Электроды ЦЛ-38 — технические характеристики

Электроды марки ЦЛ-38 — это специализированные сварочные электроды с основным (фтористо-кальциевым) покрытием, предназначенные для сварки ответственных конструкций из легированных теплоустойчивых сталей перлитного класса (типа 12Х1МФ, 25Х1МФ, 25Х2М1Ф, 20ХМФЛ и др.). Они относятся к типу Э-10Х1М1НВФБ и соответствуют ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75 и ТУ 1272-001-50179080-2002 (в зависимости от производителя). В статье мастер сварщик подробно разберет их характеристики, классификацию, маркировку, применение, преимущества, недостатки, а также ключевых поставщиков.

Назначение и область применения

Электроды ЦЛ-38 созданы специально для работы с теплоустойчивыми сталями, которые эксплуатируются при температуре до 540–585 °C на протяжении крайне длительных сроков — 100 000–200 000 часов. Благодаря стабильным характеристикам металла шва и высокой жаростойкости эти электроды применяются в наиболее ответственных областях промышленности.

Где используются ЦЛ-38:

• Энергетическое машиностроение. Сварка паропроводов, элементов котлов высокого и сверхкритического давления, корпусов и камер паровых турбин, а также арматуры тепловых и атомных электростанций.
• Нефтехимическая отрасль. Трубопроводы горячей воды и пара, реакторные системы, теплообменное оборудование.
• Тяжёлое машиностроение. Детали промышленного теплового оборудования: печи, пароперегреватели, коллекторы и узлы, работающие в условиях высоких температур.
• Ремонт и восстановление. Наплавка и ремонт деталей, подверженных ползучести, термической усталости и высокотемпературной коррозии.
• Литейное производство. Сварка и исправление литых элементов из теплоустойчивых сталей, включая марки типа 20ХМФЛ.

Электроды ЦЛ-38 незаменимы в тех сферах, где требуется долговечный, жаростойкий и устойчивый к ползучести сварной шов, способный надёжно работать при температуре 540–585 °C без потери прочности и структуры.

Состав и конструктивные особенности

Электроды оснащены сердечником из низкоуглеродистой сварочной проволоки марки Св-08А или Св-08ГА, легированной хромом, молибденом, ванадием, вольфрамом и ниобием, что делает её аналогичной проволоке Св-10Х1М1НВФБ. Такая комбинация элементов обеспечивает оптимальные механические свойства шва и повышает его жаропрочность, устойчивая к межкристаллитной коррозии даже после термической обработки.

Покрытие электродов выполнено в основном виде — фтористо-кальциевое, с коэффициентом массы около 1,4–1,6. Особый состав покрытия включает высокую концентрацию фтористых соединений (CaF₂), мрамор, плавиковый шпат и ферросплавы (FeCr, FeMo, FeV, FeW, FeNb). Такое сочетание компонентов обеспечивает несколько критически важных функций:

• активное раскисление металла сварного шва;
• минимальное содержание водорода в металле (< 5 мл на 100 г), что снижает риск холодных трещин;
• надёжную защиту расплавленного металла от азота и кислорода атмосферы;
• легирование шва Cr, Mo, V, W и Nb, повышающее его жаропрочность и механическую стойкость при высоких температурах.

С точки зрения технологичности, электроды рассчитаны на сварку исключительно постоянным током обратной полярности. Перед работой обязательна прокалка при 350–400 °C в течение 1,5–2 часов, что гарантирует низкое содержание влаги и стабильность дуги.

Дополнительно стоит отметить, что данные электроды демонстрируют низкую склонность к образованию пор даже при удлинении дуги, позволяя выполнять качественные швы в труднодоступных положениях без риска дефектов.

Технические характеристики электродов ЦЛ-38

Электроды ЦЛ-38 (тип Э-10Х1М1НВФБ) предназначены для сварки теплоустойчивых сталей и отличаются высокой жаропрочностью, низким содержанием водорода и минимальной склонностью к трещинообразованию.

Геометрические параметры:

• Диаметры: 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 мм;
• Длина: 350 мм (для диаметров 2,5–3,0 мм), 400–450 мм (для диаметров 4,0–5,0 мм).

Электрические характеристики:

• Род тока: постоянный, обратная полярность (DC+);
• Напряжение дуги: 20–26 В.

Производственные показатели:

• Коэффициент наплавки: 9,5–11,0 г/А·ч;
• Расход электродов на 1 кг наплавленного металла: 1,7 кг;
• Производительность наплавки (для Ø4 мм): 1,4–1,8 кг/ч.

Механические свойства металла шва (после термообработки 720–750 °C × 4–10 ч):

• Предел прочности σв: ≥ 540 МПа;
• Предел текучести σ0,2: ≥ 390 МПа;
• Относительное удлинение δ5: ≥ 16 %;
• Ударная вязкость KCU: ≥ 50 Дж/см².

Рабочие параметры и эксплуатация:

• Температура длительной эксплуатации шва: до 585 °C.
• Содержание водорода в металле шва: ≤ 5 мл/100 г.
• Склонность к трещинам: очень низкая.
• Стойкость к водородному охрупчиванию: высокая.

Химический состав наплавленного металла (типичный, %):

• C: 0,08–0,12;
• Cr: 1,0–1,3;
• Mo: 0,9–1,1;
• V: 0,25–0,40;
• W: 0,7–1,0;
• Nb: 0,04–0,08;
• Mn: 0,7–1,0;
• Si: 0,3–0,5.

Электроды ЦЛ-38 обеспечивают стабильную дугу, качественный металл шва и долгосрочную эксплуатацию при высоких температурах, что делает их оптимальным выбором для энергетического, химического и тяжёлого машиностроения.

Параметры сварки электродами ЦЛ-38

Для обеспечения качественного шва и надёжной эксплуатации при высоких температурах сварка электродами ЦЛ-38 должна выполняться в строго заданных режимах.

Электроды диаметром 2,5 мм рекомендуется использовать при токах 60–90 А для сварки в нижнем, вертикальном и потолочном положениях, а для горизонтального шва — 70–100 А. Диаметр 3,0 мм требует тока 80–120 А в нижнем, вертикальном и потолочном положении и 90–140 А для горизонтальной сварки. Для электродов 4,0 мм ток составляет 130–180 А при нижнем, вертикальном и потолочном шве, и 140–200 А в горизонтальном положении. Электроды диаметром 5,0 мм работают при токах 180–240 А для нижнего, вертикального и потолочного шва и 200–280 А для горизонтального.

Полярность должна быть только обратной (DC+).

Подготовка кромок выполняется по ГОСТ 15164-78, при толщине металла свыше 12 мм рекомендуется V- или X-образная разделка. Подогрев заготовок обязателен, особенно для сталей типа 12Х1МФ и 25Х2М1Ф, и составляет 250–350 °C. Межпроходная температура должна поддерживаться в диапазоне от 250 до 400 °C, чтобы исключить образование трещин и внутренних напряжений.

Техника сварки предполагает узкий валик, ширина которого не превышает трёх диаметров электрода, при угле наклона 10–15° к вертикали. Такой подход обеспечивает стабильную дугу, равномерное распределение шлака и качественное формирование металла шва.

После сварки обязательно проводится термообработка — высокий отпуск при температуре 720–760 °C с выдержкой 4–12 часов в зависимости от толщины металла. Этот этап позволяет снять внутренние напряжения, стабилизировать структуру металла и обеспечить максимальную жаропрочность сварного соединения.

Преимущества и недостатки электродов ЦЛ-38

Электроды ЦЛ-38 разработаны для работы с теплоустойчивыми сталями, эксплуатируемыми при высоких температурах. Их эксплуатационные характеристики делают их незаменимыми в ответственных конструкциях, но требуют соблюдения строгих технологических режимов. Рассмотрим основные преимущества и недостатки более подробно.

Преимущества:

• Высочайшая жаропрочность и сопротивление ползучести. Электроды ЦЛ-38 позволяют создавать швы, способные длительно выдерживать температуры до 585 °C без потери прочности и структуры металла. Это делает их оптимальным выбором для энергетики, химической промышленности и тяжёлого машиностроения, где эксплуатационные нагрузки комбинируются с высокой температурой.
• Отличная стойкость к водородному охрупчиванию и трещинообразованию. Благодаря низкому содержанию водорода в металле шва (≤ 5 мл/100 г) и рационально подобранному составу легирующих элементов, риск появления трещин минимален даже при сварке высоколегированных и теплоустойчивых сталей.
• Стабильная дуга. Конструкция покрытия и состав сердечника обеспечивают стабильное горение дуги, даже при её удлинении. Это упрощает работу сварщика, снижает вероятность дефектов и повышает качество каждого прохода.
• Универсальность в пространственных положениях. Электроды можно использовать в любом пространственном положении, за исключением потолочного шва для Ø5 мм. Это обеспечивает гибкость при ремонте и монтажных работах на сложных конструкциях.
• Полная идентичность свойств шва и основного металла. Наплавленный металл практически полностью повторяет свойства основного материала по долговременной прочности и жаростойкости. Благодаря этому соединения не становятся слабым звеном в конструкции.

Недостатки:

• Обязательная прокалка перед сваркой. Электроды необходимо прогревать при температуре 350–400 °C в течение 1,5–2 часов для удаления влаги. Это требование повышает подготовительный этап работы и усложняет логистику на объекте.
• Сварка только на постоянном токе обратной полярности. Ограничение по режиму тока снижает универсальность в некоторых условиях и требует правильной настройки оборудования.
• Необходимость предварительного и сопутствующего подогрева. Для предупреждения образования трещин и внутренних напряжений заготовки должны прогреваться до 250–350 °C, а межпроходная температура поддерживаться не ниже 250 °C. Это увеличивает время работы и требует контроля температуры.
• Высокая стоимость. Электроды ЦЛ-38 стоят примерно в 3–5 раз дороже рутиловых электродов типа ОК 53.70 или низководородных УОНИ-13/55. Цена оправдана уникальными свойствами шва, но делает их менее доступными для массовых операций.
• Обязательная послесварочная термообработка. После сварки требуется высокий отпуск при 720–760 °C с длительной выдержкой (4–12 часов). Этот этап критичен для снятия внутренних напряжений и стабилизации структуры шва, но добавляет трудоёмкости и увеличивает цикл производства.
• Невысокая производительность по сравнению с рутиловыми электродами. Скорость наплавки и удобство работы уступают более «лёгким» рутиловым электродам, особенно при небольших диаметрах и многослойной сварке. Это следует учитывать при планировании объёмов работ.

Электроды ЦЛ-38 — это инструмент для высокотехнологичных задач, где первостепенны жаропрочность, сопротивление ползучести и надёжность сварного соединения. Их использование оправдано в условиях высоких температур и длительной эксплуатации, хотя требует тщательного соблюдения всех технологических требований.

Аналоги электродов ЦЛ-38

Электроды ЦЛ-38 применяются для сварки теплоустойчивых сталей, и на рынке существует несколько аналогов и модификаций, отличающихся составом, характеристиками шва и областью применения. Рассмотрим их подробнее.

Российские и СНГ-аналоги:

• ЦЛ-38-Н (Судиславский завод). Данная модификация отличается повышенной пластичностью шва, что снижает риск образования трещин при термических нагрузках и облегчает сварку сложных конструкций. Подходит для участков, где важна устойчивость к термоциклированию и деформациям при нагреве.
• ЦЛ-38М (СпецЭлектрод, Москва). Модифицированная версия с небольшим повышением жаропрочности за счёт изменённого легирования сердечника и состава покрытия. Эти электроды предпочтительны, когда требуется максимальная долговременная эксплуатация при температурах ближе к верхней границе (≈585 °C), а также при длительном нагреве шва.
• АНЖР-1 и АНЖР-2 (ГАЗ, Нижний Новгород). Российские аналоги для тех же типов сталей, хотя встречаются реже. Обеспечивают жаропрочность и стабильность шва, но менее универсальны по сравнению с ЦЛ-38 — их чаще используют в специализированных технологических линиях.
• ЭП-993 (разные заводы). Эти электроды являются ближайшими по типу к ЦЛ-38, но немного уступают по длительной прочности и жаростойкости. Их применяют там, где требования к долговременной эксплуатации не столь критичны, или в ремонтных работах при умеренных температурах.

Импортные аналоги:

• Fox CM 2 Kb (Böhler, Австрия) — прямой импортный аналог, полностью совместимый по химическому составу и технологическим характеристикам. Отличается стабильной дугой, высокой жаропрочностью и минимальным водородным содержанием.
• Chromo 2V (Oerlikon, Швейцария) — высококачественные импортные электроды, аналогичные ЦЛ-38 по составу и характеристикам, но с очень высокой ценой. Предпочтительны для особо ответственных конструкций и там, где критична максимальная долговечность сварного шва.

Выбор аналога электродов ЦЛ-38 всегда балансирует между экономической эффективностью и требованиями к качеству шва. Для бюджетных проектов подойдут российские варианты, а для премиальных и ответственных объектов — швейцарские и американские аналоги с гарантированной стойкостью к межкристаллитной коррозии и минимальными дефектами при сварке.

Советы по хранению и эксплуатации электродов ЦЛ-38

Правильное хранение и подготовка электродов — залог стабильного качества сварного шва и долговечности конструкции.

Электроды следует хранить в сухих отапливаемых помещениях с влажностью воздуха не выше 50 % и температурой выше 15 °C. Обязательно сохранять их в заводской упаковке или герметичных пеналах, чтобы защитить от влаги и загрязнений.

Срок годности при правильном хранении не ограничен. После вскрытия упаковки рекомендуется использовать электроды в течение 2–3 суток, либо хранить их в специальных пеналах при температуре 100–120 °C для сохранения эксплуатационных свойств.

Перед сваркой необходимо прокаливать электроды при температуре 380 ± 20 °C в течение 1,5–2 часов. При этом допускается не более трёх прокалок одного и того же электрода, чтобы не ухудшить структуру покрытия и качество металла шва.

Перед началом работ необходимо удалить влагу и загрязнения с кромок, а также обеспечить обязательный подогрев заготовок в соответствии с технологическими требованиями. Это минимизирует риск образования трещин и повышает надёжность соединения.

При работе с электродами ЦЛ-38 важно использовать средства защиты дыхания, так как покрытие содержит фтористые соединения. Также необходимо работать в вытяжной вентиляции и избегать вдыхания сварочного дыма. Соблюдение этих правил обеспечивает безопасность сварщика и чистоту рабочего пространства.

Поставщики и производители электродов ЦЛ-38 в России (по состоянию на 2025 г.)

Электроды ЦЛ-38 широко применяются в энергетике, химической промышленности, тяжёлом машиностроении и ремонте ответственных конструкций. Надёжность сварного шва напрямую зависит не только от правильной технологии сварки, но и от качества самих электродов. В России существует ряд производителей и поставщиков, которые обеспечивают стабильное качество продукции, соответствующее государственным стандартам и требованиям НАКС.

Производители:

• Лосиноостровский электродный завод (ЛЭЗ), Москва. Один из ведущих российских производителей, выпускающий оригинальные электроды ЦЛ-38. Продукция ЛЭЗ отличается стабильностью состава, высокой жаропрочностью и низким содержанием водорода в шве. Завод обеспечивает широкий ассортимент диаметров и упаковок, что делает его продукцию популярной как на крупных энергетических объектах, так и на промышленном производстве.
• ООО «СпецЭлектрод», Москва и филиалы. Компания специализируется на производстве электродов для ответственных конструкций и поставляет модификации ЦЛ-38, включая версии с улучшенной пластичностью и жаропрочностью. Благодаря филиальной сети поставки возможны в разные регионы страны с минимальными сроками.
• Судиславский завод сварочных материалов, Костромская область. Производитель, известный своей модифицированной линейкой ЦЛ-38-Н с повышенной пластичностью шва. Продукция завода востребована при сварке конструкций, работающих в условиях термических нагрузок и ползучести металла.
• ООО «Электродный завод», Санкт-Петербург. Выпускает сертифицированные электроды ЦЛ-38 и аналоги для промышленных объектов. Особое внимание уделяется контролю состава и качеству покрытия, что обеспечивает стабильность сварных соединений при высоких температурах.

Дистрибьюторы и торговые компании:

• ООО «Торговый дом «СварМонтажКомплект». Один из крупнейших дистрибьюторов, предлагающий электроды ЦЛ-38 в разных диаметрах и упаковках. Обеспечивает поставку в промышленные компании по всей России, включая объекты энергетики, нефтехимии и тяжёлого машиностроения.
• ООО «Сварочные материалы» (СЗСМ), Екатеринбург. Специализируется на снабжении предприятий Урала и Сибири сертифицированными сварочными материалами. Предлагает консультации по выбору диаметра и типа электрода для конкретных сталей и условий эксплуатации.
• ООО «Электрод-Сервис», Новосибирск. Локальный поставщик с широким ассортиментом ЦЛ-38, обеспечивающий быстрые поставки и сопровождение технических заказов. Компания активно сотрудничает с ремонтными подразделениями предприятий Сибири.

Все сертифицированные электроды ЦЛ-38 должны иметь свидетельство НАКС, что является обязательным для сварки объектов котлонадзора и других ответственных конструкций. Наличие сертификата гарантирует соответствие продукции государственным стандартам и нормативам, высокую жаропрочность шва, минимальное содержание водорода и стабильность механических свойств металла после термообработки.

Заключение

Электроды ЦЛ-38 представляют собой эталонный материал для сварки ответственных теплоустойчивых конструкций в энергетике, нефтехимии и тяжёлом машиностроении. Они позволяют создавать швы с высокой жаропрочностью, минимальным содержанием водорода и стабильными механическими свойствами, способными выдерживать длительную эксплуатацию при температурах выше 540 °C.

Несмотря на относительно высокую стоимость и необходимость соблюдения строгих технологических требований — прокалки, предварительного и сопутствующего подогрева, а также обязательной послесварочной термообработки — ЦЛ-38 остаются не имеющими равных альтернатив, когда речь идёт о долговечности и надёжности сварного соединения.

Соблюдение всех режимов сварки и термообработки обеспечивает шву долговечность, измеряемую сотнями тысяч часов, что делает электроды ЦЛ-38 оптимальным выбором для объектов с максимальными требованиями к жаропрочности и стабильности металла.

Иными словами, использование ЦЛ-38 — это не просто технология, а гарантия безопасности, надёжности и долговечности конструкций, на которые возлагаются критически важные нагрузки.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Лучшие сварочные электроды 2025 года в России: обзор, характеристики, плюсы и минусы