• Главная
• Статьи
• Электроды
• Электроды сварочные УОНИ

Электроды сварочные УОНИ

Сфера предназначения электродов УOHИ – ручная электродуговая сварка объектов, относящихся к категории ответственных конструкций, в качестве сырья для изготовления которых использовались низколегированные, средне- и малоуглеродистые стали. Эти сплавы должны выдерживать воздействие нагрузки на разрыв, силой не больше 50 кгс/кв. мм. Качество реализуемого сварного шва обеспечивает возможность работы конечного изделия в условиях знакопеременных нагрузок при температуре окружающей среды, не опускающейся ниже отметки -50℃. Такие эксплуатационные характеристики достигаются за счет обладания самим швом ударопрочной вязкостью повышенного уровня и высокой пластичностью.

Немного истории или почему УОНИ

В 1937 году в мире нарастала напряженность. Тогда Наркомат Вооружений СССР поставил перед ученым Константином Вацлавовичем Петране задачу разработать новые модели электродов. И уже в феврале этого года была создана лаборатория сварки, вошедшая в состав засекреченного НИИ, которому был присвоен код 13.

Сотрудники этого научного учреждения изучали новейшие образцы электродов, доставленных из государств, занимавших на тот момент лидирующие позиции в данной сфере промышленности. В частности, от:

• французской компании «Sаrаzіn» 2 модели - «Mаrіnе 60» и «Mаrіnе 55»;

• фирмы из Англии «Mеtrо Wіkkеrs» одна марка – «Rс»;

• американских концернов «Murrаy» – модель «Cаmpion «Rесd Dеwil»; «Lincoln» – четыре марки: «Stаіnwеld», «Schіеld – Аrс «85», «Flісhtwеld «8» и «Flісhtwеld «9»;

• голландской компании «Phіlіps» – модель «250»;

• фирм из Германии «Gutсhоffnungshüttе» – одна марка: «GНН»; «Schоch» – три модели: «Рrimus», «Еа-150» и «Е37/42».

Одно из наиболее важных требований к разработке новых электродов формулировалось так: обеспечение автоматической поддержки длины дуги. Такое свойство не было присуще ни одному выше представленному зарубежному образцу.

Решение этой задачи нашлось случайно. При тестировании проб производства специалисты обратили внимание на образование своего рода «чулка» или «стакана».

Раньше данное явление расценивалось, как признак невысокого качества электродов. Но когда конец этого «чулка» опирался на свариваемый элемент, была замечена иная, уже благоприятная картина. Так, если обмазка по всему электроду наносилась с одинаковой толщиной, размер электродуги не менялся по всей длине формируемого шва. При этом длина «чулка» тоже оставалась постоянной. Техника, предусматривающая опирание электрода на свариваемые детали, сделала работу сварщика более легкой. Ее роль невозможно переоценить в деле массового производства военной техники в годы II-й Мировой Войны.

Рождение электродов УОНИ-13 датируется 1940-м годом. Именно тогда было выдано на вновь разработанное покрытие авторское свидетельство под номером 65424. Причину такого названия с учетом вышесказанного, понять нетрудно: первые две буквы («У» и «О») – это аббревиатура словосочетания «Универсальная Обмазка». Последующие литеры «Н» и «И» расшифровываются «Научный Институт». А идущее за ними число «13» - это секретный код разработавшей их организации.

Кстати, изначально электроды назывались УОНИИ-13. Вроде бы все правильно. Научный Институт, занимающийся разработкой новых технологий, по определению должен быть Исследовательским. Отсюда еще одна буква «И». Но она была почему-то секвестрирована.

Эти электроды вполне можно удостоить эпитета легендарные. Несмотря на свой «солидный возраст», они и сегодня используются для сварки ответственных конструкций. Причем им не страшны даже экстремальные условия Антарктики.

Стандартизованные марки

Марки электродов УОНИ-13 установлены нормами ГОСТа 9467-75. Правда сделано это неявно. То есть определение УОНИ там не фигурирует. Сделать вывод о принадлежности определенных изделий к этому виду можно на основе описанного в этом стандарте функционала. Напоминаем, что рассматриваемые электроды применяются, когда нужно сформировать сварной шов, характеризующийся повышенной ударной вязкостью и пластичностью. По ГОСТу 9467-75 в эту группу входят три типа подобных изделий.

Общий подход к маркировке

В промышленности применяется обширная номенклатура сплавов, а также их пар, которые поддаются сварке. Поэтому для маркировки электродов используется единый подход:

• литера «Э» обозначает изделие под названием «электрод»;

• идущее за ней число отображает предел прочности созданного шва к воздействию нагрузки на разрыв. Единица измерения – десятки мега паскалей на 1 мм²;

• присутствие в маркировке буквы «А» обозначает, что это – улучшенный вариант соответствующего электрода. То есть такому изделию присущи особые качества, позволяющие формировать шов, удовлетворяющий требования не только к его химическому составу, но и к показателям вязкости, а также пластичности.

Электроды Э42А

Данным изделиям характерна прочность созданного шва к воздействию нагрузки на разрыв, равной 420 МПа/мм². Они представляют улучшенный вариант электродов Э42.

Применяются электроды типа Э42A для сварки изделий из сталей углеродистых следующих марок:

• 08 – качественная конструкционная;

• Cт.3 – обыкновенного качества конструкционная;

• 20 – качественная конструкционная обогащенная углеродом;

• 20Л – перлитного класса нелегированная для отливок;

сталей нелегированных:

• 14Г2 – марганцовистая конструкционная качественная;

• 09Г2 – кремнемарганцовистая конструкционная.

Для сварки требуется применение постоянного тока обратной полярности. Создавать шов допускается в любом удобном положении, кроме вертикального сваривания сверху вниз. При этом необходимо соблюдать технологические аспекты. Прежде всего, речь идет о необходимости выдержки сварочной дуги. Удлинять ее недопустимо. В ходе работ сварщик должен контролировать, чтобы на протяжении шва выдерживалось небольшое расстояние.

Электроды типа Э42A от компании MMK-Метиз

Электроды Э46A

Это еще один тип электродов, входящих по определениям ГОСТа 9467-75 в категорию УОНИ. Данные изделия являются улучшенной версией метизов Э46. Созданный с помощью электродов Э46A шов характеризуется прочностью к воздействию нагрузки, работающей на разрыв, равной 460 МПа/мм². Используются они для работы со сплавами, в которых содержание углерода (элемент С) изменяется в пределах от 1,50% до 2,0%. К их числу относятся следующие стали:

• 14Г2;

• 15ГC, 10Г2C – низколегированные конструкционные марганцовистые кремнийсодержащие:

• 15XCHД, 10XCHД – хромоникелевые медьсодержащие конструкционные.

Электроды Э46A неприменимы для сварки изделий из цветных сплавов, нержавеющей стали и чугуна. Причина – эти металлы не соответствуют материалу сердечника электродов, в качестве которого чаще всего выступает проволока Cв-08 либо ее всевозможные модификации. Пригодность стали к сварке посредством данных изделий определяет следующий момент: углерода в ней должно содержаться не больше 0,8%. Это – стали углеродистые с низким процентным вхождением легирующих примесей.

Особенности покрытия

На рынке присутствует сравнительно небольшое количество марок Э46A. Все главные характеристики каждой из них, как правило, соответствуют определенному типу электрода, но встречаются и особые случаи, связанные с разновидностями покрытия. Так, марки:

• УOHИ-13/55K, УOHИ-13/45A и AHO-8 обладают основным покрытием;

• ИTC-1 и BH48У имеют основное покрытие с добавками порошка железа (элемент Fе);

• CЗCM-46.00, SЕ-46-00 характеризуются наличием рутилового покрытия.

Покрытие называется «основным» по виду щелочной среды, образовавшейся в ванне. В него входят карбонаты элементов магний (формула МgСО₃) и кальция (СаСО₃) – это компоненты самой обыкновенной накипи в чайнике. Их присутствие призвано убрать по возможности побольше водорода из сплава. Элемент Н, соединяясь с элементом S (сера), имеющемся в металле, повышает его склонность к растрескиванию.

Фторид кальция (формула СаF₂), называемый плавиковым шпатом, содержит галоген фтор (F), который также вступает в сильную химическую связь с водородом. Но он с трудом подвергается ионизации и здесь не оказывают помощь даже добавки элементов калий (К) и натрий (Nа). Высокое качество шва обеспечивается на довольно-таки большой глубине, но сварщик должен обладать профессионализмом высокого уровня: в ходе сварки ему нужно выдерживать всегда короткую дугу (при длинной дуге пористость шва увеличивается).

Электродам с основным покрытием характерна высокая гигроскопичность. Перед началом работ их в обязательном порядке необходимо подвергать прокаливанию на протяжении от одного до двух часов при температуре (обозначение Т), изменяющейся в диапазоне 300℃≤Т≤400℃.

Рутиловое покрытие придает электродам сварочным высокую технологичность. Выполнение даже потолочных швов не сопряжено с особыми трудностями. Работать с такими электродами рекомендуется новичкам – тогда они быстрее освоят профессию сварщика. Но:

• и эти электроды нужно оберегать от контакта с влагой;

• если данные изделия стали сырыми, перед использованием их необходимо тщательно прокалить при Т=200℃ в течение хотя бы одного часа.

Рутиловое покрытие предоставляет возможность сваривать элементы конструкции, на поверхности которых присутствует в небольшом количестве ржавчина либо остатки грунтовки толщиной не более 30 мкм.

Электроды типа Э46A с рутиловым покрытием компании ЕSАВ

Электроды Э50A

Электроды Э50A по нормам ГОСТа 9467-75 входят в категорию УОНИ. Предел прочности сформированного с их помощью шва составляет 50 кгс/кв. мм. Данные изделия представляют собой улучшенную модификацию электродов Э50. Они применяются при работе с вышеуказанными сплавами 15XCHД и 10XCHД, а также с хромоникельфосфорной медьсодержащей сталью 10XHДП.  В целом же подлежит соблюдению следующее требование: содержание углерода в свариваемых металлах не должно превышать 0,25%

Особенности

К типу Э50A относятся электроды следующих марок:

• ЦУ-5M и ЦУ-5;

• MTГ-01K

• MTГ-02

• AHO-TM;

• OЗC-28;

• OЗC-18 и другие.

Производятся данные изделия из сварочной проволоки типов Cв-08A либо Cв-08. В большинстве случаев покрытие – основное. Поэтому химический состав образованного шва, практически, одинаков.

Некоторые различия между электродами все-таки имеются. Касаются они толщины покрытия и входящих в него компонентов. Но поскольку эти характеристики регламентированы нормами действующего на проволоку ГОСТа 2246-70, то качество сварочных работ при прочих идентичных условиях будет мало чем отличаться. Состав обмазки оказывает большее влияние на методику сварки, а не на химические показатели шва.

Особенности Э50A зависят от марки. Например,

• при использовании OЗC-28 положение формируемого шва может быть любым;

• все другие электроды не допускают, чтобы он был вертикальным и направленным сверху вниз;

• на токах постоянной и переменной амплитуды могут работать OЗC-33, OЗC-28 и УOHИ-13/55T;

• на обратных постоянных токах сваривают электроды TMУ-21У, OЗC-29, OЗC-25, OЗC-18 и УOHИ-13/55Г.

В подавляющем большинстве покрытие изделий типа Э50A основное. Оно включает карбонаты магния (МgСО₃) и кальция (СаСО₃) с добавками плавикового шпата (СаF₂). При разложении карбонатов выделяются окислы элемента углерод, являющиеся отчасти (за счет СО) восстановителем, а в остальном формируют защитную среду из диоксида углерода СО₂. Продолжаются данные процессы, пока шлак полностью не застынет.

Сварщик должен удерживать короткую дугу из-за слабой ионизации фтора. А чтобы она лучше горела, нужно:

• применять постоянный ток;

• подключать электрод к плюсовой клемме сварочного аппарата.

Покрытию присуща высокая гигроскопичность. Поэтому, прежде чем начать использовать электроды типа Э50A, их необходимо прокалить в печи на протяжении одного часа при 350℃≤Т≤400℃. После такой процедуры эти изделия способны хорошо работать дня три-четыре. А затем может произойти резкое ухудшение качества обмазки, вплоть до ее полного обсыпания.

Механические свойства металлической основы сварного шва

Нормы ГОСТа 9467-75 устанавливают требования к механическим свойствам сварного соединения, наплавленного металла, а также металлической основы созданного шва. Для электродов УOHИ они представлены в таблице.

Тип электрода	Механические свойства (температура объекта нормальная)					Содержание элемента в наплавленном металле, проценты
	Св. соединения , произведенного с помощью электродов с Ø3,0 мм		Наплавленного металла либо металла сварного шва
	Угол загиба, градусы	ВСНДР, кгс/кв. мм	Ударная вязкость, кгс•м/кв. см	Величина относительного удлинения, проценты	ВСНДР, кгс/кв. мм	Фосфора (Р)	Серы (S)
	Не меньше					Не больше
Э50A	150	50	13	20	50	0,035	0,03
Э46A	180	46	14	22	46
Э42A		42	15		42

Сочетание букв «Св.» означает «Сварочного». Употребленная в таблице аббревиатура «ВСНДР» расшифровывается так: Величина Сопротивления Нагрузке, Действующей на Разрыв.

Заключение

Подводя итоги, целесообразно будет указать размерные характеристики рассматриваемых электродов. Для изделий УОНИ-13/55K они выглядят так:

• диаметр 5,0 мм, длина 450,0 мм. Работают на токе от 140A до 220A;

• диаметр 4,0 мм, длина такая же – 450,0мм. Сила рабочего тока (обозначение I) изменяется в пределах 100A≤I≤180A;

• диаметр 3,0 мм, длина – 350,0мм. Работают на токе, принимающем значения из диапазона 60A≤I≤130A.

Весовые характеристики пригодятся, когда известна только масса упаковки с электродами (такое хоть и редко, но все же встречается). Так, в одном килограмме изделий с диаметром Ø5,0 мм находится в среднем 11 штук, Ø4,0мм – 17 штук, Ø3,0 мм – примерно 40 штук.

 

Твитнуть

comments powered by Disqus