Зварювальні роботи

Роботизоване зварювання - одне з найпоширеніших в даний час застосувань робототехніки. Першою областю широкого застосування промислових роботів стало саме контактне зварювання (вже в 1969 році компанія General Motors встановила на автоматизованої лінії для контактного зварювання автомобільних кузовів 26 роботів Unimate). Використання зварювальних роботів (перш за все - в автомобільній промисловості) значно розширилося починаючи з 1980-х років; з тих пір кількість таких роботів, які використовуються в промисловості, і спектр областей їх застосування виросли багаторазово. У 2005 році більше 120000 роботів використовувалося в північноамериканської індустрії, близько половини з них - для зварювання.

Зростання застосування роботів в першу чергу обмежувався високою вартістю обладнання та їх обмеженням для високопродуктивних додатків; проте вже в 2014 році японська корпорація FANUC представила недорогий робот для дугового зварювання, щоб забезпечити невеликих виробників економічним роботизованим дуговим зварюванням.

Роботизація зварювання останнім часом швидко розвивається, зварюванням зайнято близько 20% промислових роботів.

За своєю структурою більшість зварювальних роботів - це маніпуляційні роботи, що відносяться до двох класів:

1)     роботи послідовної структури (з відкритим кінематичним ланцюгом виконавчого механізму);

2)     роботи паралельної структури (у останніх вище жорсткість конструкції, але робочий об'єм менше, а вартість - значно вище).

Для зварювання великогабаритних конструкцій (наприклад, в суднобудуванні) використовують також мобільні зварювальні роботи.

Все більшого поширення в промисловості отримують робототехнічні комплекси, що включають кілька (іноді - сотні) одночасно працюючих зварювальних роботів, а також роботи для виконання допоміжних (завантажувальних і складальних) операцій. Робототехнічний комплекс для зварювання включає маніпуляційну систему, зварювальне обладнання, пристрої управління та вимірювальні прилади.

Роботизація зварювальних робіт торкнулася кілька видів зварювання, серед яких:

·         контактне зварювання (роботизація такого зварювання отримала найбільший розвиток: на частку роботів для контактного зварювання припадає приблизно 30% від загального парку промислових роботів), при цьому маніпулятор оснащують зварювальними кліщами (таке зварювання може виконуватися в будь-якому просторовому положенні, так що маніпулятор повинен мати не менше шести ступенів рухливості, хоча іноді вдається обійтися і п'ятьма ступенями рухливості);

·         дугове зварювання (її роботизація також отримала широкий розвиток, хоча автоматизацію дугового зварювання, незважаючи на відносну простоту зварювального процесу, ускладнює велика кількість факторів, що впливають на цей процес), для якої маніпулятор оснащують зварювальною головкою з електродом, причому для виконання швів в оптимальному положенні (при якому електрод повинен бути перпендикулярний робочій поверхні) маніпулятор повинен мати не менше п'яти ступенів рухливості при осесимметричном зварювальному інструменті і не менш шести - при неосесиметричних);

·         зварювання тертям з перемішуванням, при якій робочий орган маніпулятора швидко обертається - стрижень, що складається з потовщеного опорного бурту і виступає наконечником, який повільно занурюється в кромки деталей, що зварюються, після чого інструмент переміщують уздовж лінії стику (за рахунок тиску опорного бурту на поверхню кромок їх матеріал розігрівається за рахунок внутрішнього тертя і зазнає пластичну деформацію, так що з'єднання деталей відбувається без розплавлення - в твердій фазі; маніпулятор повинен мати від п'яти до шести ступенів рухливості, забезпечуючи підтримку невеликого (1,5-4,5°) нахилу інструменту в напрямку зварювання);

·         ультразвукове зварювання (застосовується, зокрема, при монтажі внутрішніх з'єднань інтегральних мікросхем), при якій робочий орган маніпулятора несе зварювальний інструмент, що складається з генератора ультразвуку, хвилеводу і зварювальної голки.

У найпростіших випадках зварювальний робот зварює деталі за заданою програмою; використовують також технології навчання роботів в режимі on-line (наприклад, перед виконанням дугового зварювання електрод проводять - без включення дуги - уздовж майбутнього зварного шва, а отримана інформація використовується в системі програмного управління роботом). У більш складних випадках робот враховує інформацію, що надходить з різних датчиків; при цьому використовують системи технічного зору та момент дотику, лазерні далекоміри, щупи з тензометричними датчиками, а система управління роботом стає системою адаптивного управління.

Переваги роботизованою зварювання:

·         роботизація зварювальних робіт здатна в кілька разів підвищити ефективність виробництва;

·         застосування зварювальних роботів, які виступають в ролі ключового елемента гнучкого автоматизованого виробництва, дозволяє забезпечити високу якість зварних з'єднань, знизити відсоток браку, позбавити людину від монотонної праці;

·         роботизація зварювання дозволяє отримати значної економії зварювальних матеріалів і електроенергії, зменшення зварювальних деформацій;

·         відкриває можливість вести виробництво на меншій площі, не вимагаючи значних витрат (неминучих при ручному зварюванні) на заходи з охорони праці та на оплату праці зварників-професіоналів. Хоча вартість зварювальних роботів відносно висока, але вкладення окупаються досить швидко.

Дуже важливо, що також досягається в умовах роботизованого виробництва скорочення часу виготовлення продукції і забезпечення ідентичності готової продукції. Разом з тим роботизація зварювання тягне витрати на навчання персоналу, який програмує і обслуговує роботи, пред'являючи жорсткі вимоги до складання і позиціонування зварюваних заготовок.

KR Cybertech Arc - компактні, тонкі дизайнерські роботи, які забезпечують високу продуктивність завдяки високій швидкості та високій точності, забезпечуючи мінімальне обслуговування та зниження витрат. Його модернізована структура регулятора оптимально переміщається у напрямку до точки позиціонування. Він пропонує різні варіанти монтажу кута, стіни, підлоги, стелі.

Більш потужний, безпечний, гнучкіший і насамперед більш розумний. Революційна концепція KR C4 забезпечує міцну основу для автоматизації завтрашнього дня. Це зменшує витрати на автоматизацію для інтеграції, технічного обслуговування та обслуговування. Довгострокова ефективність та гнучкість систем збільшуються одночасно. З цієї причини KUKA розробила нову новаторську, чітко структуровану архітектуру системи, яка зосереджується на відкритих та потужних стандартах даних. У цій архітектурі всі інтегровані контролери - від SafetyControl, RobotControl і MotionControl до LogicControl і ProcessControl - мають спільну базу даних та інфраструктуру, яку вони використовують та обмінюються розумно.

KR C4 функції:

·         просто планувати, експлуатувати та підтримувати;

·         продовження перевірених на ринку технологій керування ПК;

·         швидкий і простий спосіб роботи завдяки постійному використанню знайомих концепцій управління оператором;

·         розширення набору команд для більш зручного програмування шляху;

·         висока сумісність із попередніми програмами для КР C2;

·         безпека, робот, логіка, рух та ProcessControl в єдиній системі управління;

·         обмін в режимі реального часу між виділеними процесами керування;

·         центральний базовий сервіс для максимального узгодження даних;

·         бездоганна інтеграція техніки безпеки для цілком нових областей застосування;

·         інтегрований програмний брандмауер для більшої безпеки мережі;

·         інноваційні функції програмного забезпечення для оптимізації енергоефективності;

·         майбутня сумісна технологічна платформа без запатентованого обладнання;

·         багатоядерний процесор для масштабованої продуктивності;

·         швидке спілкування через Gigabit Ethernet;

·         інтегровані картки пам'яті для важливих системних даних;

·         призначений для 400 - 480 ВАК;

·         нова концепція вентилятора для оптимізації енергоефективності;

·         без охолодження охолодження без матраців;

·         найвища продуктивність в найменшому просторі;

·         максимальна доступність.

COMAU Smart5 NM Arc є 6-осьовим роботом для дугового зварювання зі спеціальним дизайном. Він оснащений потужним контролером C5G. Це робот із середнім навантаженням на зап'ясті, 16 кг, а також розширення: 3100 мм. Завдяки інтегрованій технології порожнистих зап'ястей цей робот забезпечує чудову якість та покращену універсальність. Ця технологія дозволяє з'єднувальним кабелям зварювального пальника розташовуватися всередині зап'ястя, а споживання енергії зменшується до мінімуму, щоб забезпечити екологічну сумісність, що значно підвищить його продуктивність. Робот інтегрований з відомим зварювальним апаратом Fronius TPS4000 з 400 А номінальної потужності.

Контроль C5G використовує останнє покоління промислового ПК APC820 з технологією процесора Core2 Duo, здатна досягти високої продуктивності при низькому споживанні енергії

Енергозбереження:

·         мінімальне споживання в режимі очікування, низьке споживання під час операцій;

·         система охолодження пропорційна роботі установки;

·         енергетична мережа відновлює систему з програмою з високим динамічним вмістом.

Нове покоління шин на базі технології Hilscher, інтегрованого B&R у свою віддалену сімейство вводу/виводу X20, забезпечує надійний та надійний інтерфейс у кожній клієнтській програмі. Доступні модульні інтерфейси, такі як цифровий вхід/вихід, аналоговий вхід/вихід, а також для багатьох типів кодера, перетворювача позицій, резольвера тощо.

Вбудований в модуль SDM, сертифікат TUV (двоканальна аварійна зупинка, увімкнення пристрою, увімкнення логічного приводу), функція гальмування на руці робота та функція блокування для роботи людини-робота.

COMAU Smart5 NM Arc функції:

·         модульність/розширюваність;

·         модульна система для приводів до 13 осей в основному корпусі та моделі робота;

·         одночасне управління різними роботами;

·         апаратна архітектура, призначена для керування до 16 осей у конфігурації "декількох рук" із застосуванням;

·         Offline 3D програмування з Robosim Pro;

·         керування кількома додатками;

·         можливість керувати багатьма програмами одночасно;

·         C5G відкритий контролер: стати справжнім двигуном руху робота;

·         це дозволяє розробляти індивідуальні алгоритми руху та спеціальні програми з використанням датчиків;

·         основні можливості наявного програмного забезпечення;

·         автоматична ідентифікація корисної навантаження: автоматична ідентифікація корисного навантаження для оптимізації руху робота;

·         виявлення зіткнень: аварійна зупинка робота у випадку зіткнення для захисту механіка та обладнання;

·         кооперативний та синхронізований рух: узгоджене та одночасне управління різними роботами та допоміжними осями (лінійна колія, сервопристрій, позиціонери та інша прикладна техніка);

·         відстеження конвеєра та датчиків: відстеження рухомих частин на лінійних і кругових конвеєрах. Точність на шляху використання різних типів зовнішніх датчиків;

·         спільні м'які сервомеханічні технології: здатність окремих суглобів робота віддаватися зовнішнім силам, необхідним для конкретного застосування;

·         інтерференційні регіони: регіони різних форм можуть бути динамічно визначені, щоб обмежити робоче середовище робота;

·         робот абсолютна надійність: алгоритм адаптації справжньої кінематики до теоретичної моделі, запрограмованої офлайн.

Робот Motoman EA1900N 6 осей тонкої конструкції, щоб зайняти мало місця. Внутрішня електропроводка та керівний шланг для пальника в центрі зап'ястя, щоб забезпечити кращий доступ до пристроїв та компонентів, забезпечує збільшення тривалості кабелю, скорочує час циклу та програмування. Ідеально підходить для зварювання додатків високої продуктивності та високої якості. Оснащений контролером NX100, який зменшує витрати на інтеграцію та контролює декілька роботів, уникаючи зіткнень.

Швидший, функціональний, надійний та простий у використанні - з'явилася нова система управління Robot NX100 від Motoman. NX100 - це високопродуктивний робот-контролер на базі ПК.

Контролер NX100 обладнаний підвіскою для програмування Windows® CE з повнокольоровим дисплеєм із сенсорним дисплеєм. Він пропонує високошвидкісну обробку, неперевершену пам'ять (60 000 кроків, 10 000 вказівок), вбудовану мережу Ethernet і надійну ПК-архітектуру.

NX100 легко обробляє кілька завдань і може керувати до чотирьох роботів плюс зовнішні осі (макс. 36 осей) та пристроїв вводу-виводу. Розширений рух керування рухом (ARM) забезпечує високу точність маршруту та керування рухом.

Архітектура ПК системи управління забезпечує необмежений зв'язок з іншими системами за допомогою широкого кола протоколів зв'язку. Удосконалена інтегрована ПЛК у багатьох випадках усуває необхідність створення окремої ПЛК, заощаджуючи витрати на рівні системи.

Можливості Motoman EA1900N:

·         кілька роботів управління;

·         синхронізація в режимі реального часу до чотирьох роботів та зовнішніх осей (максимум 36 осей);

·         зменшення часу циклу;

·         зручний кутовий сенсорний екран;

·         з операційною системою Windows CE та повнокольоровим сенсорним дисплеєм;

·         повний доступ до всіх операцій від програмування до техобслуговування;

·         скорочений час програмування;

·         можливість створювати власні користувацькі меню;

·         усуває потребу в окремій панелі оператора;

·         розширений контроль руху (ARM);

·         динамічний розрахунок робочого моменту і положення робота;

·         висока точність роботи;

·         оптимізований рух і швидкість роботи робота;

·         функція коротких піків;

·         виявлення зіткнень;

·         особливості зв'язку;

·         вбудований Ethernet;

·         опції сервера Web, FTP та OPC;

·         підтримка Fieldbus з 15 найпоширеніших брендів на ринку;

·         легко підключається до існуючих мереж;

·         дистанційний моніторинг та діагностика роботи систем.

Зварювальні електроди

Зварювальні матеріали – матеріали, які використовують при зварюванні. До зварювальних матеріалів належать плавкі та неплавкі електроди; зварювальні флюси, пасти та гази; присадні матеріали, припої тощо.

На сьогоднішній день в Україні використовується два основні методи зварювання: електричне зварювання і газове зварювання. З огляду на специфіку ринку (широкий асортимент і невисокі ціни), не менше 95% внутрішнього попиту на покриті флюсом плавкі електроди забезпечується продукцією вітчизняного виробництва. Споживання будівельною галуззю становить понад 30% від загального споживання. При зростанні будівельних робіт зростає потреба в зварювальних електродах. Будівельний ринок для виробників електродів є привабливим, оскільки саме будівельні компанії є основними споживачами електродів в Україні, при цьому ринок має значний потенціал подальшого зростання і збільшення замовлень зварювальних матеріалів. Найбільшим попитом на ринку електродів користуються електроди для дугового зварювання (60%). Важливо відзначити, що розвиток ринку електродів залежить в першу чергу від споживання таких галузей як будівництво, машинобудування, зварювання труб і суднобудування.

Державне підприємство "Дослідний завод зварювальних матеріалів Інституту електрозварювання ім. Є.О.Патона Національної академії наук України" є одним з ведучих підприємств з виробництва зварювальних матеріалів в Україні і країнах СНД.

Завод входить до складу науково-технічного комплексу"Інститут електрозварювання ім. Є.О.Патона" - визнаного в усьому світі наукового центра в області зварювання. Результатом нашого співробітництва з фахівцями Інституту електрозварювання, що мають великий досвід у розробці нових зварювальних матеріалів, стали численні марки електродів, порошкового дроту, плавлених і керамічних флюсів, впроваджені у вітчизняну промисловість.

   

Компанія – ПАТ «ПлазмаТек» є виробником зварювальних електродів понад 2000 тонн на місяць.

Компанія «ПлазмаТек» займає більше третини українського ринку зварювальних електродів.

Висока якість продукції дозволяє успішно здійснювати поставки продукції на експортні ринки Росії, Білорусії, Молдавії, Румунії, Польщі, Латвії, Чехії.

Основними споживачами продукції «ПлазмаТек» є:

·         будівельні компанії;

·         нафто- та газовидобувні галузі;

·         металургія;

·         машинобудування;

·         сільськогосподарські підприємства;

·         приватний покупець.

В компанії контролюють продукцію на кожному етапі, використовуючи кращу сировину вітчизняного та імпортного виробництва. Сировина проходить повний цикл виробничої перевірки.

Вся продукція компанії ПлазмаТек захищається від підробок індивідуальної маркуванням.

ПлазмаТек безперервно удосконалює якість обслуговування, намагаючись забезпечити кращий сервіс для клієнтів.

ТОВ «Суми-Електрод» є одним з провідних підприємств України з виробництва зварювальних електродів спеціального призначення.

Історія виробника електродів “Суми-Електрод ” охоплює період з 30-х років минулого століття, коли для нового на той час технологічного процесу – зварювання покритим електродом, перші електроди виготовлялися методом занурення. В даний час зварювальні електроди виготовляються методом пресування на високотехнологічному Швейцарському обладнанні, а процес виробництва зварювальних електродів практично доведений до досконалості.

Швидкий науково-технічний прогрес і специфіка сучасного обладнання зажадала від електродного виробництва виготовлення саме електродів спеціального призначення з широким спектром технологічних характеристик. Саме це і лягло в основу формування відповідної матеріально-технічної, технологічної та нормативно-документальної бази заводу.

Дніпро-М на українському ринку вже 12 років, і за цей час в зварювальних матеріалів цієї торгової марки з’явилося чимало шанувальників.

Матеріали для зварювання ТМ Дніпро-М націлені на людей, які хочуть покращувати світ навколо себе, цінують свій час і гроші, і тому при найвищих характеристиках матеріали ТМ Дніпро-М зберігають оптимальну ціну, надійні і зручні в роботі.

ТОВ "Київ-Атом" займається комплексними поставками зварювальних матеріалів і устаткування провідних світових і національних виробників, як в Україні, так і за кордоном.

ТОВ «Київ-Атом» об'єднує в собі широку гаму покритих металевих електродів і дроту загального і спеціального призначення, а також присадочні прутки для зварювання неплавким електродом.

Зварювальні електроди ТМ «Енергетичний стандарт» виготовляються на провідних підприємствах-виробниках зварювальних електродів в Україні з високоякісної вітчизняної та імпортної сировини зі 100% контролем якості на кожному етапі виробництва.

Ecomplus LLC - група компаній. Основний напрямок діяльності - забезпечення підприємств України і зарубіжжя якісними зварювальними електродами.

Ми виробляємо електроди рідкісних марок, малих діаметрів, а також електроди для різання.

Ми надаємо також послуги з виробництва електродів з дротів замовника, послуги з налагодження обладнання та ліній з виробництва зварювальних електродів.

Покриті електроди для ручного дугового зварювання, наплавлення та різання

Покриті електроди призначені для ручного дугового зварювання і наплавлення сталей, чавунів, кольорових металів і сплавів. Це металеві стрижні з нанесеним на них покриттям (обмазкою), які під час зварювання плавляться. Покриття призначене для стабілізації горіння дуги, захисту зварної ванни від повітря, легування і розкиснення металу. Плавкі електроди призначені для підведення зварювального струму до дуги і одночасно є присаджувальним матеріалом.

Залежно від призначення і хімічного складу металу виробу електроди повинні забезпечувати:

·              легке запалювання та стійке горіння дуги;

·              одержання металу шва необхідного хімічного складу;

·              високі механічні й технологічні властивості;

·              рівномірне плавлення електродного стрижня та покриття;

·              якісне формування шва;

·              легке відокремлення шлаку;

·              незначне розбризкування металу;

·              високу продуктивність при незначних витратах;

·              мінімальну токсичність.

Крім цього до електродів ставлять спеціальні вимоги:

·              одержання швів із певними експлуатаційними властивостями (підвищена міцність, корозостійкість, жорсткість, стійкість проти спрацювання тощо);

·              одержання швів заданих характеристик (глибина провару, підсилення, катет шва та ін.);

·              використання визначених способів зварювання (просторове розташування, впирання електрода тощо).

У якості електродного дроту використовують вуглецеві й леговані сталі, чавун, кольорові метали та сплави.

До складу покриття (обмазки) вводять стабілізуючі, шлакоутворюючі, газоутворюючі, розкиснювальні, легуючі та інші компоненти.

Стабілізуючі речовини призначені для забезпечення стійкого горіння дуги (поташ, сода, польовий шпат, мармур, крейда та ін.).

Шлакоутворюючі речовини сприяють утворенню шлаку, який захищає зварну ванну від повітря (марганцева руда, граніт, мармур, кремнезем, польовий шпат, плавіковий шпат та ін.).

Газоутворюючі речовини при нагріванні утворюють гази, які захищають зварну ванну від навколишнього середовища (мармур, доломіт, магнезіт тощо).

Розкиснюючі речовини розкислюють метал, який знаходиться у вигляді оксидів (феромарганець, феросиліцій, феротитан, фероалюміній).

Легуючі речовини надають металу шва задані механічні й експлуатаційні властивості (хром, нікель, вольфрам, молібден, ванадій та ін.).

Зв'язуючі речовини з'єднують усі компоненти покриття (обмазки) в однорідну масу (натрієве рідке скло Na₂O·SiO₂. калієве скло K₂O·SiO₂). Для кращого формування покриття вводять пластифікатори (каолін, декстрин та ін.). Деякі речовини обмазки одночасно виконують декілька функцій — стабілізуючі, газоутворюючі та інші.

Шлаки, що утворюються при плавленні покриття, можуть бути короткими й довгими. У коротких шлаках проходить швидке зростання в'язкості із зниженням температури. Тому для зварювання в різних просторових положеннях використовують електроди з короткими шлаками (рутилове та основне покриття). У довгих шлаках в'язкість зростає повільно при охолодженні (містять кремнезем).

Для зварювання вертикальних і стельових швів електроди з Довгими шлаками не використовують тому, що зварна ванна тривалий час знаходиться у рідкому стані. Щоб шлаки краще відділялися від поверхні шва, їхній коефіцієнт лінійного розширення повинен відрізнятися від коефіцієнта лінійного розширення металу.

За товщиною покриття бувають якісні (товсті) й стабілізуючі (тонкі). Якісні покриття мають товщину 0,5-2,5 мм і становлять 20-40% маси електродного дроту, а із залізним порошком — відповідно 3,5 мм і 50%. їх використовують для одержання швів такої ж якості як і основний метал. Стабілізуючі покриття мають товщину 0,1-0,3 мм і не впливають на якість, а тільки підвищують стабільність горіння дуги (застосовують рідко).

Усі матеріали, з яких виготовляють електроди, повинні відповідати вимогам стандартів.

Класифікація та умовні позначення покритих електродів

Покриті електроди класифікують:

·              за призначенням, за типом покриття;

·              за механічними властивостями металу шва;

·              за товщиною покриття;

·              за допустимими просторовими положеннями зварювання;

·              за родом струму й полярністю, а також за діаметром стрижня та іншими ознаками.

Розглянемо класифікацію за схемою умовного позначення електродів. Згідно ГОСТу 9466-75 умовне позначення електродів для зварювання і наплавлення є дріб, у чисельнику та знаменнику якого вказуються характеристики електрода.

Схема умовного позначення електродів:

·              тип електрода;

·              марка електрода;

·              діаметр електрода;

·              призначення електрода;

·              товщина покриття;

·              група за якістю;

·              група індексів, які характеризують метал шва;

·              вид покриття;

·              просторове положення зварювання;

·              рід струму й полярність;

·              стандарт, який визначає вимоги щодо електродів;

·              стандарти, які регламентують вимоги щодо даного типу електрода.

Тип електрода характеризує мінімально гарантований тимчасовий опір наплавленого металу електродами даного типу. Умовне позначення: Э — електрод, число після букви означає мінімальний опір, а буква А після них — високу пластичність наплавленого металу Наприклад, Э46А означає тип електрода за ГОСТом 9467-75 із мінімальним тимчасовим опором 460 МПа (46 кгс/мм2) і високими пластичними властивостями наплавленого металу порівняно з електродами відповідного типу без цієї букви.

За типом електроди класифікують:

·              для зварювання низьковуглецевих і низьколегованих конструкційних сталей передбачаються типи електродів — Э38, Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50, Э50А, Э55 Э60;

·              для зварювання легованих конструкційних сталей з тимчасовим опором розриву більше 600 МПа - Э70, Э85, Э100, Э125, Э150;

·              для зварювання легованих теплостійких сталей — Э-09М, Э-09МХ, Э-09Х1М, Э-05Х2М, Э-09Х2М1, Э-09Х1МФ, Э-10Х5МФ, Э-10Х1М1НБФ, Э-10ХЗМ1БФ;

·              для зварювання високолегованих сталей з особливими властивостями - 49 типів (ГОСТ10052-75) Э-12X13, Э-06Х13Н, Э-08Х20Н9Г2Б та ін.;

·              для наплавлення поверхневих шарів з особливими властивостями - 44 типи (ГОСТ10051-75) Э-10Г2,3-30Г2ХМ, Э-65X1ШЗ та ін.

В умовних позначеннях типів електродів теплостійких, легованих і для наплавлення цифри після дефісу вказують вміст вуглецю у сотих частках відсотка, а наступні букви й цифри — умовні позначення легуючих елементів та їх вміст у відсотках. Наприклад, умовне позначення типу електрода Э-08Х20Н9Г2Б означає хімічний склад наплавленого металу: 0,08% С, 20% Сг, 9% Ni, 2% Мn, 1% Nb.

Марка електрода характеризується складом покриття, маркою електродного дроту, властивостями металу шва. Кожному типу може відповідати одна або декілька марок електродів. Наприклад, марки АНО-21, УОНИ-13/45, ОЗС-3 та ін. відповідають типу електрода Э46.

Діаметр електрода згідно ГОСТу 9466-75 може бути від 1,6 до 12 мм (довжиною від 225 до 450 мм). Наприклад, 4,0 — діаметр електрода 4 мм. На упаковках електродів в умовному позначенні часто проставляють тільки знак Ø — діаметр, а числове значення вказують окремо в іншому місці. Діаметри електродів, мм: 1,6; 1,8; 2,0;  2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0.

Призначення електрода.

За призначенням електроди класифікують таким чином (букви є умовним позначенням):

У — для зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей з тимчасовим опором розриву менше 600 МПа;

Л — для зварювання легованих конструкційних сталей з тимчасовим опором розриву більше 600 МПа;

В — для зварювання високолегованих сталей з особливими властивостями;

Т — для зварювання легованих теплостійких сталей;

Н — для наплавлення поверхневих шарів з особливими властивостями.

Товщина покриття — залежно від відношення діаметра покритого електрода D щодо діаметра електродного стрижня d електроди класифікують так (букви є умовним позначенням):

М— з тонким покриттям (D/d < 1,20);

С — з середнім покриттям (1,20 < D/d < 1,45);

Д — з товстим покриттям (1,45 < D/d < 1,80);

Г — з особливо товстим покриттям (D/d > 1,80).

Якість електрода залежить від вмісту шкідливих домішок (сірки, фосфору), точності виготовлення, стану поверхні покриття, суцільності виконаного даними електродами металу шва і класифікується на групи: 1, 2 і 3. Чим вища група, тим краща якість електрода.

Група індексів встановлюється за ГОСТом 9467-75 і вказує характеристики наплавленого металу і металу шва. В умовному позначенні перші дві цифри після букви Е означають тимчасовий опір розриву σ_в = 370, 410, 430, і 510 МПа (відповідно 38, 42, 44 і 52 кгс/мм²), третя — відносне видовження δ у % і критичну температуру крихкості Т_х. Третя цифра характеризує одночасно δ і Т_х, а якщо ці показники відповідають різним індексам, то третій індекс установлюють за δ і в дужках наводять додатковий четвертий індекс, який характеризує Т_х. Т_х — мінімальна температура, при якій ударна в'язкість на зразках з V-подібним скосом кромок не менше 0,35 МДж/м² (3,5 кгс·м/см²).

Вид покриття.

За видом покриття (обмазки) електроди класифікують:

А (А) — кисле;

Б (В) — основне;

Р (R) — рутилове;

Ц (С) — целюлозне;

П (S) — інше;

Ж — в покритті більше 20% залізного порошку (в дужках — іноземні умовні позначення виду покриття електродів).

Класифікація покритих електродів за призначенням і видом покриття

Застосування	Тип (вид)	Позначення
За призначенням
Зварювання вуглецевих і низьковуглецевих конструкційних сталей з опором розриву не більш як 600 МПа	9 типів: Э38, Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50, Э50А, Э55, Э60	У
Зварювання легованих конструкційних сталей з опором розриву понад 600 МПа	5 типів: Э70, Э85, Э100, Э125, Э150	Л
Зварювання теплостійких сталей	9 типів: Э09М, Э09МХ та ін.	Т
Зварювання високолегованих сталей з особливими властивостями	49 типів: Э12Х13, Э06Х13М, Э10Х17Т та ін.	В
Наплавлення поверхневих шарів з особливими властивостями	44 типи: Э10Г2, Э11Г3, Э16Г2ХМ та ін.	Н
За видом покриття
Зварювання в усіх просторових положеннях постійним і замінним струмом. Не рекомендується для сталей з підвищеним вмістом сірки та вуглецю. Наслідок: можливі тріщини у швах, сильне розбризкування	Кислі	А (А)*
Зварювання в усіх просторових положеннях постійним і змінним струмом	Рутилові	Р (R)
Зварювання постійним струмом зворотної полярності в усіх просторових положеннях металу великої товщини	Основні	Б (В)
Зварювання в усіх просторових положеннях постійним і змінним струмом. Доцільні та монтажі. Не допускають перегріву. Великі витрати на розбризкування	Целюлозні	Ц (С)
Зварювання конструкцій і трубопроводів у всіх положеннях шва, крім стельового, при низькій витраті на 1 кг наплавленого металу	Змішаного типу	РЦЖ**

Кисле покриття складається з кислих компонентів (кремнезем, марганцева руда, феромарганець, гематит). При нормальній товщині покриття електроди використовуються у всіх просторових положеннях, а при великій товщині — тільки для зварювання у нижньому положенні. Зварювання виконують постійним і змінним струмом, довгою дугою, на кромках з іржею, без утворення пop. Наявність феромарганцю й оксидів заліза сприяє виділенню токсичних газів, тому виробництво електродів з кислим покриттям скоротилося.

Основне покриття складається з плавикового шпату, карбонатів кальцію й магнію (крейда, магнезит, мармур). Метал шва характеризується високою ударною в'язкістю, стійкістю проти утворення кристалізаційних тріщин. Електроди з основним покриттям використовують для зварювання товстих металів із підвищеним вмістом сірки та фосфору, жорстких конструкцій виробів. Зварюють на постійному струмі зворотної полярності. При добавці калію електроди з основним покриттям використовують на змінному струмі.

Недоліком основного покриття є висока чутливість щодо утворення пop при збільшенні довжини дуги, наявності іржі, масла, окалини й вологи на кромках металу.

Рутилове покриття складається з титанових сполук (рутил, титановий концентрат, ільменіт), які призначені для шлакового захисту, а також целюлози, крейди, мармуру, декстрину - для газового захисту. Розкиснення й легування проводиться феромарганцем. Рутилове покриття забезпечує стабільне горіння дуги на змінному та постійному струмі, легке відділення шлаку, якісне формування шва, низькі витрати металу на розбризкування. Метал шва мало схильний до утворення пop при зварюванні іржавого, вологого та окисненого металу при змінах довжини дуги.

Целюлозне покриття складається з органічних складових (целюлоза, крохмаль, харчове борошно, декстрин), які призначені для газового захисту шлакоутворюючих складових (рутил, карбонати, марганцева руда, алюмосилікати, титановий концентрат). Електроди цього виду мають мале покриття й тому їх використовують для зварювання у всіх просторових положеннях на змінному та постійному струмі. Недоліком електродів із целюлозним покриттям є вигоряння органічних компонентів і великі витрати на розбризкування.

Електроди змішаного покриття мають подвійне умовне позначення, яке складається з двох букв. Наприклад, РА — змішане рутилове і кисле покриття. Якщо в покритті міститься більше 20% залізного порошку, то до позначення виду покриття додається буква Ж.

Допустиме просторове положення зварювання або наплавлення умовно позначається цифрами і класифікується таким чином:

·              1 - для всіх просторових положень ;

·              2 - для всіх положень, крім вертикального зверху вниз;

·              3 - для нижнього, горизонтального й вертикального знизу вверх;

·              4 - для нижнього та нижнього «у човник».

Електроди закордонного виробництва мають спеціальне умовне позначення у вигляді стрілок.

Рід струму й полярність, номінальна напруга холостого ходу джерела живлення зварювальної дуги змінного струму з частотою 50 Гц позначаються цифрами.

Номер ГОСТ9466-75, який визначає класифікацію, розміри й загальні технічні вимоги на покриті металеві електроди для ручного дугового зварювання.

ГОСТ9467-75, ГОСТ 10051-75 або ГОСТ 10052-75 регламентують вимоги щодо типу електрода, який розглядається.

Характеристика електродів марки АНО-21

Призначення		Для ручного дугового зварювання конструкцій із вуглецевих сталей марок (Ст 0, Ст 1, Ст 2, Ст 3 всіх ступенів розкислення – «кп», «пс», «сп»), що постачаються згідно ГОСТ 380 і (05кп, 08кп, 08пс, 08, 10кп, 10, 15кп, 15пс, 15, 20кп, 20пс, 20) згідно ГОСТ 1050.
Матеріал стержня електрода		Св–08, Св–08А
Вид покриття (обмазки)		Рутилове
Рід струму та полярність		Змінний, постійний прямої полярності, постійний зворотної полярності
Просторове розміщення зварних швів		Нижнє, горизонтальне, стельове, вертикальне зверху вниз, вертикальне знизу вверх
Особливості застосування		Електроди забезпечують легке запалювання зварювальної дуги, дрібнолускове формування металу шва, легке самовільне відділення шлаку по кромка з наявністю іржі, гальванічного покриття. Застосовують для зварювання трубопроводів водо та   газопостачання низького тиску. Виготовляються діаметром 2,5; 3,0; 4,0 та 5,0мм. Прокалювання перед зварюванням 120°С; 40 хв.
Значення сили зварювального струму, А
Діаметр	Нижнє		Вертикальне		Стельове	Кількість електродів у 1кг,шт.
2,5	70-80		60-70		70-80	80
3,0	100-140		90-110		100-120	55
4,0	160-220		140-180		140-180	38
5,0	180-260		160-200		-	-
Механічні властивості металу шва
Тимчасовий опір, МПа				460
Відносне видовження, %				25
Ударна в’язкість, Дж/см2				130
Границя текучості, МПа				380
Хімічний склад наплавленого металу
Хімічний елемент		Нижня межа, %		Верхня межа, %			Не більше, %
С (вуглець)		-		-			0,10
Mn (марганець)		0,50		0,80			-
Si (кремній)		0,25		0,35			-
S (сірка)		-		-			0,04
P (Фосфор)		-		-			0,045
Характеристика плавлення		Продуктивність (для діаметра 4,0 мм) – 9,5 г/А год; 1,4 кг/год. Витрата електродів на 1кг наплавленого металу – 1,7кг.
Умовне позначення		Э46–АНО–21–d–УД Е432(3)–Р11

Характеристика електродів марки УОНИ-13/45

Призначення		Для ручного дугового зварювання конструкцій із вуглецевих сталей марок (Ст 0, Ст 1, Ст 2, Ст 3 всіх ступенів розкислення – «кп», «пс», «сп»), що постачаються згідно ГОСТ 380 і (05кп, 08кп, 08пс, 08, 10кп, 10, 15кп, 15пс, 15, 20кп, 20пс, 20) згідно ГОСТ 1050 та низьколегованих сталей
Матеріал стержня електрода		Св–08А
Вид покриття (обмазки)		Основне
Рід струму та полярність		Постійний зворотної полярності
Просторове розміщення зварних швів		Нижнє, горизонтальне, стельове, вертикальне зверху вниз, вертикальне знизу вверх
Особливості застосування		Електроди призначені для зварювання особливо відповідальних конструкцій із вуглецевих та низьколегованих сталей, коли до металу шва ставляться підвищені вимоги по пластичності і ударної в’язкості. Рекомендуються також  для зварювання конструкцій, які працюють за умов низьких температур. Зварювання виконують короткою дугою по очищених кромках, метал шва характеризується високою стійкістю до утворення кристалізаційних тріщин та низьким вмістом вуглецю. Електроди схильні до утворення пор при збільшенні довжини дуги. Виготовляються діаметром 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 та 6,0мм.
Значення сили зварювального струму, А
Діаметр	Нижнє		Вертикальне		Стельове	Кількість електродів у 1кг,шт.		Довжина, мм
2,0	40-60		35-55		35-55	98		300
2,5	50-70		40-65		40-65	55		350
3,0	100-130		90-120		90-120	40		350
4,0	160-210		130-160		130-160	16		450
5,0	220-280		160-210		-	11		450
6,0	260-320		-		-	8		450
Механічні властивості металу шва
Тимчасовий опір, МПа				410
Відносне видовження, %				22
Ударна в’язкість, Дж/см2				140
Хімічний склад наплавленого металу
Хімічний елемент		Нижня межа, %		Верхня межа, %			Не більше, %
С (вуглець)		-		-			0,12
Mn (марганець)		0,35		0,75			-
Si (кремній)		0,18		0,35			-
S (сірка)		-		-			0,03
P (Фосфор)		-		-			0,03
Характеристика плавлення		Продуктивність (для діаметра 4,0 мм) – 9,5 г/А год; 1,3 кг/год. Витрата електродів на 1кг наплавленого металу – 1,6кг.
Умовне позначення		Э42А-УОНИИ13/45-Ф-УД Е412(3) Б-10

Призначення покритих електродів

Для зварювання й наплавлення вуглецевих і низьколегованих конструкційних сталей використовуються електроди марок- АНО-1 АНО-4, АНО-21, ОЗС-23, СМ-11, УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, МР-Зс (супер, самовідокремлення шлаку), E6013-LF HYUNDAI (з пониженим димовиділениям, аналог AHO-21), E-7018 G HYUNDAI (з пониженим вмістом водню, аналог УОНИ-13/55) та ін.

Низьколеговані теплостійкі сталі зварюють електродами марок ОЗС-11, ТМЛ-1У, ЦЛ-17 та ін.

Для зварювання високолегованих жароміцних і жаростійких сплавів використовують електроди марок ОЗЛ-6, ГС-1, ЦТ-28 та ін.

Корозієстійкі сталі зварюють електродами марок ОЗЛ-22, ЦЛ-11, АНВ-20, НЖ-13, Е 308L-16N HYUNDAI (аналог ОЗЛ-8), Е 316L-16N HYUNDAI (аналог ЗА-400/10У) та ін.

Для зварювання різнорідних сталей використовують електроди марок: ВИ-ИМ-1, АНЖУ-1, НИАТ-5, ОЗЛ-19 та ін.

Для зварювання і різання під водою застосовують електроди марок АНДР-1, ЗПС-АН1, а для різання на повітрі - АНР-2, АНР-3, АНР-4.

Для наплавлення використовують електроди марок ОЗН-250У, НР-70, ЗОШ-1 та ін.

В Інституті електрозварювання ім. Є.О.Патона створені електроди різного призначення:

АНО — для зварювання конструкційних сталей;

АНВ — для зварювання високолегованих сталей;

АНП — для зварювання високоміцних сталей;

АНЖР — для зварювання різнорідних сталей;

АНЧ — для зварювання чавунів;

АНЦ — для зварювання мідних сплавів;

УАНА — для зварювання алюмінію;

АНГ — для зварювання методом похилого електрода;

АНР — для різання металів.

Вітчизняні підприємства випускають електроди з рутиловим (марка АНО-4, АНО-21, МР-3) та ільменітовим (марка АНО-6) покриттям. Ці електроди придатні для зварювання змінним і постійним струмом і користуються найбільшим попитом завдяки високим зварювальним властивостям, щільності швів при високій вологості покриття, можливості зварювання металу зі слідами іржі та забруднень. З електродами рутилового та ільменітового покриття легко працювати зварникам невисокої кваліфікації.

У менших об'ємах випускають електроди з покриттям основного виду (марки ДСК-50, УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 та ін.) для зварювання особливо відповідальних конструкцій постійним струмом зворотної полярності, короткою дугою, з обов'язковим просушуванням.

В ІЕЗ ім. Є.О.Патона розроблено і налагоджено виробництво нового покоління ощадливо легованих електродів, призначених для ручного електродугового зварювання конструкцій з високоміцних сталей. Електроди АНП-9, АНП-10, АНГІ-11, АНП-12 підвищують межу витривалості стикових з'єднань у 1,5-1,7 рази, таврових — у 2 рази порівняно з електродами УОНИ-13/55, АНГІ-2.

Створені нові універсальні електроди з рутил-целюлозним покриттям АНО-36 і з рутиловим покриттям АНО-37, які відповідають типу Э46 і забезпечують «м'яке» горіння дуги, низьке розбризкування металу, добре формування шва. Освоєний випуск нових марок електродів із покриттям основного виду для зварювання труб АНО-ТМ, АНО-ТМ60, АНО-ТМ70, які успішно конкурують з аналогічними японськими електродами LB-52U.

Для зварювання монель-металу та біметалу (вуглецева сталь-бронза) використовують електрод марки В-56У. Електрод марки ОЗЛ-32 призначений для зварювання нікелю, біметалу сталь-нікель та сталі з нікелем.