Электроды ЗИО-3 — технические характеристики

Сварочные электроды ЗИО-3 представляют собой специализированный материал для ручной дуговой сварки высоколегированных аустенитных сталей, устойчивых к коррозии и высоким температурам. Они обеспечивают формирование швов с отличными механическими свойствами, что делает их незаменимыми в ответственных отраслях промышленности. В этой статье мастер сварщик расскажет о их назначении, особенностях, технических характеристиках, преимуществах, области применения и нюансах сварочного процесса.

Общая информация и классификация по ГОСТу

Электроды ЗИО-3 представляют собой покрытые электроды с основным типом покрытия, предназначенные для сварки коррозионностойких и жаропрочных аустенитных сталей. Они относятся к плавящимся электродам и применяются в условиях, где требуется высокая стойкость к окислению и агрессивным средам. Основу электрода составляет стержень из проволоки марки Св-07Х19Н10Б или аналогичной, а покрытие обеспечивает стабильную дугу и минимальное разбрызгивание металла.

Технические характеристики электродов ЗИО-3 включают марку наплавленного металла Э-08Х19Н10Г2Б согласно ГОСТ 10052-75. Химический состав наплавленного металла характеризуется низким содержанием углерода (не более 0,12%) и серы (не более 0,02%), фосфора (не более 0,03%), а содержание никеля составляет 8,5–10,5%, хрома 17,5–20,5%, марганца 1,0–2,2%, кремния 0,15–0,8%, а ниобия 0,7–1,0%. Покрытие электродов ЗИО-3 является основным и содержит флюоросодержащие соли и ферросплавы для деоксидации и легирования металла, что обеспечивает низкое содержание водорода в шве и минимизирует риск образования холодных трещин. Диаметры стержня составляют 3,0, 4,0 или 5,0 мм при длине 350–450 мм. Рекомендуемый ток для сварки зависит от диаметра и составляет 80–110 А для 3 мм, 110–130 А для 4 мм и 140–165 А для 5 мм. Тип тока может быть постоянным с обратной полярностью или переменным, а производительность наплавки достигает 12 г/А·ч.

Механические свойства шва характеризуются пределом прочности на разрыв не менее 539 МПа, пределом текучести не менее 294 МПа, относительным удлинением не менее 25% и ударной вязкостью при +20°C не менее 59 Дж/см² по методу KCV и не менее 88 Дж/см² по методу KCU. Содержание ферритной фазы составляет от 3 до 11 FN. Перед сваркой электроды рекомендуется прокаливать при температуре 320–340°C в течение 1,5 часа.

Классификация электродов ЗИО-3 осуществляется по национальным и международным стандартам. Согласно ГОСТ 10052-75, они относятся к высоколегированным аустенитным сталям, а ГОСТ 9466-75 определяет соответствие категории Е-2403-Б20, где учитываются тип покрытия, химический состав, прочность и пластичность. Электроды ЗИО-3 имеют основное покрытие, обеспечивающее низкое содержание водорода в шве. В международной классификации они соответствуют ISO 2560 (E 19.9Nb B20), AWS A5.4 (E347-15) и DIN 8555 (E 19.9Nb B20).

Эти электроды предназначены для сварки ответственных конструкций, где требуется длительная прочность при температурах до 900°C в течение 10 000 часов и жаростойкость до 1000°C. Они не предназначены для сварки углеродистых сталей, что отличает их от универсальных марок, таких как АНО-4 или УОНИ-13/55. Основное покрытие ЗИО-3 обеспечивает стабильность сварочного процесса и минимизирует риск образования трещин, делая их надежным выбором для высоколегированных и жаропрочных сталей.

Маркировка

Маркировка электродов ЗИО-3 строго регламентирована ГОСТ 10051-75 "Электроды покрытые стальные для ручной дуговой сварки. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение" и включает как условное обозначение, так и информацию на упаковке. Полное условное обозначение выглядит следующим образом:

Э-08Х19Н10Г2Б-ЗИО-3-d-ВД

Где:

• Э — электрод для ручной дуговой сварки.
• 08 — содержание углерода (0,08%).
• Х19 — хром (19%).
• Н10 — никель (10%).
• Г2 — марганец (2%).
• Б — ниобий (стабилизатор).
• ЗИО-3 — торговая марка (электроды для жаропрочных и коррозионностойких сталей, третья модификация).
• d — диаметр стержня в мм (например, 3,0; 4,0; 5,0).
• ВД — вид тока (постоянный обратной полярности или переменный).

На упаковке (пачках по 2,5–5 кг) указывается:

• Марка электрода — ЗИО-3.
• Тип наплавленного металла — Э-08Х19Н10Г2Б.
• ГОСТ — 10052-75.
• Масса пачки, диаметр и длина стержня.
• Дата изготовления, срок хранения (до 6 месяцев без прокалки).
• Производитель и товарный знак.

Цветовая маркировка на торце электрода: синий (для основного покрытия по ГОСТ 9373-80). Дополнительно на этикетке приводятся рекомендации по прокалке и хранению в сухих условиях. Маркировка обеспечивает traceability и соответствие требованиям безопасности, включая предупреждения о токсичности покрытия (фтористые соединения).

Область использования

Электроды ЗИО-3 предназначены для сварки конструкций из коррозионностойких и жаропрочных аустенитных сталей, таких как 08Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 12Х18Н12Б, 08Х18Н10 и аналогичные, работающих в окислительных средах при температурах до 650°C. Они обеспечивают формирование швов с высокой стойкостью к межкристаллитной коррозии и отсутствием горячих трещин.

Основные области применения:

• Химическая промышленность. Сварка аппаратов, трубопроводов и резервуаров для агрессивных сред (кислоты, щелочи), включая наплавку антикоррозионных покрытий.
• Атомная энергетика. Соединения в реакторах и теплообменниках, где требуется жаростойкость до 1000°C и длительная прочность.
• Пищевая промышленность. Оборудование для обработки продуктов (цистерны, смесители), благодаря гигиеничности и стойкости к коррозии.
• Металлургия. Сварка печей, конвейеров и форм для расплавов.
• Судостроение и машиностроение. Корпуса судов, турбины и насосы в морской воде или при высоких температурах.
• Нефтехимия и газовая отрасль. Трубопроводы для транспортировки коррозионных газов и жидкостей.

Сварка возможна в всех положениях (кроме потолочного), с предварительным подогревом металла до 100–150°C для толстых деталей. Рекомендуется для ответственных швов, где важна ударная вязкость и отсутствие пористости. Не используются для криогенных условий или сварки с алюминием.

Аналоги электродов

Электроды ЗИО-3 имеют множество аналогов как отечественных, так и импортных, что позволяет выбрать альтернативу в зависимости от доступности и цены. Основные аналоги основаны на сходном химическом составе (аустенитная нержавейка с ниобием) и свойствах (основное покрытие, низкий водород).

Импортные аналоги:

• ESAB OK 61.85. Полный аналог по ISO E 19.9Nb B20, для сварки AISI 321/347. Обеспечивает аналогичную вязкость и коррозионную стойкость.
• ESAB OK 67.75. Близкий по составу для жаропрочных сталей, но с большим содержанием Ni.
• Lincoln Electric Excalibur 308L-16. AWS E308L-16, рутиловое покрытие, но с похожими механическими свойствами.
• Kemppi ProStar 347. Для нержавейки, с акцентом на стабильную дугу.

Отечественные аналоги:

• ОЗЛ-6/8/17У. Для похожих сталей, но с рутиловым покрытием; дешевле, но выше риск трещин.
• АНВ-13. Тип 02Х19ХН9Б, для коррозионностойких швов, аналог OK 61.81.
• ЗИО-7/8. Собственные модификации ЗИО для сталей с большим Cr (10Х25Н13Г2Б), близкие по жаропрочности.
• ЭА-400/10У. Универсальный для аустенитных сталей, но с кислотным покрытием.

В таблицах соответствия (например, от ESAB) ЗИО-3 напрямую сопоставляется с OK 61.85 для высокотемпературных применений. Выбор аналога зависит от полярности тока и условий: импортные часто предпочтительны за стабильность, отечественные — за цену.

Преимущества и недостатки

Электроды ЗИО-3 обладают рядом значительных преимуществ. Они обеспечивают высокую коррозионную стойкость шва в агрессивных средах, таких как кислоты и солевые растворы, благодаря содержанию ниобия и хрома. Эти электроды демонстрируют отличную жаропрочность, сохраняя прочность при температурах от 650 до 1000°C. Основное покрытие минимизирует риск образования кристаллических трещин и пористости, поддерживая низкое содержание водорода в шве (менее 5 мл на 100 г).

Швы, выполненные электродами ЗИО-3, характеризуются хорошей пластичностью и высокой ударной вязкостью (до 88 Дж/см²), что обеспечивает надежность при динамических нагрузках. Работа с этими электродами удобна: дуга стабильна, разбрызгивание металла минимально, а шов получается ровным. Электроды универсальны по режиму тока, их можно использовать как с постоянным, так и с переменным током, и применять в различных позициях сварки. Кроме того, благодаря низкому содержанию фосфора и серы, они обладают повышенной экологичностью и меньшей хрупкостью шва.

Однако есть и определенные ограничения. Перед сваркой электроды требуют обязательной прокалки при температуре 320–340°C в течение полутора часов, иначе возрастает риск водородного охрупчивания. Их стоимость выше, чем у универсальных аналогов, например, АНО-4, а производительность наплавки ограничена 12 г/А·ч, что замедляет работу при больших объемах.

Покрытие содержит фториды, поэтому необходимо соблюдать меры безопасности, включая вентиляцию и использование средств индивидуальной защиты. Кроме того, электроды чувствительны к загрязнениям: шов требует тщательной очистки от шлака после каждого прохода. Они не подходят для сварки в сырых условиях без предварительного подогрева, иначе возможны дефекты.

В целом, преимущества электродов ЗИО-3 перевешивают, особенно для специализированных и ответственных задач. Для бытовых или массовых работ целесообразнее использовать более простые и доступные марки, но в ответственных конструкциях ЗИО-3 обеспечивают надежность и долговечность швов.

Поставщики и производители электродов ЗИО-3 в России

Производство и поставка электродов ЗИО-3 в России сосредоточены в нескольких ключевых регионах, включая Ярославскую, Магнитогорскую и Московскую области. Основные производители обеспечивают соответствие ГОСТам и работают с объемами от 100 кг до нескольких тонн в год.

Производители:

• Ярославское электродно-метизное производство (ЯрЭМП). Крупнейший поставщик, выпускает ЗИО-3 диаметрами 4,0–5,0 мм по ТУ 3-1050-83. Объем производства — до 500 т/год. Контакты: сайт electrodyar.ru.
• ООО «НПК СварЭлектрод». Специализируется на высоколегированных электродах, включая ЗИО-3. Производство расположено в Подмосковье, основной фокус — экспорт. Сайт: svar-electrod.ru.
• Магнитогорский электродный завод (МЭЗ). Выпускает аналоги ОЗИ-3, а также ЗИО-3 под заказ. Осуществляет доставку по всей РФ. Сайт: magelectrod.ru.
• Борский электродный завод (через «Электрод Груп»). Занимается массовым производством, включая ЗИО-3 в пачках по 2,5 кг.

Поставщики:

• ООО «Сатурн» (Москва). Оптовый склад с доставка по России. Сайт: svarka-prof.ru.
• Electrod.su (Санкт-Петербург). Производство и продажа. Предлагает широкий ассортимент диаметров.
• Сварка-Трейд (СПб). Розница и опт, доставка транспортными компаниями. Сайт: svarkatrade.ru.
• ВДС-Пермь. Продает импортные аналоги и отечественные электроды, работает с НДС. Сайт: vdsperm.ru.
• ОлМет (Екатеринбург). Региональный поставщик, работает под заказ. Сайт: olmet66.ru.

Общий объем рынка электродов ЗИО-3 в России составляет около 1000 т/год, с ежегодным ростом 10–15% благодаря программе импортозамещения. Рекомендуется проверять наличие сертификатов на соответствие ГОСТ перед покупкой.

Заключение

Электроды ЗИО-3 — надежный выбор для сварки высоколегированных сталей в экстремальных условиях, сочетающий техническую эффективность с соответствием строгим стандартам. Их уникальные свойства обеспечивают долговечность конструкций, а широкий выбор аналогов и поставщиков упрощает доступность. При правильном применении они минимизируют риски и максимизируют качество швов, подтверждая статус лидера в сегменте жаропрочной сварки.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Электроды ОЗР-1 — технические характеристики