Официальный дилер ТМ «СВАРОГ»

Сварочное дело: виды электродов/техника безопасности

Виды электродов

Критерии классификации

Электрод представляет собой стержень, выполненный из металла. Все электроды используются в качестве проводников электрического тока в зону сварки и образования (горения) электрической дуги. Для ММА-сварки используют различные виды штучных электродов – с соответствующим составом обмазки либо неплавящиеся. Последняя разновидность применяется при TIG-сварке. А для полуавтоматов MIG/MAG выпускается сплошная электродная проволока – цельнометаллическая (при сваривании в газовой среде) и самозащитная порошковая. 

 

Штучный электрод с обмазкой – это металлический пруток длиной от 300 до 450 миллиметров, имеющий покрытие с определенным химсоставом. Один край прутка представляет из себя так называемый контактный торец, которым и зажигается электродуга, а второй край имеет «голый» участок 25-30 миллиметров длиной, предназначенный для фиксации в держаке. Обмазка наносится двумя способами: путем простого окунания или прессовки. 

Классификация покрытых электродов

По назначению:

1. Для проведения поверхностного наплавления – Н.

2. Для углеродистых и низколегированных сталей – У.

3. Для высоколегированных сталей – В.

4. Для легированных сталей конструкционного типа – Л.

5. Для легированных сталей температуростойкого типа – Т. 

По пространственному положению:

1. 4 – нижнее в лодочку и обычное нижнее.

2. 3 – нижнее, вертикальное при движении снизу вверх и горизонтальное по вертикали

3. 2 – все положения, кроме вертикального при движении сверху вниз.

4. 1 – все существующие положения. 

Классификация по толщине обмазочного слоя (рассчитывается исходя из отношения общего диаметра электрода к диаметру его стального сердечника – D/d):

1. С – среднее: D/d < 1,45.

2. М – тонкое: D/d < 1,2.

3. Д – толстое: D/d < 1,8.

4. Г – особо толстое: D/d > 1,8.

Основная характеристика, по которой целесообразно разделить все существующие электроды на разные виды – это тип нанесенного покрытия.

Электроды с кислой обмазкой

Эта разновидность отличается от других наличием в составе ферромарганца и оксидных соединений алюминия и кремния. Также в кислом покрытии содержатся декстрин и крахмал – они отвечают за газовую защиту сварной ванны при разрушении обмазки. Кислые электроды применяются достаточно широко при проведении сваривания различных деталей и металлоконструкций не просто пораженных ржавчиной, но и разрушенных в некоторой степени коррозией. Швы при этом получаются довольно прочными (насколько это возможно при состоянии металла) и без пористости. Благодаря наличию компонентов с повышенным уровнем кислотности при работе электродами данного вида становится возможным осуществление эффективной дегазации металла сварной ванны. 

Но вот очищения от фосфора нет, поэтому образуется переизбыток кислорода. В результате шовное соединение, полученное при использовании электрода с кислой обмазкой, перенасыщается кислородом и почти всегда включает в себя неметаллические образования. Этим и объясняется достаточно низкая ударная вязкость таких сварных швов – она не превышает показателя в 12 кгс-м/см2. Устойчивость к появлению так называемых горячих и кристаллизационных трещин также низкая. Конечно же, по причине высокой окислительной способности таких электродов их не рекомендуется применять для провара любых ответственных конструкций. Зато они вполне пригодны для сварки длинной дугой из всех пространственных положений как переменным, так и постоянным током. Однако, газы, испаряющиеся при разрушении кислого покрытия, являются высокотоксичными – в первую очередь по причине большой концентрации марганца. 

Рутиловые электроды

Обмазка рутиловых электродов состоит из целого ряда элементов. Основной компонент – это минерал рутил, он же – двуокись титана. Также рутиловое покрытие может включать в себя магнезит, каолин, полевой шпат, мрамор и ряд других составляющих как минерального, так и органического происхождения. При распаде карбонатов и органических соединений образуется газовое облако, обеспечивающее дополнительную защиту сварной ванны от окислительных процессов. Этот вид электродов по большинству показателей превосходит кислые и основные. Состав обмазки на основе рутила обеспечивает минимальный уровень пористости при сварке заготовок даже с плохо подготовленной рабочей поверхностью. Сваривание можно проводить как короткой, так и длинной дугой. Полученное шовное соединение является также более устойчивым к появлению кристаллизационных трещин в сравнении с электродами основного типа. А по характеристике стойкости к образованию горячих трещин рутиловые электроды лучше, чем с кислой обмазкой. 

Еще одно достоинство рутиловой разновидности электродов в том, что при плавлении они выделяют в окружающую среду малотоксичные газовые соединения. Шлаковый слой «рутиловых» швов снимается без усилий. При сваривании металл сварной ванны разбрызгивается по минимуму. Если говорить о прочности провара, то данные электроды обеспечивают наилучшее сопротивление по параметру усталости шва при угловом сваривании – даже в конструкциях, которые будут брать на себя очень большие нагрузки. Стабильность электродуги и легкость при ее зажигании также являются плюсом рутила. Следует отметить, что от концентрации железа в обмазке во многом зависит производительность работы и возможность осуществлять сварку из различных пространственных положений. Рутиловые электроды дополнительно подразделяются на подвиды – в зависимости от того, какие компоненты и в какой пропорции дополняют двуокись титана. Это позволяет с высокой точностью проводить подбор электродов с рутиловым покрытием для решения соответствующих сварочных задач. 

Электроды с основной обмазкой

Низководородное или основное покрытие электродов имеет в своем составе мел, ферросплавы, карбонат кальция или мрамор, а также плавиковый шпат – одну из разновидностей фтористо-кальциевых соединений. Значительная концентрация карбонатов приводит к выделению такого количества углекислого газа при распаде обмазки, которого вполне достаточно для защиты сварной ванны. В подавляющем большинстве случаев электроды с основным типом покрытия применяются при осуществлении различных сварочных работ с использованием постоянного тока, причем – с обратной полярностью. Допускается и сварка посредством переменного тока – но только такой разновидностью основных электродов, которая дополнительно к основным компонентам содержит жидкое стекло, поташ и т.п. Низководородные электроды пригодны для сваривания в любых положениях с помощью короткой дуги. Предварительно необходимо тщательно подготовить рабочие поверхности деталей – очистить их от ржавчины и грязи, насухо вытереть, если они влажные. Металл получаемого сварного шва имеет весьма небольшую концентрацию кислорода, поэтому отличается великолепной устойчивостью к нагрузкам «на удар» - 25кгс-см2. Горячих и кристаллизационных трещин такие швы также не боятся. Помимо этого они без каких-либо последствий переносят резкие температурные перепады и являются резистентными в плане временного старения. 

В отличие от кислых электродов, благодаря низкой способности к окислению составляющих основного покрытия, во время сварочного процесса происходит превращение серы и фосфора в шлак. По этой причине швы получаются чистыми и высокоэластичными. А кремниево-марганцевые компоненты придают сварному соединению необходимую прочность. Пористость может возрастать тогда, когда сварка ведется длинной электрической дугой, заготовки плохо подготовлены или используются электроды с толстым слоем обмазки. Хотя и незначительно, но присутствие соединений фтора понижает стабильность горения дуги – по причине уменьшения ионизации. К несущественным недостаткам основных электродов также относится их высокая чувствительность к влаге. Поэтому их следует предварительно прокаливать перед использованием – даже в том случае, когда с момента последнего прокаливания начатой пачки прошло немного времени. Не стоит пренебрегать прокаливанием – иначе качество провара и самого шва будет на порядок ниже. Электроды с основной обмазкой применяются повсеместно: для низко/высоколегированных марок сталей, углеродистых сталей. Подходят они и для создания ответственных швов. Помимо этого данным видом электродов допускается работать при низкой температуре окружающей среды и с толстостенными деталями, имеющими в составе высокую концентрацию серы и фосфорных соединений. 

Целлюлозные электроды

Обмазка так называемых целлюлозных электродов содержит в своем составе большое количество органических веществ (до пятидесяти процентов). Чаще всего это целлюлоза. Присутствуют и составляющие неорганического происхождения, такие, как рутил, марганец и ряд других. Уровень концентрации защитного газа, выделяемого при горении электрода, довольно высокий – поэтому шлак образуется в незначительном количестве. Электроды с покрытием на основе целлюлозы применяются для проведения сваривания металлических конструкций во всех пространственных позициях с помощью переменного тока. Также не требуется предварительной подготовки контактных поверхностей. Бесспорное достоинство целлюлозных электродов – возможность проваривать с их помощью вертикальный шов при движении сверху вниз, что может оказаться весьма кстати в некоторых ситуациях. Главный минус электродов с целлюлозным типом покрытия заключается в том, что по причине избыточного насыщения сварного шва водородом снижается качество провара. 

Неплавящиеся электроды

Такие штучные электроды изготавливаются из вольфрама, гафния, циркония и графита – токопроводящих, но тугоплавких материалов. Как правило, такие электроды используются при сварке в среде инертных защитных газов, так как обмазки они не имеют. Газ подбирается в соответствии с применяемой разновидностью неплавящегося электрода. Так, графитовыми и вольфрамовыми электродами варят вместе с гелием, аргоном либо с их смесью. Гафниевыми и циркониевыми – с азотом. Все неплавящиеся электроды классифицируются также в зависимости от угла заточки и диаметра, который варьируется от 0,8 до 6 миллиметров. 

Электродная проволока

При дуговом непрерывном сваривании посредством полуавтоматического оборудования применяется проволока. Как правило, сварка осуществляется при обеспечении защиты ванны расплава инертным/активным газом. Необходимое количество электродной проволоки определяют очень просто – по весу бобины. По сечению проволока производится в широком диапазоне: от 0,4 до 6 миллиметров. Данный расходный материал можно разделить на две обширные группы: сплошная и порошковая. Первая может производиться из различных материалов – стали, латуни, меди, алюминия и др. При выборе учитываются условия сваривания, свойства металла и требуемое качество шовного соединения. 

Сплошная проволока является однородной по своему составу. Именно ей и варят с использованием защитных газов. Порошковый вид производится с сердечником, содержащим различные по химсоставу флюсы. В процессе сварки дисперсия сердцевины распадается – благодаря этому сварная ванна надежно защищается образовавшимся газовым облаком. Химические вещества также проникают в структуру расплава, изменяя определенным образом его свойства. Все составляющие порошкового сердечника можно разделить на несколько типов: газообразующие, стабилизирующие, шлакообразующие, так называемые раскислители и некоторые специальные.  

Электродная проволока порошковая выпускается с разными видами флюсов (в зависимости от основного компонента): рутиловая, карбонат-флюоритная, простая флюоритная, рутил-органическая и рутил-флюоритная. Главное преимущество порошковой проволоки заключается в том, что отпадает необходимость в дополнительном использовании взрывоопасных, громоздких и тяжелых газовых баллонов. Также с ее помощью можно очень качественно проваривать различные детали на открытом воздухе – даже сильный ветер не станет помехой. Сам сварочный процесс впечатляет своей производительностью, а шовные соединения получаются отличными по всем показателям. 

При сварке уже упоминавшимися неплавящимися электродами очень часто в качестве присадки используют сплошную проволоку. Вообще, сварная ванна требует дополнительного применения присадок в том случае, когда между двумя рабочими поверхностями зазор составляет более 3 мм. 

Сварочные установки называют полуавтоматическими потому, что подача электродной проволоки в рабочую зону происходит при помощи специального автоматического блока. Такие устройства бывают как выносными (мобильными), так и вмонтированными непосредственно в сам сварочный агрегат. Различаются блоки и в зависимости от способа подачи – встречаются тянуще-толкающие и более простые толкающие и тянущие механизмы. Подающие блоки производятся и с разным количеством роликов (2/4). Сами ролики также могут иметь разный размер и располагаться поперечно либо продольно. Разные роликовые механизмы предназначены для работы с определенными видами электродной проволоки. 

Техника безопасности

При проведении самых разных сварочных работ все операторы – не только новички, но сварщики со стажем обязательно должны придерживаться целого ряда правил, предусмотренных техникой безопасности. Можно выделить шесть наиболее агрессивных факторов сварки. Прежде всего, это световое видимое излучение, обладающее сверхвысоким уровнем интенсивности. Во-вторых, хотя и незаметное невооруженным глазом, образующееся при сваривании также достаточно интенсивное инфракрасное и ультразвуковое излучение. В-третьих – это риск термического поражения (от капель расплава, окалины, искр и рабочей поверхности, разогретой после провара). Четвертое – механическое воздействие обрезков заготовок (если сварщик сам занимается подготовкой) и шлаковых осколков. Пятый фактор – воздействие токсического типа из-за наличия защитных газов или газового облака, образующегося при разрушении обмазки штучных электродов/порошковой электродной проволоки. Шестой момент – риск возникновения пожара и поражения электрическим током. 

Лучевая безопасность

Как правило, для надежной защиты глаз от опасного воздействия горящей электродуги используются всем известные сварочные маски. Качественные маски производятся из специального жаростойкого и ударопрочного пластика, а также комплектуются светофильтрами с разной степенью чувствительности и разного типа. Сегодня в продаже есть все – от простых масок и стандартных наборов стекол до современных моделей-«хамелеонов». Как правило, сам светофильтр с внешней стороны закрывается дополнительно прозрачным защитным стеклом – чтобы не повредить фильтр брызгами расплавленного металла и осколками сбиваемого со швов шлака. Конечно же, удобнее «хамелеонов» ничего нет – они позволяют не снимать их после прерывания дуги и производить все вспомогательные действия прямо в маске. Это увеличивает скорость сварки. 

Посредством применения защитных пленочных фильтров осуществляется поглощение инфракрасного/ультрафиолетового излучения. Для защиты рук от последнего, а также – от термического и механического воздействия - обязательно необходимо надевать специальные перчатки/рукавицы, предназначенные для сварщиков. Обычные тряпичные голицы сразу прогорят. 

Газотоксичная безопасность

Мы уже упоминали тот факт, что разрушение сердечника порошковой разновидности электродной проволоки или покрытия штучного электрода всегда сопровождается выделением в окружающую среду газообразных веществ, многие из которых относятся к высокотоксичным соединениям. При их значительной концентрации в рабочей зоне существует большая вероятность интоксикации организма, наряду с общим угнетением кровеносной и дыхательных систем. 

Обеспечить на сто процентов газотоксичную безопасность практически невозможно. На сегодняшний день реальна лишь минимизация негативных последствий для здоровья. Одной из первоочередных задач, которую необходимо решить при подготовке к проведению сварки, является обеспечение хорошего вентилирования рабочего пространства. Если такой возможности нет, но возникает «сварочный форс-мажор», например, срочно требуется заварить изнутри емкость и т.п., то при большом объеме работы обязательно нужно делать частые и продолжительные перерывы. В любом случае желательна наладка хоть какой-нибудь вентиляции. Насыщенным токсинами воздухом дышать нельзя. Вообще, при регулярной работе в таких сложных условиях чистый воздух поступает сварщику непосредственно под маску.  

Электробезопасность

Современные сварочные агрегаты заводской сборки вполне надежны в плане защиты от поражения электрическим током при их эксплуатации. Электроизоляция всех токонесущих кабелей (как входящих, так и исходящих) должна быть не только соответствующей толщины, но и целостной на всем протяжении. При нарушении целостности диэлектрического покрытия следует прекратить работу. Необходимо бережно обращаться с проводами и не забывать следить за тем, чтобы они не оказывались в зоне явного термического или механического воздействия. Обязательно перед тем, как включать аппарат, нужно на всякий случай проверить кабели на наличие повреждений, которые они могли получить при транспортировке или хранении. 

Корпус сварочника требуется надежно заземлить. При работе в холостом режиме (когда агрегат включен, но им не проводят сваривание) напряжение тока существенно понижается. Данный параметр почти у всех модификаций сварочного оборудования регулируется при помощи автоматики. 

Держаком с поврежденной защитной рукоятью работать запрещено – это повышает риск поражения током при контакте последнего с рукой. Защитные рукоятки не только обеспечивают электробезопасность, но и защищают от термического ожога, так как обладают пониженной теплопроводимостью. Фиксацию клемм заземления на деталях/заготовках осуществляют до включения сварочника в электросеть. 

Несмотря на то обстоятельство, что вся сварочная техника имеет заводскую защиту (разной степени) от попадания влаги на электроузлы, варить в течение долгого времени при повышенном уровне влажности окружающей среды не рекомендуется – так как существует риск образования конденсата. Это же можно сказать и о работе при низких температурах или под дождем/снегом. Также сварщикам следует иметь рабочую обувь с резиновой/прорезиненной подошвой и специальный коврик-подстилку с диэлектрическим слоем. 

Термомеханическая безопасность

Как известно, разбрызгивание расплавленного металла и искр – обычное дело при сварке. Если они попадут на плохо защищенные или попросту открытые участки тела, то это однозначно приведет к ожогу. Степень тяжести последнего может быть различной: например при работе без спецодежды в неудобном месте проблематично будет вытряхнуть окалину, попавшую в рукав или за шиворот. Специальный комплект для сварщиков «штаны+куртка» способен обеспечить максимальную степень защиты. Такая одежда производится из термоустойчивого материала с повышенной плотностью. К искрам такая ткань практически нечувствительна. Не вздумайте заправлять штанины внутрь сапога – вряд ли вы успеете его снять, если в него попадет капля расплавленного металла. Простые голицы также не стоит использовать для сварки. Для рук предусмотрены специальные перчатки/голицы с длинными раструбами, выполненные из того же термостойкого материала, что и роба, либо кожи. Дополнительно к голицам рекомендуется надевать еще и нарукавники. 

Сварщик, как и солдат, всегда должен быть застегнут плотно – чтобы никакая «шальная» окалина не залетела ему под одежду. В том случае, когда сварочные работы ведутся сразу на нескольких ярусах (например строительство многоэтажки), обязательно потребуется надеть еще и каску – только она надежно защитит голову от могущих упасть сверху обрезков заготовок, огарков электродов и т.п. 

Шлак со сварочных соединений лучше обивать с помощью небольшого двустороннего молоточка сварщика и щетки с металлической щетиной. Некоторые «обмахивают» швы перчаткой. Но ее можно прожечь или порвать об острый край, повредив при этом и руку. Для защиты глаз от шлаковых осколков (если нет «хамелеона») используют обыкновенные строительные очки или так называемые «болгарочные» маски с ободным креплением и оргстеклом.  

Пожарная безопасность

Сварочные работы считаются одними из самых пожароопасных мероприятий. Риск возгорания весьма велик – хотя бы по причине использования высокомощного тока и высоких температур, не говоря уже о том, что даже небольшая искра или окалина может привести к большому пожару. Поэтому перед началом сварочных работ следует уделить особое внимание тщательной подготовке не только самой рабочей зоны, но и прилегающей территории – особенно при сварке на открытом воздухе в ветреную погоду. Все легковоспламеняющиеся и взрывоопасные предметы нужно убрать на безопасное расстояние. Под использованные электроды лучше поставить металлическую коробку или ящик. 

Сваривание в среде защитных газов и различных их смесей требует еще большей осторожности. Главный источник опасности в данном случае – это газовые баллоны. Не забывайте о том, что зажигать газовую горелку нельзя ни в коем случае, если предварительно не продуть шланги – ведь в них может скопиться воздух. Кроме того, сварщику запрещено пересекать границы рабочей зоны с зажженной горелкой в руках. Когда в сварочном процессе делается перерыв, то вентили редукторов следует перекрывать. Естественно, что баллоны с газом необходимо размещать на достаточно безопасном расстоянии от источников высокой температуры и открытого огня (не менее чем на пять метров). Чтобы не возникло утечки газа, требуется регулярно проводить проверку рабочего состояния вентилей, редукторов, мест прикрепления шлангов, а также целостность последних. 

В определенных случаях приходится заниматься сваркой на деревянных поверхностях. Тогда обязательно нужно использовать металлические листы. После окончания работ на таких объектах не лишним будет тщательно осмотреть рабочее пространство на предмет оставшегося огарка электрода или окалины, которые могут вызвать тление дерева и его последующее возгорание. 

Чтобы не «сгорел на работе сам сварщик», необходимо использовать спецодежду, о которой мы уже говорили. 

Рабочий процесс

Определенные правила безопасности требуется соблюдать и при организации самого рабочего процесса. Перед зажиганием электродуги обязательно предупреждают об этом своего помощника или других людей (даже если они находятся в некотором отдалении) – чтобы они успели закрыть или отвести глаза. При сварочных работах на стационарном посту должно быть проведено его надежное заземление. Также на таком рабочем месте проводится не только непосредственное сваривание металлов, но и последующая обработка сварных соединений, подгонка деталей и т.п. Весь инструмент, как основной, так и вспомогательный, должен располагаться таким образом, чтобы его было удобно использовать, но при этом он не мешал рабочему процессу. Закрепление электродержателей проводится с помощью спецкреплений или на подставках – при отключении подачи тока. Стационарные посты должны соответствовать нормам газотоксичной безопасности (иметь вытяжку). 

По завершении сварочных работ вся аппаратура выключается из сети. Если планируется достаточно длительный перерыв в работе, то оборудование желательно отправить на хранение в склад с допустимым температурным и влажностным режимами. Такие расходные материалы, как штучные электроды с обмазкой, вообще требуют точного соблюдения условий хранения: под воздействием влаги покрытие начинает терять свои свойства. Если электроды хранить с грубым нарушением рекомендаций, то они придут в негодность раньше срока – даже прокаливание не сможет «вернуть их к жизни».  

Безопасный ремонт

Сварка неисправным оборудованием чревата не только получением травмы различной степени тяжести, но может стать и причиной летального исхода. Правильное хранение, соблюдение правил эксплуатации, регулярные тестовые включения и профилактические осмотры сварочного аппарата помогут выявить многие проблемы в работе агрегата на ранней стадии. 

При выявлении какого-либо сбоя лучше обратиться в сервисный центр – там квалифицированные специалисты отремонтируют технику как положено. Попытки ремонта без должного уровня квалификации могут привести не только к полной поломке сварочника (это полбеды), но и к «неправильной» починке – когда его эксплуатация станет опасной для жизни. 

Не пренебрегайте прочтением инструкции по эксплуатации «от корки до корки» - она прилагается не просто для комплекта. Соблюдайте все рекомендации производителя – так вы продлите срок службы сварочного оборудования и сможете избежать преждевременной поломки по причине неправильного использования техни

Заказ он-лайн

Если Вы не уверены в выборе или сомневаетесь, то наши специалисты бесплатно проконсультируют Вас по любым вопросам, связанным с нашими предложениями

Вы всегда можете задать вопрос по телефону:

  Рабочие дни: 9:00-20:00
  Выходные дни: 9:00-18:00

+7 (812) 209-21-91

+7(952)272-22-91

 

VK