Металлические электроды для дуговой сварки изготов­ляют следующих размеров:

Диаметр	1,6	2,0	2,5	3,0	4,0	5,0	6,0	8,0	10	12
	Электроды из углеродистой и легированной проволоки	200	250	250	300	350				450
Дли­	250		300	350	450
на	Электроды из высоколегиро­ванной проволоки	150	200		300					350
	200	250	250	350	350				450

По качеству электроды подразделяются на три группы.

Покрытие электрода должно быть однородным, плот­ным, прочным, без трещин, наплывов, вздутий и эксцент­ричности относительно оси стержня. Допускаются шеро­ховатость и отдельные риски глубиной менее четверти тол­щины покрытия, вмятины глубиной до половины толщи­ны покрытия на длине не более 12,0 мм, оголенность толь­ко с конца электрода на длине не более половины диаметра и другие мелкие дефекты. Прочность покрытия испытыва­ют следующим образом: при падении плашмя на стальную плиту с высоты 1 м электродов диаметром менее 4 мм и с высоты 0,5 м электродов диаметром 4 мм и более покры­тие не должно разрушаться. Влагостойкость покрытия про­веряют погружением электрода в воду и выдержкой в тече­ние 24 часов при температуре 15—25°С.

Электроды упаковывают в водонепроницаемую бумагу или полиэтиленовую пленку и пачками массой 3—8 кг укла­дывают в деревянные ящики. Масса ящика — от 30 до 50 кг.

На каждой пачке имеется этикетка, содержащая наиме­нование завода-изготовителя, условное обозначение элект­

рода, область применения, режимы сварки, обработки и механические показатели сварного шва, свойства наплав­ленного металла и коэффициент наплавки.

Электроды, изготовленные по ГОСТ, обеспечивают устойчивое горение дуги и спокойное равномерное плавле­ние покрытия. Шлак ровным слоем покрывает наплавляе­мый металл и легко удаляется после остывания. Трещи­ны, газовые поры и шлаковые включения в сварном шве не образуются. Химический состав металла шва и допусти­мое содержание серы и фосфора указываются в паспорте электрода. Содержание серы и фосфора в металле сварно­го шва при сварке низкоуглеродистых и низколегирован­ных сталей должно быть не более 0,05%, при сварке леги­рованных сталей повышенной прочности — не более 0,04%.

* Сварные швы высоколегированных сталей должны содер­жать не более 0,025% серы и 0,03% фосфора.

Для сварки углеродистых и низколегированных конст­рукционных сталей предусмотрены девять типов электро­дов: Э38, Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50, Э50А, Э55, Э60; для сварки легированных конструкционных сталей повы­шенной и высокой прочности пять типов: Э70, Э85, Э100, Э125, Э150. Кроме того, предусмотрены девять типов элек­тродов для сварки теплоустойчивых сталей.

Тип электрода обозначается буквой Э и цифрой, указы­вающей гарантируемый предел прочности металла шва в кгс/мм2. Буква А в обозначении указывает, что металл шва, наплавленный этим электродом, имеет повышенные плас­тические свойства. Такие электроды применяют при свар­ке наиболее ответственных швов. Для изготовления стер­жней большинства электродов, предназначенных для сварки углеродистых и легированных конструкционных сталей, применяют проволоку марок Св-08 и Св-08А.

Выбор типа электрода производится исходя из уело - вия обеспечения равнопрочности сварного шва и основно­го металла. Характеристика металла сварного шва, вы­полненного электродами различных типов, приводится в табл. 13, 14.

Таблица 1 3 Механические свойства металлов шва, наплавленного при дуговой сварке металлическими электродами для конструкционных сталей Тип элек­трода Временное сопротив­ление раз­рыву, МПа Металл шва и наплав­ленный Угол загиба для металла соеди­нения, сваренно­го электродами диаметрами менее 3 мм, град. Относи­тельное удлинение Ps, % Ударная вязкость, Дж/см7 Э38 370 14 29 60 Э42 410 18 * 78 150 Э46 450 18 78 150 Э50 490 16 69 120 Э42А' 410 22 147 180 Э46А 450 22 137 180 Э50А 490 20 127 150 Э55 540 20 117 150 Э60 590 18 98 120 Э70 690 14 59 — Э85 840 12 49 — Э100 980 10 49 — Э125 1225 8 39 — Э150 1470 6 39 —

Таблица 14 Механические свойства металлов шва н наплавленного при дуговой сварке металлическими электродами для легированных теплоустойчивых сталей Тип электрода Временное со­противление разрыву, МПа Относи­ тельное удлинение 05, % ■ Ударная вяз­кость, Дж/см2 Э09М 440 18 98 Э09МХ 450 18 88 Э09Х1М 470 18 88 Э05Х2М 470 18 88 Э09Х2М1 490 16 78 Э09Х1МФ 490 16 78 Э10Х1М1НФБ 490 15 69 Э10ХЗМ1БФ 540 14 59 Э10Х5МФ 540 14 59

Примечания: 1. В таблице даны механические свойства металла пос­ле термической обработки по режимам, регламентированным тех­ническими условиями или паспортами на электроды конкретных марок. 2. Механические свойства соединений, сваренных электро­дами, диаметр которых меньше 3 мм, должны соответствовать тех­ническим условиям и паспортам на электроды конкретных марок.

Каждому типу электрода соответствует несколько ма­рок электродов. Например, типу Э42 соответствуют элект­роды ОМА-2, АНО-6, МЭЗ-04 и др. Марка электрода — это его промышленное обозначение, как правило, характери­зующее стержень и покрытие.

Электродные покрытия делят на две группы: тонкие (стабилизирующие и ионизирующие) и толстые (качествен­ные). Назначение тонкого покрытия — облегчить возбуж­дение дуги и стабилизировать ее горение. Для этого по­крытие составляют из вещества, атомы и молекулы кото­рого обладают низким потенциалом ионизации, т. е. лег­ко ионизируются в воздушном промежутке дуги. Такими веществами являются калий, натрий, кальций, барий, ли­тий, стронций и др. Они применяются, как правило, в виде углекислых солей: мел (СаС03), поташ (КС03), углекис­лый барий (ВаС03) и др. В качестве связующего вещества применяют жидкое стекло, представляющее собой СИЛИп кат натрия. Покрытие наносят на стержень электрода сло­ем 0,1—0,25 мм, что составляет 1,5—2% от массы электро­да. Тонкое покрытие не создает защиты для расплавленного металла шва, и поэтому при сварке происходит окисление и азотирование наплавленного металла. Шов получается хруп­кий, пористый, с различными неметаллическими включе­ниями. Поэтому электроды с тонким покрытием использу­ют при выполнении неответственных сварных швов.

Наиболее простым тонким покрытием является мело­вое. Оно состоит из мелкопросеянного чистого мела, раз­веденного на жидком стекле. На 100 массовых частей мела берется 25—30 массовых частей жидкого стекла и получен­ная смесь размешивается в воде до сметанообразного со­стояния. Электродные стержни окунают в этот раствор и сушат при комнатной температуре или в сушильных шка­фах при температуре 30—40°С. Такие электроды дают при сварке швы очень низкого качества и поэтому применяют­ся очень редко. Более качественные сварные швы дают элек­троды с тонким покрытием марок К-3 и А-1. Основной со­ставляющей этих покрытий является титановый концент­рат. Покрытие К-3 содержит 57,8% титанового концентра­та и 42,2% марганцевой руды, а жидкое стекло составляет 25—35% к массе концентрата и руды. Покрытие А-1 содер­жит 86,6% титанового концентрата, 10,2% марганцевой руды и 3,2% калиевой селитры. Жидкое стекло берется в количестве 30—35% к массе остальных компонентов. При сварке тонкостенных изделий хорошие результаты дает покрытие МТ, состоящее из 62% титанового концентрата, 31% нолевого шпата и 7% хромовокислого калия. Жидкое

стекло составляет 30% к массе остальных компонентов. Кроме этих покрытий применяют и ряд других, имеющих различные назначения.

Электроды с толстым покрытием применяют для по­лучения сварных соединений высокого качества, поэтому эти покрытия называют качественными. Качественное по­крытие выполняет следующие функции: обеспечивает ус­тойчивое горение дуги, защищает расплавленный металл шва от воздействия кислорода и азота воздуха, раскисляет в металле шва оксиды и удаляет невосстанавливаемые ок­сиды в шлак, изменяет состав наплавляемого металла вво­дом в него легирующих примесей, удаляет серу и фосфор из расплавленного металла шва, образует шлаковую корку над металлом шва, замедляет его охлаждение и тем са­мым способствует выходу газов и неметаллических вклю­чений на поверхность металла шва.

Теория сварочных процессов дает возможность точно рассчитать состав электродных покрытий в зависимости от состава свариваемого металла и требований, предъявляе­мых к сварочному шву. Для выполнения перечисленных выше функций электродное качественное покрытие долж­но содержать следующие компоненты:

• ионизирующие вещества для снижения эффективно­го потенциала ионизации, что обеспечивает стабиль­ное горение дуги. В качестве ионизирующих компо­нентов в покрытия вводят такие вещества, как мел, мрамор, поташ, полевой шпат и др.;

• газообразующие вещества, которые при сварке раз­лагаются или сгорают, выделяя большое количество

. газов, создающих в зоне дуги газовую оболочку. Бла­годаря этой оболочке металл шва предохраняется от воздействия атмосферного кислорода и азота. Таки­ми газообразующими веществами являются крахмал, древесная мука, целлюлоза и др.;

• раскисляющие вещества, которые обладают большим сродством с кислородом и поэтому восстанавливают металл шва. Раскислителями служат ферросплавы, алюминий, графит и др.;

• шлакообразующие вещества, создающие шлаковую защиту расплавленного металла шва, а также капель электродного металла, проходящих через дуговой промежуток. Кроме того, шлаки активно участвуют в металлургических процессах при сварке и способ­ствуют получению качественного шва. В качестве шлакообразующих веществ применяют полевой шпат, кварц, мрамор, рутил, марганцевую руду и др.;

• легирующие вещества, которые в процессе сварки пе­реходят из покрытия в металл шва и легируют его для придания тех или иных физико-механических качеств. Хорошими легирующими веществами явля­ются ферромарганец, "ферросилиций, феррохром, ферротитан. Реже применяют различные оксиды ме­таллов (меди, хрома и др.);

• связующие вещества, предназначенные для замеса всех компонентов покрытия в виде пасты, а также для связывания пасты на сердечнике электрода и при­дания определенной прочности после высыхания покрытия. Таким веществом является жидкое стек­ло. Реже применяется декстрин.

По видам покрытия электроды подразделяют: с кис­лым покрытием — условное обозначение А; с рутило - вым — Р; с целлюлозным — Ц; с основным — Б; с по­крытием смешанного типа — двойное обозначение (напри­мер, АЦ); с прочими видами покрытий — П.

Кислые покрытия (АНО-1, СМ-5) содержат руды в виде окислов железа и марганца. При плавлении они выделяют кислород, способный окислить металл ванны и легирую -

гцие примеси. Для ослабления действия кислорода в по­крытие вводят раскислители в виде ферросплавов. Однако наплавленный металл имеет относительно малую вязкость и пластичность и пониженное содержание легирующих примесей.

Рутиловые покрытия (АНО-3, АНО-4, МР-3, ОЗС-4) имеют основным компонентом рутил (TiOz — диоксид ти­тана). Шлакообразующими служат рутил, а также полевой шпат, магнезит и др. В качестве раскислителя и легирую­щего компонента применяют ферромарганец.

Целлюлозные покрытия (ВСЦ-1, ВСЦ-2, ОМА-2) содер­жат главным образом органические компоненты в качестве газообразующих и связующих веществ. В качестве раскис - лителей введены ферромарганец, ферросилиций.

Основные покрытия (УОНИИ-13, ДСК-50) составлены на основе плавикового шпата (CaF) и мрамора (карбонат кальция СаСОЗ). Отсутствие в составе этого покрытия ок­сидов железа и марганца позволяет широко легировать на­плавляемый металл. При сварке можно получить металл шва заранее заданного химического состава с хорошими механическими свойствами. В качестве раскислителей по­крытие содержит ферротитан, ферромарганец и ферроси­лиций.

Условное обозначение электродов включает марку электрода, диаметр стержня, группу по качеству и номер ГОСТ (рис. 30).

Электроды покрытые металлические для сварки и на­плавки сталей систематизируют следующим образом.

По назначению:

• для сварки углеродистых и низколегированных конст­рукционных сталей с временным сопротивлением раз­рыву до 600 МПа—У (условное обозначение);

• для сварки легированных конструкционных сталей с вре­менным сопротивлением разрыву более 600 МПа—JI;

Рис. 30. Условное изображение электродов:

1 — тип; 2 — марка; 3 — диаметр» мм; 4 — обозначение назначе­ния электродов; 5 — обозначение толщины покрытия; 6 — группа электродов; 7 — группа индексов, указывающих характеристики наплавленного металла и металла шва по действующим стандар­там, 8 — обозначение вида покрытия; 9 — обозначение допустимых пространственных положений сварки и наплавки; 10 — обозначение рода тока, полярности постоянного тока и номинального напряже­ния холостого хода источника питания переменного тока частотой 50 Гц; 11 — ГОСТ...; 12 — обозначение стандарта на типы электро­дов.

• для сварки легированных теплоустойчивых сталей — Т;

• для сварки высоколегированных сталей с особыми свой­ствами — В;

• для наплавки поверхностных слоев с особыми свойства­ми — Н.

По толщине покрытия в зависимости от отношения диаметра электрода к диаметру стержня D/d электроды делят:

с тонким покрытием — М, D/d < 1,2; со средним покрытием — С, D/d = 1,2 ... 1,45; с толстым покрытием — Д, D/d 1,45 ... 1680; с особо толстым — Г, D/d > 1,8.

По допустимым пространственным положениям свар­ки или наплавки:

• для всех положений — 1;

• для всех положений, кроме вертикального сверху вниз ~2;

• для нижнего, горизонтального на вертикальной плос­кости и вертикального снизу вверх — 3;

• для нижнего и нижнего «в лодочку» — 4.

* По роду тока, полярности постоянного тока и номи­нального напряжения холостого хода источника пита­ния сварочной дуги переменного тока частотой 50 Гц — в соответствии с табл. 15.

Таблица 15 Классификация электродов по роду и полярности тока Рекомендуемая полярность постоянного тока Напряжение холостого хода источника переменного тока, В Обозначения номинальное предельные отклонения Обратная — — 0 Любая 1 Прямая 50 +5 2 Обратная 3 Любая 4 Прямая 70 +10 5 Обратная . 6 Любая 7 Прямая . 90 ±5 8 Обратная 9

Условное обозначение должно быть указано на этикет­ках или в маркировке коробок, пачек и ящиков с электро­дами.

Например:

Э46А - УОНИ 13/45 4- 3,0 - УД2 rQCT 9466.?5 Е 432(5)-Б 10

Э46А — тип электрода, 46 — минимальный гарантиру­емый предел прочности металла, шва, кгс/мм2 (460 МПа); А — наплавленный металл имеет повышенные пластичес­кие свойства;

УОНИ 13/45 — марка электрода; 3,0 — диаметр элект­рода, мм; У — электроды для сварки углеродистых и низ­колегированных сталей;

Д2 — с толстым покрытием второй группы;

Е 432(5) — группа индексов, указывающих характери - стики наплавленного металла и металла шва; 43 — вре­менное сопротивление разрыву не менее 460 МПа; 2 — относительное удлинение не менее 22 %; 5 — ударная вяз­кость не менее 34,3.Дм/см2 при температуре минус 40°С;

Б — основное покрытие; 1 — для сварки во всех про­странственных положениях; О — на постоянном токе об­ратной полярности.

Широкое распространение получили следующие элект­роды, назначение которых приводится в табл. 16.

Электроды УОНИИ-13 дают высокое качество металла шва и применяются для сварки ответственных швов из кон­струкционных сталей. Такие электроды выпускаются не­скольких марок: УОНИИ-13/45, УОНИИ-13/55, УОНИИ - 13/65 и УОНИИ-13/85. Цифры после черты означают по­лучаемый предел прочности металла шва (кгс/мм2). Свар­ку можно производить при любом положении шва, но толь­ко на постоянном токе обратной полярности. Эти электро­ды применяют в заводских и монтажных увловиях. Коэф­фициент наплавки электродов типа УОНИИ-13 достигает 9,5 г/(А ч).

Электрод СМ-И (тип Э42А) получил широкое распро­странение в строительстве. Применяется при сварке ответ­ственных конструкций во всех пространственных положе­ниях. Наплавленный металл имеет высокие механические свойства. Коэффициент наплавки электрода СМ-11 дости­гает 10 г/(А-ч). Важным положительным качеством элект­рода СМ-11 является устойчивость сварки в условиях монта­жа, когда необходимо поддерживать постоянство длины сва­рочной дуги. Таким же качеством обладают электроды мар­ки МР-3, имеющие коэффициент наплавки 9 г/(А*ч). Они предназначены для сварки постоянным и переменным током.

Широкое применение получили электрод марки ОЗС-4 (тип Э46) (коэффициент наплавки 8,5 г/(А*ч)) для сварки ответственных металлоконструкций из низкоуглеродистой стали и электрод ОЗС-5 (коэффициент наплавки 11 г/(А-ч)), содержащий в покрытии железный порошок. Сварка вы­полняется переменным и постоянным токами любой по­лярности во всех пространственных положениях.

Для сварки ответственных конструкций из низкоугле­родистых сталей переменным или постоянным током во всех пространственных положениях хорошие результаты дают электроды марки АНО-5 (тип Э42), имеющие коэф­фициент наплавки 11 г/(А-ч), и марки АНО-6 (с коэффици­ентом наплавки 8,5 г/(А-ч)). Для сварки деталей из низко­углеродистой стали, работающих при динамических нагруз­ках, применяют электроды марок АНО-3 и АН0-4 (тип Э46) (с коэффициентом наплавки 8 г/(А-ч). Электроды типа АНО характеризуются устойчивым горением дуги, незначитель­ным разбрызгиванием металла, стойкостью против обра­зования кристаллизационных трещин и легкостью отделе­ния шлаковой корки.

Для сварки конструкций из низкоуглеродистых и низ­колегированных сталей с учетом их химического состава рекомендуются марки электродов, приведенные в табл. 16.

В табл. 17 даются марки некоторых зарубежных элект­родов и их соответствие ГОСТ 9467-75.

Хранение электродов на предприятиях осуществляется в специально оборудованных помещениях при температу­ре не ниже 15°С и относительной влажности не более 50%. Электроды следует хранить на стеллажах раздельно по маркам и партиям. Помещения должны иметь печь для прокалки электродов при температуре до 450°С и сушиль­ный шкаф с температурой до 150°С и обеспечивать потреб­ность в электродах.

Для каждой марки электродов устанавливается своя тем­пература прокалки, значения которой приводятся в табл. 18.

Прокалка электродов может производиться не более трех раз. Если электроды после трех прокалок показали неудов­летворительные сварочно-технологические свойства, то применение их для сварочных работ не допускается.

Импортные электроды прокаливают по тому же режи­му, что и отечественные с аналогичным типом покрытия.

Электроды с основным покрытием, предназначенные для сварки перлитных сталей, следует использовать в те­чение 5 суток после прокалки, остальные электроды — в течение 15 суток, если их хранят на складе с соблюдением требований. По истечении указанного срока электроды пе­ред применением необходимо вновь прокалить. В случае хранения электродов в сушильном шкафу при температуре 60—100°С срок их годности не ограничивается.

Таблица 16 Области применения электродов для сварки Сталь Марка электродов Углеродистая 08, 10, 20, Ст2, СтЗ, СтЗГ АНО-4, АНО-6М, ВСЦ-4А, МР-3, ОЗС-4, АНО-18, АНО-24, УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ИТС-4С, ТМУ-21У, ЦУ -5, ЦУ-7, ЦУ-8, ЦУ-6, ТМУ-46, ТМУ-50 Ст4, 15Л, 20Л, 25Л УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ИТС-4С, ВСЦ-4А, ЦУ-5, ТМУ-21У, ЦУ-7, ЦУ-8, ТМУ-46, ТМУ-50 Низколегированная конструкционная 15ГС,16ГС,17ГС,14ГН, 16ГН, 09Г2С, 10Г2С1, 14ХГС, 20ГСЛ, 17Г1С, 17Г1СУ ВСЦ-4А, ЦУ-5, УОНИ-13/55, ТМУ-21У, ЦУ-7, ЦУ-8, ИТС-4С

Молибден

1

1

1

і

1

1

1

1

1

1

1

г* о*4

1 0,54 j

о"

tS

Хром

1

1

1

і

1

1

1

1

1

1

1

in о"

0,5 1

Марганец

0,49 |

1 0,7 |

1Г> o'

1 0,93 |

1 0,86 ]

У—*

со

т*Н

1 0,9 |

00 о

1 0,81 |

1 0,70 1

Os о"

Кремний

0,08 I

! 0,4 |

1 0,12 1

0,43 |

і 0,64 |

o'

! 0,5 |

1 0,5 I

9‘0 j

0,5 |

о"

o'

0,9 1

0,53 1

0,4

Углерод

ОО о o'

о"

О*

OO о o'

1 0,08 |

oo о о

и о"

і—( О

1 0,05 |

1 0,08 |

00 о^ о"

1 0,07 1

1 0,03 1

1 0,07 1

00 о o'

Соответствие типу по ГОСТ 9107-75

| Э42А |

| Э42Л |

§

| Э50А |

I Э50А |

1 Э50А 1

| Э50А |

| Э50А!

[ Э50А

| Э50Л |

I Э50А |

I Э-09МХ j

! Э-09Х1М 1

1 Э-09Х1М 1

j Э-09Х1МФ |

Страна

| Япония |

| ЧСФР |

1 Югославия |

| Япония |

| Япония 1

Швеция

| ЧСФР |

| Германия

| Австрия |

| Япония |

I Германия |

1 Япония j

1 Япония 1

Япония I

| ЧСФР J

Марка электрода*

| В-17 |

| Н-В121 !

| Emona I

| LB-26 |

1 LB-52U!

о го 00 TJ- О

| Е-В125 !

| Гарант

I Fox EV-50 |

I LB-52A |

1 Phoenix 120К |

1 СМВ-86 1

1 СМВ-95 1

1 СМВ-96 1

| E-B324** |

Химический состав и механические свойства наплавленного металла зарубежных электродов (по данным каталогов)

Содержание сёры и фосфора у всех электродов не более 0,03 % каждого. ‘ Соответствие типу Э-09Х1МФ условное, так как содержание марганца, хрома и молибдена не удовлетворяет требованиям ГОСТ 9467—75; содержит 0,35 % ванадия.

Г-

Тип элект­	Марка электрода	Марка свароч­ной проволоки	Род тока и полярность	Положение сварки	Коэффициент	Режим п	рокалки
рода	наплавки, г/А ■ ч	Темпера­тура, °С	Время,
Э50А	УОНИ-13/55 СК2-50 ДСК-50 АНО-11 КД-11 ОЗС-18	» » » »	» Постоянный и переменный Постоянный	» » » »	8.5- 9,5 9.5- 10 9.5- 10 10 9-9,5 9-9,5	350-400 400-420 360-400 350 200-250 250-300	60—120 60-90 60-90 60 60-90 60 90
Э55	УОНИ-13/55У		Постоянный и переменный	Горизонтальные и вертикальные стыки	9,5	350-400	60-120
Э60	ВСФ-65У	»	Постоянный	Все положения	9-9,5	300-350	90 120
Э60А	УОНИ-13/65	»	»	То же	9	350 400	60—120
Э70	ЛКЗ—70 АНП-2	»	»	Нижнее Все положения	9,5 9	320—350 420-450	60 90—120
Э85	УОНИ-13/85	»	»	То же	9,5	350-400	60—120
		Теплоустойчивые стали
Э09М	УОНИ-13/45М	Св-08А	Постоянный	Все положения	9-10	300-350	60
Э09МХ	УОНИ-13/45МХ ОЗС-11	То же »	» Постоянный и переменный	То же »	10,5 8-9	300-350 300-350	60 60
Э09Х1М	ЦЛ-30-63	Св-08ХМ	Постоянный	Нижнее и верти­кальное	10,4	350	60
Э09Х1МФ	ЦЛ-20-63	Св-08ХМФА	»	Все положения	10,3	330-350	60
Э10ХЗМ1БФ	ЦЛ-26М-63	То же	»	То же	10,5	330 350	60 1