Электроды ЦУ-5 — технические характеристики

Электроды марки ЦУ-5 — это класс сварочных электродов с основным покрытием, предназначенных прежде всего для ручной дуговой сварки деталей, работающих при повышенных температурах (до ≈400 °C). Они широко применяются при ремонте и изготовлении котлов, теплообменников, толстостенных трубопроводов и в других ответственных монтажных работах. В этой статье мастер сварщик подробно разберет их характеристики, классификацию, маркировку, применение, преимущества, недостатки, а также ключевых поставщиков и производителей.

Общая информация и классификация по ГОСТу

Электроды ЦУ-5 относятся к типу Э50А и производятся методом опрессовки, где стальной сердечник покрывается слоем флюса на основе кальция и магния. Это обеспечивает раскисление и легирование наплавленного металла, повышая его устойчивость к трещинам и коррозии.

Основные технические характеристики электродов ЦУ-5 включают:

• Диаметр сердечника: 2,0–5,0 мм (наиболее распространены 2,5 мм и 3,0 мм).
• Длина электродов: 300–350 мм.
• Масса штуки: для диаметра 2,5 мм — около 7–8 г.
• Коэффициент наплавки: 9,5 г/А·ч.
• Производительность наплавки: 0,9 кг/ч (для диаметра 2,5 мм).
• Расход электродов на 1 кг наплавленного металла: 1,7 кг.

Химический состав наплавленного металла:

• Углерод (C): 0,06–0,15%.
• Марганец (Mn): 1,0–1,6%.
• Кремний (Si): 0,3–0,6%.
• Фосфор (P): ≤0,025%.
• Сера (S): ≤0,020%.

Механические свойства наплавленного металла:

• Предел прочности на разрыв (σв): ≥490 МПа.
• Предел текучести (σт): ≥355 МПа.
• Относительное удлинение (δ): ≥22%.
• Ударная вязкость при +20°C (KCU): ≥59 Дж/см².
• Ударная вязкость при -20°C (KCV): ≥47 Дж/см².

Электроды предназначены для работы на постоянном токе обратной полярности (+), с напряжением дуги 21–24 В. Рекомендуемая прокалка перед сваркой: 340–400°C в течение 1–2,5 часов, чтобы удалить влагу и предотвратить пористость шва. Параметры сварки зависят от диаметра и положения шва:

• Ø 2,5 мм — 50–100 А;
• Ø 3,0 мм — 80–130 А;
• Ø 4,0 мм — 120–180 А;
• Ø 5,0 мм — 170–240 А.

Классификация электродов ЦУ-5 строго регулируется государственными стандартами, что обеспечивает их единообразие и качество. По ГОСТ 9466-75 (металлические покрытые электроды для ручной дуговой сварки сталей и наплавки), электроды классифицируются по механическим свойствам наплавленного металла, типу покрытия и назначению. ЦУ-5 относятся к группе электродов с основным покрытием (тип Б — баритово-кислотное или основное), которое обеспечивает низкое содержание водорода в шве (≤4 мл/100 г), минимизируя риск холодных трещин.

По ГОСТ 9467-75 (электроды для сварки теплоустойчивых сталей), ЦУ-5 классифицированы как Э50А, где:

• "Э" — электрод для ручной дуговой сварки.
• "50" — условное обозначение временного сопротивления разрыву (490–590 МПа).
• "А" — группа по содержанию легирующих элементов (низколегированные стали).
• Дополнительно: устойчивость к температурам до 400°C, что делает их подходящими для теплоустойчивых конструкций.

Международная классификация:

• AWS A5.1: E7015 (электрод с основным покрытием для низкоуглеродистых сталей).
• ISO 2560-A: E 35 2 B 2 2 H10 (прочность 350 МПа, основное покрытие, низкий водород).
• EN ISO: E 51 3 B 20 (для позиционного сваривания).
• ОСТ 24.948.01-90: соответствует требованиям для котельного производства.

Эта классификация подчеркивает универсальность электродов: они подходят для сварки в всех положениях, кроме вертикального сверху вниз, и обеспечивают швы с высокой пластичностью и ударной вязкостью.

Маркировка

Маркировка электродов ЦУ-5 детализирована и включает информацию о типе, диаметре, покрытии и стандартах, что позволяет быстро идентифицировать продукт. Условное обозначение по ГОСТ 9466-75: Э50А-ЦУ-5-Ød-ПД, где:

• Э50А: Тип электрода (прочность 490–590 МПа, группа А для низколегированных сталей).
• ЦУ-5: Марка электродов (Ц — для теплоустойчивых конструкций, У — универсальные, 5 — серия).
• Ød: Диаметр сердечника (например, Ø2,5).
• ПД: Положения сварки (П — все, кроме вертикального сверху вниз; Д — для диаметров до 5 мм).

Полная маркировка на упаковке включает:

• ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75: Основные стандарты.
• ТУ: Технические условия производителя (например, ТУ 1272-001-50133500-2015 для СЗСМ или ТУ 25.93.15-007-16302447-2018 для МЭЗ).
• Международные аналоги: AWS E7015, ISO E510B20, DIN E5100B10.
• Состав покрытия: Основное (кислотно-основное с добавками фторидов и карбонатов кальция для раскисления).
• Дата производства, срок годности: Обычно 2–3 года при хранении в сухих условиях.
• Цветовая маркировка: Конец электрода окрашен в синий или зеленый цвет для идентификации типа (основное покрытие).

На пачке (обычно 1–5 кг) указывается масса, количество штук (например, 180 шт. для 2,5 мм) и предупреждения: "Прокалка обязательна". Такая детализация обеспечивает traceability и соответствие нормам безопасности.

Область применения

Электроды ЦУ-5 предназначены для сварки конструкций, работающих в условиях повышенных температур и давлений, где требуется максимальная надежность и долговечность сварных соединений. Благодаря устойчивости наплавленного металла к термическим циклам и низкой склонности к образованию трещин, они применяются в наиболее ответственных областях промышленности:

• В котлостроении и энергетике электроды ЦУ-5 используются при сварке элементов поверхностей нагрева котлоагрегатов — трубных решёток, барабанов, коллекторов. Они особенно эффективны при выполнении корневых швов толстостенных трубопроводов диаметром свыше 300 мм и толщиной стенки более 20 мм, где швы подвергаются циклическому нагреву до 400 °C.
• В нефтехимической промышленности ЦУ-5 применяются для приварки трубок к трубным доскам теплообменников, а также при сборке и ремонте резервуаров, аппаратов и ёмкостей, предназначенных для хранения и транспортировки агрессивных сред.
• В машиностроении электроды этого типа используются для сварки конструкций из углеродистых сталей (Ст3, 09Г2С) и низколегированных сталей (16ГС, 15ХСНД), эксплуатируемых при температурах до 400 °C — например, в системах паропроводов, газопроводов и теплоэнергетического оборудования.
• В строительстве металлоконструкций ЦУ-5 применяются при монтаже несущих элементов зданий, мостов и опор, включая позиционную сварку в нижнем, вертикальном и потолочном положениях.
• В ремонтных и восстановительных работах электроды используют для наплавки и ремонта изношенных деталей котлов, трубопроводов и теплообменного оборудования, в том числе для выполнения корневых проходов в многослойных швах.

Электроды ЦУ-5 не рекомендуется применять для сварки высоколегированных сталей и в условиях повышенной влажности без предварительной прокалки. Продукция сертифицирована для использования на объектах РАО «Росатом» и Ростехнадзора, что подтверждает её надёжность и безопасность при эксплуатации в критически важных системах.

Аналоги электродов

Электроды ЦУ-5 имеют широкий спектр отечественных и зарубежных аналогов, что позволяет подобрать оптимальную замену с учётом технических требований, наличия на рынке и стоимости. Большинство аналогов соответствуют по механическим свойствам и типу покрытия (основное, низководородное), обеспечивая схожие характеристики сварного шва и устойчивость к термическим нагрузкам.

Среди отечественных аналогов наибольшее распространение получили:

• УОНИ-13/55 — электрод типа Э50А с более тонким покрытием; применяется для сварки низколегированных сталей, однако уступает ЦУ-5 по устойчивости к пористости металла шва.
• МЭЗ ЛБ-52У — близкий по классификации аналог (Э50А) с повышенной вязкостью наплавленного металла; широко используется в котлостроении и энергетике.
• ТМУ-21У — электрод для низколегированных сталей с рутиловым покрытием; сопоставим по прочности, но имеет иные дуговые характеристики.
• ЦЧ-4 — применяется для сварки чугуна, нередко используется совместно с ЦУ-5 при выполнении переходных соединений между сталью и чугуном.

Среди импортных аналогов можно выделить:

• ESAB OK 53.70 — прямой аналог типа E7015 с идентичными свойствами; выпускается также на российских площадках ESAB и рекомендован для корневых швов трубопроводов.
• ESAB ЦУ-5 — локализованная версия оригинального продукта, полностью соответствующая требованиям ГОСТ и AWS, доступная в диаметрах от 2,5 до 4 мм.
• Lincoln Electric Pipeliner 16P — электрод для трубопроводной сварки, аналогичный по прочности и коэффициенту наплавки (около 9–10 г/А·ч).
• Kobelco LB 52U — японский низководородный аналог класса H10, предназначенный для позиционной сварки и монтажа ответственных узлов.
• UTP 611 (voestalpine) — электрод для низкоуглеродистых сталей, соответствующий стандарту E7015 и обеспечивающий стабильное качество шва при высоких температурах.
• Fox EV Pipe — европейский вариант, применяемый в энергетическом оборудовании и сварке трубопроводных систем.

Выбор аналога зависит от конкретного оборудования: импортные часто предпочтительны за стабильность, отечественные — за цену.

Преимущества и недостатки электродов ЦУ-5

Преимущества:

• Высокая прочность и вязкость шва. Наплавленный металл выдерживает нагрузки до 490 МПа и сохраняет свойства при температурах до 400 °C. Ударная вязкость не ниже 59 Дж/см² обеспечивает стойкость к трещинам при термоциклировании.
• Низкое содержание водорода. Основное покрытие класса H10 предотвращает холодные трещины и пористость, особенно при выполнении корневых проходов.
• Хорошие сварочные свойства. Лёгкий поджиг и стабильная дуга на токах 50–100 А позволяют вести сварку в нижнем, вертикальном и потолочном положениях.
• Экономичность. Средний расход электродов составляет около 1,7 кг на 1 кг наплавленного металла, производительность достигает 0,9 кг/ч, что снижает себестоимость работ.
• Теплоустойчивость. Швы сохраняют пластичность и прочность при циклах нагрева и охлаждения, что особенно важно для котлов и трубопроводов.
• Доступность. Электроды выпускаются в разных диаметрах, легко прокаливаются и не требуют сложных условий хранения после сушки.

Недостатки:

• Толстое покрытие. Обмазка может осыпаться, вызывая нестабильность дуги и образование наплывов металла («козырей»), особенно у неопытных сварщиков.
• Обязательная прокалка. Без предварительного прокаливания при 340–400 °C в течение 1–2 часов возрастает риск пористости и дефектов шва.
• Неравномерное качество партий. В зависимости от производителя возможны отличия в стабильности поджига и формировании шва.
• Ограничения по току. При токах свыше 120 А возможно прожигание тонкого металла; не подходят для вертикальной сварки сверху вниз.
• Чувствительность к влажности. Покрытие впитывает влагу, что ухудшает качество сварки, поэтому требуется сухое хранение.
• Меньшая универсальность. В сравнении с рутиловыми электродами (например, АНО-21) ЦУ-5 менее удобны в работе, но превосходят их по прочности и стойкости к температуре.

Электроды ЦУ-5 — профессиональный материал для ответственных конструкций. Они обеспечивают высокое качество швов и устойчивость к нагреву, однако требуют аккуратного обращения и достаточного опыта сварщика.

Поставщики и производители

Производство и поставки электродов ЦУ-5 в России сосредоточены в основном на Урале и в Центральном регионе. Основные производители включают:

• Магнитогорский электродный завод (МЭЗ) — крупнейший производитель, выпускает электроды по ТУ 25.93.15-007-16302447-2018, диаметры 2,5–5 мм.
• Ленинградский электродный завод (ЛЭЗ) — специализируется на электродах типа Э50А, по ТУ 1272-147-55224353-2014; является официальным партнёром ESAB.
• Северный завод сварочных материалов (СЗСМ, Ротекс) — выпускает электроды по ГОСТ 9466-75, диаметры 2–4 мм, поставки ведутся в регионы, включая Ижевск и Казань.
• ЗАО «Электродный завод» (СПб) — ориентирован на аналоги импортных электродов, производство по ТУ 1272-002-11040008-2001, с фокусом на экспорт.
• Судиславский завод сварочных материалов (СЗСМ) — выпускает электроды по ТУ 1272-001-50133500-2015 для котлостроения.
• ESAB Россия (СЭЗ, Гатчина) — локализованное производство OK 53.70/ЦУ-5, реализуется через сеть дистрибьюторов.
• Риметалк (БАРС) — выпускает бюджетные варианты электродов диаметром 2,5–3 мм с поставками оптом.
• Зеленоградский электродный завод (ЗЭЛЗ) — малосерийное производство для спецзаказов.
• Волгодонский электродный завод (ВЭЗ) — ориентирован на южные регионы и трубопроводное строительство.
• Тольяттинский и Ярославский заводы — производят электроды для Центрального региона и бассейна Волги.

Среди поставщиков можно отметить онлайн-платформы и компании, работающие по всей России, которые обеспечивают сертифицированные партии электродов и доставку по территории страны. Сертификаты соответствия предоставляются для всех партий.

Заключение

Электроды ЦУ-5 остаются эталоном для сварки теплонагруженных конструкций благодаря балансу характеристик, классификации по ГОСТ и широкой доступности. Их применение в энергетике и машиностроении обеспечивает долговечность оборудования, а аналоги расширяют выбор. Несмотря на некоторые эксплуатационные нюансы, преимущества в прочности и экономичности делают ЦУ-5 оптимальным решением для профессионалов. При правильном использовании и хранении они гарантируют надежные швы на годы вперед.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Импортозамещение в сварке: эффективные аналоги зарубежных электродов