Сварочные электроды УОНИ-13-65: состав, свойства и применение
Электроды марки УОНИ-13-65 — это электроды с основным видом покрытия, предназначенные для ручной дуговой сварки (РДС) ответственных конструкций из низколегированных и углеродистых сталей. Индекс «65» в обозначении указывает на гарантируемый предел прочности наплавленного металла — не менее 65 кгс/мм (640 МПа), что относит их к категории электродов повышенной прочности. В отличие от электродов УОНИ-13-55, данная марка обеспечивает более высокие механические характеристики металла шва и используется там, где требуется работа конструкций при значительных статических и динамических нагрузках.
Технологические особенности покрытия
Покрытие УОНИ-13-65 относится к основному (фтористо-кальциевому) типу. В состав обмазки входят мрамор, плавиковый шпат (флюорит), ферросплавы и связующее — жидкое натриевое стекло. Основной тип покрытия обеспечивает:
- низкое содержание диффузионного водорода в наплавленном металле — менее 5 мл/100 г, что исключает риск образования холодных трещин в высокопрочных сталях;
- рафинирование шва от серы и фосфора за счет основного шлака;
- мелкозернистую структуру металла шва с преобладанием игольчатого феррита;
- повышенную стойкость против кристаллизационных трещин при сварке жестких контуров.
Сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности (DC+). Род тока и полярность критичны: при сварке на переменном токе дуга горит нестабильно, а качество формирования шва ухудшается. Перед использованием электроды требуют прокалки при температуре 350–400 C в течение 1–1,5 часов для удаления влаги из покрытия.
Механические свойства наплавленного металла
Металл шва, выполненный электродами УОНИ-13-65, характеризуется высокими прочностными показателями при сохранении достаточной пластичности. Типичные значения механических свойств наплавленного металла (после сварки без термообработки):
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия испытаний | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 640–700 МПа | Растяжение | t = 20 C | ГОСТ 9467-75 |
| Предел текучести т | 540–590 МПа | Растяжение | t = 20 C | ГОСТ 9467-75 |
| Относительное удлинение 5 | 18–22 % | Растяжение | t = 20 C | ГОСТ 9467-75 |
| Ударная вязкость KCU | 35 Дж/см | Ударный изгиб | t = –40 C | ГОСТ 9467-75 |
| Угол загиба | 120 | Технологическая проба | t = 20 C | ГОСТ 9467-75 |
Ударная вязкость при –40 C остается на уровне не ниже 35 Дж/см, что позволяет применять электроды для конструкций, эксплуатируемых в условиях низких температур, вплоть до –50 C.
Свариваемые стали и область применения
Электроды УОНИ-13-65 предназначены для сварки низколегированных сталей повышенной прочности с пределом прочности до 650 МПа. Рекомендуемые стали:
- 09Г2С, 10Г2С1 — для строительных металлоконструкций;
- 14Г2АФ, 16Г2АФ — для мостовых конструкций и элементов с высокой несущей способностью;
- 15ХСНД, 10ХСНД — для конструкций, работающих в атмосферных условиях;
- стали типа 17Г1С, 17Г1С-У — для трубопроводных систем;
- листовой прокат категорий прочности К52–К60 по ГОСТ 19281.
Типичные области применения — сварка монтажных соединений мостов, крановых балок, элементов каркасов промышленных зданий, резервуаров и сосудов, работающих под давлением, а также ремонтно-восстановительные работы на толстостенных узлах из низколегированных сталей. Электроды пригодны для сварки во всех пространственных положениях, кроме потолочного, что ограничивает их использование при монтаже вертикальных и горизонтальных швов на плоскости.
Режимы сварки и расход
Сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности. Рекомендуемые режимы для различных диаметров электрода:
- диаметр 3,0 мм — ток 80–110 А, применяется для корневых проходов и сварки тонкостенных элементов;
- диаметр 4,0 мм — ток 120–160 А, основной размер для заполняющих и облицовочных слоев;
- диаметр 5,0 мм — ток 170–210 А, для однопроходной сварки толстостенных узлов.
Длина дуги должна быть минимальной (2–3 мм) — это снижает разбрызгивание и предотвращает азотирование металла шва. Перед сваркой кромки необходимо зачистить от ржавчины, масла и влаги. При сварке высокопрочных сталей толщиной свыше 20 мм рекомендуется предварительный подогрев до 100–150 C для замедления скорости охлаждения и предотвращения закалочных структур в зоне термического влияния.
Расход электродов составляет ориентировочно 1,6–1,8 кг на 1 кг наплавленного металла с учетом огарков и потерь на разбрызгивание. Коэффициент наплавки — около 9 г/(Ач), что обеспечивает производительность до 1,2–1,5 кг/ч при сварке на средних режимах.
Вопросы и ответы
Чем отличаются электроды УОНИ-13-65 от УОНИ-13-55?
Основное отличие — уровень прочности наплавленного металла. УОНИ-13-65 гарантируют предел прочности не менее 65 кгс/мм (640 МПа), тогда как УОНИ-13-55 — не менее 55 кгс/мм (540 МПа). Электроды УОНИ-13-65 применяются для сварки более прочных низколегированных сталей и требуют более тщательной подготовки кромок и соблюдения режимов.
Можно ли варить электродами УОНИ-13-65 на переменном токе?
Нет. Покрытие основного типа обеспечивает стабильное горение дуги только на постоянном токе обратной полярности (DC+). При использовании переменного тока дуга горит неустойчиво, возможно образование пор и непроваров.
Какая температура прокалки требуется перед сваркой?
Электроды УОНИ-13-65 необходимо прокаливать при температуре 350–400 C в течение 1–1,5 часов. Это обязательное условие для удаления гигроскопичной влаги из покрытия, которая вызывает пористость шва и насыщение металла водородом.
Для каких сталей подходят электроды УОНИ-13-65?
Электроды предназначены для сварки низколегированных сталей с пределом прочности до 650 МПа: 09Г2С, 15ХСНД, 14Г2АФ, 16Г2АФ, а также трубных сталей категорий прочности К52–К60. Сварка углеродистых сталей обычного качества возможна, но экономически нецелесообразна из-за избыточной прочности шва.
