Электроды ОЗС-21 — технические характеристики

Сварочные электроды ОЗС-21 представляют собой надежный и универсальный материал для ручной дуговой сварки, разработанный специалистами российской компании "СпецЭлектрод". Эти электроды с ильменитовым покрытием предназначены для создания прочных и качественных швов в конструкциях из углеродистых сталей. Их популярность обусловлена сочетанием доступной цены, простоты использования и высоких механических свойств наплавленного металла. В этой статье мастер сварщик подробно разберет их характеристики, классификацию, маркировку, применение, преимущества, недостатки, а также ключевых поставщиков и производителей.

Назначение и область применения

Электроды ОЗС-21 предназначены для сварки ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей с временным сопротивлением разрыву до 490 МПа. Они обеспечивают качественное формирование швов во всех пространственных положениях, что делает их незаменимыми в случаях, где важна надежность соединений. Основное назначение — ручная дуговая сварка (ММА) на переменном токе и постоянном токе обратной полярности.

Область применения:

• Металлообработка: соединение деталей машин, оборудования и инструментов, где важны прочность и устойчивость к нагрузкам. Используются при изготовлении режущих инструментов, пресс-форм и других конструкций, требующих минимального риска деформации.
• Машиностроение: сварка корпусов двигателей, трансмиссий, шасси и других ответственных узлов тракторов, автомобилей и промышленного оборудования. Возможность работы в потолочном и вертикальном положениях облегчает монтаж крупных конструкций, таких как рамы станков и опоры конвейеров. Особенно востребованы при ремонте и сборке сельскохозяйственной техники, подвергающейся вибрациям и механическим нагрузкам.
• Строительство: сварка металлических каркасов зданий, мостов, трубопроводов и опорных конструкций. Применяются при возведении железобетонных монолитных сооружений, фиксации арматуры и ремонте металлических ферм и балок. Толерантность к слегка окисленной поверхности позволяет ускорять работы на стройплощадках без тщательной предварительной очистки.
• Нефтегазовая отрасль: сварка трубопроводов и резервуаров из низколегированных сталей.
• Судостроение: соединение корпусных элементов судов и платформ.
• Энергетика: монтаж котлов, турбин и другого оборудования.
• Бытовой сектор и малый бизнес: ремонт металлоконструкций, ворот, заборов, сельхозорудий.

Благодаря универсальности, доступности и сочетанию качества с экономичностью, электроды ОЗС-21 являются оптимальным выбором как для профессионалов, так и для любителей сварки, где требуется надежность соединений при работе с углеродистыми и низколегированными сталями.

Состав и конструктивные особенности

Электроды ОЗС-21 имеют классическую конструкцию: металлический сердечник с нанесённым покрытием, которое составляет около 20–25 % от массы электрода.

Сердечник изготавливается из низкоуглеродистой проволоки марок Св-08 или Св-08А по ГОСТ 2246-70. Состав наплавленного металла обеспечивает прочность и пластичность шва:

• Углерод (C) — 0,10–0,16 %
• Марганец (Mn) — 0,45–0,75 %
• Кремний (Si) — 0,15–0,30 %
• Фосфор (P) — ≤0,035 %
• Сера (S) — ≤0,035 %
• Железо (Fe) — остальное

Такой состав снижает риск образования пор и обеспечивает надёжность шва даже в ответственных конструкциях.

Покрытие ильменитовое, на основе рутила (TiO₂) с добавлением ильменита (FeTiO₃), ферромарганца, целлюлозы и связующих веществ. Оно выполняет несколько функций:

• обеспечивает стабильное горение дуги и лёгкое зажигание;
• снижает разбрызгивание металла;
• создаёт газовый и шлаковый защитный слой, предотвращая окисление расплава;
• ионизирует дугу, позволяя работать на удлинённой дуге без потери стабильности;
• повышает плотность и ударную вязкость шва (KCU ≥ 35 Дж/см² при –20 °C);
• улучшает формирование шлака и облегчает его очистку.

Технологические особенности производства:

• экструзия покрытия для равномерной толщины (1,2–1,5 диаметра сердечника);
• прокалка заготовок при 150–180 °C в течение 30 минут для удаления влаги и предотвращения трещин при сварке.

В целом, конструкция и состав электродов ОЗС-21 обеспечивают высокое качество сварки, универсальность применения и экологичность за счёт минимальных токсичных выбросов, но требуют обязательной прокалки перед использованием, если электроды хранились в условиях повышенной влажности.

Технические характеристики

Электроды ОЗС-21 соответствуют ГОСТ 9467-75 и относятся к классу Э46 с рутилово-ильменитовым покрытием.

Геометрические размеры:

• Диаметр сердечника: 3,0 мм, 4,0 мм, 5,0 мм.
• Длина электрода: 225–300 мм в зависимости от диаметра, стандартная упаковка — 350–450 мм, с допуском ±1,5 мм.

Режимы сварки:

• Рекомендуемая сила тока для диаметра 3,0 мм: нижнее положение 90–120 А, вертикальное 80–110 А, потолочное 75–115 А.
• Для диаметра 4,0 мм: нижнее положение 160–200 А, вертикальное 140–170 А, потолочное 140–160 А.
• Для диаметра 5,0 мм: нижнее положение 200–250 А, вертикальное 160–190 А; потолочное положение не рекомендуется.
• Напряжение дуги: 20–30 В на переменном токе 50 Гц или постоянном обратной полярности.

Плотность и механические свойства шва:

• Плотность сварочного металла достигает 7,0–7,5 г/см³ благодаря равномерному расплаву и низкому расходу покрытия.
• Коэффициент наплавки: 8,5 г/(А·ч).
• Устойчивость к трещинам обеспечивается раскислителями (Mn, Si); относительное удлинение шва ≥22 %, временное сопротивление ≥450 МПа.
• Ударная вязкость KCV ≥35 Дж/см² при комнатной температуре.

Производительность и расход:

• Для диаметра 4,0 мм производительность наплавки составляет около 1,5 кг/ч.
• Расход электродов на 1 кг наплавленного металла — 1,7 кг.

Коррозионная стойкость: высокая в атмосферных условиях за счёт плотного шлакового слоя; для агрессивных сред рекомендуется дополнительная обработка.

Эти характеристики делают электроды ОЗС-21 надежным выбором для сварки конструкций из углеродистых и низколегированных сталей, обеспечивая качественные швы с минимальными дефектами даже при работе с ответственной нагрузкой.

Параметры сварки

Режимы сварки электродов ОЗС-21 зависят от диаметра электрода и положения шва.

Ток и полярность:

• Можно использовать как переменный ток, так и постоянный обратной полярности.
• Диаметр 3,0 мм — 80–120 А, 4,0 мм — 140–200 А, 5,0 мм — 160–250 А.
• Для постоянного тока обратная полярность (электрод на минус) улучшает проплавление; на переменном токе ограничений нет.
• Дуга должна быть короткой (2–3 мм), чтобы избежать перегрева.

Скорость сварки:

• Нижнее положение — 15–25 м/ч,
• Вертикальное и потолочное — 10–20 м/ч.

Оптимальная скорость обеспечивает равномерное формирование шва без наплывов.

Подготовка поверхности:

• Очистка от ржавчины, краски и масла желательна, однако сварка возможна по слегка окисленной поверхности с удлинённой дугой.
• Для ответственных швов рекомендуется шлифовка и обезжиривание.

Техника удержания электрода:

• Угол наклона — 60–70° к поверхности, расстояние до детали — 2–4 мм.
• В потолочном положении следует использовать короткую дугу и медленное перемещение для контроля расплава.

Прокалка перед сваркой:

• 120–160 °C в течение 1 часа или 150–180 °C в течение 30 мин для удаления влаги.

Формирование шва:

• В 1–2 прохода с очисткой шлака между слоями.

Соблюдение этих параметров минимизирует поры и трещины, обеспечивая качественные швы в соответствии с ГОСТ.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Универсальность: сварка во всех положениях, включая потолочное, на переменном и постоянном токе.
• Лёгкость использования: стабильная дуга, низкое разбрызгивание, хорошее шлакоотделение — подходит для сварщиков среднего уровня.
• Толерантность к загрязнениям: допускается работа по слегка окисленной или ржавой поверхности, что ускоряет подготовку металла.
• Высокие механические свойства: шов прочный (≥450 МПа), пластичный, устойчив к трещинам и ударам.
• Экономичность: низкий расход (1,7 кг/кг наплавки), производительность около 1,5 кг/ч, доступная цена.
• Экологичность: минимальные токсичные выбросы по сравнению с кислыми покрытиями.
• Долговечность: хорошая коррозионная стойкость в умеренных атмосферных условиях.

Недостатки:

• Чувствительность к влаге: требуется обязательная прокалка, иначе возможны поры и нестабильная дуга.
• Ограниченная производительность на больших толщах: оптимально для металла до 20 мм; при более толстых изделиях требуется больше проходов.
• Не для высоколегированных сталей: предназначены только для углеродистых и низколегированных сталей, не подходят для нержавейки или чугуна.
• Разбрызгивание на низких токах: при малых диаметрах (2,5 мм) дуга может быть нестабильной без инвертора.
• Шлак иногда плотный: требует механической очистки, что замедляет процесс по сравнению с чисто рутиловыми электродами.

В целом, преимущества перевешивают, что делает ОЗС-21 оптимальным выбором для промышленного применения и профессиональных сварочных работ.

Аналоги электродов ОЗС-21

Аналоги ОЗС-21 — это электроды с похожим ильменитовым или рутиловым покрытием, предназначенные для сварки углеродистых и низколегированных сталей (класс Э46).

Отечественные аналоги:

• МР-3 — ильменитовое покрытие, аналог по сварочным режимам, но выше производительность (около 1,8 кг/ч).
• ОЗС-12 — рутиловое покрытие, лучше для сварки на переменном токе, расход около 1,7 кг/кг.
• ОЗС-4 — аналог по покрытию, подходит для низких токов.

Импортные аналоги:

• ESAB OK 46.00 — рутиловый электрод (AWS E6013), обеспечивает отличное формирование шва.
• Lincoln Electric Excalibur 308L — для нержавеющей стали, но близок по свойствам к ОЗС-21.
• Kobelco LB-52U — высокая вязкость шва, стабильная дуга.

Белорусские аналоги:

• ESR-13M — близок по свойствам к ОЗС-12 и МР-3.

Выбор аналога зависит от условий эксплуатации: для сварки на переменном токе лучше подходит ОЗС-12, а для высокой прочности шва — МР-3. Все перечисленные аналоги сертифицированы по ГОСТ или AWS и имеют схожий расход — 1,6–1,8 кг электродов на 1 кг наплавленного металла.

Советы по хранению и эксплуатации

Электроды следует хранить в оригинальной герметичной упаковке (картон с термоусадочной плёнкой) согласно ГОСТ 9466-75. Рекомендуемые условия: сухое помещение при температуре 10–30 °C, относительная влажность ≤60 %, без прямого солнечного света и воздействия химических веществ. Срок годности не ограничен при соблюдении условий хранения. При нарушении условий рекомендуется проверять влагу (допустимо ≤0,3 %). Хранить вертикально на стеллажах, избегать контакта с полом или стенами, где может образоваться конденсат.

Перед использованием электроды необходимо прокалить в термошкафу при 120–160 °C в течение 1 часа или при 150–180 °C — 30 минут. Для длительного хранения после вскрытия упаковки рекомендуется держать их в сухом ящике с силикагелем.

Эксплуатация:

• Использовать в проветриваемом помещении с обязательными средствами индивидуальной защиты: маска, перчатки, спецодежда.
• Защита от УФ-излучения: очки класса F3–F5.
• Обеспечить вентиляцию для удаления газов (CO, O₂).
• Избегать контакта с горячим электродом, соблюдать осторожность при работе на высоте.
• Не курить и не употреблять пищу рядом с сварочным аппаратом.

Дополнительно:

• Электроды с трещинами или поврежденным покрытием следует отбраковывать.
• Аппарат и рабочее место следует регулярно очищать от шлака для поддержания качества сварки и безопасности.

Соблюдение этих правил обеспечивает стабильную дугу, высокое качество шва и безопасность сварщика.

Поставщики и производители

Основным производителем является компания «СпецЭлектрод» (Москва), выпускающая ОЗС-21 по ТУ с начала 2000-х годов.

Другие крупные производители:

• ООО «НПК СварЭлектрод» (Волгодонск, Ростовская обл.) — специализация на ильменитовых электродах, объем производства более 1000 т/год.
• Магнитогорский электродный завод (ARCUS, Челябинская обл.) — аналоги ОЗС-21 с НАКС-сертификацией.
• Шадринский завод «ГУДЭЛ» (Курганская обл.) — оптовые поставки более 100 марок.
• ПензЭлектрод (Пенза) — выпуск рутиловых и ильменитовых аналогов, объем до 5400 т/год.
• Лосиноостровский электродный завод (ЛЭЗ, Москва) — более 90 марок, эксклюзивные поставки.
• ЗАО «Электродный завод» (Санкт-Петербург) — электродная продукция для энергетики.
• Волгодонский электродный завод (Ростовская обл.) — широкий ассортимент электродов.
• Судиславский завод (Курская обл.) — премиум-качество.

Основные поставщики:

• «Электрод.су» (Санкт-Петербург) — опт от 5 кг.
• Tiberis (Москва) — доставка по РФ.
• Ventsvar.ru (Санкт-Петербург) — импортные аналоги.

Эти производители и поставщики обеспечивают широкий выбор ОЗС-21 для различных промышленных нужд, с возможностью выбора по региону и объему поставки.

Заключение

Электроды ОЗС-21 — проверенный временем материал, сочетающий в себе надежность, универсальность и доступную цену. Их ильменитовое покрытие обеспечивает высококачественную сварку ответственных конструкций в различных отраслях промышленности, от машиностроения до строительства. Несмотря на необходимость отжига, их стабильность и прочность делают их незаменимым инструментом в арсенале сварщика. При правильном хранении и соблюдении рекомендуемых условий сварки электроды ОЗС-21 гарантируют долговечность соединений. При покупке обращайтесь к проверенным российским производителям — они станут оптимальным выбором как для профессионалов, так и для любителей.

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