Изготовление и применение сварочных и наплавочных электродов

Производство электродов для сварки и наплавки – важнейший элемент в цепи подготовки расходных материалов, обеспечивающих должные производительность и качество данных процессов обработки металлов. Не удивительно, что подобная продукция всегда пользуется стабильным спросом, а ЗАО ТФД «Брок-Инвест-Сервис и К» уделяет номенклатуре данных товаров постоянное внимание.

Нормативная база для номенклатуры сварочных и наплавочных электродов отечественного производства

Ассортимент продукции, имеющийся в каталоге соответствует техническим требованиям следующих стандартов:

• ГОСТ 9466-75, в котором приводятся общие ТУ на металлические электроды с покрытием из рутила или целлюлозы, предназначенные для ручной дуговой сварки; приводится также актуальная классификация таких электродов;
• ГОСТ 9467-75, где рассматривается типаж электродов, используемых при сварке качественных конструкционных сталей и сталей с повышенной температурной устойчивостью;
• ГОСТ 10052-75, содержащий описание и типы сварочных электродов, которые находят применение при неразъемных соединениях легированных и специальных сталей с особыми свойствами.

Значительная часть марок, имеющихся в каталогах, соответствует также техническим требованиям ГОСТ Р ИСО 18275-2020, который приводит в соответствие нормы и положения отечественных нормативных документом европейским и мировым положениям.

Соответственно ассортимент наплавочных электродов полностью отвечает положениям уже упоминавшихся ГОСТ 9466-75 и ГОСТ 9467-75, а также техническим требованиям ГОСТ 10051-75, в котором рассматриваются различные виды и требования к электродам для нанесения износостойких покрытий.

Особенности технологии изготовления сварочных и наплавочных электродов

Основное отличие способов изготовления сварочных и наплавочных (наплавочных) электродов заключается в составе их флюсов и материале сердечника, которые предназначены для принципиально разных целей: соединения металлов и нанесения защитного слоя. Графитированные (угольные) электроды сейчас уже не применяют.

Ключевые различия и сходства

Включают дифференциацию по следующим параметрам:

• Основная функция. Сварочные электроды предназначены для соединения двух или более металлических деталей, требующих высокой прочности на разрыв и структурной целостности соединения. Наплавочные электроды используют для добавления износостойкого или коррозионностойкого слоя к основному материалу (соединение двух частей/деталей при этом не обязательно).
• Состав флюса/сердечника. У сварочных электродов он разработан и делается для достижения оптимальных механических свойств соединения, часто состоит из мягкой стали, нержавеющей стали или специальных сплавов, обеспечивающих трещиностойкость и прочность. У наплавочных электродов сердечник сильно легирован карбидообразующими элементами (например, хромом, вольфрамом, молибденом) для создания более твердого или прочного поверхностного слоя. 
• Форма электрода. Сварочный состоит из проволоки с твердым металлическим сердечником, покрытым неметаллическим флюсом. Наплавочный часто имеет форму тонкой металлической трубки, заполненной порошковой смесью сплавов; это позволяет увеличить количество легирующих элементов, в сравнении с тем, что позволяет твердый сердечник.
• Характеристики. Электроды для сварки разработаны для более глубокого проплавления, чтобы обеспечить прочное плавление соединения между основными металлами. Электроды для наплавки предназначены для менее глубокого проникновения и меньшего разбавления (смешивания добавки и основных металлов) для максимизации свойств наплавленного слоя сплава.

Этапы производственного процесса 

Сварочные электроды представляют собой металлические проволоки, покрытые специальным материалом, который помогает создавать стабильную дугу во время процесса сварки. Они бывают различных типов, включая расходуемые и неплавящиеся электроды. Плавящиеся электроды плавятся во время сварки, образуя собственно сварной шов, а неплавящиеся электроды, например вольфрамовые, не плавятся и в основном используются при сварке TIG.

Общий процесс производства обоих типов электродов с флюсовым покрытием во многом аналогичен и включает следующие этапы: 

• Подготовку сердечника проволоки: металлическую катанку очищают, вытягивают до необходимого диаметра и обрезают до нужной длины.
• Приготовление флюса: сырье (минералы, связующие, сплавы) смешивают в пасту или порошковую смесь по определенной формуле.
• Когда флюсовая смесь готова, ее наносят на сердечник проволоки с помощью экструзионных машин. Сердечник проволоки проходит через гидропресс, в контейнере которого она равномерно покрывается флюсом. Этот этап имеет решающее значение для достижения последовательного, равномерного покрытия, которое обеспечивает стабильную дугу и хорошее качество сварки. Толщина покрытия также контролируется в соответствии с конкретными требованиями каждого типа электродов. Для обеспечения равномерного покрытия и концентричности его расположения относительно оси электрода имеют решающее значение усилие прессования и размеры штампа.
• Сушку и отверждение: электроды с покрытием сушат в печи для удаления влаги, что особенно важно для расходных материалов с низким содержанием водорода. Их помещают в печь и постепенно нагревают до определенной температуры: это помогает удалить остатки влаги из флюсового покрытия. Этап очень важен, поскольку любая влага во флюсе может привести к пористости сварного шва или к тому, что электрод будет выделять избыточный дым во время сварки.
• Последним этапом является контроль качества, при котором электроды проверяются на консистенцию, толщину покрытия и возможные дефекты. Только электроды, прошедшие проверку, упаковываются и маркируются в соответствии с их типом и характеристиками. Эти высокие стандарты гарантируют оптимальную работу сварочного оборудования.

Контроль качества имеет решающее значение при производстве электродов, поскольку он обеспечивает соответствие электродов стандартам безопасности и их эффективную работу. Каждый электрод проходит строгие испытания для проверки состава, толщины покрытия и общего качества. Это гарантирует, что потребители получат продукцию, которой они могут доверять, что сводит к минимуму риск дефектов или разрушения сварных швов. 

Электроды с контролируемым качеством улучшают однородность сварного шва, уменьшают количество брызг и поддерживают стабильность дуги, что в конечном итоге приводит к более прочному и надежному сварному шву.

Наиболее существенное различие при производстве электродов заключается в конкретной формуле сердечника и флюса, которая определяет конечные металлургические свойства и применение. Электроды для наплавки требуют точной рецептуры для создания специальных систем сплавов, адаптированных к различным механизмам износа (например, абразивному, ударному или окислительному), что не всегда присутствует в сварочных электродах общего назначения.

Компоненты технологического процесса изготовления

Используемые материалы

Основными материалами сварочных электродов являются химический состав проволоки (сердцевина) и наносимое флюсовое покрытие. Стержень обычно изготавливается из мягкой стали или других легированных металлов. Технические требования к свойствам и составу стальной цельнотянутой сварочной проволоки регламентируются нормами ГОСТ 2246-70.

Технологические параметры материала обеспечивает присадочный материал для сварного шва. Покрытие или флюс наносится на внешнюю часть сердечника проволоки и включает в себя такие материалы, как целлюлоза, железный порошок и различные сплавы, которые помогают стабилизировать дугу и защитить сварочную ванну от загрязнений. Выбор материалов влияет на характеристики электрода, прочность сварного шва, а также пригодность для конкретных металлов или проектов.

Основные типы сварочных электродов

Выпускается несколько типов сварочных электродов, каждый из которых подходит для различных методов сварки и материалов. Наиболее распространенные включают в себя:

• Электроды для дуговой сварки защитным металлом. Эти электроды часто называют стержневыми и используют для ручной сварки.
• Электроды для газовой вольфрамовой дуговой сварки. Это - неплавящиеся электроды, их обычно применяют там, где важны точный контроль и чистота шва.
• Электроды для дуговой сварки порошковой проволокой. Эти электроды имеют полый сердечник, заполненный флюсом, и идеально подходят для сварки в тяжелых условиях и на открытом воздухе.

Принципы выбора типоразмера электродов

Исходя из опыта применения данной продукции, рекомендуется:

• Заказывать и использовать сварочные электроды с флюсовым покрытием. Оно стабилизирует дугу, защищает сварочную ванну от окисления и помогает контролировать температуру, обеспечивая прочный и чистый сварной шов.
• Выбор правильного электрода зависит от свойств свариваемых металлов, техника сварки, а также желаемой прочности и внешнего вида сварного шва. Каждый тип предназначен для конкретных применений. 
• Осторожно относиться к приобретению электродов с истекающим сроком годности. Расходные материалы могут со временем портиться, особенно если они впитывают влагу из окружающей среды.
• Хранить электроды следует в сухом месте, только в таком случае гарантируется их полная работоспособность.
• Электроды для наплавки — это специальные сварочные стержни, предназначенные для обеспечения твердой и износостойкой поверхности металлических деталей. Эти электроды обычно используются в отраслях, где детали подвергаются сильному истиранию, ударам или коррозии, поэтому производятся из проволоки повышенной механической прочности.

Сложный производственный процесс — от подготовки сердцевины проволоки до покрытия флюсом/наплавочным материалом и контроля качества — гарантирует безопасность, эффективность и результативность каждого электрода. Понимая, как изготавливаются электроды, потребители смогут лучше оценить важность выбора высококачественных расходных материалов для конкретных сварочных или наплавочных работ.

Заключение 

Таблица сравнительной оценки методов и применимости разных типов сварочных и наплавочных электродов:

Назначение	Сечение	Материал	Вид обработки	Наличие флюса	Тип флюса	Наличие защитного газа
Для сварки	Сплошное	Стальная проволока	MIG или электроконтактная сварка	Есть	Целлюлоза, диоксид титана, оксид железа, железный порошок	Не существенно
		Вольфрамовая проволока	TIG (требуется присадочный стержень)	Нет	Нет	Нет
Для наплавки	Трубчатое	Наплавляемый материал	Электродуговая и контактная	Есть	Порошковая проволока	Есть
		Сталь		Нет	Нет	Есть

 

Примечания. 1. Каждый вольфрамовый электрод имеет свою цветовую маркировку, указываемую поставщиком. 2. Толщина флюсового покрытия определяется режимом сварки. На это измерение указывает коэффициент покрытия, который представляет собой соотношение диаметра стержня к диаметру покрытия.

Для легкого режима коэффициент покрытия - до 1,25. Для среднего – до 1,45. Для тяжелого – в пределах 1,6…2,2. 

Стержни с легким покрытием содержат меньше защитного газа и более склонны к образованию шлака и включений. Стержни со средним покрытием можно использовать в любом положении, и из них легче удалять шлак, чем из многих других типов. Они часто используются в крупномасштабных проектах. Стержни с наиболее толстым покрытием гарантированно защищают сварной шов и дают наилучшие результаты.

Специалисты ЗАО “ТФД “Брок Инвест Сервис и К” готовы оказать квалифицированную помощь по выбору продукции. Компания обеспечивает быструю доставку продукции во все регионы Российской Федерации без посредников, что гарантирует минимальные сроки поставки, полный контроль качества транспортировки, прозрачное ценообразование без дополнительных наценок и персональное сопровождение заказа на всех этапах.