Главный Механик

Вернуться к статьям

Выбор сварочных электродов

Для создания равной прочности металлов и шва в месте сварки необходимо правильно подобрать электрод, так как здесь важен не только вид его покрытия, но и химический состав стержня электрода.

Неправильный выбор может привести к разрушению сварочного шва в процессе остывания. Кроме того, при неправильном сочетании легирующих добавок и расплава, образование такого шва вообще невозможно. При сварке в инертной среде нужно подобрать соответствующую присадочную проволоку, а при работе расплавленным электродом – правильно выбрать его марку.
В качестве стержней у электродов применяется сварочная проволока, а покрытием служит обмазка, состоящая из нескольких компонентов в виде порошков, соединенных между собой с помощью жидкого стекла. На данный момент уже известно более 500 видов электродов как зарубежного, так и отечественного производства.

В процессе сварки за счёт испарения обмазки электрода в рабочей зоне создаётся защитная среда. К примеру, электроды с рутиловым или основным покрытиями образуют флюс, который защищает от внешней среды капли металла. Такие электроды отлично оберегают шов от водорода, однако они образуют поры при наличии ржавчины или окалины. Существуют также электроды с покрытием из целлюлозы, которые широко используются за рубежом.

Рассмотрим самые распространенные группы электродов.
К первой группе относятся электроды для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей. Эти электроды, предназначенные для сварки углеродистых сталей, содержащих до 0,25% углерода, и низколегированных сталей с временным сопротивлением разрыву до 590 МПа. Основными характеристиками электродов этой группы являются механические свойства металла шва и сварного соединения: временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударная вязкость, угол изгиба. По этим показателям электроды данной группы классифицируются на следующие типы:
А) для сварки сталей с временным  сопротивлением разрыву металла шва или сварного соединения до 490 МПа 
Б) для сварки сталей с временным сопротивлением разрыву от 490 МПа  до 590 МПа (когда к металлу шва предъявляются повышенные требования по относительному удлинению и ударной вязкости).

Электроды для сварки углеродистых и низколегированных сталей характеризуются также уровнем сварочно-технологических свойств, в том числе возможностью сварки во всех пространственных положениях, родом сварочного тока, производительностью процесса, склонностью к образованию пор, а в некоторых случаях - содержанием водорода в наплавленном металле и склонностью сварных соединений к образованию трещин.

Перечисленные характеристики, которые необходимо учитывать при выборе конкретной марки электрода, в значительной степени определяются видом покрытия. Покрытие может быть кислым, рутиловым, основным, целлюлозным и смешанным.

В группу электродов для сварки легированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности входят электроды, предназначенные для сварки легированных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 590 МПа. Сварку конструкций из этих сталей производят по двум технологическим вариантам: с последующей после сварки термической обработкой сварных соединений, без последующей термической обработки.

При сварке по первому варианту применяют электроды, обеспечивающие получение равнопрочных сварных соединений. Главными характеристиками таких электродов являются механические свойства металла шва и сварных соединений, получаемые после соответствующей термической обработки (временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударная вязкость).
По этим показателям стандартизировано пять типов электродов для сварки конструкционных сталей повышенной и высокой прочности: Э70, Э85, Э100, Э125 и Э150. Химический состав наплавленного металла указанным стандартом не регламентируется, за исключением серы и фосфора, содержание которых не должно превышать соответственно 0,030% и 0,035%. Вместе с тем при выборе конкретной марки электрода химический состав металла необходимо принимать во внимание, особенно при сварке конструкций, работающих в экстремальных условиях. Данные по химическому составу приводятся в нормативной документации и в условном обозначении электродов. Электроды для сварки конструкционных сталей повышенной и высокой прочности имеют покрытие основного вида.

При сварке конструкций из сталей без последующей (после сварки) термической обработки, когда равнопрочность сварных соединений не является обязательным условием, используют электроды, обеспечивающие получение металла шва с аустенитной структурой. Получаемые сварные соединения отличаются высокой стойкостью против образования трещин, а металл шва - повышенной пластичностью и вязкостью. Сварка такими электродами производится с учетом особенностей, присущих электродам, предназначенным для сварки высоколегированных сталей. Электроды этой группы можно использовать при сварке разнородных сталей.
К группе электродов для сварки теплоустойчивых сталей относятся электроды, предназначенные для сварки низколегированных и легированных теплоустойчивых сталей (теплоустойчивыми называют стали, работающие при повышенных температурах - до 550-600 гр С). Основными характеристиками электродов являются химический состав наплавленного металла и механические свойства металла шва при нормальной температуре. При выборе электродов учитывают также максимальную рабочую температуру, при которой регламентированы показатели прочности металла шва.

Вместе с тем, при сварке теплоустойчивых сталей применяются электроды, основным назначением которых является сварка других сталей (например, электроды марки АНЖР-1, предназначенные, главным образом, для сварки разнородных сталей).
Сварку теплоустойчивых сталей в большинстве случае выполняют с предварительным подогревом и последующей термообработкой.
В группу "Электроды для сварки высоколегированных сталей и сплавов" входят две подгруппы электродов:

А) Электроды для сварки коррозионностойких материалов. Электроды этой подгруппы обеспечивают получение сварных соединений, обладающих стойкостью к коррозии, в атмосферной, кислотной, щелочной и других агрессивных средах.

Некоторые марки электродов данной группы имеют более широкую область применения и их можно использовать не только для получения соединений с требуемой коррозионной стойкостью, но и в качестве электродов, обеспечивающих высокую жаростойкость и жаропрочность металла шва.

Б) Электроды для сварки жаростойких и жаропрочных сталей. Электроды этой подгруппы обеспечивают получение сварных соединений с требуемой жаростойкостью и/или жаропрочностью. Жаростойкими сварными соединениями являются соединения, обладающие высокой стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах свыше 550-600 градусов. Жаропрочными сварными соединениями являются соединения, работающие при этих температурах в нагруженном состоянии в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью.

Некоторые марки электродов, предназначенные для сварки жаростойких и/или жаропрочных материалов, используются для сварки коррозионно-стойких и разнородных сталей и сплавов.

В группу электродов для сварки специализированных сталей входят электроды, которые по назначению и совокупности характеристик не могут быть отнесены к другим группам электродов. Это - электроды, предназначенные для сварки легированных и высоколегированных хладостойких сталей, высокомарганцовистых сталей и т.п.

Большинство электродов этой группы применяют также для сварки разнородных сталей.

Вернуться к статьям