Электроды для нержавейки маркировка: Электроды по нержавейке: маркировка, марки, особенности применения

Содержание

Электроды по нержавейке: маркировка и особенности сварки

Содержание

  1. Особенности сварочных электродов
  2. Что лучше: переменный или постоянный ток
  3. Электроды постоянного тока по нержавейке
  4. ЦЛ-11
  5. НЖ-13
  6. ОЗЛ-17У
  7. ЗИО-8
  8. Электроды переменного тока
  9. ОЗЛ-14
  10. ЦТ-50
  11. ОЗЛ-14А
  12. АНВ-36
  13. Лучшие электроды для сварки — как определиться

При изготовлении металлоконструкций, эксплуатируемых под открытым небом, используется нержавеющая сталь. Для соединения деталей используются болты, гайки или контактная сварка. От корректности подбора марки электродов по нержавейке зависит прочность стыка элементов конструкции.

Особенности сварочных электродов

При сварке нержавеющих сталей учитываются факторы:

  1. Пониженная теплопроводность нержавейки приводит к локальным перегревам. Для сокращения тепловых нагрузок необходимо уменьшение силы тока и напряжения. Одновременно из-за повышенного сопротивления происходит нагрев стержня сварочного электрода.
  2. Между сопрягаемыми деталями необходимо поддерживать зазор с увеличенной шириной, который заполняется металлом от расплавленного электрода. При нарушении технологии в теле шва образуются трещины, которые снижают прочность соединения.

Тело электрода изготовлено из тугоплавкого сплава на основе вольфрама, сверху нанесен слой флюса, который защищает сварной шов от негативного воздействия атмосферы. Возможно использование сварочных полуавтоматов, которые подают в линию стыка вольфрамовую проволоку.

В рабочую зону подводится инертный газ, обеспечивающий повышение прочности соединения. Примером является аргонодуговая сварка (АДС или ADS PC), обеспечивающая получение гладких швов без каверн или трещин.

Что лучше: переменный или постоянный ток

При использовании трансформаторов с выпрямителем сокращается разбрызгивание металла из зоны шва, что улучшает заполнение зазора. Дополнительным преимуществом является хороший внешний вид стыка и отсутствие в теле шва пустот и непроваренных участков. Качество соединения зависит от того, какие электроды для нержавейки выбраны для работы. Технология ограничивается высокой стоимостью оборудования, в котором требуется использование выпрямительных блоков, рассчитанных на большую силу тока.

Для бытового использования лучше подходит аппаратура переменного тока, которая отличается меньшей стоимостью и обеспечивает ускоренную сварку листов нержавеющей стали. Недостатком является пониженная стабильность горения дуги, оператору требуется выдерживать зазор между электродом и поверхностью соединяемых деталей.

Из-за разбрызгивания металла из зоны шва увеличивается расход электродов, в теле стыка возможны зоны непровара.

Электроды постоянного тока по нержавейке

При использовании постоянного тока применяются следующие марки электродов для сварки нержавеющей стали:

  • ЦЛ-11;
  • НЖ-13;
  • ОЗЛ-17У;
  • ЗИО-8.

Характеристики расходных материалов приведены в таблице.

ПараметрЦЛ-11НЖ-13ОЗЛ-17УЗИО-8
Диаметр, мм3,02,5-5,03,0 и 4,03,0-5,0
Длина, мм350310-450300 и 330350-450
Температура эксплуатации шва, °С450350не регламентированане регламентирована

ЦЛ-11

Изделия предназначены для ручной сварки аустенитных сталей, используемых в агрессивной среде с температурой нагрева до 450°С. Элементы могут использоваться в сварочных аппаратах с постоянным и переменным током. Для обеспечения качества шва необходимо прокаливание электродов на протяжении 1 часа при температуре от 350 до 370°С (для удаления повышенной влажности). В состав стержня входят молибден, хром, никель, ниобий и тантал, диаметр элемента с учетом слоя флюса составляет 3 мм.

НЖ-13

Электроды, поставляемые под маркировкой НЖ-13, применяются при изготовлении емкостей для хранения или перевозки пищевых продуктов. В состав стержня входит хром и никель, предусмотрено введение молибдена. Перед началом работ производится прокалка элементов при температуре до 360°С. Промышленность поставляет электроды диаметром от 2,5 до 5,0 мм, которые рассчитаны на рабочий ток от 40 до 180 А. Допускается сварка в любом пространственном положении, шов сохраняет прочность при прогреве до 350°С без риска начала межкристаллитной коррозии.

ОЗЛ-17У

Расходные материалы стандарта ОЗЛ-17У предназначены для соединения листов стали 06ХН28МДТ и 03ХН28МДТ, имеющих толщину до 12 мм. При повышенной толщине необходима двойная разделка кромок. Полученные конструкции могут использоваться в агрессивных кислотных средах с примесью реагентов с содержанием фтора. Допускается сварка в вертикальном и горизонтальном положениях без риска нарушения равномерности шва, электроды разработаны специалистами московской компании «СпецЭлектрод».

Элементы могут использоваться при изготовлении особо ответственных конструкций, образующиеся в теле шва кратеры удаляются шлифованием. Производители выпускают детали диаметром 3 и 4 мм, которые рассчитаны на максимальный ток до 130 и 160 А соответственно.

Стержень изготовлен из сплава с повышенным содержанием хрома и никеля (49,8% от общего состава), предусмотрено введение молибдена, меди и марганца. Сплав отличается пониженным содержанием углерода, серы и фосфора, негативно влияющих на прочность шва.

ЗИО-8

Электроды предназначены для соединения деталей, изготовленных из жаропрочных сталей 20Х23Н13 или 20Х23Н18 и аналогов. Допускается сварка легированных аустенитных сталей марок 08Х18Н10Т или 12Х18Н10Т и их аналогов. Электроды могут применяться для выполнения вертикальных или потолочных швов, расплавленный металл не вытекает из рабочей зоны. Производители предлагают элементы диаметром 3, 4 и 5 мм, которые поставляются в бумажной упаковке. Перед началом работ необходима прокалка деталей в печах на протяжении 1 часа при нагреве до 330°С.

Полученные швы отличаются повышенной жаростойкостью и не подвержены межкристаллитной коррозии. В наплавляемом металле присутствует ферритная фаза (до 5% от общего объема). В состав сплава входят хром (до 23,9%), никель (до 12,6%) и марганец. Содержание вредных примесей (фосфора и серы) снижено до 0,020%. При сварке следует учитывать высокий процент выброса материала, для получения 1 кг наплавленного металла необходимо 1,6 кг электродов марки ЗИО-8.

Электроды переменного тока

Для оборудования переменного тока созданы электроды:

  • ОЗЛ-14;
  • ЦТ-50;
  • ОЗЛ-14А;
  • АНВ-36.

ОЗЛ-14

Изделия, разработанные компанией «СпецЭлектрод», предназначены для сварки деталей из хромо-никелевых сталей 08Х18Н10 или 08Х18Н10Т и аналогов. Сформированные швы не отличаются высокой устойчивостью к межкристаллитной коррозии, спецификация допускает использование для сварки переменного и постоянного тока. На внешней поверхности элементов нанесено рутиловое покрытие, предохраняющее расплавленный металл от воздействия атмосферных газов.

Производители выпускают стержни диаметром 3 или 4 мм, которые имеют длину 340 и 360 мм соответственно. Допустимый сварочный ток не превышает 90 А для 3 мм и 140 А для 4 мм изделий. Для удаления следов влаги из внешнего слоя флюса требуется прогрев в печи до температуры 200°С на протяжении 1 часа. Если стержни хранились в сухом помещении (в соответствии с рекомендациями изготовителя), то прокаливание перед применением не требуется.

ЦТ-50

Электроды предназначены для сварки переменным или постоянным током с обратной полярностью, внешняя часть покрыта рутиловым защитным слоем. Применяются для сварки высоколегированных нержавеющих сталей с увеличенной устойчивостью к воздействию кислот и соединений на основе фтора. Допускается сварка в горизонтальном или вертикальном направлениях (кроме движения сверху вниз из-за риска получения неоднородного шва). Перед началом работы рекомендуется прокаливание элементов в печи при температуре 350°С на протяжении 90 минут.

Кромки соединяемых элементов предварительно зачищаются, сварка выполняется короткой дугой. В состав металлической части стержня входит до 22% хрома и 10% никеля, содержание фосфора и серы составляет 0,018 и 0,03% соответственно.

Электроды рассчитаны на промышленное применение, для сварки в бытовых или гаражных условиях не используются.

ОЗЛ-14А

Разработанные компанией «СпецЭлектрод» изделия ОЗЛ-14А рассчитаны на использование постоянного тока обратной полярности, но допускается применение переменного тока. Стержни применяются при сварке сталей 08Х18Н10Т, 06Х18Н11 и аналогов. Полученный шов отличается повышенной устойчивостью к возникновению межкристаллитной коррозии при нормальной температуре или при критическом прогреве. Сварка производится в горизонтальном и вертикальном положениях без ограничений по направлению движения электрода.

Стержни имеют диаметр от 3 до 5 мм при длине от 300 до 350 мм, допустимый ток от 40 А до 170 А (указывается на картонной упаковке, зависит от размеров изделия). Швы, выполненные с помощью электродов ОЗЛ-14А, не разрушаются при нагреве конструкции из нержавеющей стали до температуры 650°С. Перед сваркой рекомендуется прокалить стержни на протяжении 60 минут при нагреве до 320°С.

АНВ-36

Электроды марки АНВ-36 предназначены для сварки устойчивых к коррозии аустенитных сталей, которые эксплуатируются в среде без агрессивных веществ при температуре до 500°С. Швы отличаются повышенной хладостойкостью. В сплаве содержится до 20% хрома и до 12% никеля, присутствует молибден (до 3%) и вводится ниобий (от 0,7 до 1,3%). Допускается сварка в вертикальном направлении при любом направлении движения электрода.

Детали из нержавейки проходят предварительную механическую обработку, позволяющую зачистить сопрягаемые кромки. Для удаления следов влаги из обмазки необходимо прогреть стержни в электрической печи на протяжении 60 минут при нагреве до 200°С. Выпускаются электроды диаметром 3 или 4 мм (длина 300 и 400 мм).

Лучшие электроды для сварки — как определиться

При подборе электродов для сварки легированных сталей, не подверженных коррозии, необходимо учитывать температуру эксплуатации и марку материала, из которого изготовлена конструкция. Одновременно следует узнать тип оборудования, которое используется для соединения деталей. На основе полученных данных приобретаются элементы для выполнения сварочных работ. На упаковке указывается марка и размеры деталей, а также приводится информация о типе полярности и стандарте напряжения, на которое рассчитан электрод.

Существуют комбинированные электроды, которые могут использоваться при постоянном или переменном сварочном токе. Примером таких деталей является ЛЭЗ 8 с рутиловым защитным покрытием. Элементы используются для соединения стальных листов, полученная конструкция не отличается высокой устойчивостью к межкристаллитной коррозии. В состав сплава для стержня входят хром и никель (до 31,5% от массы). При сварке не допускается движение по вертикали вниз, до 45% металла из стержня разбрызгивается или испаряется под воздействием высоких температур.

марки сталей, маркировка и обозначение электродов

Качество выполнения сварного соединения зависит от многих факторов, в том числе — квалификации сварщика, правильности выбора метода и режима сварки, сварочных материалов.

Сварка сталей, относящихся к классу нержавеющих, имеет свои особенности, связанные с их характеристиками — низкой теплопроводностью, повышенным коэффициентом линейного расширения и электрического сопротивления.

Классификация высоколегированных сталей

Прежде чем приступить к вопросу выбора электродов для сварки нержавейки, необходимо определиться с самим понятием этого материала. Народная терминология делит все стали на два основных класса — рассматриваемую нержавейку и так называемую чернуху. Известными большинству признаками, отличающими нержавейку от чернухи, являются:

  • внешний вид — нержавейка блестящая (хотя не всегда), без следов окалины и коррозии;
  • вязкость и меньшая твердость, что легко определяется зубилом, напильником, сверлом, ножовкой или абразивным кругом;
  • народным методом является также проба магнитом — нержавейка не магнитится, что также не всегда соответствует истине.

Приведенного багажа знаний явно недостаточно для выполнения такого ответственного соединения, как сварное, также недопустимо охватывать одним термином многочисленную группу сталей, классифицируемых ГОСТом как нержавеющие.

К классу нержавеющих относятся стали, обладающие способностью работать в условиях коррозионно-агрессивных сред, а эта способность определяется наличием легирующих элементов, в основном, хрома и никеля.

Официальным документом, регламентирующим классификацию нержавеющих сталей, является межгосударственный стандарт ГОСТ 5632–14 . В соответствии с его определениями к легированным нержавеющим сталям относятся стали с содержанием хрома не менее 10,5% и содержанием углерода не более 1,2%, к коррозионно-стойким сталям и сплавам — обладающие стойкостью против любых видов коррозии (химической, электрохимической, межкристаллитной, коррозии под напряжением и других).

Классы нержавеющей легированной стали

Конкретное назначение и область применения стали определяется ее внутренней структурой — химическим составом и типом кристаллической решетки, которые в свою очередь также зависят от метода плавки, термообработки, прокатки. Не углубляясь в теорию металловедения, приведем деление легированных нержавеющих сталей на структурные классы в соответствии с ГОСТ 5632–14 :

  • мартенситный;
  • мартенситно-ферритный;
  • ферритный;
  • аустенитно-мартенситный;
  • аустенитно-ферритный;
  • аустенитный.

Структура стали во многом определяет и такое ее технологическое качество, как свариваемость. Наличие хрома в высоколегированных коррозионно-стойких сталях определяет характерное для них понятие «межкристаллитная коррозия». При сварке на границе зон термического влияния образуются зернистые структуры карбида хрома с пониженной прочностью и склонностью к хрупкому разрушению. Это качество во многом определяет специальные требования к технологии сварки данных сталей и сварочным материалам для ее выполнения.

Маркировка нержавейки

Присоединяясь к народной терминологии — нержавейка — рассмотрим ее обозначение согласно требованиям ГОСТ 5632–14 . Для нержавейки обозначение соответствует общероссийской системе обозначения сталей, унаследованной от советской. Первые две цифры обозначают содержание углерода в сотых долях процента, далее последовательно буквой русского алфавита указывается легирующий элемент и его содержание в процентах. Если за буквой отсутствуют цифры, то содержание элемента не превышает 1 процент.

Не перечисляя все химические элементы, приведем обозначения некоторых, характерных для нержавеющих сталей: Х — хром, Н — никель, Т — титан, В — вольфрам, М — молибден. Легирующими элементами могут быть и неметаллы. В обозначениях многих сталей по ГОСТ 5632–14 можно увидеть буквы, А — азот, Г — марганец, Е — селен.

Как видим, обозначение нержавейки несет в себе информацию о ее химическом составе, который в основном определяет и химический состав применяемых сварочных материалов.

Сварка нержавейки

Так как темой статьи являются электроды для сварки нержавейки, рассмотрены будут два метода сварки, наиболее распространенные и в производстве, и на монтаже оборудования.

Первый из них — ручная аргонодуговая сварка (РАДС). Это один из видов сварки в среде защитных газов, газом является инертный газ аргон. Сварочная дуга создается неплавящимся вольфрамовым электродом диаметром от 1,6 до 4,0 мм, а заполнение сварочной ванны выполняют присадочной проволокой соответствующей марки. Этот метод сварки наиболее распространен как раз при сварке нержавеющих сталей.

Самым распространенным, широко известным большинству и практически универсальным методом является ручная дуговая сварка плавящимся электродом (РДС). Слово «электрод» в основном ассоциируется именно с этим методом.

Многообразие марок нержавейки по химическому составу определяет и многообразие типов и марок электродов для ее сварки по тому же принципу. ГОСТ 5632–14 классифицирует более ста марок высоколегированных сталей.

Основные типы электродов, дословно «электродов покрытых металлических для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами» устанавливает другой стандарт — ГОСТ 10052–75 . Его классификация включает 49 типов электродов. Обозначение типов электродов начинается с буквы Э и тире, за которым следует уже рассмотренное нами обозначение содержания углерода и легирующих элементов.

Маркировка электродов для сварки

ГОСТ 10052–75 определяет именно типы электродов по химическому составу металлического стержня.

На практике обычно оперируют понятием марки электрода, которая зависит от его производителя. Один и тот же тип может выпускаться под разными марками, а производитель подтверждает соответствие своей марки электродов по нержавейке типу и требованиям стандарта.

Маркировка электродов должна содержать информацию о марке и типе электрода, его диаметре, виде покрытия, механических характеристиках выполненного соединения, допустимых пространственных положениях, роде тока — переменный или постоянный и его полярности — прямая или обратная. Для ответственных работ при изготовлении, сборке, монтаже или ремонте оборудования марку электродов определяют специалисты — конструкторы или технологи.

Какой электрод выбрать для сварки нержавейки для домашних или хозяйственных нужд — изготовление мангала или самодельной коптильни, сбросной трубы канализации или выхлопной трубы автомобиля — поможет справочная информация из технической литературы или ресурсов Интернета. Правда, эта информация будет полезной при условии наличия информации о марке самой стали.

Некоторые марки электродов

Наиболее распространенными по применению и известными многим по марке являются коррозионно-стойкие стали аустенитного класса — 08Х18Н10, 08Х8Н10Т, 12Х18Н10Т. Многим известна и марка электродов для их сварки — ЭА-400/10Т или ЭА/400/10У. Эта марка соответствует типу Э-07Х19Н11М3Г2Ф по ГОСТ 10052–75 . Их применяют для сварки труб любого диаметра, при изготовлении емкостей и сосудов с рабочей температурой до 350 °C. Этому же типу соответствуют и электроды марки ЦЛ-11. Их применяют для сварки изделий, работающих в агрессивных средах с температурой до 400 °C.

Для сварки сталей аустенитного класса используют и другие марки электродов. В машиностроении часто применяются электроды марки ОЗЛ-8. Они соответствуют типу Э-07Х20Н9, с их помощью сваривают конструкции при отсутствии жестких требований к стойкости против межкристаллитной коррозии. Для изделий, работающих в окислительных средах с температурой до 650 °C, применяют марки ЦТ-15 и ЗИО-3, соответствующие типу Э-08Х19Н10Г2Б.

И в энергетике, и в пищевой промышленности широко используются коррозионно-стойкие хромистые стали мартенситного, мартенситно-ферритного и ферритного классов — 08Х13, 12Х13, 20Х13. Рабочая температура деталей и конструкций из них достигает 600−650 °С. Их сварку выполняют электродами типа Э-12Х13 марки УОНИ-13/НЖ 12Х13.

Коррозионно-стойкие и жаростойкие стали тех же классов 12Х17, 08Х17Т сваривают электродами типа Э-10Х17Т марки УОНИ-13/НЖ 10Х17Т. Жаростойкость сварного соединения достигает 800 °C.

  • Автор: admin