Электроды для ручной дуговой сварки: марка, диаметр, ток и прокалка

Как расшифровать обозначение

Электрод описывают две классификации. Тип по ГОСТ 9467-75 говорит о прочности металла шва: Э38, Э42, Э46 и Э50 для углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 50 кгс/мм² (около 490 МПа); с буквой А (Э42А, Э46А, Э50А) шов должен быть пластичнее и вязче. Классификация по ГОСТ 9466-75 раскладывает электрод по назначению, толщине и виду покрытия, а также по допустимым положениям и роду тока (ГОСТ 9467-75, ГОСТ 9466-75).

Пример из паспорта ЛЭЗ: «Э46-ЛЭЗ АНО-21-?-УД / Е 431(3)-РЦ13». Знак вопроса заменяют диаметром. Тип Э46, марка АНО-21, назначение У (углеродистые стали), толстое покрытие Д, вид покрытия РЦ (рутиловое с целлюлозным), цифра 1 означает все положения, цифра 3 постоянный ток обратной полярности или переменный от источника с холостым ходом 50 В (обратная полярность означает плюс на электроде).

Марки: что для чего

Рутиловые электроды проще в работе: легко зажигаются, дают ровный валик, подходят для переменного тока и менее капризны к сырости. Основные электроды дают более вязкий шов с меньшим содержанием водорода, но зажигаются труднее, любят короткую дугу и требуют сухого покрытия. В паспорте ЛЭЗ у УОНИ-13/55 ударная вязкость при −60 °C не ниже 80 Дж/см², у МР-3 при −20 °C не ниже 35 Дж/см², что видно по применению. Для низколегированных сталей вроде 09Г2С и для конструкций, работающих на морозе, берут основные.

Диаметр под толщину

Диаметр выбирают по толщине металла и положению шва: чем тоньше лист, тем тоньше стержень, а в потолочном и вертикальном положении берут электрод меньше, чтобы ванна не стекала. Ориентиры, которые приводят поставщики электродов: 2,5 мм для металла 2–3 мм, 3 мм для 3–5 мм, 4 мм для 5–12 мм, 5 мм для 10 мм и больше. Практики добавляют, что электрод 4–5 мм нужен металлу от 10 мм, а на маленьком дешёвом инверторе он работает на пределе.

Ток: паспорта и «30–40 А на миллиметр»

Правило «около 30–40 А на 1 мм диаметра» подтверждается паспортами ЛЭЗ для основных электродов и годится как первая проверка, а рутиловые допускают больше. Рекомендуемые значения тока из паспортов:

Для УОНИ-13/55 диаметром 3 мм получается 30–40 А на миллиметр, для 4 мм около 32–37. Для МР-3 диаметром 4 мм паспорт даёт до 220 А, то есть 40–55 А на миллиметр, так что правило для рутила занижает верхнюю границу. Цифры из паспорта приоритетнее любой формулы. Если на пачке указан диапазон, начинают с нижней трети и смотрят на шов: прожог или подрез означает слишком много тока, непровар и «верёвка» слишком мало.

Прокалка и хранение

Покрытие впитывает влагу из воздуха. Сырой электрод даёт пористый шов, брызги, трудноотделяемый шлак, а у основных электродов ещё и водород в шве, который при высокопрочных сталях приводит к трещинам. Электрод прилипает, дуга зажигается через раз, шов чёрный и пористый.

Правило одно: температуру и время берут с пачки или из паспорта производителя. Для сравнения, зарубежные данные Lincoln Electric: основные электроды E7018 прокаливают при 340–400 °C в течение часа, вскрытые банки хранят в шкафу при 120–150 °C. Если электроды были в контакте с водой, сначала их подсушивают при 80–105 °C и уже потом прокаливают. Повторять прокалку основных электродов высокопрочных классов (E8018 и выше) можно не более трёх раз, и выше указанной температуры не греют. Электроды надо рассыпать в печи, чтобы каждый прогрелся. Для рутиловых типа E6013 Lincoln допускает 150–180 °C в течение 20–30 минут, если есть признаки сырости, а целлюлозные такой сушке не подлежат (Lincoln Electric: Storing and Redrying Electrodes). Завод-изготовитель АНО-21 указывает повторную прокалку 60 минут при 160 °C (Сычёвский электродный завод).

Практики сушат электроды в духовке. Один пишет про газовую духовку, другой напоминает, что температуру и время смотрят на пачке, а пересушить сложно, но можно пережечь покрытие. Для основных 350–400 °C кухонная духовка обычно не даёт, поэтому для УОНИ нужна печь или термопенал. Способ «закоротить электрод на 15–25 секунд» прокалкой не считается: покрытие греется неравномерно, а требование Lincoln как раз в том, что каждый электрод должен прогреться до заданной температуры.

Что убивает инвертор

Участники обсуждений перечисляют одни и те же причины по убыванию частоты:

1. Сырость и перегрев. Влага на платах, закрытые вентиляционные щели, работа выше ПВ. Продолжительность включения (ПВ) показывает долю времени в цикле, когда аппарат работает на заданном токе; по стандарту отсчёт идёт в десятиминутном цикле. У маленьких инверторов 180 А «на бумаге» не значит, что такой ток держится дольше нескольких электродов.
2. Просадка и плохой контакт в сети. Входные ключи вытягивают нужный ток из сети: при просевшем напряжении в сети, на тонком или длинном удлинителе, с плохим контактом вилки и розетки аппарат нагружается сильнее и греется. Практики отдельно называют плотный контакт в розетке и вилке.
3. Пыль и металлическая стружка. Особенно рядом с работающей болгаркой. Платы продувают и чистят, снимая крышку при выключенном и отсоединённом от сети аппарате.
4. Длинная дуга. Напряжение на дуге растёт, аппарат тянет ток, нагрузка на силовую часть возрастает.
5. Замыкание держателя на массу и включение при замкнутых сварочных проводах. Лежащий на металле держатель с электродом может случайно замкнуться на массу.

Ремонт и вскрытие инвертора под напряжением опасны: там высокое напряжение на конденсаторах и после отключения. Электронные платы чистят только после полного отключения и разряда, а при неисправности лучше отдать аппарат в мастерскую.

Залипание и дуга не зажигается

Если электрод залипает, причины по частоте такие: слишком малый ток, влажное покрытие, плохой контакт массы или ржавый металл под зажимом, тонкий или длинный сварочный кабель, слабый «горячий старт». В современных аппаратах есть горячий старт, форсаж дуги и антизалипание.

Если дуга не зажигается, проверьте по порядку: масса на чистый металл, электрод без слоя покрытия на торце (его сбивают), ток соответствует диаметру, кабель целый, питание достаточное, электрод сухой. Основные электроды зажигают «чирканьем» коротким движением и держат короткую дугу.