Электросварка

Серия «Библиотека инженера»
В. Л. Лихачев, И. В. Николаева
ЭЛЕКТРОСВАРКА
СПРАВОЧНИК
Москва
СОЛОН-ПРЕСС
2024

УДК 621,396,218
ББК 32,884,1
          Л65
В. Л. Лихачев, И. В. Николаева
Л65  Электросварка. Справочник. — М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2024. — 668 с.: ил. — 
(Серия «Библиотека инженера»).
ISBN 978-5-91359-576-8
 Книга «Электросварка. Справочник» охватывает практически все аспекты электродуговой сварки плавлением, подробнее — вопросы ручной дуговой сварки.
 В книге приводятся подробные характеристики более 400 сварочных электродов отечественного и зарубежного производства. Приведена таблица соответствия электродов 
ESAB отечественным электродам.
 По всем электродам приведены рекомендации по области применения, режимам 
сварки и свойства сварного шва.
 Примененная система объединения в группы, а также классификация по американскому (AWS), международному (ISO), немецкому (DIN) и европейскому (EN) стандартам упрощает выбор и использование широкой гаммы представленных электродов.
 В данном справочнике дается подробная расшифровка обозначения электрода по 
ГОСТ, AMS, ISO, DIN, EN.
 Большое внимание в книге уделяется сварочному оборудованию. Приведено описание и даны технические характеристики около 80 источников сварочного тока.
 Описаны устройства стабилизации горения сварочной дуги и устройства снижения 
напряжения холостого хода источника сварочного тока.
 Приведен расчет необходимого количества электродов для сварки конструкции и расчет температуры предварительного подогрева.
 Описаны приемы и методы ручной дуговой сварки. Приведены специальные виды 
ручной электросварки.
 Справочник предназначен для электросварщиков и широкого круга инженерно-технических работников, связанных в своей практической деятельности со сварочными 
работами.
 Приведенные в книге сведения будут полезны инженерно-техническим работникам 
промышленных и строительных предприятий, проектных, конструкторских и научно-исследовательских организаций и студентам технических специальностей. Кроме этого 
справочник будет хорошим пособием для сварщиков (1-й уровень профессиональной 
подготовки) и мастеров, бригадиров (2-й уровень) при подготовке к аттестации — первичной или очередной.
УДК 621.396.218 
ББК 32.884.1
По вопросам приобретения обращаться:
ООО «СОЛОН-ПРЕСС»
Тел: (495) 617-39-64
E-mail: kniga@solon-press.ru, www.solon-press.ru
ISBN 978-5-91359-576-8 
© «СОЛОН-ПРЕСС», 2024
 
© Лихачев В. Л., Николаева И. В., 2024

Предисловие
Сварка — одна из наиболее прогрессивных технологий XX столетия. Трудно
указать область промышленного и строительного производства, где не используется сварка для соединения элементов конструкций. Очевидно, что и в XXI веке
сварочные технологии получат дальнейшее развитие.
Среди большого разнообразия видов сварки дуговая сварка является наиболее
распространенным видом сварочных работ, широко применяемым для изготовления разнообразных металлических конструкций, так как она самый доступный
источник тепла достаточно высокой интенсивности. Более того, с помощью ручной дуговой сварки можно производить точную стыковку криволинейных поверхностей в труднодоступных местах.
В последнее десятилетие на территории России и стран СНГ сформировался
свободный рынок сварочных материалов. Несколько тысяч больших, средних и
малых фирм изготавливают и продают разнообразные сварочные материалы, потребность в которых постоянно возрастает.
В книге приведены сведения об электродах, наиболее распространенных на
территории России и стран ближнего зарубежья. Все описываемые марки электродов имеют сертификаты соответствия Госстандартов Российской Федерации и
Украины (Сепроз), а также гигиенические сертификаты Минздрава России. Ряд
марок электродов сертифицирован Морским Регистром судоходства, Регистром
Ллойда (Англия).
Электроды классифицированы на следующие группы:
• электроды для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей;
• электроды для сварки легированных конструкционных сталей повышенной
и высокой прочности;
• электроды для сварки теплоустойчивых сталей;
• электроды для сварки высоколегированных коррозионно-стойких сталей и
сплавов;
• электроды для сварки высоколегированных жаростойких и жаропрочных
сталей и сплавов;
• электроды для сварки специализированных сталей;
• электроды для сварки разнородных сталей и сплавов;
• электроды для наплавки;
• электроды для сварки и наплавки чугуна;
• электроды для сварки и найловки алюминия и его сплавов,
• электроды для сварки цветных металлов;
• электроды для резки металлов.
Представление каждой группы электродов сопровождается их общей краткой
характеристикой, приведено соответствие электродов зарубежным стандартам:
американскому (AWS), немецкому (DIN), международному (ISO).
Описание входящих в группу конкретных марок электродов содержит:
• основное назначение;
• технические характеристики, включая производительность наплавки;
• типичные механические свойства сварного шва при нормальной (кроме
особо оговоренных случаев) температуре;

Предисловие
• типичный химический состав наплавленного металла и рекомендуемые режимы сварки;
• технологические особенности применения;
• условное обозначение электродов или обозначение электродов в документации (в стандартах).
Содержащаяся в книге информация позволит потребителю сделать обоснованный выбор электродов, обеспечивающих необходимые характеристики металла
сварного шва для соответствующих свариваемых конструкций и деталей, швов,
повысить производительность и эффективность.
Помимо подробной информации об электродах для электросварки, в справочнике
уделяется
большое
внимание
сварочному
оборудованию.
Описаны
устройства и работа 80 источников сварочного тока, приведены их эксплуатационно-технические характеристики. рассмотрены устройства стабилизации горения
сварочной дуги и устройства снижения напряжения холостого хода сварочного агрегата.
В справочнике предложены расчетные методики определения расходных материалов и температуры предварительного подогрева свариваемых металлических
конструкций. Подробно описаны приемы и методы специальных видов неавтоматизированной (ручной) дуговой сварки.
Приведенные в справочнике сведения будут полезны инженерно-техническим
работникам промышленных и строительных предприятий, проектных, конструкторских и научно-исследовательских организаций, а также студентам и аспирантам вузов, которые обучаются строительным специальностям.
В заключение автор выражает глубокую признательность доктору технических
наук, профессору, заведующему кафедрой «Теория и технология сварки» СПбГПУ,
члену Управляющего Научно-технического Совета НАКС, заслуженному деятелю
науки РФ В. В. Башенко, взявшего на себя труд по тщательному вычитыванию и
проверке первоначального варианта рукописи и обнаружившего множество неочевидных и трудноуловимых ошибок, а также высказавшего ряд замечаний по улучшению структуры книги. Анализ и осмысление замечаний существенно повысили
профессиональный уровень автора, что оказалось весьма существенным в работе
над следующими книгами данной серии, в том числе и над учебно-справочным
пособием по газо-электросварке.

1. Электросварка
1.1. История сварки
1.1.1. История развития сварки
Способ получения неразъемных соединений различных металлических деталей путем сварки и пайки был известен еще в глубокой древности. Так, в египетских пирамидах при археологических раскопках нашли золотые изделия, которые
имели паянные оловом соединения, а при раскопках итальянского города Помпеи
обнаружили свинцовые водопроводные трубы с продольным паяным швом. Широко применялась в прошлом и кузнечная сварка. При этом способе сварки соединяемые металлы нагреваются до состояния пластичности, а затем проковываются в местах соединения.
Ранее сварка представляла собой технологический процесс самого разнообразного применения, но, за небольшим исключением, не использовалась для создания сложных конструкций. Чаще ее использовали для изготовления свинцовых
труб или свинцовых кровельных листов. Подогрев осуществлялся с помощью древесного угля, а сварку выполняли последовательными ударами молота (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Сварка листов свинцовой кровли, предложенная Леонардо да Винчи
Широко распространена была ремонтная сварка, например, ремонт каретных
осей, разрушающихся от усталости.
Уровень технологии сварки в средние века можно увидеть на примере огромной пушки Дол Грайэт, 1382 года выпуска (рис. 1.2). Эта пушка представляла собой кованную трубу, усиленную наружными обручами, которые присоединялись к
трубе кузнечной сваркой. Общая масса изделия более 16 тонн. Такой способ изготовления пушек был широко распространен во всем мире. Самые большие пушки
этого типа были изготовлены в Индии в XVI и XVII веках. Они достигали 9 метров в длину и весили до 50 тонн.
В большинстве древних строений в качестве несущих элементов, нагруженных сжатием, применялись камень и неармированный бетон, а также древесина
для балок и перекладин. В некоторых случаях требовались узлы, работающие на
растяжение, и тогда использовали железные анкера, изготовленные кузнечной
сваркой или ковкой. Одним из примеров тому является купол Храма Рокк в Иеру

1. Электросварка
Рис. 1.2. Пушка Дол Грайэт 1382 г.
салиме (VIII в.). В нем горизонтальная растягивающая нагрузка восьмигранного
свода приложена к восьмигранному стальному крепежному кольцу. И это не украшение, а составной компонент конструкции.
В итальянской Венеции аркады Дворца Дожей также поддерживаются стальными брусьями. И здесь горизонтальная нагрузка сводов требовала сварного
крепления.
Вообще, готическая архитектура и архитектура эпохи Возрождения часто требовали стальных сварных соединений несущих конструкций как на начальной
стадии строительства, так и при последующем ремонте. Это было первое широко
распространенное применение сварки в элементах сооружений.
С наступлением индустриализации, вследствие развития науки и техники,
многие изготавливаемые ранее из дерева и камня элементы сооружений были заменены металлическими. Преобладающим металлом было и остается железо или
его сплавы, называемые сталями.
Можно с уверенностью утверждать, что и в дальнейшем сварка будет оставаться одним из ведущих технологических процессов в промышленном производстве и в строительстве. До 2/3 мирового потребления стального проката идет на производство сварных конструкций и сооружений. Сварке подвергаются практически
любые металлы и неметаллы в любых условиях — на земле, в морских глубинах и
в космосе. Толщина листов свариваемых деталей колеблется от единиц микрон до
десятков и сотен сантиметров, масса сварных конструкций — от долей грамма до
сотен и тысяч тонн. Зачастую сварка является единственно возможным или наиболее эффективным способом создания неразъемных соединений конструкционных материалов и получения заготовок, максимально приближенных к оптимальной форме готовой детали или конструкции.
1.1.2. История разработки процессов сварки плавлением
Большинство современных электродуговых процессов были разработаны в
первой половине 20-го века, хотя начало свое они берут в веке 19-м. Так,
в 1802 году впервые в мире профессор Санкт-Петербургской медикохирургической академии Василий Владимирович Петров (1761—1834) открыл и наблюдал
дуговой разряд от построенного им сверхмощного «Вольтового столба». Этот
столб состоял из 2100 пар разнородных кружков (из меди и цинка), которые были
проложены бумажными кружками, смоченными водным раствором нашатыря.
Тогда это был наиболее мощный источник электрического тока. Проделав боль

1. Электросварка
7
шое количество опытов, профессор Петров показал возможность использования
электрической дуги для освещения и плавления металлов.
Он первым предложил применить электрическую дугу в качестве источника
теплоты для мгновенного расплавления металлов.
Изначально в дуговой сварке не использовали расходных сварочных материалов, и основным видом электросварки была сварка дугой с использованием неплавящегося угольного электрода. Впервые она была применена в 1881 году Августом
де Меританом. Спустя короткое время, в 1888 году, Н. Г. Славянов заменил уголь
на голый металлический электрод (пруток), обычно изготавливавшийся из холоднокатанной стали (например, телеграфной проволоки, проволоки для изгороди
и т. д.). Тем самым было положено начало дуговой сварке плавящимся электродом.
Дугу от такого электрода было очень трудно зажигать и поддерживать, так как она
горела на открытом воздухе, и поэтому наплавленный металл был сильно загрязнен
и вспенен кислородом и азотом. Процесс сварки был не слишком благоприятен для
пользователя и сопровождался образованием неровных поверхностей плавления,
пористости и довольно обильным крупнокапельным переносом металла.
Первые флюсы, наносимые непосредственно на поверхность электродов,
были аналогичны флюсам кузнечной сварки (песок, борат, пепел и т. п.). Учитывая то, что с помощью дуговой и кузнечной сварки решаются совершенно разные
технические задачи, данный подход не был эффективным. Основной прогресс
был достигнут (приблизительно в 1902 г.), когда Кельберг изготовил флюс для голых электродов. Стержни опускали в пасту, состоящую из порошкообразных карбонатов и окисей металлов, смешанных с водой. Покрытие высушивали при
обычной температуре (от 20 до 30 °C), и электрод был готов к применению. Хотя
по современным стандартам такое флюсование электрода считается сырым, с тонкой, низкокачественной обмазкой, оно давало некоторую газовую защиту при
сварке и в какой-то степени обеспечивало стабилизацию дуги.
Однако разработки продолжались, и к 1912 году появилось толстое электродное покрытие, по существу представляющее собой обертку из синего асбеста,
пропитанного жидким стеклом (рис. 1.3, а). Преимущество толстого покрытия заключалось в существенных добавках других составляющих, чего не было в тонком
покрытии. Эти и другие подобные им изменения давали важные преимущества
толстым электродам, так как они обеспечивали лучшую стабилизацию дуги и
шлаковую защиту сварного шва. Электроды с толстым покрытием, пропитанным
жидким стеклом, нашли применение в таких важных областях промышленности,
как изготовление вооружений и ремонт бойлеров кораблей. Широкое использование толстого флюсового покрытия было обусловлено еще и тем, что оно обеспечивало не только защиту от атмосферного загрязнения, но создавало легко ионизируемые компоненты, стабилизирующие горение дуги. Этим компенсировался
недостаток умения сварщика и повышался шанс получения шва без дефектов.
Впервые прочность сварного шва стала равной прочности основного металла.
Электроды с толстым покрытием, изначально разработанные для ремонта
бойлеров на кораблях, заложили фундамент для разработок в области сварочных
материалов на много десятилетий вперед. Изготовители сварочных электродов
еще и до настоящего времени используют в работе ряд прежних составляющих
компонентов для флюса, такие как CaCO3, K2CO3, MgO, C, KNaSiO3, B2O3,
HAlSiO4.
Интересный и показательный факт: даже при явных преимуществах покрытых электродов, в большинстве случаев, вплоть до 20-х годов ХХ века, в электросварке использовались в основном голые металлические электроды. Это происходило в основном по экономическим соображениям, так как первые покрытые

1. Электросварка
а)
б)
в)
г)
Рис. 1.3. Схематичная иллюстрация основных сварочных процессов: а — сварка плавящимся электродом (SMAW); б — дуговая сварка под флюсом защищенной дугой (SAW); в — дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (GTAW); г — дуговая сварка плавящимся
электродом в среде защитного газа (GMAW)

1. Электросварка
9
электроды дорого стоили и при этом не всегда полностью удовлетворяли требованиям по качеству.
Однако применение электродов, покрытых флюсом наглядно показало, что
толстое покрытие способствует:
• стабилизации дуги во время сварки;
• образованию газового и флюсового слоя для защиты дуги и наплавленного
металла от атмосферного загрязнения;
• регулированию взаимодействия флюс/металл путем добавления легирующих элементов в наплавленный металл;
• формированию правильной формы сварного шва за счет его укрытия шлаком во время сварки.
Непрерывная сварка электродом с флюсовым покрытием осуществлялась при
помощи сварочной головки с автоматической подачей прутка. Этот процесс механизированной сварки известен как гравитационная сварка. С начала 1940-х годов
этот метод широко использовался на японских верфях для сварки протяженных
горизонтально-вертикальных угловых швов.
При сварке под флюсом дуга и расплавленный металл защищены оболочкой из
расплавленного флюса и слоем нерасплавленных частиц гранулированного флюса
(рис. 1.3, б). Этот процесс был разработан в США и СССР к концу 1930-х годов.
В течение долгого времени считалось, что теплота должна выделяться за счет процесса нагрева током, проходящим через сопротивление расплавленного шлака.
Преимущество данного процесса заключается в том, что для достижения глубокого провара и получения высокой скорости наплавки металла при значительной экономии затрат можно применять очень высокие сварочные токи. Шов сваривают без разбрызгивания металла и попадания воздуха, так как дуга и сварочная
ванна полностью защищены. Данный метод применяют в основном для сварки в
нижнем положении плоских пластин с длинной и прямой разделкой.
Примерно в 1960 году был разработан процесс сварки под флюсом несколькими электродами, при котором используют две или более сварочные проволоки,
подающиеся в одну и ту же сварочную ванну. Проволоки могут быть под током,
либо в качестве присадки. Такой процесс позволяет увеличить скорость наплавки
металла и улучшить эксплуатационную гибкость. Регулирование процесса наплавки металла также способствует достижению более высоких скоростей сварки.
Один за другим были разработаны, в частности на японских судоверфях, некоторые типы процессов односторонней сварки под флюсом на медной или флюсовой подкладке (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Флюсо-медная подкладка (а) и сварной шов (б)

1. Электросварка
Односторонняя дуговая сварка представляет собой процесс получения шва с
полностью проплавленным основным металлом путем сварки только с одной стороны. Она применялась в конструкциях, где пространство было слишком узким
для сварки металла с обеих сторон. Целью этой разработки являлось повышение
эффективности работ на габаритных конструкциях в судостроении в случаях, когда переворачивание деталей было затруднительным или невозможным. Для получения гладкой однородной поверхности с обратной стороны шва подкладывали
длинную медную полосу с нанесенным на ее поверхность тонким слоем флюса,
которую прижимали к обратной стороне шва с помощью надувного резинового
рукава (рис. 1.4, а). Так как односторонний процесс сварки под флюсом делает
возможным изготовление сборочной линии в сочетании с конвейером, его успешно начали применять на многих судоверфях, а впоследствии его применение распространилось и на стадию строительного монтажа.
Идея применения защиты дуги и наплавленного металла от атмосферного загрязнения принудительной подачей газа в зону сварки известна примерно столько
же, сколько и покрытый электрод. Рассмотрено и испытано много видов газов от
инертных до водорода. Примерно в 1930 году в США был проведен ряд экспериментов по горению дуги с вольфрамовым электродом в атмосфере инертного газа,
а позднее, в 1940 году, была начата на практике сварка дугой, возбуждаемой вольфрамовым электродом в гелии (рис. 1.3, в). Это было началом применения процесса дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа. В ходе
разработки этого процесса чистота защитного газа была повышена до 99,95%, особенно в связи с потребностью в высокоочищенных газах для сварки алюминиевых
сплавов и реактивных металлов. Популярность приобрел аргон как наиболее эффективный и безопасный в применении газ.
В 1948 году был разработан новый процесс с применением защитного газа. Это
была дуговая сварка плавящимся электродом в среде защитного газа (рис. 1.3, г).
В дуговой сварке вольфрамовым электродом электрод был неплавящимся, а в данном процессе электрод имел форму проволоки, которая подавалась из бухты в дугу
со скоростью, равной скорости плавления проволоки. Так как применение аргона
для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитного газа экономически
невыгодно, то после нескольких лет исследований в СССР, Великобритании, Нидерландах и Японии к концу 1950-х годов были разработаны методы, сделавшие
возможным использование углекислого газа в качестве защитного.
1960-е годы были самым важным периодом, в течение которого были разработаны многие процессы сварки плавлением, отличные от вышеупомянутых, которые
стали широко применять во всем мире. В их число входит дуговая сварка порошковой проволокой в защитном газе и без него, электрогазосварка, дуговая сварка плавящимся электродом в смеси газов (Ar+CO2), электрошлаковая сварка и т. д.
В начале 1980-х годов были разработаны и применялись в основном порошковые проволоки малого диаметра (1,2—1,6 мм), поэтому применение полуавтоматической и автоматической дуговой сварки было распространено в основном в
судостроении и строительстве мостов.
1.1.3. Электроды с железным порошком в покрытии
Вводить дополнительный металлический материал в покрытие сварочных
электродов с целью интенсификации процесса плавления присадочного материала предложили еще в 1937 г. Е. М. Кузмак и И. П. Доронин. На стержни диаметром 4,0; 5,0 и 6,0 мм с предварительно нанесенным тонким покрытием наматывали спираль из проволоки малого диаметра. Затем на эти электроды наносили вто