Какие электроды использовать для сварки для стали?

Марки электродов для сварки стали

Раз существуют десятки типов сталей, значит для них разработано столько же электродов. Чтобы варить сталь электродами необходимо иметь навыки ручной дуговой сварки, выбрать подходящие электроды и знать особенности самого металла. Обо всем этом мы и расскажем далее.

Чаще всего на прилавках магазинов можно встретить электроды для сварки углеродистых сталей. А все потому, что этот металл используется чаще всего. Поэтому любой более-менее крупный производитель выпускает электроды для сварки углеродистой стали. Самые распространенные марки — МР, УОНИ, ОЗС и АНО. Давайте подробнее разберемся, какие именно разновидности этих марок используются для стали.

Возникающие трудности при сварке

Представляя собой композиции, выполняемые на базе железа, жаропрочные стали, и сплавы отличаются большим количеством легирующих элементов. По общему объему такие добавки могут составлять предел 65%. Чтобы сварка жаропрочной нержавеющей стали была проведена на самом высоком уровне, необходимо знать особые нюансы о работе с этим сплавом. Под жаропрочностью понимают устойчивость нержавейки к процессам разрушения, проходящим под высокой температурой воздействия. Но это свойство зависит не только от выбранного режима температур, а и от временных факторов. При разрушениях особо прочного металла или сплава, когда наблюдается длительное высокотемпературное нагружение – это характеризуется диффузионной природой, где развивается дислокационная ползучесть. В целях предотвратить ползучесть и обеспечить требуемый уровень жаропрочности нержавейки, принято использовать несколько способов.

Среди основных способов, предотвращающих ползучесть, увеличивающих жаропрочность железных сплавов, различают:

• Формирование дисперсных термостойких барьеров. Такие включения предотвратят скольжение дислокаций и их переползание на свободные места. В работе используют как интерметаллиды, так и карбиды. Жаропрочные стали принято различать на подкатегории – гетерогенные и гомогенные, что не подвержены термическому упрочнению, а также на упрочняемые в процессе термообработки.
• Подвижность вакансий, где проводят легирование, повышая технические характеристики γ-твердого раствора при помощи вольфрама, молибдена или других элементов.

Жаропрочные и жаростойкие сплавы из разряда жаростойкой нержавейки и аустенитной стали, не подвержены преобразованиям как при нагревании, так и при охлаждении.

Особенности сварки

Чтобы обеспечить достойное качество швов вам необходимо знать некоторые нюансы сварки сталей. Разумеется, мы не сможем их все перечислить, но вы узнаете основы основ, которые упростят вашу работу.

При сварке высокоуглеродистой стали рекомендуется предварительно прогреть металл до температуры не более 650 градусов. Для сварки применяйте контактную, газовую или дуговую технологию. Желательно использовать флюсы и присадочную проволоку. Состав проволоки должен быть идентичен составу стали.

Для сварки аустенитных сталей применяйте технологию контактной сварки, используя пониженное значение плотности сварочного тока.

Разнородные стали

Что касается сварки разнородных сталей, то и здесь есть свои особенности. Разнородными считаются те металлы, которые принадлежат к разным классам. Например, аустенитная сталь и перлитная сталь разнородны. Также разнородными считаются высоколегированные и низколегированные стали. Для подобных работ при РДС сварке нужно использовать специальные электроды для сварки разнородных сталей. Но РДС сварка все же не рекомендуется. Желательно варить такие металлы не электродуговой сваркой, а лазером или плазмой. Такие технологии предполагают малую глубину плавления металла. Поэтому качество швов намного лучше, чем при дуговой сварке.

Специально для сварки перлитной и аустенитной стали была придумана отдельная технология. Суть этой технологии проста. На деталь из перлитной стали наплавляется небольшой слой аустенитной стали. Затем подогреваются кромки и обе детали свариваются вместе. При этом нужно выбирать тот режим сварки, который подойдет для аустенитной детали.

Применяйте электроды с низким содержанием водорода, если варите разнородные стали. Ведь при избыточном количестве водорода у деталей начинают образовываться трещины в их начальной стадии. Также при избытке водорода увеличивается вероятность образования пор.

Во многих случаях, в условиях промышленного производства возникает необходимость сваривания металлических деталей, которые используются в экстремальных условиях. Такие конструкции из коррозионностойкого металла могут использоваться в сложных погодных и климатических условиях, в помещениях с агрессивной средой и т.д. Для работы с такими конструкциями используются специальные электроды, которые призваны обеспечить создание хорошего шва, который соответствовал бы качеству свариваемого материала. Наиболее популярной разновидностью электродов, которые могут применяться в описанных выше условиях является электрод марки ОЗЛ-14. Его основное предназначение – использоваться при сваривании коррозионностойких сталей. Кроме этого, данная марка электродов применяется для сваривания жаростойких, а также жаропрочных сталей марок 0Х18Н10Т и Х18Н10Т, или же похожих. Эта разновидность электродов показывает хорошие результаты в процессе образования металла сварочного шва, особенно если к нему выдвигаются строгие условия в плане защиты от коррозии. Следующей разновидностью электродов для работы в похожих условиях является электрод марки ОЗЛ-8. Данная разновидность электродов применяется в аналогичных условиях и для решения тех же задач, что и предыдущий. Отличие состоит лишь в том, что детали, изготавливаемые при помощи сваривания, должны работать в условиях температур до 350°С. Жаростойкие, а также жаропрочные стали марки Х18Н9Т и 1Х21Н5Т варят, применяя такие разновидности электродов, как ЭА-1Б или ЦЛ-11. К сортам сталей, названным выше, выдвигают строгие условия относительно межкристаллической коррозийной стойкости. Учитывая характер и состав покрытия рассматриваемых электродов, применение их исключает образование и распространение коррозии. Имеется ввиду коррозия в межкристаллической решетке металла. При более высокой температуре около 560°С эксплуатируют стали сортов Х19НТ9, а также Х18НТ9. Среди сортов этой стали различают разновидности, которые разнятся лишь индексом в конце. Для производства сваривания данных сталей берут разновидность электродов ЭА-1Ба, а также электроды марки ЗИО-3. При сваривании стальных деталей, предназначенных для использования при еще большем температурном режиме (560-600°С), а также повышенном давлении, рекомендуется применять разновидность электродов ЦТ-15-1. Соединение деталей из жаропрочной стали для использования в условиях температурного режима в 1100°С рекомендуется производить, используя разновидность электродов исключительно ЦТ-17. Применение иных марок электродов приведет к плавлению материала сварочного шва. Это связано с тем, что этот температурный интервал соответствует температуре, при которой плавится сталь. Отсюда вывод – нужно не допускать в сварной шов компоненты, имеющие температуру плавления, которая приближается к температуре плавления стали (1100°С).

Рекомендации для новичков

Как вы видите, сварка стали сопряжена с множеством нюансов, о которых нужно знать. Новички часто боятся браться за сварку стали, думая, что не смогут выполнить такую сложную работу. Но, поверьте, чем больше ваш опыт — тем выше ваши профессиональные навыки. А значит проще и сама работа.

Можно сколько угодно избегать сложных сварочных работ, но так вы никогда не научитесь главному. А имея надежную базу из теории и навыков вы уже можете выполнять сложную сварку. Даже не имея достаточного опыта.

Вашу работу упростит правильный подбор электродов. Варите жаропрочную сталь? Придите в магазин и четко объясните продавцу, что вам нужны электроды для жаропрочных сталей. С этого и можно начинать. В дальнейшем вы уже получите достаточно опыта, чтобы самостоятельно выбирать электроды без посторонней помощи.

Какими электродами варить нержавейку переменным током

Варить нержавеющую сталь можно не только с использованием инвертора, то есть, на постоянном токе. Раньше, когда сварочные инверторы были в диковину, нержавейку варили с использованием трансформатором.

Для этих целей применялись такие отечественные электроды, как:

• ОЗЛ-14;
• Н-48;
• АНВ-36;
• ЭА-400;
• ОЗЛ-14А;
• ЦТ-50 и другие.

Из зарубежных марок электродов, которые пользуются большим спросом для сварки нержавейки, хотелось бы выделить продукцию компании ESAB.

Применяемые для сварки нержавейки электроды ОК 61.30 дают возможность получить идеальный сварной шов, а электроды ОК 63.20 варить тонкостенные трубы из нержавеющей стали.

Электроды для углеродистых конструкционных сталей

По требованиям к готовой конструкции

Подбор электродов для ММА сварки зависит от предъявляемых требований к готовой конструкции. Это может быть:

• предел прочности при разрыве;
• ударная вязкость;
• жаростойкость;
• коррозионностойкость;
• прочность при растяжении;
• относительное удлинение.

Например, для малоответственных конструкций достаточно предела прочности при разрыве 43 кг/мм², а для изделий, подвергающихся повышенным нагрузкам, больше подойдут электроды с пределом прочности 55 кг/мм². Предел прочности при растяжении измеряется в МПа и может быть от 380 до 650 и более МПа. Относительное удлинение важно при перепаде температур и механическом воздействии и бывает 10-45%. Ударная вязкость измеряется в Дж/см². Чем ниже температура, тем более хрупким становится стык.

Устойчивость шва к коррозии обозначается в маркировке электродов по 5 ступеням — чем выше цифра, тем лучше. Жаропрочность и жаростойкость указываются по 9 уровням, за каждым из которых стоит свой диапазон температур. Более подробно узнать, как определить эти показатели электродов по маркировке, можно из соседней статьи. (здесь перелинковка со статьей про маркировку, которая еще не опубликована).

Классификация сварных соединений разнородных сталей

Таким образом, сварные соединения материалов разнородного типа были разделены на 4 группы. Разграничение проведено в зависимости от температуры их эксплуатации. Для каждой категории существует собственная оптимальная величина, являющаяся допустимой для используемой в ней неаустенитной стали:

• 1-ая группа – до 350°С;
• 2-ая – 350-450°С;
• 3-ья – 450-550°С;
• 4-ая – более 550°С.

Электроды ЦЛ 9 в упаковке.

Исследования показали, что наплавленный металл соединений 1-ой группы должен иметь не менее 8% никеля, 2-ой – 19%, 3-ьй – 31%, 4-ой – 47%. Соответственно, для создания соединений, которые эксплуатируются при температурах до 350°С, можно использовать следующие марки электродов: ГС-1, ОЗЛ-6, ОЗЛ-27 и ЦЛ-9.

Сварочные материалы ОЗЛ-6 обеспечивают наплавленный металл типа Э-10Х25НВГ2. Электроды ЦЛ-9 дополнительно легируются ниобием и имеют тип наплавленного металла 10Х25Н13Г2Б. Электроды ОЗЛ-27 дополнительно снабжаются молибденом и гарантируют наплавленный металл химического состава следующего вида: углерод – 0,18%, кремний – 0,6%, марганец – 1,63%, никель – 10,3%, хром – 25,3%, молибден – 3,1%. Материалы ГС-1 обеспечивают химический состав указанных ниже пропорций: углерод – 0,09%, кремний – 2,5%, марганец – 6,3%, никель – 9,4%, хром – 23,3%.