1.3. Покрытые электроды для ручной дуговой сварки и наплавки

Покрытыми электродами сваривают различные стали, чугуны, многие цветные металлы и сплавы, но основной объем ручной дуговой сварки приходится на стали. В связи с этим общие требования к электродам для сварки и наплавки сталей регламентированы государственными стандартами. Электроды для сварки чугуна и цветных металлов не стандартизованы и выпускаются в соответствии с техническими условиями.

В настоящее время в России действуют четыре ГОСТа на электроды: ГОСТ 9466-75. Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация, размеры и общие технические требования;

ГОСТ 9467-75. Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы.

ГОСТ 10052-75. Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей ρ особыми свойствами. Типы.

ГОСТ 10051-75. Электроды покрытые металлические для ручной дуговой наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами. Типы.

Классификация покрытых электродов

По назначению электроды подразделяются:

У - для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм²;

Л - для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/мм²;

Τ - для сварки легированных теплоустойчивых сталей;

В - для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами;

Η - для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами.

Подразделение электродов на типы регламентировано ГОСТ 9467-75, ГОСТ 10051-75 и ГОСТ 10052-75.

На марки электроды разделяют по техническим условиям и паспортам. Каждому типу электрода могут соответствовать несколько марок.

Электроды подразделяют по толщине покрытия в зависимости от отношения диаметра электрода (D) к диаметру стального стержня (d):

Μ - с тонким покрытием (D/d < 1,20);

С - со средним покрытием (1,20 < D/d < 1,45);

Д - с толстым покрытием (1,45 < D/d < 1,80);

Г- с особо толстым покрытием (D/d> 1,80).

В зависимости от требований к точности изготовления электродов, состоянию поверхности покрытия, сплошности выполненного данными электродами металла шва и содержания серы и фосфора в наплавленном металле электроды делятся на группы 1,2 и 3V.

По видам покрытия электроды подразделяют:

А - с кислым покрытием; Б - с основным покрытием; Ц - с целлюлозным покрытием; Ρ - с рутиловым покрытием; Π - с покрытием прочих видов. При покрытии смешанного вида используют соответствующее двойное условное обозначение.

При наличии в составе покрытия железного порошка в количестве более 20 %, к обозначению вида покрытия добавляют букву Ж.

По допустимым пространственным положениям сварки или наплавки электроды подразделяют: 1 - для всех положений; 2 - для всех положений, кроме вертикального сверху вниз; 3 - для нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального снизу вверх; 4 - для нижнего и верхнего в лодочку.

По роду и полярности применяемого, при сварке или наплавке тока, а также по номинальному напряжению холостого хода источника питания сварочной дуги переменного тока частотой 50 Гц электроды обозначают номерами с 0 по 9 в соответствии с табл.1 (обозначения электродов по роду и полярности сварочного тока).

Таблица 1

Рекомендуемая полярность постоянного тока	Напряжение холостого хода Источника переменного тока, В		Обозначения
	Номинальное	Предельные отклонеия
Обратная	-	-	0
Любая Прямая Обратная	50	+ 5	1 2 3
Любая Прямая Обратная	70	+ 10	4 5 6
Любая Прямая Обратная	90	+ 5	7 8 9

Примечание. Цифрой 0 обозначают электроды, предназначенные для сварки или наплавки только на постоянном токе обратной полярности.

Условное обозначение. Все вышеперечисленные элементы классификации электродов должны быть указаны в условном обозначении. Структура условного обозначения приведена на рис.7.

Рис.7. Структура условного обозначения электродов:

1 - тип; 2 - марка; 3 - диаметр, мм; 4 - обозначение назначения электродов; 5 - обозначение толщины покрытия; 6 - группа электродов по качеству изготовления; 7 - группа индексов, указывающих характеристики наплавленного металла и металла шва по ГОСТ 9467-75, ГОСТ 10051-75 или ГОСТ 10052-75; 8 - обозначение вида покрытия; 9 - обозначение допустимых пространственных положений сварки или наплавки; 10 -обозначение рода применяемого при сварке или наплавке тока, полярности постоянного тока и номинального напряжения холостого хода источника питания сварочной дуги переменного тока частотой 50 Гц; 11 - обозначение стандарта, регламентирующего классификацию электродов и общие технические условия (ГОСТ 9467-75); 12 - обозначение стандарта на типы электродов.

Для электродов марок, не относящихся к типам по ГОСТ 9467-75, ГОСТ 10051-75 и ГОСТ 10052-75, тип электрода в условном обозначении не приводят (поз. 1 рис. 3), а вместо стандарта на типы электродов указывают технические условия на электроды конкретной марки (поз. 12 рис. 3). В условном обозначении электродов для сварки углеродистых и низколегированных сталей с временным, сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм² посла буквы Ε тире не ставят. Приведенное на рис. 3 условное обозначение должно быть указано на этикетках или маркировке коробок, пачек и ящиков с электродами. В документации на электроды их условное обозначение должно состоять из марки, диаметра, группы электродов и обозначения стандарта (ГОСТ 9466-75).

Пример условного обозначения. Для электродов типа Э46А по ГОСТ 9467-75, марки УОНИ-13/45, диаметром 3 мм, для сварки углеродистых и низколегированных сталей У, с толстым покрытием Д, 2-й группы, с установленной по ГОСТ 9467-75 группой индексов 43 2 (5), указывающих характеристики наплавленного металла и металла шва, с основным покрытием Б, для сварки во всех пространственных положениях 1, на постоянном токе обратной полярности 0 полное обозначение будет таким:

ГОСТ 9466-75, ГОСТ'9467-75,

а в документации:

электроды УОНИ-13/45-3,0-2-ГОСТ 9466-75.

Типы электродов для сварки теплоустойчивых и конструкционных сталей. Согласно ГОСТ 9467-75 электроды подразделяются на следующие типы:

Э38, Э42, Э46 и Э50 - для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 50 кгс/мм²;

Э42А, Э46А и Э50А - для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 50 кгс/мм², когда к металлу сварных швов предъявляют повышенные требования по пластичности и ударной вязкости;

Э55 и Э60 - для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 50 до 60 кгс/мм²;

Э70, Э85, Э100, Э125, Э150 - для сварки легированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/мм²;

Э-09М, Э-09МХ, Э-09Х1М, Э-05Х2М, Э-09Х2М1, Э-09Х1МФ, Э-10Х1М1НФБ, Э-10ХЗМШФБ, Э10Х5МФ - для сварки легированных теплоустойчивых сталей.

Химический состав должен соответствовать:

- для металла, наплавленного электродами для сварки конструкционных сталей, требованиям технических условий или паспортов на электроды конкретных марок;

- для металла, наплавленного электродами для сварки легированных теплоустойчивые сталей, требованиям стандарта.

Механические свойства металла шва, наплавленного металла и сварного соединения, а также содержание серы и фосфора в наплавленном металле регламентированы стандартом.

Условное обозначение электродов для дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей - по ГОСТ 9466-75. При этом во второй строке (знаменателе) группа индексов, указывающих характеристики наплавленного металла и металла шва (поз.7) должна быть записана в соответствии с требованиями, приведенными ниже.

Согласно требованиям ГОСТ 9467-75 в условном обозначении электродов для сварки углеродистых и низколегированных сталей с временным сопротивлением разрыву менее 60 кГс/мм² группа индексов записывается следующим образом: первый индекс (две цифры) указывает минимальное значение величины σ_В (кгс/мм²), а второй индекс (одна цифра) одновременно характеризует минимальные значения показателей δ₅ и температуры Т_х, при которой определяется ударная вязкость (данные следует приводить для метала шва и намного металла в состоянии после сварки, т.е. без термической обработки.

Таким образом, второй индекс (третья цифра) будет означать:

0 – δ₅ < 20 и Т_Χ не регламент.

1 – δ₅ = 20 и Т_Χ = +20 ^оС

2 – δ₅ = 22 и Т_Χ = 0 ^оС

3 – δ₅ = 24 и Т_Χ = - 20 ^оС

4 – δ₅ = 24 и Т_Χ = - 30 ^оС

5 – δ₅ = 24 и Т_Χ = - 40 ^оС

6 – δ₅ = 24 и Т_Χ = - 50 ^оС

7 – δ₅ = 24 и Т_Χ = - 60 ^оС

Если какой-нибудь показатель (δ₅ или Т_х) отличается от вышеприведенных, то второй индекс должен соответствовать минимальному значению показателю δ₅, и дополнительно, в скобках, указывается третий индекс, характеризующий показатель Т_х.

В условном обозначении электродов для сварки сталей с σ_В > 60 кгс/мм² индексов, обозначающих характеристики наплавленного металла и металла шва (данные брать для метала в состоянии после термической обработки), указывает среднее содержание основных химических элементов в наплавленном металле и минимальную температуру, при которой ударная вязкость на составляет не менее 3,5 кгс-м/мм² и должна включать:

первый индекс из двузначного числа, соответствующего среднему содержанию углерода в сотых долях процента;

последующие индексы, каждый из которых состоит из буквенного обозначения соответствующего химического элемента и стоящего за ним числа, показывающего среднее содержание элемента в наплавленном металле (с погрешностью до 1%);

последний индекс, характеризующий Т_х:

Перед последним индексом ставят тире.

К основным химическим элементам, кроме углерода, следует относить только легирующие элементы, определяющие механические свойства наплавленного металла. При этом кремний и марганец считают основными химическими элементами, если их содержание в наплавленном металле превышает 0,8 %.

Порядок расположения буквенных обозначений химических элементов определяется уменьшением их среднего содержания в наплавленном металле. При среднем содержании элемента менее 0,8 % число за буквенным обозначением не указывают.

Химические элементы, содержащиеся в наплавленном металле, обозначают: А - азот, Б - ниобий, В - вольфрам, Г - марганец, Д - медь,

К - кобальт, Μ - молибден, Η - никель, Ρ - бор, С - кремний, Ε - титан, Φ - ванадий, X -хром, Ю - алюминий.

В условном обозначении электродов для сварки легированных теплоустойчивых сталей группа индексов, указывающих характеристики наплавленного металла и металла шва (данные брать для метала в состоянии после термической обработки), должна включать два индекса. Первый индекс указывает Т_х, а второй максимальную рабочую температуру, при которой регламентированы показатели длительной прочности наплавленного металла и металла шва.

Таблица 2

Максимальная рабочая температура, оС	Индекс	Максимальная рабочая температура, оС	Индекс
Не регламентирована или ниже 450 оС	0	530 - 545	5
450 – 465	1	550 – 565	6
470 - 480	2	570 – 585	7
490 – 505	3	590 – 600	8
510 - 525	4	Св. 600	9