварительной подготовки

Различают несколько видов:

Кислое маркируется буквой А. Композиция состоит из кремния, марганца, титана, оксидов железа и других элементов. Преимущество обмазки – отсутствие порообразования в шве даже на ржавых заготовках или при наличии окалины. Основной недостаток покрытия – высокий риск появления горячих трещин при сваривании. Электроды с кислой обмазкой хорошо работают на постоянном и переменном токе, применяются для нижних швов. Такой тип используется для марок Э-42 и Э-38.
Основное, или флористо-кальциевое, которое обозначается буквой Б. Используется для ручной дуговой сварки. Состоит из шлаковой основы с добавлением карбоната кальция, фтористого калия и минералов, которые выделяют защитный газ. Основная обмазка отличается высоким процентом шлакообразования, а наплавленный металл содержит малую часть водорода, потому что отсутствуют органические соединения-поставщики. Наплавляемый металл окисляется слабо, что снижает риск образования трещин. По сравнению с рутиловым покрытием обеспечивается высокое сопротивление сероводородному растрескиванию, поэтому электроды с такой обмазкой успешно применяют для соединения трубопроводов. Работают от постоянного тока обратной полярности.
Рутиловое маркируется буквой Р. Считается универсальным и самым распространенным. В составе обмазки около половины занимает рутил (двуокись титана), а также ферромарганец, карбонаты и жидкое стекло. Небольшой процент кремния и кислорода снижает риск образования горячих трещин. Наплавленный металл имеет высокий показатель ударной вязкости. Газ от сгорания карбонатов и органических материалов защищает сварочную ванну. Наплавленный металл склонен к образованию окислов под воздействием пара или углекислого газа. При соблюдении режимов содержание водорода минимальное, что исключает появление пор. Сварные швы получаются качественными.

Электроды с рутиловым покрытием перед началом работы необходимо прокаливать, что повысит качество шва. Такие расходные материалы позволяют накладывать шов по ржавчине. Отличаются чувствительностью к температуре и повышенным режимам, что приводит к браку.

Технические характеристики рутилового слоя превосходят основной и кислый. Стержни легко поджигаются и работают во всех пространственных положениях.

Целлюлозное с маркировкой Ц. Характеризуется самым высоким содержанием органических компонентов: целлюлозы, талька, рутила и ферромарганца. Готовый шов по химическому составу соответствует спокойным (с) и полуспокойным сталям (пс). Отмечается большое количество выделяемого водорода и разбрызгивание металла. При односторонней сварке наплавляемый валик ложится равномерно. Обмазка используется в марках Э-46 и Э-50. Электроды отличаются производительностью и позволяют сваривать в вертикальном пространственном положении. Применяются для сварки трубопроводов.
Смешанные и прочие покрытия П: кисло-рутиловое (АР), рутилово-целлюлозное (РЦ), рутиловое с железным порошком (РЖ), рутилово-основное (РБ).

Несмотря на отличие свойств и составов, у электродов есть общие характеристики:

Толщина наносимого покрытия должна составлять 1/3 общей толщины.
Степень влагопоглощения, от которого зависит необходимость в предварительной просушке.
Температура горения, влияющая на легкость поджига дуги.

Как наносится покрытие

Технология нанесения одинакова для всех видов. Толщина покрытия зависит от сечения стержня электрода. Работы ведутся на специальном станке в автоматическом цикле, что обеспечивает высокую производительность. Твердые фрагменты подсушиваются и измельчаются. Компоненты просевают для отделения однородной фракции нужного размера. Смесь обжигают, чтобы вышла сера. Потом она поступает в смеситель, где соединяется с жидкими компонентами. На завершающей стадии стержни погружаются в готовую смесь.

Рейтинг электродов переменного тока

Типы электродов для сварки переменным и постоянным током.

Вид тока обозначается во всех маркировках расходников – это всегда последняя цифра. Главное – запомнить, что если в маркировке на последнем месте стоит 0, то электрод не годится для сварки переменным током.

ОЗС – 12 с рутиловым покрытием. Самый распространенный вид электродов для сварки переменным током, с которым работают практически на всех аппаратах российского производства. Отлично варит детали из углеродистых сталей, приемлемы для соединений ответственных конструкций. Значительные преимущества данных электродов – возможность работать в любом положении в пространстве, отсутствие пор в шве, стойкая дуга, вполне приемлемая доза токсических газов, выделяемых во время процесса сварки.
МР – 3 созданы для сварки низкоуглеродистых сталей. Преимущества похожи: отличная стойкая дуга, приемлемое разбрызгивание металла. Корка шлака очень легко отделяется. С этими расходниками можно варить даже ржавые, влажные и плохо очищенные заготовки.
АНО – 4 также используются для углеродистых сталей. Отличная дуга, которая быстро и легко поджигается. Можно варить влажные и ржавые заготовки. Нет пор и трещин при образовании шва. Легкое отделение корки шлака. Практически не наблюдается разбрызгивания металла.
МР – 3С отличаются своей высокой универсальностью: годятся и для низколегированных, и для углеродистых сталей. Дуга поджигается легко и мгновенно, шов защищен от шлака и окислов за счет рутилового покрытия. Швы выходят ровными и прочными, они выдерживают значительные нагрузки. Работать с ними можно в любом положении в пространстве.
АНО – 6 используются для соединений деталей из низкоуглеродистых сталей. Не боятся ржавчину, окалину и грязь. Дуга стойкая и легко поджиигаемая, шов формируется правильно.
ОЗС – 4 для углеродистых сталей, варить можно в любых пространственных положениях. Дуга поджигается легко. Можно варить на повышенных режимах металлические заготовки с кромками средней и большой толщины

Внимание! Не любит грязи на свариваемых поверхностях – перестают работать.
АНО – 21 также предназначены для сталей с углеродными добавками и низколегированных сплавов. С ними очень просто обращаться, работать можно в каких угодно положениях, используются также совместно с инвертором и трансформатором полуавтоматического типа

Металл во время работы почти не разбрызгивается, легко отделяется шлак в виде корки. Дуга с отличными качествами – стабильная и мягкая.
ОЗС – 6 предназначаются для углеродистых сталей. Отличаются высокой проходной скоростью, что дает высокую производительность труда со сварочным швом прекрасного качества. Способен сваривать окисленные поверхности.

Виды сварочных электродов

Электроды используются в сварочном или заготовительном производстве для соединения деталей и порезки. Они представляют собой токопроводящий стержень, передающий ток от сварочного оборудования к месту сварки.

Сварочные электроды производятся различных типов, видов и марок. Они могут изготавливаться из металлических и неметаллических материалов. Бывают плавящиеся и неплавящиеся, с покрытием и без него. На стержни наносится несколько видов обмазки: рутиловая, основная, целлюлозная, кислая и их комбинации. Они используются для разных материалов, швов и режимов сварки.

Основные классы электродов по назначению:

для конструкционных сталей с использованием дуговой сварки;
для легированных теплоустойчивых сталей;
для высоколегированных сталей;
для цветных металлов;
для сварки чугуна и нержавеющих сталей;
для наплавки.

Виды электродов

На рынке представлено свыше 200 марок сварочной продукции отечественных и зарубежных производителей. Все они должны обеспечивать сварочно-технологические характеристики:

Легкое возбуждение дуги при стабильном горении.
Формирование равномерного шва без наплывов, пор и трещин.
Равномерное плавление сварочной ванны.
Легкое удаление шлаковой корки после остывания.

Плавящиеся и неплавящиеся

Стержень электрода может быть выполнен из металла или других материалов. В зависимости от этого их делят на плавящиеся и неплавящиеся.

Неплавящиеся – это графитовые, угольные, вольфрамовые, торированные, итрированные и лантанированные. Они обеспечивают только подачу тока и используются вместе с присадочной проволокой или прутом. Угольные позволяют накладывать аккуратные швы в ответственных деталях и делать порезку толстого металла.

Плавящиеся производятся из углеродистых и легированных сталей, цветных металлов и чугуна. Могут быть покрытыми и непокрытыми, в виде проволоки. Покрытие обеспечивает необходимые условия плавления. Металлический стержень плавящегося электрода при сварке формирует шов.

Электроды для точечной сварки

Контактная сварка выполняется на специальных аппаратах. Создается надежное соединение при минимальной деформации металла. Метод может использоваться для тонких деталей.

Технология сварки подразумевает подачу тока на электрод и одновременное сжатие стыкуемых заготовок в этой точке. Качество соединения зависит от правильного выбора формы и материала расходника. Работы ведутся с водяным охлаждением, что увеличивает срок службы стержней.

Электроды для контактной сварки классифицируются:

в зависимости от формы и пятна контакта;
по форме посадочного конуса;
по длине;
по режимам эксплуатации.

Контактирующая с металлом часть электрода имеет округлую форму с радиусом 50–100 мм. Детали с окалиной и загрязнениями соединяют насадками с небольшой рабочей поверхностью, чтобы увеличить усилие сжатия, которое разрушит окалину.

Рисунок 5 — Электроды для точечной сварки

Увеличение контактной площадки снижает качество сварки. Возрастает плотность сварочного тока, что приводит к дефектам. При необходимости электроды чистят наждаком либо специальной пастой.

Материал для изготовления электродов контактной сварки должен быть с высокой электропроводностью, низким сопротивлением и выдерживать нагрев до высоких температур без потери свойств. Наконечник изготавливается из молибдена, вольфрама или сплавов меди с кадмием, магнием, цинком, никелем, бором, бериллием. Он припаивается либо запрессовывается в основание.

Форма бывает прямой и фигурной. Последняя используется в труднодоступных местах. По конструкции различают электроды:

с цилиндрической рабочей частью и коническим хвостовиком;
с конической посадочной и рабочей частью;
со скошенным торцом;
цельные и составные.

Хвостовик составного электрода выполняется из металлокерамических материалов с содержанием вольфрама и меди, которые обладают высокой теплопроводностью. Материалом также могут служить сплавы бронзы с хромом и цирконием.

Классификация электродов для ручной дуговой сварки

Рассматривая различные виды электродов для ручной дуговой сварки, следует уделить внимание тому, что различные обмазки могут стабилизировать образующуюся дугу во время горения. Все виды покрытия стержня имеют свои особенности, которые следует учитывать, рассматривая типы электродов для ручной дуговой сварки

Одни и те же марки могут изготавливаться различными производителями. Стоит учитывать, что качество расходного материала может существенно отличаться.

Предназначение электродов может быть самым различным. По этому критерию проводится следующая классификация электродов ручной дуговой сварки:

Довольно большое распространение получили легированные металлы, так как за счет добавления различных химических веществ существенно улучшаются эксплуатационные характеристики. Некоторые химические вещества могут существенно повысить теплоустойчивость металла. Для подобных сплавов применяются электроды, которые в маркировке имеют букву «Т».
Для сваривания сталей, которые имеют низкую концентрацию примесей, применяют варианты исполнения, при маркировке которого применяется буква «У». Кроме этого, подобные электроды для ручной дуговой сварки подходят соединения металлов со средней концентрацией углерода. Достигаемое значение сопротивления на разрыв составляет 600 МПа.
Конструкционные стали также получили весьма широкое распространение. В их составе также встречаются легирующие элементы. Сопротивление на разрыв в этом случае составляет 600 МПа.
В некоторых случаях может проводиться напайка металла на поверхность. Металл может обладать исключительными эксплуатационными качествами. Для этого случая подходит вариант исполнения, при обозначении которого применяется буква «Н».
В продаже встречаются электроды, предназначенные для сталей с высокой концентрацией легирующих элементов.
В отдельную группу отводят стали, которые обладают высокими пластичными свойствами. Работать с подобным материалом достаточно сложно, поэтому стали выпускать электроды по алюминию или другим подобным сплавам. В маркировке указывается буква «А».

Виды электродов для сварки

Диаметры электродов для ручной дуговой сварки могут существенно отличаться, что связано с особенностями проводимой работы. Классификация проводится также по толщине создаваемого покрытия. Выделяют следующие виды электродов:

С тонким покрытием. При обозначении применяется буква «М». Как правило, в этом случае поверхностный слой около 20% (показатель берут от общего значения диаметра).
Со средней толщиной покрытия. При обозначении указывается буква «С». В этом случае наносится слой, толщина которого составляет 45% от диаметра применяемого стержня при изготовлении.
Толстое покрытие составляет 80% от диаметра, в маркировке указывается буква «Д».
Есть и особо толстые варианты исполнения, при обозначении которых указывается буква «Г». В этом случае толщина более 80%.

Не стоит забывать о том, что электроды могут иметь ограничения по применению и относительно положения во время проведения работ. Примером можно назвать то, что некоторые вещества обладают повышенной текучестью, и проводить работы у потолочной поверхности будет сложно. Для того чтобы можно было быстро определить предназначение электродов для ручной дуговой сварки применяется определенная схема маркировки:

1 – варианты исполнения, которые можно использовать практически в любом положении. Это связано с тем, что применяемая обмазка сохраняет свою форму и не слишком текучая.
2 – можно использовать практически во всех положениях, за исключением работы при вертикальном расположении применяемого инструмента.
3 – эти электроды предназначены для горизонтального и вертикального применения, исключается потолочное положение
4 – электроды для ручной дуговой сварки, которые могут применяться только в горизонтальном положении.

Разные марки электродов для сварки

Стоит учитывать, что в разных странах применяются различные стандарты маркировки. В продаже встречаются электроды для ручной дуговой сварки отечественных и зарубежных производителей, классификация которых может существенно отличаться.

Особенности и принцип точечной сварки для выбора трансформатора

Метод точечной сварки применяют и на производственных площадках, и в кустарных мастерских. На производстве эту технологию применяют для работы с листовыми заготовками из разных марок металла – черного, цветного, нержавеющего и пр. С помощью точечной сварки обрабатывают детали разной формы и размеров, кроме того, на оборудовании такой сварки изготавливают пересекающиеся стрежни.

В домашней мастерской такую технологию применяют для выполнения ремонта бытовой техники, в т.ч. автомобильной, электрической, например, для наращивания силового кабеля.Надо отметить то, что способ точечной сварки включает в себя несколько последовательных операций, причем, эти операции одинаковы и для промышленного, и для бытового оборудования.На первом этапе заготовки, выполненные из металла, соединяют между собой в заданном пространственном положении. Для их фиксации могут быть использованы обыкновенные строительные струбцины или друга технологическая оснастка.

Затем, соединенные детали помещают в рабочую зону оборудования, в пространстве между электродами. После этого их приводят в движение, начинается сжимание заготовок и подача электрического тока с определенными характеристиками. Подаваемый ток, выполняет нагревание металла до определенной температуры, в результате, этого будет произведена необходимая деформация заготовок.В промышленных условиях применяют автоматические установки точечной сварки, в условиях мастерской чаще применяют полуавтоматические сварочные аппараты. Некоторые виды оборудования позволяют получать до 600 сварных контактов в минуту.Еще один способ точечной сварки — это лазерная. Ее применение обеспечивает высокое качество, получаемых швов.

Смысл сварки этого типа заключается в следующем:После сильного нагрева заготовок происходит их оплавление и происходит образование однородной структуры (шва).

Именно она обеспечивает требуемый нагрев. Кроме того, важную роль играет и сила, с которой заготовки прижимают друг с другом. Именно в результате этого происходит кристаллизация металлической структуры.Импульсная сварка гарантирует максимальную прочность стыков, при практически полной автоматизации сварочного процесса. Но главный недостаток такой технологии это невозможность обеспечения 100% герметичности заготовок между собой.

Принцип проведения работ

Сварка, выполняемая точечно в одной или нескольких местах деталей, относится к разновидности контактной сварки.

Нагрев металлического сплава и его последующее расплавление при этой технологии осуществляется за счет тепла, которое возникает за счет пропускания тока по электродам через соединяемые внахлест детали в области их плотного сжатия. Для этого параллельно с пропусканием электрического тока проводится механическое сжимание электродами соединяемых частей. При тесном контакте расплавленных участков происходит их сплавление, усиленное точечным диффузным проникновением при сжатии частей металла.

Контактная точечная сварка отличается:

мгновенным выполнением соединения (несколько секунд);
большим значением сварочного тока (свыше 1000А);
малым напряжением в рабочей зоне (от 1 до 10 В);
применением сжимающего сдавливания в точке сварки (от 10 до 100 кг и выше);
точечной областью сплавления.

Нагрев металла объясняется законом Джоуля Ленца, когда низкое сопротивление электродов обеспечивает хорошую электропроводность в месте его контакта с металлической поверхностью и усиливает силу тока в этом месте. Передавая максимально возможный ток металлическим деталям, электрод способствует их нагреву в месте соединения за счет большого сопротивления металла, препятствующего прохождению этого тока.

Максимальный нагрев в месте контакта электродов с поверхностью детали приводит к расплавлению металла в этом месте. При температуре плавления происходит образование литых точечных ядер, диаметр которых колеблется в диапазоне от 4 до 12 мм. Детали приваривают точечно в одном или нескольких местах.

При таком соединении его прочность напрямую зависит от структурного строения и размера точечного сплавления. Эти характеристики зависят от следующих факторов:

вида используемых электродов;
характера и силы тока при проведении сварки;
времени воздействия тока на соединяемые детали;
величины сжимающего усилия;
качества, толщины и характеристик металла свариваемых поверхностей.

Диаметр стержня, мм	2,5	2,5-3	3-4	4-5	5
Толщина листа, мм	2	3	4-5	6-12	13

Составляющие электрода

Электрод – это проволока, которая сверху обмазана специальным составом, называющимся обмазкой. В процессе сварки проволока (сердечник) плавится под действием электрического тока высокой мощности, заполняя собой пространство между сварными металлическими изделиями. Плавится также и обмазка, которая в процессе горения выделяет газ. Последний обволакивает зону сварки, не давая кислороду проникнуть внутрь.

Второе предназначение обмазки – это защита самого сварного слоя. В процессе плавления часть обмазочного материала становится жидкой и покрывает собой сварочный шов. Эта тонкая пленка защищает его от негативного воздействия кислорода. Почему необходима данная защита.

В процессе плавки металла кислород будет забирать часть энергии на себя, поэтому электрического тока может не хватить на саму сварку.
При соприкосновении с кислородом при небольшой влажности на металлах появляется окисел, снижающий его качественные характеристики.

Технология конденсаторной сварки

Одна из разновидностей контактной сварки – конденсаторная. Такой метод сварки известен с первой половины прошлого века. Сварка происходит за счет расплавления заготовок в тех местах, где происходит короткое замыкание тока, которое получают из энергии разряда конденсаторов. Время процесса сварки составляет от 1 до 3 миллисекунд.

Технология конденсаторной сварки

В основе такого сварочного аппарата находится конденсаторная емкость, заряжаемая от источника постоянного напряжения.

По достижении потребного количества энергии в емкости, электроды смыкают в месте сварки. Ток, протекающий между заготовками, вызывает необходимый нагрев поверхности и в результате металл плавится и образуется шов высокого качества.

На практике применяют два вида аппаратов такого типа сварки. Первые обеспечивают разряд из накопителей энергии на поверхности деталей, вторые получают разряд от второй обмотки трансформатора. Первый метод применяют при проведении ударно-конденсаторной сварки, второй применяют тогда, когда речь идет о необходимости получения качественного шва.

Такая сварка отличается экономичностью и поэтому ее часто применяют в условиях домашней мастерской. На рынке можно встретить устройства с мощностью в 100 – 400 Вт, которые часто применяют для работы в небольших мастерских по ремонту автомобильных кузовов.Продолжительность нагрева и сила давленияРежимы сварки определяют следующими характеристиками – силой тока, длительностью нагрева, силой сжатия, размерами рабочего конца электрода.

Материал электродов для контактной сварки