Основное и рутиловое покрытие электрода

Рутиловые электроды применяют для получения неразъемного соединения ручной дуговой сваркой переменным или постоянным током изделий и конструкций, изготовленных из марок сталей, имеющих низкое содержание углерода (до 0,25%) и незначительное количество легирующих элементов. Швы получаются ровными, мелкочешуйчатыми, плотными при выполнении в любом пространственном положении без тщательной подготовки кромок к соединению. Используют электрод плавящегося типа и в ремонтных целях для устранения дефектов, появившихся в результате эксплуатации, для восстановления изношенных поверхностей инструмента и деталей. Широко используются в строительстве, в цехах машиностроительных компаний, при производстве конструкций коробчатого типа, применяемых в электротехнической промышленности, и в домашних условиях.

Состав, описание и характеристики электродов

По действующим российским стандартам рутиловые электроды относятся к типам Э-42 и Э-46. Изделие представляет собой стержень, выполненный из сварочной проволоки марки Св-08 или Св-08А определенного диаметра и длины, на поверхность которого нанесено специальное покрытие необходимой толщины. В его состав входят элементы, количество которых указано в таблице:

Наименование элемента	Содержание в %
Оксид титана	45÷48
Полевой шпат	20÷25
Ферромарганец	15
Магнезит	10÷15
Декстрин	2÷3
Жидкое стекло	10÷15

Использование оксида титана в покрытии позволяет получать шов без трещин и пор. Покрытие надежно защищает от воздействия вредных элементов, находящихся в воздухе. Дуга без проблем зажигается первоначально даже без прикосновения к металлу и при повторном зажигании. Это свойство позволяет выполнять короткие швы и прихватки. Колебания длины дуги не отражаются на качестве получаемого шва. В процессе сваривания не происходит разбрызгивания материала, т. к. перенос металла в изделие осуществляется мелкими каплями. Шов имеет плавный переход к основному металлу. Это уменьшает концентрацию напряжений. Покрытие выделяет нетоксичные материалы, что положительно сказывается на здоровье сварщика. Шлаковая корка отделяется легко. Электродами с рутиловым покрытием можно выполнять соединение частей конструкций и деталей во влажных условиях, где температура транспортируемой среды не превышает 300 градусов, а также кромок, загрязненных органическими соединениями и прокрытых ржавчиной. Это позволяет ремонтировать резервуары и трубы водоснабжения и канализации без особой подготовки. Колебания длины дуги не отражаются на качестве шва.

Средние показатели технических характеристик приведены в таблице:

Наименование	Единица измерения	Показатель
Производительность	г/мин	12÷16
Коэффициент наплавки	г/А·ч	11÷15
Расход электродов на 1 кг наплавленного металла	кг	1,4÷1,7

Размеры расходных материалов:

Размеры выпускаемых отечественными производителями электродов в мм
Диаметр	Длина
2,0; 2,5; 3,2; 4,0; 5,0; 6,0	300; 350; 450

Свойства электродов отражаются на получении технических характеристик металла шва, указанных в таблице:

Наименование	Единица измерения	Значение
Предельная прочность	МПа	410÷450
Ударная прочность	Дж/см2	80÷147
Относительное удлинение	%	20÷22

Изготавливаются расходные материалы рутилового типа с учетом требований, указанных в ГОСТ 9466-75, 9467-75, соответствуют требованиям европейских и международных стандартов ISO 2560, DIN 1913, AWS 5.1. Поставляются в картонных упаковках весом 1,0; 2,5; 3 и 5 кг.

Маркировка рутиловых электродов

На упаковках и в технической документации в маркировке отечественных электродов присутствует буква Р, у зарубежных производителей – R. Полное условное обозначение состоит из цифр и букв. Например, обозначение:

Э46-МР-3- 4-УД
Е430 (3) – Р26

• Э46 – тип электрода;
• МР-3 – марка;
• 4 – диаметр, указываемый в мм;
• У – для сварки углеродистых и низколегированных сталей;
• Д – с толстым покрытием;
• Е430 (3) – индексы, характеризующие металл шва и наплавленный металл;
• Р – рутиловое покрытие;
• 2 – для сварки во всех положениях, кроме вертикального, выполняемого сверху вниз;
• 6 – постоянный ток обратной полярности.

В торговой сети можно купить электрод рутиловый с аббревиатурой МР-3С. Добавка этого индекса указывает на присутствие в покрытии добавок ионизирующего типа. Также выпускают электрод с добавкой целлюлозы. В этом случае к букве Р будет добавлена буква Ц.

Популярные производители

Рутиловые электроды выпускают отечественные и зарубежные производители. Самыми востребованными изделиями российских компаний являются такие марки:

Кроме отечественных марок, аналогичные свойства у изделий, выпускаемых в следующих странах:

• Турция – марка GEKA ELIT;
• США – Omnia 46;
• Швеция – OK 46.00;
• Китай – AWS E6013 и Е-7018.

Плюсы и минусы – причина популярности

Явными преимуществами электродов рутилового типа являются следующие факторы:

• получение шва без трещин и пор;
• высокая прочность;
• нет необходимости в тщательной зачистке кромок;
• возможность использования любых аппаратов ручной дуговой сварки (трансформаторы, генераторы, инверторы);
• возможность осуществлять соединение в условиях повышенной влажности;
• легкая отделимость корки шлака;
• возможность осуществлять соединение в нужном пространственном положении;
• возможность выполнять как прихватки, так и длинные швы.

К недостаткам относят только тот факт, что рутиловые электроды требуют надлежащих условий хранения, из-за того что покрытие поглощает влагу из воздуха. Если нарушены условия (должны храниться в сухом помещении), то перед применением обязательна прокалка при температуре 160÷200 °C на протяжении часа. Исключением являются электроды шведского концерна ESAB марки OK 46.00 – даже отсыревшие, они будут соединять детали, и шов получится необходимого качества.

Применение электродов, режимы сварки

Электродами рутилового типа сваривают металл обычных и ответственных конструкций и изделий, изготовленных из низкоуглеродистых сталей толщиной до 20 мм. Обеспечивают высокую производительность работ.

Сварочный процесс рутиловыми электродами ведется с применением аппаратов, работающих на переменном и постоянном токе. В таблице указаны данные о величине сварочного тока в зависимости от диаметра используемого электрода:

Обзор расходных материалов с рутиловым покрытием:

Диаметр в мм	Сила сварочного тока в А
2	40÷70
2,5	50÷100
3,2	100÷120
4	180÷140
5	180÷260
6	300÷360

При ведении сварочного процесса необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

1. Отсыревшие электроды готовить к сварке. Перед применением обязательна прокалка при температуре не выше 200 °C в течение 1 часа.
2. Готовить кромки соединяемых частей. При толщине металла более 5 мм необходимо разделывать кромки в соответствии с технологическим процессом.
3. При сварке с зазором необходимо следить за тем, чтобы он был одинаковым по всей длине.
4. При смене электрода необходимо зажигание дуги выполнять чуть выше, затем вернуться к месту окончания шва, заполнить сварочную ванну и продолжать процесс соединения.

Существуют два способа изготовления электродов – путем погружения и с помощью опрессовки в экструдерных камерах. Сегодня, в производстве сварочных электродов применяется только метот опрессовки.

Ручная дуговая сварка стержневыми электродами не требует больших вложений, а область их применения достаточно широка. Технология дуговой электросварки дает высокое качество сварного шва и используется для сваривания большого количества различных металлов и сплавов.
Электродуговая ручная сварка стержневыми электродами относится к технологии сварки плавящимся электродом и подкреплена стандартом ISO 857-1:1998 — Сварка и связанные с ней процессы.

При работе с электродами для сварки может использоваться постоянный или переменный ток. Однако при переменном синусоидальном токе свариваются не все типы покрытий электродов, например основные электроды — с чисто основным покрытием.
Для получения определенного типа соединения при определенной толщине основного металла требуются различные силы тока. Допустимая нагрузка по току ограничена в зависимости от длины и диаметра электрода. Поэтому выпускаются сварочные электроды различные по длине и диаметру в соответствии со стандартом DIN EN 759. При увеличении диаметра основного стержня электрода увеличивается допустимая сила сварочного тока.

Существует несколько типов покрытий стержневых электродов согласно DIN EN 499 для сваривания нелегированных сталей:

• A — кислое
• С — целлюлозное
• R — рутиловое
• RR — толстое рутиловое
• RC — рутилово-целлюлозное
• RA — рутилово-кислое
• RB — рутиловое основное
• B — основное

Для сваривания легированных и высоколегированных сталей такого разнообразия покрытий электродов нет. Для сваривания нержавеющих сталей (DIN EN 1600) существуют электроды с основным и рутиловым покрытиями. Для сваривания жаропрочных сталей (DIN EN 1599), к этим двум типам добавляются смешанные рутилово-основные типы, которые не имеют специальных обозначений. Электроды для сварки высокопрочных сталей (DIN EN 757) производятся только с основным покрытием.

Определяющее воздействие на стабильность электрической дуги, переход материала покрытия при сваривании и вязкость шлака и сварочной ванны имеют толщина и состав покрытия электрода. При этом особое значение имеет величина переносимых в дуге расплавленных капель электрода. На рисунке показан перенос капель при применении покрытий четырех основных типов:
a целлюлозный тип. Электроды с таким покрытием с успехом применяются при вертикальной сварке сверху вниз, благодаря отсутствию опережающего выделения шлака.
b рутиловый тип. По большей части он состоит из диоксида титана в форме минерального рутила или ильменита. Также, рутиловые электроды могут состоять из искусственного диоксида титана. Переход материала электрода происходит в виде мелких и средних капель. Расплавление происходит спокойно, с довольно небольшим количеством брызг. Рисунок шва получается очень тонким, шлак хорошо удаляется. Рутиловые электроды с большим содержанием минерального рутила отличаются легкостью повторного зажигания.
В группу рутиловых электродов вместе с чисто рутиловыми типами, входят смешанные рутиловые сварочные электроды. В рутилово-целлюлозном типе часть рутила заменена целлюлозой, которая при сварке сгорает, благодаря чему образуется меньше шлака. Такое свойство электрода хорошо подходит для сваривания вертикальных швов. Это относится и к рутилово-основному покрытию, которое несколько тоньше RR-покрытия.
c кислый тип. Такое покрытие в основном состоит из железной и марганцевой руды и выделяет в атмосферу дуги большие объемы кислорода. Благодаря проникновению в металл сварочного шва, кислород уменьшает его поверхностное натяжение. Перенос метериала происходит в форме мелких капель и возникает жидкий метал. Из-за этого такой тип электродов не может применяться в стесненных условиях. Недостатком чисто кислотного вида электрода является очень высокая температура дуги — скорость сварки увеличивается, но и повышается вероятность появления подрезов.
d основной тип. Большая доля покрытия состоит из основных оксидов кальция и магния. К ним добавляют плавиковый шпат, который служит разбавителем шлака. Однако, в больших долях плавиковый шпат ухудшает сварные качества при использовании переменного тока и не подходит при сваривании с переменным синусоидальным током. Существуют смешанные типы такого рода покрытий с уменьшенным содержанием шпата. Их можно использовать при переменном токе.
Перенос материала происходит в форме средних и крупных капель. Проявляется вязкотекучесть сварочной ванны, вследствии чего получаются более выпуклые и грубые наплавленные валики. Возможно использование электрода для сварки в любых положениях.
Покрытия основного типа хорошо впитывают влагу, поэтому хранить их следует в сухих помещениях и перед сваркой влажные электроды необходимо просушить. Однако, при работе сухими электродами металл сварочного шва характеризуется низким содержанием кислорода.

Существуют также типы электродов с повышенным выводом – более 160% (у электродов с нормальным выводом эта цифра составляет не более 105%). Такие электроды именуются высокопроизводительными электродами с железным порошком в покрытии. Высокая производительность достигается благодаря наносимому поверх покрытия железному порошку.
Благодаря своим высокопроизводительным качествам, использование таких электродов в большинстве случаев более экономично, чем использование номальных электродов. Однако область их применения обычно ограничена горизонтальными и вертикальными позициями.

Адрес предприятия и склада:
Москва, 1-й Иртышский пр, 4
смотреть на карте

Многоканальный телефон:
8 495 925-00-25
обратная связь

By WG — Posted on 22 Сентябрь 2010

По видам покрытий электроды подразделяются:

• А — с кислым покрытием, содержащим окиси железа, марганца, кремния, иногда титана;
• Б — с основным покрытием, имеющим в качестве основы фтористый кальций и карбонад кальция. (Сварку электродами с основным покрытием осуществляют постоянным током обратной полярности. Вследствие малой склонности металла к образованию кристаллизационных и холодных трещин, электроды с этим покрытием используют для сварки больших сечений);
• Ц — с целлюлозным покрытием, основные компоненты которого целлюлоза, мука и другие органические составы, создающие газовую защиту дуги и образующие при плавлении тонкий шлак. (Электроды с целлюлозным покрытием применяют, как правило, для сварки стали малой толщины);
• Р — с рутиловым покрытием, основной компонент рутил. Для шлаковой и газовой защиты в покрытие этого типа вводят соответствующие минеральные и органические компоненты. При сварке на постоянном и переменном токе разбрызгивание металла незначительно. Устойчивость горения дуги, формирование швов во всех пространственных положениях хорошее;
• П — прочие виды покрытий.

При покрытии смешанного вида используют соответствующее условное обозначение состоящее из нескольких букв.

Электроды с кислым покрытием. Основу этого вида покрытия составляют оксиды железа, марганца и кремния. Металл шва, выполненный электродами с кислым покрытием, имеет повышенную склонность к образованию горячих трещин.

По механическим свойствам металла шва и сварного соединения электроды относятся к типам Э38 и Э42 (электроды АНО-6).

Применение. Для сварки неответственных конструкций из низколегированных сталей в строительстве и машиностроении. Эффективны при сварке в нижнем положении, но могут быть использованы для вертикальных и горизонтальных швов.

Электроды с кислым покрытием не склонны к образованию пор при сварке металла, покрытого окалиной или ржавчиной, а также при удлинении дуги. Сварку можно выполнять постоянным и переменным током.

Электроды с основным покрытием.
Характеристики. Малая окислительная способность покрытия обеспечивает хорошее раскисление и легирование наплавленного металла. В металле шва понижено содержание водорода, кислорода, примесей серы и фосфора. Шов стоек к образованию горячих трещин и сероводородному растрескиванию.
Электроды требуют прокаливания непосредственно перед сваркой, чтобы не возникало пор.
Нестабильность горения дуги позволяет вести сварку только постоянным током обратной полярности. Удлинение дуги и большие зазоры приводят к старению и охрупчиванию металла шва из-за насыщения его азотом.

Металл, наплавленный электродами с основным покрытием, нанесенным на стержень из малоуглеродистой проволоки (Св-08, Св-08 А), соответствует по составу спокойной стали (содержание кремния 0,3—0,6%). При этом достигается высокая ударная вязкость металла швов (150—250 Дж/см 2 ) и значительно меньшая склонность к старению по сравнению с металлом швов, выполненных электродами с покрытиями других видов.

По механическим свойствам наплавленного металла электроды с покрытиями основного вида, нанесенными на стержни из малоуглеродистой проволоки (Св-08, Св-08 А), соответствуют типам Э42 А — Э50 А по ГОСТ 9467—75. К ним относятся УОНИ 13/45, УОНИ 13/55, ЦУ-5.

Применение. Для сварки закаливающихся сталей, склонных к образованию холодных трещин; сталей с повышенным содержанием серы и фосфора; хорошо раскисленных спокойных сталей с высоким содержанием углерода и серы; низко- и высоколегированных сталей, работающих при больших динамических и знакопеременных нагрузках в коррозионноактивных средах при высоких температурах. Эффективны при многослойной сварке во всех пространственных положениях конструкций с высокой жесткостью, трубопроводов с сероводородной средой.

После истечения указанного срока хранения электроды перед сваркой должны быть повторно прокалены. Прокалка электродов может производиться не более трех раз, не считая прокалки при их изготовлении. Многократные увлажнения и прокалки электродов (более четырех раз) отрицательно влияют на прочность и качество покрытий. Указанные условия хранения электродов по температуре и относительной влажности в кладовых не могут стабильно обеспечиваться без оснащения их кондиционерами. При хранении электродов в закрытых мешках из водонепроницаемой полиэтиленовой пленки или в закрытой таре, имеющей крышки с резиновым уплотнением, или в сушильных шкафах при температуре 80±20 °С сроки хранения электродов после прокалки не ограничиваются.

Электроды с целлюлозным покрытием. Покрытие этого вида содержит большое количество (до 50%) органических составляющих, как правило, целлюлозы. Металл, наплавленный целлюлозными электродами, по химическому составу соответствует, по степени раскисления, полуспокойной или спокойной стали. В то же время он содержит повышенное количество водорода. По механическим свойствам металла шва и сварных соединений электроды с целлюлозным покрытием соответствуют электродам Э42, Э46 и Э50.К ним относятся электроды АНО-4, МР-3. Для целлюлозных электродов характерно образование равномерного обратного валика шва при односторонней сварке на весу, а также обеспечение возможности сварки вертикальных швов способом сверху вниз.

Применение. Эффективны при сварке корневого шва магистральных трубопроводов из низкоуглеродистых сталей. Целесообразны в строительномонтажном производстве при односторонней сварке с гарантированным проплавлением корневого шва. Не следует использовать для сварки закаливающихся сталей с повышенным содержанием углерода и легирующих элементов.

Электроды с рутиловым покрытием.

Область применения рутиловых электродов — сварка конструкций из малоуглеродистых и низколегированных сталей в строительстве и машиностроении.

Электроды с рутиловыми покрытиями не следует применять для сварки конструкций, работающих при высоких температурах, вследствие повышенной чувствительности сварных швов к деформационному старению и низкой длительной пластичности. В условиях ползучести сварные швы, выполненные рутиловыми электродами, имеют повышенную склонность к растрескиванию. По механическим свойствам наплавленного металла электроды с рутиловыми покрытиями, нанесенными на стержни из проволоки Св-08, Св-08 А относятся к типам Э42—Э46 по ГОСТ 9466-75.К ним относятся электроды АНО-21, ОЗС-12

Рутиловые электроды не склонны к образованию пор в швах при сварке сталей, имеющих на поверхности окалину и ржавчину, не чувствительны к изменениям длины дуги. Поры в швах появляются при применении повышенных режимов тока при сварке тавровых швов с зазорами, а также при сварке тонкого металла электродами слишком большого диаметра. Рутиловые электроды позволяют производить сварку по грунтовочным покрытиям толщиной 20—25 мкм без образования пор в швах и без снижения механических свойств металла шва. Стойкость против образования горячих трещин металла шва несколько больше, чем выполненного электродами с кислым покрытием.

По сварочно-технологическим свойствам рутиловые электроды значительно превосходят электроды с покрытием основного вида. Они обеспечивают хорошую стабильность горения дуги при сварке переменным и постоянным током, имеют низкий коэффициент разбрызгивания металла, обладают легкой отделимостью шлаковой корки, а также являются лучшими для сварки в вертикальном и потолочном положениях швов. Это обусловлено тем, что образующиеся при плавлении покрытий титанаты обладают высокой способностью к коагуляции и быстро всплывают из жидкой ванны на поверхность металла. Кроме этого вязкость шлака рутиловых покрытий резко возрастает при снижении температуры. Такие шлаки называются «короткими». Вязкость шлаков электродных покрытий с большим содержания SiO₂ уменьшается медленно при снижении температуры. Эти шлаки называются «длинными».

Важным преимуществом рутиловых электродов является также легкость зажигания дуги, определяемая наименьшей плотностью тока, при которой возможно существование дугового разряда.

Малая склонность к образованию пор при зажигании и кратковременном удлинении дуги способствует исключению так называемой «стартовой» пористости (образованию пор в кратерах). Электроды с рутиловыми покрытиями значительно превосходят основные по формированию швов и обеспечению плавного перехода от шва к основному металлу. Сопротивление усталости сварных соединений, работающих при знакопеременных нагрузках, существенно снижается при наличии концентраторов напряжений в местах перехода от швов к основному металлу, особенно при угловых швах. Поэтому, если плавность перехода в этих местах не может быть обеспечена механической обработкой, то для сварки таких соединений рутиловые электроды являются незаменимыми, т. к. они обеспечивают более высокое сопротивление усталости сварных соединений, чем выполненных электродами с кислыми и основными покрытиями.

Производительность и возможность сварки в различных пространственных положениях рутиловыми электродами зависит от толщины покрытия и содержания в нем железного порошка.

При средней толщине покрытия (коэффициент массы 35—45%) и содержании в нем до 20% железного порошка электроды пригодны для сварки в любом пространственном положении шва, при этом коэффициент наплавки составляет 8-9 г/А*ч.

При большой толщине покрытия (коэффициент массы 50—65%) и содержании в нем 30—35% железного порошка электроды имеют повышенную производительность (коэффициент наплавки до 12 r/A-ч), пригодны для сварки в любом пространственном положении шва, но наиболее эффективны при сварке конструкций, в которых большая часть швов выполняется в нижнем положении и имеет большую протяженность.

При особо толстом покрытии (коэффициент массы 90—160%) и содержании в нем 50-60% железного порошка электроды относятся к высокопроизводительным (коэффициент наплавки до 18 г/А-ч) и пригодны для сварки только в нижнем положении швов большой протяженности. Наряду с этим, введение большого количества железного порошка в покрытие рутиловых электродов снижает содержание углерода в шве, уменьшает неоднородность распределения серы по границам кристаллитов и внутри них, значительно повышает стойкость металла шва против образования горячих трещин.

Рутиловые электроды с большим количеством железного порошка в покрытии можно использовать для сварки среднеуглеродистых сталей без опасения возникновения горячих трещин в швах. Особо важным преимуществом рутиловых электродов перед электродами с другими видами покрытий является более низкая токсичность аэрозолей и газов, образующихся при сварке.