Рутиловые электроды: марки, маркировка, для чего это покрытие, применение

Рутиловые электроды: что это такое и для чего они нужны

Все электроды изготавливаются по одинаковому принципу: на металлический стержень из специального сплава наносится особое покрытие. Как правило, от типа покрытия зависит то, где будут использоваться электроды данного типа.

Электроды с рутиловым покрытием предназначены для ручной дуговой сварки. Покрытие изготавливается преимущественно из двуокиси титана. Это позволяет добиться высокого качества сварочного шва, а также благоприятно влияет на весь процесс сварки.
СПРАВКА: Этот тип покрытия — один из самых безопасных, так как не выделяет вредных веществ при горении, которые может вдыхать сварщик.

Наиболее известные модели

В настоящее время в промышленности имеется премножество моделей электродов. Рутиловые электроды в равной степени очень распространены.

Проанализируем некоторые марки изделий с рутиловым покрытием, что в наибольшей степени известны.

Марка мгм 50к

Используя ручную дуговую сварку предпочтение отдают стержням именно такого типа, поскольку из-за их положительных сварочно-технических признаков достигается улучшение прочности шва.

Образование шлака отмечается в малых количествах, что уменьшает время на его отделение. Данная марка наиболее эффективно применять для работ с железом, которое предварительно невозможно очистить от грязи и ржи.

Отмечается ровне и спокойное горение дуги.

Марка aws e6013

Модели со стержнем типа aws e6013 наиболее эффективны и экономичны при сваривании низко углеродистой стали с использованием переменной и постоянной электрической энергии.

Стабильность горения дуги, которую можно поддерживать без особых усилий, способствует более рациональной работе.

Аналогия электродов типа aws e6013 с типом мгм 50к заключается в том, что последние также можно применять независимо от помещения или зоны работы.

Дополнительным преимуществом электродов со стержнем aws e6013 есть образование шлака, со значительной текучестью, что дает возможность достаточно легкого его удаления, это позволяет защитить сварочную ванную от поражения пагубными включениями.

Почему так популярны

Рутиловые электроды считаются одними из лучших. Они обладают рядом преимуществ, благодаря которым ровный и качественный шов получается у сварщика с любым опытом.

Можно использовать как с переменным, так и с постоянным током. Сварочная дуга в любом случае сохраняет стабильность горения.
Можно сваривать металлические соединения, покрытые небольшим слоем грунтовки.
Идеально подходят для использования при варке коротких швов или в неудобных местах. Дуга легко разжигается и так же легко зажигается повторно.
Позволяют сформировать шов с высоким показателем ударной вязкости. Это достигается благодаря повышенной щёлочности шлака.
Сваренный рутилом шов обладает отличной стойкостью и усталостной прочностью. Даже под длительным воздействием знакопеременных нагрузок он сохраняет свои качества.
При сварке рутиловыми электродами характерным является низкий коэффициент разбрызгивания. Это делает процесс сварки более удобным для сварщика.
Удобно повторно использовать электрод. После окончания сварки на кончике стержня остаётся нагар, который не нужно счищать (в отличие от других типов покрытий). Нагар рутиловых электродов является полупроводником, поэтому можно продолжить работу без дополнительных заморочек.
Меньше вреда для здоровья. В процессе горения рутилового покрытия не выделяются опасные вещества. Поэтому меньше негативного воздействия на органы дыхания сварщика.

ВАЖНО: Низкие требования к варочной поверхности. Даже при сильной влажности поверхности шов не теряет свои свойства. Допускается также сварка при наличии коррозийного слоя (до 30%).

Электроды для переменного тока

Электроды для переменного тока обладают интересной особенностью: они универсальны, то есть годятся для работы как с переменным, так и с постоянным напрпяжением. Сразу заметим, что электроды для постоянного тока такой универсальностью ни в коей мере не обладают.

Используются электроды переменного тока там, где в качестве сварочных аппаратов стоят трансформаторы и генераторы. Как и сами аппараты, эти электроды весьма востребованы, так как с этими методами можно работать только на «переменке».

И агрегаты, и расходные материалы значительно дешевле, чем сварочные технологии, основанные на использовании постоянного напряжения. Так что популярность и спрос на «переменку» не собирается снижаться.

Маркировки электродов для разных типов покрытий.

Преимущества электродов переменного тока:

Использование расходников для переменке не требует выпрямителей в дополнение к трансформатору.
Сварочная ванна не подвергается вредному действию азота и кислорода из воздуха.
Универсальность такого рода расходников.

Недостатки переменных расходников:

Самый главный минус – качество сварочных швов ниже, чем при использовании постоянного напряжения.
Разбрызгивание металла во время сварки.
Низкий уровень вязкость под ударом.

Четыре типа покрытия электродов:

Кислое покрытие с маркировочной буквой А, имеющее в составе высокую долю кислорода. Это типичный «универсал», с такими расходниками можно работать и на постоянном токе.
«Основное» покрытие с маркировкой буквой Б. Отличаются высоким потенциалом ионизации, из-за чего на переменном токе с ними лучше не работать.
Рутиловое покрытие обычно наполовину состоит из специального рутилового концентрата, а он весьма лоялен к переменному току.
Электроды из целлюлозы годятся для работы с постоянным током.

Из всех возможных вариантов покрытия самым популярным в работах с переменным током является рутиловое покрытие.

Рутиловое покрытие электродов — характеристики

Электроды с данным видом покрытия чаще всего могут быть двух основных типов: Э42 и Э46 (по государственному стандарту). Тип обязательно указывается в маркировке упаковки. Металл шва, сваренного электродами типа Э42 имеет следующие технические характеристики:

Предел прочности — 410 Мпа;
Относительное удлинение — 22%;
Ударная вязкость — 80 Дж/см2.

Шов, сваренный электродами Э46, имеет более прочные показатели:

Предел прочности — 450 Мпа;
Относительное удлинение — 20%;
Ударная вязкость — 147 Дж/см2.

При изготовлении рутиловых электродов используется низкоуглеродистая сварочная проволка (СВ-08 или СВ-08А). На неё и наносится рутиловое покрытие. В маркировке таких электродов находится буква «Р», которая и указывает на тип покрытия. Как правило, после буквы «Р» всегда следуют две цифры:

Первая указывает на то, в каких пространственных положениях можно производить сварку. Большинством рутиловых электродов можно варить в любом положении.
Вторая указывает на тип сварочного тока: переменный или постоянный, его полярность и напряжение холостого хода.

Что такое переменный ток в сварке

Плохо это или хорошо, какой ток лучше? Переменный или постоянный? Однозначного ответа вам не даст никто.

Классификация сварки.

Для начала лучше разобраться с особенностями процессов при переменном токе, они следующие:

Поведение дуги оставляет желать лучшего: при переменном напряжении она самая нестабильная.
Сварочный шов не самого высокого качества из-за отклонения от оси сварочной дуги.
Если дуга гаснет, то возобновить ее горение можно только при повышении напряжения.
Металл разбрызгивается в значительной степени.

При всех этих сложностях оборудование, необходимое для сварки переменным током, является простым и недорогим. Это, прежде всего, трансформаторы – аппараты, которые по-прежнему весьма популярны среди мастеров сварки.

Казалось бы, что электроды для переменного тока должны постепенно терять свою актуальность: ведь на рынке появилось множество выпрямителей – недорогие и с удобными для работы небольшими габаритами. Тем не менее, эти расходники по-прежнему востребованы на многих производствах и в кустарных мастерских.

Большая часть марок универсальна, что также чрезвычайно устраивает отечественных сварщиков старшего поколения.

Если разобраться, лучшие расходники для «переменки» имеют и показывают очень серьезные производственные плюсы. Прежде всего это касается получаемой электрической дуги: это ее стойкость и легкий поджиг. Еще одной особенностью таких электродов является низкий уровень разбрызгивания металлов во время сварки.

Сварочный трансформатор

Диаметр электродов и толщина стали.
Для осуществления сварки с помощью трансформатора необходимые следующие обязательные элементы конструкции:

Обмотки первичная и вторичная. Первичная – из специального изолированного провода, на вторичной обмотке изоляции нет.
Магнитный провод.
Винт для контроля положения двух обмоток и изменения расстояния между ними.
Защитный корпус для всего агрегата.
Рукоятка винта, ходовая гайка.
Вентилятор и другие элементы в зависимости от модели трансформатора.

Несмотря на то, что многие профессионалы сварки расценивают трансформаторы как оборудование «уходящего поколения», на рынке они представлены в виде широкой линейки моделей самого разного значения и для кошельков любой толщины.

Трансформаторы различаются по следующим критериям:

габаритам и весу;
силе тока на выходе;
уровню напряжения на выходе при холостом ходе;
объему потребляемого электричества;

Сварочный генератор

Он оценивается как самостоятельный аппарат, необходимый для работы, если нет полноценного сетевого электричества.

Маркировки электродов.

Устройство генератора включает в себя обязательные конструкционные элементы:

Важнейшая часть – преобразователь состоит из электрогенерирующего элемента с двигателем переменного напряжения. Они обеспечивают изменение показателей тока.
Приводной двигатель внутреннего сгорания.
Индикатор для мониторинга и фиксации силы тока.
Переключатели режимов.
Специальный прерыватель цепи.
Регуляторы силы тока и поведения электрической дуги.
Клеммы для подключения кабелей и выходы ан 230В.

Такого рода генераторы выпускаются в двух вариантах:

Коллекторные генераторы.
Вентильные генераторы.

Главными преимуществами газового генератора в сравнении с другими аппаратами для сварки являются:

Компактность и, следовательно, высокая мобильность.
Удобство, относительная дешевизна, бесшумность.
Широкая функциональность и высокая надежность.
Достаточно высокие технические характеристики.

Маркировка

В зависимости от производителя и конкретного вида изделий маркировка упаковок может несколько отличаться. Однако большинство рутиловых электродов маркируются практически одинаково. Рассмотрим подробнее на примере маркировки электродов МР-3.

На их упаковке можно увидеть следующую маркировку: Э 46 –МР-3–УД Е 430 (3)-Р26.

Разберём всё по порядку:

Э46 — указывает на тип согласно ГОСТу. Это означает, что данная модель предназначена для сварки низколегированных и углеродистых сталей. Предел прочности при разрыве — 46 кгс/мм2.
МР-3 — марка от производителя.
У — обозначает назначение электрода. Для сварки углеродистых сталей, предел прочности при растяжении — 60 кгс/мм2.
Д — коэффициент толщины покрытия (толстое).
Е — международная маркировка. Обозначает тип электрода с плавящимся покрытием.
43 — прочность при растяжении (430 Мпа).
0 — показатель относительного удлинения (20%).
(3) — показатель температуры -20оС. Это минимальная температура, при которой металл шва сохраняет ударную вязкость не меньше 34 Дж/см2.
Р — тип покрытия. В нашем случае — рутиловое.
2 — показывает, в каких положениях можно проводить сварочные работы. Этот показатель обозначает, что варить можно в любом направлении, кроме вертикального «сверху-вниз».
6 — для качественной работы нужно использовать ток обратной полярности, постоянный. Напряжение холостого хода должно быть примерно 70В.

[ads-pc-2][ads-mob-2]

Физико-химический состав

В зависимости от производителей и разновидных модификаций, состав рутилового покрытия может немного отличаться. Однако в большинстве случаев состав следующий:

Концентрат рутила (диоксид титана) — 48%.
Полевой шпат — 20%.
Ферромарганец — 15%.
Магнезит — 15%.
Декстрин — 2%.

Некоторые виды электродов могут содержать также дополнительные элементы: например, целлюлоза. Такие покрытия маркируются буквами «РЦ», что расшифровывается как «рутилово-целлюлозное покрытие».

Рутиловые электроды: применение

Благодаря своим прекрасным качествам рутиловые покрытия широко применяются в различных условиях и считается одним из наиболее практичных видов. Перечислим основные варианты применения, в которых электроды этого типа отлично справляются со своей задачей:

Сварка конструкций из низкоуглеродистой стали. Химический состав покрытия позволяет эффективно работать с черными и низколегированными металлами. В таких случаях шов получается ровный и без трещин.
Сварка трубопроводов. Отлично подходят для ремонта труб, которые проводят жидкости. В таком случае сложно полностью осушить рабочую поверхность металла. Однако сварочная дуга рутиловых электродов горит стабильно даже при попадании капель воды в зону горения.
Широко применяются для ремонта деталей или инструментов, которые со временем истираются. Рутиловые электроды позволяют максимально эффективно наплавлять шов значительной толщины. За счёт небольшого разбрызгивания достигается экономия материала.

Из чего состоит покрытие электрода.

Для создания электродного покрытия, с заданными свойствами, используются различные ингредиенты и их сочетания. Все их можно разделить на категории по той роли, которую они выполняют при сварке.

Основное составляющее электродного покрытия

Газообразующие. Создают при сварке газовое облако вокруг дуги. Этот газ не даёт проникнуть в металл кислороду, водороду и азоту из атмосферы. К этой категории можно причислить: целлюлозу, пищевую муку, древесную муку, декстрин, крахмал и карбонаты.
Шлакообразующие. Формируют шлаковый слой, который защищает металл от атмосферы и замедляет его остывание. Сюда относят: доломит, мрамор, каолин, марганцевую руду, кварцевый песок, мел, полевой шпат, титановый концентрат и другие вещества, способные преобразовываться в шлак.
Легирующие. Эти добавки придают металлу шва особенные свойства: прочность, пластичность, стойкость к окислению, высоким и низким температурам. Среди таких веществ: вольфрам, молибден, титан, марганец, никель, ванадий и хром.
Раскисляющие. Кислород в сварных соединениях приводит к повышению хрупкости металла. Убрать его можно, если добавить в расплавленный металл алюминий, кремний, титан или марганец.
Стабилизирующие. Их можно было бы отнести и к газообразующим, так как они тоже выделяют газ. Но этот газ предназначен не для защиты сварочной ванны, а для поддержания горения дуги. Сюда входят хромат, селитра, поташ и другие калиевые соединения.
Связующие. Назначение этих компонентов обмазки — соединение элементов покрытия друг с другом и со сварочной проволокой. Наибольшее распространение в качестве связующего компонента получило жидкое стекло.
Формующие. Улучшают пластические свойства покрытия, что важно при машинном способе нанесения обмазки. К этим веществам относятся каолин, бентонит и другие.

Для увеличения эффективности сварочного процесса в состав покрытия для электрода может добавляться железный порошок.

Некоторые ингредиенты могут выполнять не одну, а несколько функций: например, создавать защитное газовое облако, поддерживающее горение дуги, а затем обращаться в шлак, защищающий металл шва.

Электроды с рутиловым покрытием: плюсы и минусы

По сравнению с другими типами покрытий, рутиловое обладает рядом преимуществ:

Стойкость шва. Сваренный металл не подвержен появлению холодных или горячих трещин.
В противовес кислому покрытию, сварочная дуга рутилового горит при переменном токе так же интенсивно, как и при постоянном.
Легко обрабатывать участки, где нужны короткие швы. Если основное покрытие требует непрерывного ведения шва, так как сварочную дугу сложно повторно разжигать, то с рутиловыми всё проще. Дуга легко зажигается, при этом с кончика стержня не нужно счищать нагар.
Подготавливать рабочую поверхность не обязательно. Другие типы электродов чувствительны к окислениям и ржавчине, что приводит к непрочному шву. Рутиловые электроды позволяют сформировать стабильный и стойкий шов независимо от качества поверхности.
После сварки шлак легко отделяется, а поверхность шва практически не нуждается в шлифовке.

Есть и недостатки:

Подойдут не для всех конструкций. Небольшой диапазон металлов, с которыми можно использовать этот тип покрытия, накладывает определённые ограничения на их эксплуатацию. Для сварки высокоуглеродистой стали такие электроды нельзя использовать.
Свойства резко ухудшаются при повышении напряжения тока. Поэтому придётся следить за соответствием номинальному показателю.
Нужно проводить подготовительные работы — просушку и прокалку.

[ads-pc-4][ads-mob-4]

В чем особенность рутиловых электродов?

Чтобы понять все достоинства и недостатки, сначала необходимо сказать, что рутиловый электрод это стержень, в который, как и во все другие, входит металлический сердечник. Но есть отличие — рутиловое покрытие, а рутил — это природный минерал, который позволят сделать сварочный шов не только качественным, но также очень аккуратным.

Однако, здесь предполагается использование только ручной дуговой сварки.

Преимущества и недостатки

Среди преимуществ рутиловых электродов для сварки:

Вредное воздействие едких испарений снижается за счет оксида титана — минерал рутил получается из него.
Дуга горит стабильнее, а зажигается — быстрее и проще.
Рутиловый шлак удаляется удобнее.
Швы становятся устойчивее к разрывам, изломам.
Пор из-за попадания кислорода гораздо меньше благодаря рутилу.
Сварка получается хорошей, даже если металл требует чистки.
Металл разбрызгивается в малых количествах, так что можно легко делать вертикальные и даже потолочные швы.

Более того, сварка будет сама по себе проста, поэтому ее можно проводить при любом размещении материалов, даже при резких движениях дуга будет сохранять свое горение.

Иногда в покрытие добавляется железный порошок, благодаря чему количество навариваемого металла увеличивается, а риск образования дефектов — снижается.

В числе недостатков, с которыми можно столкнуться при использовании рутиловых электродов:

Перед использованием нужно делать просушку и прокалку, а после прокалки необходимо подождать еще 24 часа.
Важно соблюдать точность режимов, чтобы качество стержней не снижалось.

Достоинств у подобных стержней гораздо больше, чем недостатков, что легко объясняет их популярность.

Лучшие марки электродов с рутиловым покрытием

ESAB-SVEL OK 46.00

Производятся в России шведским концерном ESAB. Эта модель является одной из лучших в своей категории и обладает следующими преимуществами:

Низкие требования к предварительной подготовке. Даже отсыревшие изделия можно прокаливать при температуре 70-90оС.
Не боятся влаги. Дуга стабильно горит при контакте с увлажнённой поверхностью.
Минимальный порог необходимого тока, который нужен для уверенного горения, значительно ниже, чем у других видов электродов.
Формируют прочный и ударостойкий шов.

Lincoln Electric Omnia 46

Производятся американской фирмой Lincoln Electric, которая выпускает электросварочную продукцию ещё с 1927 года. Электроды отличаются доступной ценой и являются отличным выбором для новичков. Сварочная дуга не требует точного контроля — при небольшом её удлинении не теряется стабильность горения.

При эксплуатации Omnia 46 выделяется относительно небольшое количество искр. Прочный шов позволяет использовать их для сварки ответственных конструкций (например, трубопроводов, работающих под высоким давлением).

ОЗС-12

Электроды этой марки имеют сертификат НАКС, который позволяет применять их для сварочных работ на ответственных и опасных объектах. Среди преимуществ марки:

Шов ведётся легко и ровно, даже без особого мастерства сварщика.
После остывания на поверхности остаётся тонкая шлаковая корочка, которая легко отделяется.

Но есть и недостаток. Несмотря на то, что обычно рутиловые покрытия не восприимчивы к влаге, электроды этой марки чувствительны к отсыреванию. Отсюда вытекают дополнительные требования по хранению, прокалке (при температуре 150оС перед каждым использованием), а также очистке сварочной ванны от крупных загрязнений.

МР-3

Электроды типа МР-3 — одни из самых распространённых. Бренду «Ресанта» удалось сохранить все достоинства рутилового покрытия и избежать недостатков, которые встречаются у других производителей изделий этого типа.

МР-3 легко разжигаются, формируют прочный и ровный шов, эффективно работают с разным током. Недостатком является повышенная чувствительность к влаге. Перед применением их необходимо прокаливать не менее часа при температуре 150-170оС.

Преимущества и недостатки покрытия

При горении целлюлозные электроды выделяют большой объем газов, включая оксид углерода. Сварочная ванна надежно защищена от контакта с воздухом. Электрическая дуга имеет слабоокисленную атмосферу, в которой восстанавливается кремний. Чтобы он не попал в шов и не образовал раковины, кремний раскисляют марганцевой рудой, вводят ее в качестве добавок в обмазку.

Положительные свойства и характеристики целлюлозных покрытий:

сварка током переменным и постоянным;
дуга легко загорается;
высокая производительность, до 50 мм/мин;
отсутствие вредных испарений;
любое положение шва;
шлак легко отделяется;
не образуются непровары;
корневой шов чистый;
глубоко проплавляет свариваемый материал.

При сварке трубопроводов многослойным швом целлюлозные электроды применяются для наложения нижнего слоя для формирования корневого валика с обратной стороны.

Высоколегированные стали, особенно хромоникелевые с низким содержанием углерода, варят после прогрева места стыка до 200 ⁰C, чтобы избежать холодных трещин.

К недостаткам относятся:

сильное разбрызгивание, теряется до 15 % металла;
повышенное количество кислорода в металле шва;
образование подрезов;
шов образуется крупночешуйчатый;
при малой скорости сварки образуются прожоги и перегрев.

Сварка целлюлозными электродами отличается сильным треском, характеризующим разбрызгивание.

Рисунок 2 — Разбрызгивание при сварке с целлюлозным покрытием

Концентрация целлюлозы в обмазке высокая. Температура прокаливания не должна превышать 120 ⁰C, лучше использовать более низкую – 110 ⁰C. Влага плохо испаряется. Не допустить намокания обмазки можно только при правильном хранении электродов. Их складируют в сухом помещении с относительной влажностью воздуха менее 50 % и температурой выше +15 ⁰C. Не допускается резкий перепад температуры. После прокаливания электроды, имеющие целлюлозное покрытие, хранят в сушильных шкафах при 80 ⁰C. Для транспортировки используют термопеналы.

Сварка электродами с рутиловым покрытием

Несколько нюансов, которые необходимо учитывать при проведении сварочных работ:

Проверьте, из какого материала сделан электрод. И сейчас речь не о покрытии, а о самом стержне. Для достижения максимально качественного шва металл стержня должен совпадать с металлом конструкции, которая сваривается.
Важно также учитывать толщину электродов. Она должна соответствовать толщине металла конструкции, хотя может и быть толще или тоньше, что компенсируется силой тока и мастерством сварщика.

Видео

Посмотрите парочку роликов, где умелец делится опытом работы именно рутиловыми электродами.

Прокалка электродов с рутиловым покрытием

Электроды этого типа нуждаются в предварительной прокалке перед использованием. Распространенные требования к прокалке: не менее часа в печи при температуре до 350оС.

Это общие требования, а точные указания зависят от конкретной марки. Некоторые модели слабо чувствительны к влаге и могут прокаливаться при относительно невысоких температурах (до 90оС), или же вовсе не нуждаться в прокалке. Хотя есть марки, которые могут отсыревать и терять свои свойства. Точный режим прокалки указывается производителем.