Для чого потрібні? Різні види покриттів електродів захищають метал, що плавиться, від окислення і сприяють формуванню рівного і якісного шва. У їхній ролі можуть виступати крейда, вуглекислий барій, сполуки титану та інші речовини.
Яке вибрати? У зварювальних роботах застосовують кислі, основні, рутилові та целюлозні покриття. Вибір виду залежить від майбутніх робіт і типу металу, який потрібно зварювати. Також важливо пильно оглянути електроди, щоб не купити браковані.
Під час проведення зварювальних робіт основна функція захисної обмазки стрижнів полягає у формуванні шлакової оболонки на краплинах металу електрода, що рухаються в дуговому проміжку, і на поверхні кромочного матеріалу елементів, що з'єднуються.
Завдяки шлаковому шару охолодження і затвердіння розплаву сповільнюється, що дає змогу позбутися газів і включень, які негативно позначаються на якості з'єднання. У багатьох видах покриття електродів шлакоутворення відбувається завдяки каоліну або титановому концентрату.
Здебільшого, обмазка стрижнів призначена для:
Серед другорядних завдань обмазки:
Сьогодні можна купити найрізноманітніші види зварювальних стрижнів залежно від типу металу і передбачуваного навантаження на майбутній виріб. Для електродів з обмазкою характерні два значення діаметра: самого стрижня і обмазки з напиленням. Вибираючи варіант для конкретної роботи, слід пам'ятати, що що більший діаметр, то об'ємніші елементи можна зварити за допомогою таких електродів.
Увага! Налаштування обладнання необхідно виставляти, виходячи з двох основних параметрів: діаметра стрижнів і товщини з'єднуваних заготовок. Особливо важливий ампераж, оскільки висока сила струму пов'язана з ризиком наскрізного пропалювання деталі, а при недостатніх її значеннях не формується зварювальна дуга.
Від товщини електрода залежить зручність і швидкість зварювання. Крім того, вона впливає на якість шва і надійність металоконструкцій, що виготовляються.
Цифровий індекс вказує величину мінімального гарантованого значення опору шва на розрив. Чим менше це значення, тим слабкіше з'єднання.
Наприклад, індекс 50 означає опірність розриву від 50 кгс/мм2. Стрижні з обмазкою Е42А призначені для роботи з металом, що має аналогічні показники міцності на розрив, коли необхідно отримати шов з підвищеною ударною в'язкістю і відносним подовженням. Буква А вказує на обмазку кислого типу.
Під час вибору електродів для певного виду зварювальних робіт звертають увагу не тільки на об'єм обмазки і діаметр стрижня, а й на товщину захисного покриття.
Визначається вона як співвідношення загальної товщини електродів (D) до діаметра їхніх стрижнів (d). Іншими словами, тонкі електроди можуть мати менший об'єм обмазки, якщо у них більше відношення D/d.
Залежно від цієї величини, електроди можуть належати до однієї з чотирьох категорій:
Електроди високої якості мають товщину обмазки 0,5-2,5 мм або 20-40 % від маси внутрішніх стрижнів. Стрижні із залізним порошком, які застосовуються для отримання високоякісного шва, розрахованого на високі навантаження, мають діаметр 3,5 за масової частки 50 %.
Користуючись тонкими або стабілізуючими електродами з товщиною покриття від 0,1 до 0,3 мм, отримують стабільне горіння дуги, але це не змінює якості металу, з якого отримують шов.
Далі розглянемо основні види покриття електродів.
Кисле покриття містить оксиди таких елементів, як залізо, марганець і кремній. Важливо пам'ятати про токсичність оксидів марганцю, шкідливих для здоров'я. Саме тому їх застосовують дедалі рідше. Замість кислих покриттів у наші дні частіше користуються рутилово-кислими.
Межі міцності швів, одержуваних під час використання електродів з такими обмазками (типу Е38 і Е42 за ГОСТ 9467 від 1975 р.), - не більше 412 МПа. Для подібних стрижнів характерна низька чутливість до окалини та іржі на крайках з'єднуваних елементів, їх можна застосовувати в зварюванні подовженою дугою. Також вони підходять для роботи з постійним і змінним струмом.
Велика кількість кисню, що виділяється під час зварювання стрижнями з такою обмазкою, сприяє збільшенню плинності розплаву в зварювальній ванні завдяки підвищенню температури горіння дуги і зниженню поверхневого натягу. Завдяки цьому прискорюється процес зварювання заготовок, але посилюється ризик появи таких вад шва, як підрізи, зростає схильність металу шва до гарячого розтріскування.
Плюси кислого покриття на стрижнях:
Мінуси електродів з кислим покриттям:
У машинобудівній і будівельній промисловості такими електродами користуються під час зварювання некритичних металоконструкцій з низьколегованої сталі.
Серед різних видів покриттів електродів для зварювання є обмазки, половину яких становить целюлоза та інша органіка. Крім того, в їхньому складі можлива присутність органічних смол, тальку, феросплавів та інших речовин.
Для металу шва, отриманого за допомогою такого електрода, характерний підвищений вміст водню. Хімічний склад матеріалу аналогічний спокійним і напівспокійним сталям, а механічні властивості відповідають типам Е42, 46 і 50 (ГОСТ 9467 від 1975 р.) з межами міцності 412, 451 і 490 МПа відповідно.
Такі переваги, як значна кількість захисного газу і низьке шлакоутворення, дають змогу використовувати подібні електроди для формування вертикальних швів на спуск. Одностороннє зварювання у висячому положенні із застосуванням стрижнів із целюлозним обмазуванням супроводжується утворенням біля швів рівномірних зворотних валиків.
Також варто згадати значне розбризкування рідкого металу і знижену пластичність матеріалу швів, що пов'язано з воднем, який виділяється при згорянні органіки.
До плюсів застосування стрижнів з целюлозною обмазкою слід віднести:
Стрижні з целюлозним покриттям використовують для зварювання елементів з низьколегованої сталі. Часто застосовують для формування кореневих швів на магістральних трубопроводах.
До складу рутилового покриття стрижнів входять природний рутиловий концентрат або двоокис титану TiO2, кремнезем (граніт, польовий шпат, слюда), карбонати кальцію і магнію, феромарганець.
Хімічний склад металу в місцях з'єднання аналогічний спокійним і напівспокійним сталям. Найчастіше електроди з обмазкою на основі рутилу за характеристиками шва відносяться до типів Е42 і Е46 з граничною міцністю 412 і 451МПа (згідно з ГОСТ 9467 від 1975 р.). Схильність до розтріскування матеріалу швів у стрижнів з рутиловою обмазкою нижча, ніж у електродів з кислими покриттями.
Крім суто рутилової обмазки, часто застосовують покриття змішаного типу з відмінними технологічними характеристиками: рутилово-целюлозні (РЦ), рутилово-основні (РБ), кисло-рутилові (АР).
Для електродів з подібним покриттям характерні спокійне розплавлення з незначним розбризкуванням рідкого металу і перехід матеріалу стрижнів у зварювальну ванну у вигляді крапель малого і середнього розміру. Крім того, завдяки рутилу дуга легко підпалюється повторно навіть без контакту електродів з поверхнею деталей. За рахунок таких властивостей обмазки зручно варити короткі шви за необхідності частого переривання дуги, шлак без зусиль відходить від металу в місцях наплавів.
Електроди з рутиловим покриттям вирізняються низькою чутливістю до вологи, оксидів та іржі на деталях, що зварюються.
На відміну від інших видів покриття електродів для ручного дугового зварювання, рутилова обмазка найменш шкідлива для здоров'я.
Переваги рутилового покриття стрижнів:
Мінуси рутилового покриття:
Рутилові електроди користуються популярністю завдяки універсальності. Їх застосовують для зварювання конструкцій з низьковуглецевої сталі, відрізків трубопроводів і ремонту металевих виробів, що стали непридатними.
До складу основного покриття стрижнів входять карбонати магнію, кальцію (доломіт, магнезит і мармур) і плавиковий шпат, причому останній негативно позначається на якості зварювання під час роботи зі змінним струмом. Електроди з обмазкою такого типу зазвичай використовуються з постійним струмом. Зварювальні роботи із застосуванням і постійного, і змінного струму можуть здійснюватися завдяки змішаному покриттю з меншим вмістом дифториду кальцію.
Хімічний склад наплавлюваного металу під час роботи стрижнями з покриттям основного типу схожий зі спокійними сталями, а його механічні властивості відповідають типам Е42А, Е46А, Е50, Е55 і Е60 (згідно з ДСТУ 9467 від 1975 р.). Найпопулярніший із них - Е50А, він має максимальну тимчасову міцність на розрив 490 МПа. Буква А в маркуванні говорить про поліпшену пластичність наплаву.
Ці види покриття зварювальних електродів дають змогу формувати зварні шви високої пластичності та ударної в'язкості в діапазоні від нормальної до низької температури. Подібні наплави мають високу стійкість до гарячого розтріскування, що стає можливим завдяки низькому вмісту газу, включень неметалевого характеру і шкідливих компонентів.
Крім того, газове захисне середовище, яке здебільшого складається з СО і СО2, не містить водню, який викликає холодне розтріскування в наплаві. Рідкий метал зварювальної ванни переноситься у вигляді середніх і великих крапель і має високу в'язкість.
Не варто забувати і про недоліки такої обмазки. Подібним електродам властиве пороутворення через наявність продуктів корозії, масел і окалини на крайках елементів, що з'єднуються. Цей ефект спостерігається і при потраплянні вологи на покриття або подовженій дузі. Стрижні повинні зберігатися в сухих провітрюваних приміщеннях. Перед початком роботи їх необхідно прожарювати до високої температури. Зварювати найкраще на постійному струмі зі зворотною полярністю.
Переваги основного покриття:
Недоліки основного покриття:
За допомогою таких електродів зварюють відповідальні металоконструкції, особливо якщо потрібно виконати шви з високою якістю. За допомогою стрижнів з обмазкою основного типу проводять зварювальні роботи при будівництві нафто- і газопроводів, мостів та інших подібних об'єктів.
Через те, що більшість покриттів чутливі до впливу вологи, важливо зберігати електроди в сухих і провітрюваних приміщеннях, а також прогрівати і висушувати стрижні за необхідності перед початком робіт, щоб уникнути постійного їх залипання і переривання дуги.
Купуючи ці пристосування для зварювання, обов'язково переконайтеся в цілісності поліетиленових упаковок і відсутності слідів намокання на картонних коробках. Якщо ж електроди відсиріли, їх можна просушити за допомогою звичайної духовки.
Під час вибору стрижнів із захисною обмазкою для проведення зварювальних робіт важливо враховувати характер і призначення з'єднань. Ми розглянули основні типи захисних покриттів, їхні плюси і мінуси. Будемо раді, якщо інформація, викладена в огляді, допоможе вам у підборі стрижнів з оптимальними характеристиками.
