Металлы применяемые для сварки электроды. Какой электрод выбрать для сварки инвертором

Когда стоит задача купить электроды, конечно, лучше разобраться в этом вопросе основательно: какие бывают типы металла, чем они отличаются, для каких металлов предназначены, а также какие бывают виды и марки электродов.

Сейчас же для того чтобы максимально быстро начать практиковаться в выполнении швов, будет рассмотрен более простой путь выбора.

Что касается выбора магазина, то предпочтительней покупать в специализированном магазине, где продаются сварочное оборудование и расходные материалы, а не в обычном хозяйственном, потому что в специализированном магазине, скорее всего, продавцы разбираются в этой теме и смогут что-то подсказать.

Там же, где продается все подряд, скорее всего, продавцы не обладают должной компетенцией в вопросе подбора сварочных электродов.
Кроме того, часто бывает, что в обычных хозяйственных магазинах цены выше. Возможно, подразумевается, что человек, который покупает подобные материалы в неспециализированном, не разбирается в вопросе настолько, чтобы хорошо себе представлять, сколько они стоят.

Придя в специализированный магазин, достаточно сказать, что нужны углеродистой стали обыкновенного качества, или обыкновенной углеродистой стали.
У каждого типа электрода может быть несколько марок. Для примера приведена таблица 5 с электродами типа Э46.

Тип	Марка
Э46	МР3С; АНО-21, АНО-4; ОЗС-4, ОЗС-6, ОЗС-12 и т.д.

Иногда в маркировке ставится буква «А» - например, Э46А. Это означает повышенную пластичность сварного шва.
Поскольку за пример взят тип Э46, дальнейшее разъяснение принципов подбора будет происходить на примере этого же вида электродов. Существует большой спектр электродов марки АНО (21, 36, 4 и т.д.), ОЗС, МР-3.

Вряд ли в магазине окажется вся «линейка» определенной маркировки. Скорее всего, будет один или два варианта. Имеет смысл купить самую маленькую порцию, которую смогут предложить, и попробовать, какими электродами будут получаться наиболее качественные швы в данной конкретной ситуации.

Имеет смысл также попробовать варить электродами УОНИ 13/55, это тип Э50. Он отличается от типа Э46, в некоторых ситуациях с их помощью можно будет получить более качественный сварной шов.

В любом случае сначала нужно пробовать: покупать маленькую партию, а затем, если получается качественный результат, можно брать необходимое количество для всего объема сварочных работ.

Принцип работы электрода

На рисунке приведена схема процесса ручной дуговой сварки (РДС).

Электрод представляет собой металлический стержень, на который нанесена обмазка или покрытие.

Прочное и надёжное соединение металлов зависит от многих факторов, главным из которых считается соответствие электрода и свариваемых заготовок. До того как выбирать электроды для сварки, нужно определить химический состав деталей, поскольку это поможет подобрать оптимальное сочетание покрытого изделия и заготовок. Также очень важен правильный выбор обмазки, которая наносится на электрод и является одновременно флюсом с легирующими добавками. Это покрытие существенно влияет на сварочный процесс и его верный выбор применительно к конкретным материалам обеспечивает наилучшие показатели прочности и долговечности сварного соединения.

При квалифицированном подборе режима сварки нужно обязательно учитывать параметры сварочного агрегата, дающие возможность использовать лучшие электроды и наиболее предпочтительные условия для сплавления деталей. Существуют несколько видов сварки, с использованием плавящихся покрытых изделий, неплавящихся вольфрамовых или полуавтоматических способов подачи с применением проволоки с особыми свойствами.

Аппаратура для сварки подразделяется на следующие виды:

1. понижающий трансформатор переменного тока или с выпрямляющим контуром постоянного тока;
2. инверторный аппарат постоянного тока;
3. аппарат с применением инвертора, с тугоплавким вольфрамовым электродом и ручной подачей сварочной проволоки в зону расплава;
4. полуавтоматический агрегат с подачей проволоки в зону сварочного шва.

У каждого из аппаратов есть технические свойства по силе тока и напряжению, которые и диктуют подбор продукции соответствующего диаметра и состава покрытия. Необходимо отметить, что проволока, которая является электродом при полуавтоматической и ручной подаче в зону плавления, тоже служит цели наилучшего соответствия составу свариваемых деталей. Выбор электродов зависит от способа сварки прямым или обратным подключением напряжения, поскольку глубина проваривания связана с полярностью и от этого напрямую зависит подбор диаметра.

Покрытие стержня, а также состава проволоки служит для реализации определённых задач:

• использование оксидов углерода защищает сварочную ванночку от действия атмосферного кислорода;
• облегчает розжиг и стабилизирует дуговой разряд;
• способствует удалению кислорода из зоны расплава, раскисляя шов;
• с помощью примесей оказывает легирующее воздействие на шов.

Именно эти требования служат определяющими факторами выбора хороших покрытых электродов при выполнении конкретных задач. Российская промышленность производит большой сортамент изделий для сварки различных металлов и сплавов. Для бытовых целей необходимо выбирать приоритетные материалы для сварки. Как правило, это сваривание чёрных металлов, чугуна, нержавеющих сталей и сплавов алюминия и меди. Иногда, прибегают к сварке разнородных по составу заготовок и здесь, следует выбирать электрод с наиболее близкими параметрами к основному составу деталей.

Важно обеспечить чистоту стыка от оксидного слоя, поскольку всевозможные загрязнения создают непрочный, пористый шов, а это отрицательно сказывается на качестве.

Популярные виды электродов

Производятся различные виды продукции для сварки, которые выбираются с учётом особенностей соединяемых материалов и способов сварки. В случае аргонодуговой сварки используется тугоплавкий вольфрамовый стержень, а в зону расплава вручную подаётся проволока. При работе с применением полуавтоматов электродом для инверторной сварки служит проволока разного состава, подаваемая через горелку с регулируемой скоростью. Самым распространённым способом является использование штучных плавящихся электродов, толщина покрытия которых бывает особо толстой (Г), тонкой (М), средней (С) и толстой (Д).

Выбор толщины обмазки сварщиком создаёт условия для изменения степени воздействия на шов для его защиты от влияния кислорода воздуха, следов загрязнений и оксидного слоя. По составу покрытия электроды подразделяются таким образом:

• основного вида для сварки постоянным током и получения пластичного шва;
• тип с кислым покрытием для обеспечения тягучести металла в зоне сварочной ванночки;
• стойкость к ударным воздействиям придаёт целлюлозное покрытие, эти изделия используются также на вертикальном шве;
• рутиловое покрытие способствует устойчивому розжигу дуги;
• специальные электроды для сварки меди и алюминия, а также их сплавов.

При выборе изделия нужно учитывать толщину и состав заготовок, сварочный ток и диаметр электрода, эти параметры необходимо увязывать с характеристиками аппарата. Для сварки стали толщиной 1 мм выбирают электроды диаметром от 1,2 до 2 мм, при этом необходим ток силой 45−55 А. Для заготовок толщиной 2 мм, требуется диаметр 2,5 мм и ток силой 60−80 А, детали от 3 до 5 мм нуждаются в использовании диаметра от 3 до 4 мм и тока от 70 до 130 А. Более толстые заготовки сваривают электродом 5 мм и током 210 А и выше. К наиболее популярным, особенно у новичков, изделиям относятся стержни с рутиловым и основным покрытием, хотя во многом выбор зависит от состава свариваемого материала.

Важно помнить, что материал покрытия чувствителен к содержанию влаги, поэтому стержни перед сваркой необходимо прокаливать, а хранить их нужно в сухом проветриваемом месте.

Основное покрытие электродов марки УОНИ позволяет вести инверторную сварку, как в прямой, так и в обратной полярности, а рутиловая марка МР-3 даёт возможность использовать переменный и постоянный токи и характерна лёгким розжигом дуги.

Свариваемые металлы и выбор электродов

Для качественной сварки необходим определённый опыт, а также знание химического состава заготовок. Поэтому прежде чем выбрать сварочные электроды, нужно выяснить какой именно металл или сплав вы собираетесь соединять. Для разных видов металлов разработаны соответствующие изделия с разным видом покрытия и многие из них являются аналогами. Здесь может помочь различная справочная литература, консультация профессионалов в области продаж или опытных специалистов. В большинстве случаев работают с углеродистыми, нержавеющими сталями, чугуном и сплавами меди и алюминия. Довольно популярна сварка оцинкованной стали, разнородных заготовок и никелированных частей.

Высокая прочность и долговечность шва достигается точным подбором материала плавящегося электрода и его покрытия к соединяемому металлу или сплаву и заключается в следующих рекомендациях:

• конструкционные низколегированные, углеродистые стали весьма хорошо свариваются с использованием марок МР-3М, УОНИ-13/55, ОМА-2, ОЗС-30, ВИ-10-6, АНО-21 и ВСФ-65У;
• стали высокопрочные легированные свариваются с применением ЭА-981/5, ЭА-395/9, НИАТ-5, ОШЗ-1 и НИАТ-3М;
• жаропрочные сплавы и теплоустойчивую сталь соединяют марками ЦЛ-39, АНЖР-2, ТМЛ-3У, ОЗЛ-35, ИМЕТ-10 и КТИ-7А;
• для коррозионностойких и нержавеющих материалов подходят электроды ИЖ-15С, НИАТ-1, УОНИ-13НЖ, ЦТ-15 и ЭА-400/10Т;
• детали из разнородных по составу материалов сваривают марками АНЖР-2, ЭА-391/15, ВИ-ИМ-1, ЦТ-28, ОЗЛ-32, НИИ-48Г, ИМЕТ-10, В-56У и;
• для спецсталей используются марки ОЗЛ-44, АНВ-20, ЭА-112/15 и НИИ-48Г;
• для заготовок из чугуна используют ЦЧ-4, ОЗЖН-1, ОЗЧ-2 и МНЧ-2;
• алюминиевые сплавы сваривают с использованием ОЗА-1, ОЗА-2, ОЗАНА-1, ОЗАНА-2;
• медь и её соединения варят с применением АНЦ/ОЗМ-2, ОЗБ-3, Комсомолец-100, для бронзы подходят ОЗБ-2М;
• для сплавов никеля подходят ОЗЛ-32 и В-56У;
• для резки металла пользуются марками АНР-2М, ОЗР-2 и ОЗР-1.

При сварке тонкостенных листов иногда бывает необходимо сменить полярность на обратную для того, чтобы понизить глубину провара и избавиться от риска прожигания заготовок. В таком случае прибегают к инверторной сварке высокочастотным, импульсным переменным током.

Итог

Мы рассказали об основных принципах выбора покрытых электродов для сварки с применением различных аппаратов. Необходимо учитывать при подборе марки тип покрытия и диаметр стержней, силу тока и состав деталей. С приобретением некоторого опыта и навыков, эффективная работа не вызовет затруднений.

• Режимы дуговой сварки представляют собой совокупность контролируемых параметров, определяющих условия сварочного процесса. Правильно выбранные и поддерживаемые на протяжении всего процесса сварки параметры являются залогом качественного сварного соединения. Условно параметры можно разделить на основные и дополнительные.
• Основные параметры режима дуговой сварки : диаметр электрода, величина, род и полярность тока, напряжение на дуге, скорость сварки, число проходов.
• Дополнительные параметры: величина вылета электрода, состав и толщина покрытия электрода, положение электрода, положение изделия при сварке, форма подготовленных кромок и качество их зачистки.
• Выбор диаметра электрода
• Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла, положения, в котором выполняется сварка, катета шва, а также вида соединения и формы кромок, подготовленных под сварку. Для того чтобы правильно выбрать диаметр электрода, можно воспользоваться таблицей 1:

Таблица 1. Примерное соотношение диаметра электрода и толщины свариваемых деталей

• Однако такое соотношение является примерным, так как на этот фактор накладывает отпечаток размещение шва в пространстве и количество сварочных проходов. К примеру, при потолочном положении шва не рекомендуют применять электроды с диаметром более 4 м. Не пользуются электродами больших диаметров и при многопроходной сварке, так как это может привести к непровару корня шва.
• Сила тока выбирается в зависимости от диаметра шва длины его рабочей части, состава покрытия, положения сварки и т.д. Чем больше сила тока, тем интенсивнее расплавляется его рабочая часть и тем выше производительность сварки. Но это правило может приниматься с некоторыми оговорками. При чрезмерном токе для выбранного диаметра электрода происходит перегрев рабочей части, что чревато ухудшением качества шва, разбрызгиванием капель жидкого металла и даже может привести к сквозным прогораниям деталей. При недостаточной силе тока дуга будет неустойчива, часто будет обрываться, что может привести к непроварам, не говоря уже о качестве шва. Чем больше диаметр электрода, тем меньше допустимая плотность тока, так как ухудшаются условия охлаждения сварочного шва.
• Опытные сварщики силу тока определяют экспериментальным путем, ориентируясь на устойчивость горения дуги. Для тех, кто еще не имеет достаточного опыта, разработаны следующие расчетные формулы: Для наиболее распространенных диметров электрода (3 -6 мм):
  • I св = (20 + 6d э)d э
  • где I св — сила тока в А, d э - диаметр электрода в мм
• Для электродов диаметром менее 3 мм ток подбирают по формуле:
  • Icв = 30dэ
  • Для сварки потолочных швов сила тока должна быть на 10 - 20% меньше, чем при нижнем положении шва.
  • Кроме того, на силу тока оказывает влияние полярность и вид тока . К примеру, при сварке постоянным током с обратной полярностью катод и анод меняются местами и глубина провара увеличивается до 40%. Глубина провара при сварке переменным током на 15 - 20% меньше, чем при сварке постоянным током. Эти обстоятельства следует учитывать при выборе режимов сварки.

Выбор режима дуговой сварки

• При выборе режимов сварки следует учитывать и наличие скоса свариваемых кромок. Все эти обстоятельства учтены и сведены в таблицах 2 и 3. Особенности горения сварочной дуги на постоянном и переменном токе различны. Дуга, представляющая собой газовый проводник, может отклоняться под воздействием магнитных полей, создаваемых в зоне сварки. Процесс отклонения сварочной дуги под действием магнитных полей называют магнитным дутьем, которое затрудняет сварку и стабилизацию горения дуги.

Таблица 2. Режим сварки стыковых соединений без скоса кромок

Характер шва	Диаметр электрода, мм	Ток, А	Толшина металла, мм	Зазор, мм
Односторонний	3	180	3	1,0
Двухсторонний	4	220	5	1,5
Двухсторонний	5	260	7-8	1,5-2,0
Двухсторонний	б	330	10	2,0

Примечание: максимальное значение тока должно уточняться по паспорту электродов.

Таблица 3. Режимы сварки стыковых соединений со скосом кромок

Диаметр электрода, мм		Ток, А	Толщина металла, мм	Зазор, мм	Число слоев креме подваренного и декоративного
Первого	Последующего
4	5	180-260	10 .	1,5	2
4	5	180-260	12	2,0	3
4	5	180-260	14	2,5	4
4	5	180-260	16	3,0	5
5	6	220-320	18	3,5	6

Примечание: значение величины тока уточняется по паспортным данным электрода.

Особенно ярко выражено магнитное дутье при сварке на источнике постоянного тока. Магнитное дутье ухудшает стабилизацию горения дуги и затрудняет процесс сварки. Для уменьшения влияния магнитного дутья применяют меры защиты, к которым относят: сварку на короткой дуге, наклон электрода в сторону действия магнитного дутья, подвод сварочного тока к точке, максимально близкой к дуге и т.д. Если полностью избавиться от действия магнитного дутья не удается, то меняют источник питания на переменный, при котором влияние магнитного дутья заметно снижается. Малоуглеродистые и низколегированные стали обычно варят на переменном токе.

Техника ручной дуговой сварки

Траектория движения электрода

• Правильное поддержание дуги и ее перемещение является залогом качественной сварки. Слишком длинная дуга способствует окислению и азотированию расплавленного металла, разбрызгивает его капли и создает пористую структуру шва. Красивый, ровный и качественный шов получается при правильном выборе дуги и равномерном ее перемещении, которое может происходить в трех основных направлениях.
• Поступательное движение сварочной дуги происходит по оси электрода. При помощи этого движения поддерживается необходимая длина дуги, которая зависит от скорости плавления электрода. По мере плавления электрода, его длина уменьшается, а расстояние между электродом и сварочной ванной - увеличивается. Для того чтобы это не происходило, электрод следует продвинуть вдоль оси, поддерживая постоянную дугу. Очень важно при этом поддерживать синхронность. То есть, электрод продвигается в сторону сварочной ванны синхронно с его укорочением.
• Продольное перемещение электрода вдоль оси свариваемого шва формирует так называемый ниточный сварочный валик, толщина которого зависит от толщины электрода и скорости его перемещения. Обычно ширина ниточного сварочного валика бывает на 2 — 3 мм больше диаметра электрода. Собственно говоря, это уже есть сварочный шов, только узкий. Для прочного сварочного соединения этого шва бывает недостаточно. И поэтому по мере перемещения электрода вдоль оси сварочного шва выполняют третье движение, направленное поперек сварочного шва.
• Поперечное движение электрода позволяет получить необходимую ширину шва. Его совершают колебательными движениями возвратно-поступательного характера. Ширина поперечных колебаний электрода определяется в каждом случае индивидуально и во многом зависит от свойств свариваемых материалов, размера и положения шва, формы разделки и требований, предъявляемых к сварному соединению. Обычно ширина шва лежит в пределах 1,5 — 5,0 диаметров электрода.
• Таким образом все три движения накладываются друг на друга, создавая сложную траекторию перемещения электрода. Практически каждый опытный мастер имеет свои навыки в выборе траектории перемещения электрода, выписывая его концом замысловатые фигуры. Классические траектории движения электрода при ручной дуговой сварке приведены на рис. 1. Но в любом случае траекторию перемещения дуги следует выбирать таким образом, чтобы кромки свариваемых деталей проплавлялись с образованием требуемого количества наплавленного металла и заданной формы шва.
• Если шов не будет закончен до того, как длина электрода уменьшится настолько, что требуется его замена, то сварку на время прекращают. После замены электрода следует удалить шлак и возобновить сварку. Для завершения оборванного шва зажигают дугу на расстоянии 12 мм от углубления, образовавшегося на конце шва, называемого кратером. Электрод возвращают к кратеру, чтобы образовать сплав старого и нового электродов, а затем снова начинают перемещать электрод по первоначально выбранной траектории.

Схема дуговой сварки

• Порядок заполнения шва по сечению и длине определяет способность сварного соединения воспринимать заданные нагрузки, влияет на величину внутренних напряжений и деформаций в массиве шва.
• Швы различают: короткие — длина которых не превышает 300 мм, средние — длиной 300 — 100 мм и длинные — свыше 1000 мм. В зависимости от длины шва его заполнение может выполняться по различным схемам сварочного заполнения, которые представлены на рис. 2.
• При этом короткие швы заполняют за один проход — от начала шва до его конца. Швы средней длины могут заполняться обратноступенчатым методом или от середины к концам. Для выполнения обратноступенчатого метода заполнения шов разбивают на участки длина которых равна 100 —300 мм. На каждом из этих участков заполнение шва выполняют в направлении, обратном общему направлению сварки.
• Если для нормального заполнения шва одного прохода сварочной дуги мало, накладывают многослойные швы. При этом, если число накладываемых слоев равно числу проходов, шов называют многослойным. Если же некоторые слои выполняют за несколько проходов, такие швы называют многослойно-проходными. Схематически такие швы отражены на рис. 3.

Рис. 2. Схемы дуговой сварки : 1 — сварка напроход; 2 — сварка от середины к краям; 3 — сварка обратноступенчатым способом; 4 — сварка блоками; 5 — сварка каскадом; 6 — сварка горкой	Рис. 3. Виды сварных швов : 1 — однослойный; 2 — многопроходной; 3 — многослойный, многопроходной

• С точки зрения производительности труда наиболее целесообразными являются однопроходные швы, которым отдают предпочтение при сварке металлов небольших (до 8—10 мм) толщин с предварительной разделкой кромок.
• Но для ответственных конструкций (сосуды, работающие под давлением, несущие конструкции и т.д.) этого бывает мало. Внутренние напряжения, возникающие в процессе сварки, могут вызвать появление трещин в шве или в околошовной зоне из-за недостаточной пластичности шва и большой жесткости основного металла. При сварке изделий с относительно небольшой жесткостью внутренние напряжения вызывают местное или общее коробление (деформации) свариваемой конструкции. Кроме того, при сварке металлов толщиной более 10 мм. появляются объемные напряжения и возрастает опасность появления трещин. В таких случаях принимают целый ряд мер, позволяющих уменьшить напряжения и деформации: применяют сварные швы минимального сечения, сварку многослойными швами, наложение швов «каскадными методами» или «горкой», принудительное охлаждение или подогрев.
• При сварке «горкой» сначала у основания разделанных кромок прокладывают первый слой, длина которого должна быть не более 200 — 300 мм. После этого первый слой перекрывают вторым, длина которого на 200 — 300 мм больше первого. Точно так же накладывают третий слой, перекрывая второй на 200 — 300 мм. Таким образом продолжают заполнение до тех пор, пока количество слоев в зоне первого шва не окажется достаточным для заполнения. Следующий слой накладывают в месте окончания первого слоя, перекрывая последний (если позволяет длина шва) на те же 200 — 300 мм. Если первый шов прокладывался не в начале шва, а в его средней части, то горку формируют последовательно в обоих направлениях (рис.2,е). Так, формируя горку, последовательно заполняют весь шов. Преимущество данного метода состоит в том, что зона сварки все время находится в подогретом состоянии, что способствует улучшению физико-механических качеств шва, так как внутренние напряжения получаются минимальными и предупреждается появление трещин.
• «Каскадный метод» заполнения шва по существу является той же «горкой», но выполняют его в несколько другой последовательности. Для этого детали соединяют между собой «на прихватках» или в специальных приспособлениях. Прокладывают первый слой, а затем, отступив от первого слоя на расстояние 200 — 300 мм, прокладывают второй слой, захватывая зону первого (рис.2,д). Продолжая в той же последовательности, заполняют весь шов.
• Угловые швы (рис. 4) можно выполнять двумя методами, каждый из которых имеет свои преимущества и свои недостатки. При сварке «в угол» допускается больший зазор между деталями (до 3 мм), проще сборка, но техника сварки сложнее. Кроме того, возможны подрезы и наплывы, снижается производительность из-за необходимости за один проход сваривать швы небольшого сечения, катет которых меньше 8 мм. Сварка «в лодочку» допускает большие катеты шва за один проход и поэтому более производительна. Однако такая сварка требует тщательной сборки.
• Указанные приемы дуговой сварки рассматривались на нижних положениях шва, выполнение которых наименее трудоемко. На практике часто приходится выполнять горизонтальные швы на вертикальной плоскости, вертикальную и потолочную сварку. Для выполнения этих работ используются те же приемы, что и для швов с нижним положением, но трудоемкость работ и некоторые технологические особенности требуют более детального подхода и изменения некоторых методов.
• При сварке таких швов появляется вероятность вытекания расплавленного металла, что приводит к падению капель к незаполненным сваркой местам, потекам расплавленного металла по горизонтальным плоскостям и т.д

Рис. 4. Положение электрода и изделия при выполнении угловых швов : А — сварка в симметричную «лодочку»; Б — в несимметричную «лодочку»; В — «в угол» наклонным электродом; Г — с оплавлением кромок	Рис. 5. : При увеличении скорости наблюдается заметное уменьшение ширины шва, при этом глубина проплавления остается почти неизменной.

• Рассматривая суть процессов, происходящих в подобных швах, мы говорили, что удерживать металл в расплавленной ванне могут силы поверхностного натяжения. Для того чтобы эти силы были достаточными, сварщик должен владеть приемами сварки виртуозно. Здесь приходится понижать сварочный ток и применять электроды пониженного сечения. Это в конечном итоге сказывается на производительности, так как приходится увеличивать количество сварочных проходов. Поэтому на практике стараются в дополнение к силам поверхностного натяжения добавить «пленку поверхностного натяжения». Суть данного метода заключается в том, что дугу держат не постоянно, а с определенными промежутками, то есть импульсами.
• Для этого дугу постоянно прерывают, зажигая ее с определенными промежутками времени, давая возможность расплавленному металлу частично закристаллизоваться. Именно здесь и проявляется умение сварщика выбрать такие интервалы, когда не успевает образоваться сварочный катет и одновременно металл потерял бы часть своей текучести.
• Потолочный шов является самым сложным. Поэтому проводить его непрерывным горением дуги - дело бесперспективное. Сварку выполняют короткими во времени замыканиями дуги на сварочную ванну так, чтобы она не успела остыть, пополняя ее новыми порциями расплавленного металла.
• При сварке данным методом следует следить за размером дуги, так как ее удлинение может вызвать нежелательные подрезы. Кроме того, при сварке таких швов создаются неблагоприятные условия для выделения шлаков из расплавленного металла, что может привести к пористости сварного шва.
• Вертикальные швы можно варить в двух направлениях - снизу вверх и сверху вниз. И тот и другой метод имеет право на существование, но всегда предпочтительнее сварка на подъем. В этом случае расположенный снизу металл удерживает сварочную ванну, не давая ей растекаться.
• При сварке на спуск труднее удерживать сварочную ванну, и поэтому добиться качественного шва гораздо сложнее. Суть такого метода практически не отличается от потолочной сварки, и применяют его тогда, когда сварка на подъем технологически невозможна.
• Горизонтальные швы на вертикальной плоскости тоже имеют свои особенности. В данных швах особую сложность представляет удержание сварочной ванны у обеих кромок свариваемых деталей. Для того чтобы облегчить этот процесс, скос нижней кромки не выполняют. В таком случае получается полочка, которая способствует удержанию на месте расплавленной сварочной ванны. Уместен здесь и прием импульсной сварки с кратковременным зажиганием дуги, как и для потолочных швов.
• Удаление сварочных шлаков выполняют обрубочным молотком. Для этого, подождав, пока заготовка остынет настолько, что ее можно брать рукой, прижимают крепко к столу и ударами молотка, направленными вдоль шва, удаляют шлак, покрывающий сварочный шов. После этого шов проковывают для снятия внутренних напряжений. Для этого боек молотка разворачивают вдоль шва и выполняют проковку по всей его длине.Завершают очистку жесткой проволочной щеткой, перемещая ее резкими движениями сначала вдоль шва, а потом - поперек, чтобы удалить последние остатки шлака.

Рис. 6. Влияние угла наклона изделия на форму сварного шва : При сварке на подъем наблюдается большая глубина проплавления, а также большая высота валика. При сварке на спуск наоборот снижается глубина проплавления и уменьшается высота сварного шва. При этом ширина шва практически не меняется.	Рис. 7. Влияние положения электрода на форму сварного шва : На рисунке видно, что при сварке углом назад более глубокое проплавление, а при сварке углом вперед увеличивается ширина шва и уменьшается высота валика.
Рис. 8. Влияние скорости сварки на форму сварного шва : Положение сварочной ванны при наклонах изделия, дуги или электрода. Сварка на спуск, сварка на подъем, сварка углом вперед.	Рис. 9. Влияние подготовки кромок под сварку при стыковом соединении.
Рис. 10. Элементы стыкового шва, углового шва и валика на пластине : B — ширина сварного шва; K — катет шва	Рис. 11. Влияние величины сварочного тока при сварке : Если при сварке изменять сварочный ток то будут меняться параметры сечения шва. При более низком токе увеличивается глубина проплавления и увеличивается валик сварного шва.

В ходе выполнения ручной сварки с помощью инвертора используются специально изготовленные из металла или других материалов стержни, называемые сварочными электродами. По ним протекает постоянный или переменный ток, достаточный для доведения кромок свариваемых деталей до жидкого состояния. Они могут изготавливаться из тугоплавких материалов, вроде вольфрама, но абсолютное большинство рекомендуемых для инверторной сварки электродов имеют плавящийся сердечник. При необходимости их применяют для резки металла, но качество отверстий тогда остается невысоким.

Перед началом работы электроды для сварки инвертором подбираются в соответствии с материалом свариваемых элементов. Поскольку металл, составляющий их основу, в процессе формирования шва заполняет пространство между деталями, для лучшего контакта с ними он должен иметь схожий компонентный состав и внутреннюю структуру. Поэтому существуют расходные материалы для сварки алюминия, меди, чугуна и прочих черных и цветных металлов.

Самое большое распространение в строительстве и промышленном производстве получили стальные электроды, разделяемые ГОСТ на несколько групп:

• для углеродистых и низколегированных сталей;
• для легированных сплавов;
• для термостойких легированных сталей;
• для высоколегированных сплавов;
• для наплавления добавочных наружных слоев со специальными свойствами.

Каждое изделие имеет в своей основе длинный цилиндрический сердечник, окруженный с боков наружной обмазкой . Она нужна для защиты зоны сварки от вредного контакта с кислородом воздуха. По соотношению диаметров наружной оболочки и металлической сердцевины различают изделия с тонким, средним, толстым и особо толстым покрытием. Выделяют покрытия четырех главных типов:

• основное;
• целлюлозное;
• рутиловое;
• кислое.

Иногда применяются обмазки смешанного состава . Рассмотрим подробнее каждый тип.

Особенности изделий с различным покрытием

с кислой оболочкой АНО-2, СМ-5 технологичны, удобны в применении и подойдут даже для начинающих сварщиков.

Важно! Входящие в их состав окислы железа и марганца неблагоприятно сказываются на здоровье человека, поэтому применять их следует на открытых площадках или в условиях эффективной принудительной вентиляции.

Стержни с основной обмазкой УОНИ-13/45, ОЗС-2, ДСК-50 имеют в своем составе мелкую крошку натуральных пород: мрамора, кварцевого песка, плавикового шпата. Смесь закрепляется с помощью жидкого стекла, поэтому она не оказывает вредного воздействия на персонал. Шов, полученный с использованием таких расходных материалов, обладает высокой пластичностью. Они широко применяются при монтаже самых серьезных конструкций и прокладке трубопроводов, работающих под повышенным давлением.

Для инвертора АНО-3, ОЗС-4, МР-4 в составе своей обмазки содержат безопасный рутил. Он дает небольшое количество шлака, который почти мгновенно застывает в виде тонкой пленки. Эти качества позволяют сваривать детали при любом положении стержня.

Изделия с целлюлозным покрытием ВСЦ-1, ОЗЦ-1 содержат органические соединения, ферросплавы и тальк. Они также дают качественный шов при самых разных направлениях сварки с любой стороны детали и дают хорошие результаты при соединении тонких листов. Единственный их недостаток – хрупкость шва.

Выбор электрода по диаметру сердечника

Важнейшей характеристикой электрода является диаметр — его следует подобрать в зависимости от толщины свариваемых листов. Он напрямую связан с требуемой величиной расходуемого инвертором тока. Чем толще глубина провара, тем более массивный нужен сердечник и выше устанавливается сила тока. В таблице ниже приведена взаимосвязь между диаметром электрода, толщиной металла и рекомендуемой силой тока для сваривания.

Самые ходовые размеры – это 3 и 4 мм. При прокладке толстостенных трубопроводов и монтаже крупных металлических сооружений применяют расходный материал 5 и более миллиметров. Для сварки тонкого металла лучше выбрать миниатюрную проволоку.

Самые распространенные марки электродов и сфера их применения

Составить объективный рейтинг электродов для сварки инвертором невозможно, поскольку все они разрабатываются для различных металлов и условий применения. При этом принимается во внимание рекомендуемое рабочее положение стержня, характер покрытия, какой полярности постоянка или переменка нужна при выставлении настроек сварочного аппарата. Сильно влияют на выбор и индивидуальные предпочтения сварщика, складывающиеся в процессе многолетней работы. Мы представим наиболее распространенные в среде сварщиков марки, пользующиеся заслуженной популярностью не один год.

Рутиловые электроды этой марки являются одними из самых распространенных и востребованных. Они разработаны для сварки углеродистых и низколегированных сталей с предельным усилием разрыва до 490 МПа. С их помощью можно варить инвертором детали размером до 2 см. Для этого используется источник переменного или постоянного тока обратной полярности с напряжением холостого хода не менее 50В.

• легкость розжига и исключительная устойчивость дуги;
• незначительное разбрызгивание стали;
• легкость создания сплошного и ровного шва, доступная даже новичку;
• простое отделение шлаковой корки;
• минимальные требования к качеству подготовки кромок;
• возможность сварки при любом положении электрода.

• большое количество производителей изделий данной марки, среди которых встречаются и недобросовестные;
• строгий подход к условиям хранения, объясняемый резким ухудшением эксплуатационных параметров шва при намокании обмазки стержней.

Еще один представитель семейства рутиловых электродов , который хорошо подходит для сварки сталей с низким содержанием углерода. Отменная прочность шва с отсутствием посторонних включений и склонности к растрескиванию в широком диапазоне термических условий и внешних нагрузок востребована при изготовлении сложных конструкций на потенциально опасных объектах. Варить ими можно постоянным и переменным током, при этом потребляется минимально возможная мощность.

• превосходное качество шва;
• любое направление стержня в процессе сварки;
• моментальный розжиг и устойчивая дуга;
• возможность сварки минимальными токами;
• легкость очистки шва от шлаков;
• низкая стоимость.

• повышенная восприимчивость к влаге, что требует обязательной прокалки электродов перед работой при 150 о С в течение часа;
• необходимость тщательной зачистки области сварного соединения перед началом работы.

с кислой обмазкой , рассчитанные на сварку заготовок из серого и ковкого чугуна и устранения дефектов литья. На сварочном аппарате устанавливается постоянный ток обратной полярности. Шов выполняется в нижней горизонтальной плоскости или в вертикальном направлении при движении снизу вверх короткими валиками с периодической проковкой и охлаждением.

• возможность сварки чугуна – одного из самых капризных в обработке материалов.

• сложная технология производства работ;
• приходится выдерживать расходную партию в муфельной печи течение часа при температуре 190-210 о С.

Лучшие электроды для сварки инвертором самых сложных и качественных изделий из углеродистой и низколегированной стали имеют основной тип покрытия .

Они высоко ценятся профессионалами за отличное качество шва, но требуют определенного времени на привыкание к работе ими. Провар ведут постоянным током обратной полярности почти во всех положениях. Исключением является лишь вертикальный шов в направлении сверху вниз.

Неразъемное соединение превосходно выдерживает значительные нагрузки и может использоваться в широком интервале температур.

• однородность шва, обеспечивающая применение изделий этой марки при изготовлении ответственных трубопроводов и нагружаемых строительных конструкций;
• простое удаление шлака;
• высокая производительность работы;
• экономичный расход электродов;
• широкий диапазон возможных пространственных положений стержня;
• приемлемая стоимость.

• сложность повторного розжига;
• необходимость привыкания к достаточно сложному режиму поддержания дуги.

ОЗЛ-8

Эти электроды с обмазкой основного типа применяются для работы по нержавейке . При этом материал шва превосходно переносит влияние химически активных сред и не боится высоких механических нагрузок. Сварку ведут в произвольном положении постоянным током обратной полярности.

Совет! Для исключения растрескивания материала его охлаждение должно производиться в плавном режиме.

Такие электроды используются при изготовлении, монтаже и ремонте аппаратов и трубопроводов в пищевой, химической и нефтехимической промышленности. Полученные с их помощью швы выдерживают экстремальные температуры и повышенное давление.

• высокое качество шва;
• широкий диапазон применения;
• устойчивая дуга;
• простой режим сварки в любых положениях;
• минимальное количество шлака и легкость его удаления;
• доступная цена для изделий своего класса.

• необходимость предварительной прокалки электродов при 300 о С;
• повышенный расход материала.

Заключение

Собираясь купить электроды для выполнения определенного вида работ, желательно внимательно ознакомиться с их техническими характеристиками и областью применения. Опытные сварщики стараются использовать минимальный набор марок , отдавая предпочтение тем или иным производителям, что снижает риск приобретения бракованной партии.

Инверторы – недорогие и простые в использовании аппараты. Они позволяют быстро получать швы, отвечающие самым строгим требованиям. Особенность механизма в возможности при включении формировать переменное напряжение тока. Его применяют при дуговом сварочном процессе методом плавления.

Во время плавления ток к месту шва подается через специальные металлические стержни, электроды. Их правильный выбор определяется техническими характеристиками и маркой, под которой изготавливается продукция.

Виды и характеристика электродов

Металлические стержни делят на 2 большие группы:

• плавящиеся. Отличаются наружным покрытием, обеспечивающим стабильное горение сварочной дуги и отсутствием шлаков;
• неплавящиеся. Подходят для аргоновой сварки.

В целом сварочные электроды различают по:

• диаметру;
• назначению;
• виду обмазки;
• по стране-производителю и марке изделия.

По уровню работ изделия бывают:

• для обычной сварки;
• для сварки ответственных металлоконструкций.

Диаметр электрода

Стержни бывают разной длины от 30 до 45 см. Основные показатели диаметра – 1,6; 2, 3, 3-4; 4; 4-5.

Внимание! Неопытным сварщикам лучше начинать практику с металла толщиной 3-4 см и сварочного электрода с диаметром 3 мм.

Выбор того или иного диаметра зависит от толщины металла. Например, для арматуры 4 мм подойдет стержень с аналогичным диаметром. Чем толще металл, тем больше показатель диаметра. Для каждого диаметра и марки – своя толщина обмазки.

Назначение по виду металла

Электропроводящие стержни необходимо подбирать в зависимости от типа работы и применения того или иного металла:

• варка углеродистых и низколегированных сталей;
• варка высоколегированных сталей;
• крепление теплоустойчивых сталей, отличающихся высокой прочностью;
• крепление чугуна и сплавов на его основе;
• варка меди и ее сплавов;
• работа с алюминием и его сплавами;
• варка сталей неизвестного состава.

Кроме того отличают электроды, применяемые для наплавки и ремонта металлических изделий.

Виды покрытия электродов

От вида покрытия или обмазки зависит работа с постоянным или переменным током и особенности эксплуатации.

Совет. Для ответственной сварки, требующей максимально эффективного результата, следует подобрать электрод с основным покрытием.

Обмазка бывает:

1. Основная. Благодаря сварке с использованием таких стержней получаются прочные швы с высоким показателем ударной вязкости. Швы не стареют и не покрываются микротрещинами, что позволяет использовать изделия в самых суровых условиях. С данными электродами работают только на постоянном токе.
2. Рутиловая. Подходит для сварки изделий из малоуглеродистой стали переменным и постоянным током. Узнать изделие можно по синему или зеленому оттенку. Электроды легко разжигаются и отличаются минимальными брызгами при работе. Их можно использовать для скрепления ржавых элементов.
3. Кислая. Используется для работы переменным и постоянным электрическим током. На выходе – отличные швы превосходного качества с легко удаляемым шлаком. Основным недостатком считаются токсичные выделения при эксплуатации. Работать электродами с кислым покрытием разрешается только в помещениях с наличием принудительной вентиляции.
4. Целлюлозная. Единственная обмазка, позволяющая сваривать металл сверху вниз с помощью постоянного тока. Сварочный шов прочный, но не самый аккуратный. Отличается минимальным количеством шлака.

Проверенные и популярные марки электродов

Инвертор – неприхотливое устройство, и способен работать с сотней видов расходников.

Совет. В производстве сварочных стержней часто встречаются подделки и изделия ненадлежащего качества. Практики рекомендуют остановить выбор на проверенных вариантах.

Популярные марки сварочных электродов:

• УОНИ–13/55. Продукция для профессионалов, благодаря которой шов ровный и прочный;
• МР–3С. Подходит для скрепления элементов при ответственной сварке с высокими требованиями ко шву;
• МР–3. Универсальный вариант для работы с ржавыми и грязными поверхностями;
• АНО. Идеально подходит для новичков, легко зажигается, и гарантируют хороший результат.

Руководствуясь приведенной информацией, легко выбрать подходящий вид сварочных стержней. Для начала – определиться с выбором металла, его толщиной. Затем подобрать электрод известной марки, нужного вида, диаметра и покрытия. Рациональный подбор обеспечит желаемый итог сварки.

Выбор электродов для сварки инвертором — видео