Электроды ОЗЛ-2 — технические характеристики

Электроды марки ОЗЛ-2 — это специализированные сварочные электроды с основным (фтористо-кальциевым) покрытием, предназначенные для сварки высоколегированных коррозионно-стойких (нержавеющих) сталей аустенитного класса, в первую очередь марок 08Х18Н10, 12Х18Н9, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 06Х18Н11, AISI 304, AISI 321 и им аналогичных. Производятся по ГОСТ 9466-75, ГОСТ 10052-75 и ТУ 1272-001-50133500-2003 (в зависимости от завода-изготовителя). 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 ОЗЛ-2 разработаны специально для высококачественной сварки ответственных конструкций из коррозионно-стойких хромоникелевых и хромоникельмолибденовых сталей, эксплуатируемых в агрессивных химических средах и при повышенных температурах. В зависимости от марки основного металла и условий работы, сварные соединения, выполненные электродами ОЗЛ-2, надёжно работают при температурах до +350…+400 °C, сохраняя прочность, герметичность и устойчивость к коррозионному разрушению.

Основное назначение этих электродов — формирование плотных, коррозионно-стойких и трещиностойких швов, способных длительно выдерживать воздействие кислот, щелочей, солевых растворов, горячих газов, водяного пара и морской воды. Благодаря легированному составу наплавленного металла швы обладают высокой химической стойкостью, низкой склонностью к межкристаллитной коррозии и хорошей пластичностью.

Наиболее широко электроды ОЗЛ-2 применяются в следующих отраслях:

• В химической и нефтехимической промышленности они используются для сварки аппаратов, технологических трубопроводов, реакторов, теплообменников и резервуаров, предназначенных для хранения и транспортировки агрессивных сред — кислот, щелочей, солевых и органических растворов. Здесь особенно важны герметичность и стойкость швов к коррозионному растрескиванию.
• В пищевой промышленности электроды применяются при изготовлении и ремонте ёмкостей, трубопроводов и технологического оборудования из нержавеющих сталей типа AISI 304, 316, где наряду с коррозионной стойкостью требуется санитарная чистота и отсутствие дефектов в металле шва.
• В целлюлозно-бумажной промышленности ОЗЛ-2 используются для сварки варочных котлов, трубопроводов отбелки и другого оборудования, работающего в условиях высокой влажности, температуры и химически агрессивных сред.
• В энергетике эти электроды применяются при изготовлении и ремонте теплообменников, элементов котельного оборудования, трубных систем и корпусов из жаростойких нержавеющих сталей, где важна устойчивость металла шва к коррозии под действием пара и конденсата.
• В машиностроении ОЗЛ-2 используются для сварки узлов и деталей из нержавеющих сталей в насосах, запорной арматуре, компрессорном оборудовании, гидросистемах и различных агрегатах, работа которых связана с агрессивными средами или повышенными требованиями к чистоте и надёжности.
• В судостроении и судоремонте электроды востребованы при сварке корпусов, трубопроводов забортной и морской воды, элементов балластных систем и оборудования, постоянно работающего в условиях высокой влажности и солёной среды.
• В криогенной технике ОЗЛ-2 применяются для сварки ёмкостей и трубопроводов для хранения и транспортировки сжиженных газов, где к швам предъявляются особые требования по плотности, пластичности и устойчивости к резким температурным перепадам.
• В медицинской и фармацевтической промышленности электроды используются при изготовлении стерильного оборудования, реакторов, автоклавов и трубопроводов, где недопустимы поры, трещины и коррозионные повреждения.
• В строительстве и архитектуре ОЗЛ-2 применяют при монтаже перил, ограждений, фасадных систем, декоративных и несущих конструкций из нержавеющей стали, где важны как прочность, так и внешний вид сварного соединения.

Следует отметить, что электроды ОЗЛ-2 не предназначены для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Их химический состав и свойства оптимизированы именно под нержавеющие и коррозионно-стойкие сплавы, поэтому для обычных конструкционных сталей должны использоваться другие специализированные марки электродов.

Состав и конструктивные особенности

Электроды ОЗЛ-2 относятся к группе высококачественных электродов для сварки нержавеющих сталей и имеют тщательно сбалансированную конструкцию, в которой каждая составляющая напрямую влияет на надёжность и коррозионную стойкость сварного соединения. Их структура оптимизирована для работы в агрессивных средах и при повышенных температурах, где к металлу шва предъявляются особо строгие требования.

В качестве сердечника используется легированная сварочная проволока марок Св-07Х19Н10Б или Св-04Х19Н11М3. Эти проволоки относятся к аустенитному классу нержавеющих сталей и содержат повышенное количество хрома и никеля, обеспечивающих высокую коррозионную стойкость наплавленного металла. Ключевую роль играет присутствие ниобия, который вводится в состав для стабилизации структуры аустенита. Ниобий связывает углерод в устойчивые карбиды, предотвращая его выделение по границам зерен при нагреве, тем самым резко снижая склонность сварных соединений к межкристаллитной коррозии в зоне термического влияния.

Тип покрытия электродов ОЗЛ-2 — основное (фтористо-кальциевое), что определяет их высокие эксплуатационные характеристики. Такое покрытие формирует металл шва с минимальным количеством вредных примесей и обеспечивает эффективную защиту сварочной ванны от воздействия атмосферного кислорода и азота. Основные компоненты покрытия тщательно подобраны и выполняют конкретные технологические функции. Мрамор (CaCO₃) служит источником активных газов, формирующих защитную атмосферу и стабилизирующих дугу. Плавиковый шпат (CaF₂) снижает температуру плавления шлака, улучшает его текучесть и способствует глубокому раскислению металла шва. В состав также входят феррохром, феррониобий и ферротитан, которые компенсируют угар легирующих элементов при сварке и обеспечивают необходимый химический состав наплавленного металла. Силикаты улучшают формирование шва и управляют вязкостью шлака, а небольшое количество рутила повышает стабильность дуги и облегчает первичное зажигание.

Совокупность этих компонентов формирует комплекс свойств, напрямую влияющих на качество сварного соединения. Низкое содержание водорода в покрытии обеспечивает высокую стойкость металла шва к водородному охрупчиванию, снижает вероятность появления холодных трещин и внутренних дефектов. Высокая основность шлака способствует эффективной очистке жидкого металла от серы и фосфора, что существенно повышает пластичность и долговечность шва. Благодаря присутствию ниобия в наплавленном металле швы сохраняют устойчивость к межкристаллитной коррозии даже после длительной эксплуатации при повышенных температурах и в агрессивных средах.

Важной конструктивной особенностью электродов ОЗЛ-2 является характер формирующегося шлака. Он имеет стекловидную структуру, полностью покрывает сварной валик в процессе кристаллизации и надёжно защищает его от окисления. После остывания шлак легко отделяется сплошной коркой, не требуя интенсивной механической зачистки, что облегчает последующие проходы и повышает производительность сварочных работ.

В совокупности продуманная конструкция сердечника и основного покрытия делает электроды ОЗЛ-2 оптимальным инструментом для получения плотных, коррозионно-стойких и трещиностойких швов в наиболее ответственных условиях эксплуатации — от химической промышленности до энергетики и судостроения.

Технические характеристики

Электроды ОЗЛ-2 обладают сбалансированным комплексом физико-механических и технологических параметров, которые обеспечивают получение прочных, коррозионно-стойких и долговечных сварных соединений при работе с аустенитными нержавеющими сталями. Их характеристики ориентированы на применение в ответственных конструкциях, где шов подвергается воздействию агрессивных сред и повышенных температур.

Электроды выпускаются в широком диапазоне диаметров — от 2,0 до 5,0 мм, что позволяет подбирать оптимальный размер как для тонкостенных деталей, так и для массивных конструкций. Электроды диаметром 2,0–3,0 мм имеют стандартную длину 300 мм, а более толстые — 4,0 и 5,0 мм — длину 350 мм, что удобно для ручной дуговой сварки в различных пространственных положениях.

С точки зрения технологичности ОЗЛ-2 отличаются достаточно высокой эффективностью наплавки. Коэффициент наплавки составляет в среднем 9,5–11,0 г/А·ч, что обеспечивает хорошую производительность при стабильных режимах сварки. При этом расход электродов на 1 кг наплавленного металла составляет около 1,7 кг, что является нормальным показателем для электродов с основным покрытием. Для наиболее распространённого диаметра 4,0 мм производительность наплавки достигает 1,4–1,7 кг/ч, что позволяет использовать их как при единичных работах, так и в серийном производстве.

Особое значение имеет химический состав наплавленного металла, который формируется с учётом требований к коррозионной стойкости и термической стабильности. В металле шва содержится до 0,08 % углерода, что предотвращает излишнее карбидообразование. Основу легирования составляет хром в пределах 18–20 % и никель 9–11 %, обеспечивающие аустенитную структуру и высокую стойкость к общей и локальной коррозии. Ниобий (0,7–1,2 %) стабилизирует структуру и защищает шов от межкристаллитной коррозии. Дополнительно присутствуют марганец (1,0–2,0 %) и кремний (до 0,9 %), которые улучшают раскисление и формирование наплавленного металла.

Коррозионная стойкость металла шва подтверждается тем, что он полностью выдерживает испытания по ГОСТ 6032 (методы АМ и АМУ) без признаков межкристаллитной коррозии. Это особенно важно при эксплуатации сварных соединений в кислых, щелочных и хлорсодержащих средах, а также при длительной работе при повышенных температурах.

Механические свойства наплавленного металла также находятся на высоком уровне. Предел текучести составляет не менее 380 МПа, что обеспечивает хорошую сопротивляемость пластическим деформациям под нагрузкой. Предел прочности достигает не менее 550 МПа, позволяя использовать электроды ОЗЛ-2 для сварки нагруженных элементов оборудования. При этом наплавленный металл сохраняет высокую пластичность — относительное удлинение не менее 25 %, что снижает риск хрупкого разрушения. Ударная вязкость при температуре +20 °C составляет не менее 80 Дж/см², обеспечивая хорошую сопротивляемость ударным и циклическим нагрузкам.

Сварные соединения, выполненные электродами ОЗЛ-2, рассчитаны на длительную эксплуатацию при температурах до +350…+400 °C (в зависимости от конкретной марки нержавеющей стали). В этом диапазоне швы сохраняют прочность, пластичность и коррозионную стойкость, не подвергаясь интенсивному охрупчиванию или разрушению структуры.

Параметры сварки

Сварка электродами ОЗЛ-2 выполняется исключительно на постоянном токе обратной полярности (DC+), при которой «плюс» подключается к электроду, а «минус» — к изделию. Такой режим обеспечивает стабильное горение дуги, глубокое проплавление и правильное формирование аустенитного шва. Применение переменного тока крайне не рекомендуется, поскольку при нём ухудшается устойчивость дуги, увеличивается разбрызгивание, возрастает риск пористости и нестабильности структуры наплавленного металла.

Ток подбирается в зависимости от диаметра электрода и пространственного положения сварки. Для тонких электродов Ø 2,0 мм в нижнем положении применяют ток в пределах 40–70 А, при сварке вертикальных швов — 40–60 А. Электроды Ø 2,5 мм работают в диапазоне 60–90 А в нижнем положении и 50–80 А при вертикальной сварке. Наиболее универсальный диаметр Ø 3,0 мм используется при токах 80–120 А в нижнем положении, 70–100 А при вертикальной сварке и 70–90 А в потолочном положении. Электроды Ø 4,0 мм требуют более высоких токов — 120–170 А для нижних швов, 100–140 А для вертикальных и 100–130 А для потолочных. Самые толстые электроды Ø 5,0 мм применяются только в нижнем положении при токах 160–220 А, поскольку в других положениях контроль ванны расплава становится затруднительным.

Правильное пространственное положение электрода играет важную роль в формировании качественного шва. Рекомендуемый угол наклона составляет 10–15° «углом вперёд» относительно направления движения. Такой наклон обеспечивает равномерное прогревание кромок, устойчивость дуги и аккуратное формирование валика без подрезов. Длина дуги должна быть короткой или средней — около 2–3 мм, что особенно важно для электродов с основным покрытием, чувствительным к колебаниям дугового промежутка.

Скорость сварки поддерживается в пределах 18–25 м/ч и подбирается исходя из диаметра электрода, толщины металла и положения шва. Слишком высокая скорость приводит к недостаточному проплавлению, а чрезмерно медленное ведение — к перегреву металла, укрупнению зерна и снижению коррозионной стойкости зоны термического влияния.

К подготовке кромок при сварке электродами ОЗЛ-2 предъявляются особенно строгие требования. Поверхность металла должна быть обязательно зачищена до металлического блеска, полностью удалены ржавчина, окалина, краска и следы масел. Дополнительно выполняется обезжиривание, так как любые загрязнения при сварке нержавеющих сталей резко повышают риск пор, неметаллических включений и межкристаллитной коррозии.

Отдельное внимание уделяется прокалке электродов перед сваркой. ОЗЛ-2 необходимо прокаливать при температуре 300–350 °C в течение 1–2 часов, после чего хранить в термоконтейнере до момента использования. Эта операция является обязательной, так как основное покрытие чувствительно к влаге, а наличие водорода в зоне шва недопустимо при сварке коррозионно-стойких сталей.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Высокая стойкость наплавленного металла к межкристаллитной и питтинговой коррозии.
• Отличная стойкость к горячим трещинам благодаря легированию ниобием.
• Низкое содержание ферритной фазы (обычно 3–8 %), что минимизирует риск образования σ-фазы при нагреве.
• Легкоотделяемый шлак и ровный, чешуйчатый, эстетичный шов.
• Возможность сварки во всех пространственных положениях (кроме электродов Ø 5 мм).
• Надёжная защита от пористости при соблюдении режима прокалки.

Недостатки:

• Высокая чувствительность покрытия к влаге — без прокалки резко возрастает риск образования пор.
• Требует постоянного тока обратной полярности (не все старые источники питания обеспечивают стабильный режим).
• Более высокая стоимость по сравнению с рутиловыми электродами.
• Требует высокой квалификации сварщика (короткая дуга, точное ведение).
• Не подходит для сварки разнородных сталей без применения переходного слоя.

Аналоги электродов ОЗЛ-2

Электроды ОЗЛ-2 относятся к классу стабилизированных нержавеющих электродов с ниобием и применяются для ответственных конструкций, работающих в агрессивных средах. Для них существует ряд отечественных и импортных аналогов, которые подбираются по химическому составу наплавленного металла, стойкости к межкристаллитной коррозии и технологическим свойствам. Ниже приведены основные заменители, применяемые на практике:

• ЭА-400/10У (ЛЭЗ, МЭЗ). Самый близкий отечественный аналог ОЗЛ-2, немного выше содержание ниобия, сопоставимая коррозионная стойкость.
• ЦЛ-11 (крупные электродные заводы). Универсальный электрод для сталей типа 08Х18Н10Т, но без ниобия, поэтому ниже стойкость к межкристаллитной коррозии.
• НИИ-48 (СпецЭлектрод). Очень близкий по свойствам аналог ОЗЛ-2, применяется для ответственных нержавеющих конструкций.
• ESAB OK 61.30 (ESAB, Швеция). Импортный аналог, классификация E347-17, отличается высокой стабильностью дуги и качеством шва.
• Lincoln Limarosta 304L/347 (Lincoln Electric). Премиальный импортный электрод с очень высоким качеством наплавленного металла, но более дорогой.
• Oerlikon Tenacito 347 (Oerlikon). Европейский аналог для сварки стабилизированных хромоникелевых сталей.
• УОНИ-13/НЖ (отдельные отечественные заводы). Рутилово-основное покрытие, проще в работе, но коррозионная стойкость ниже, чем у ОЗЛ-2.

Наиболее близкий и распространённый отечественный аналог ОЗЛ-2 — ЭА-400/10У.

Советы по хранению и эксплуатации

Электроды ОЗЛ-2 необходимо хранить исключительно в сухих отапливаемых помещениях при относительной влажности воздуха не выше 50 % и температуре в диапазоне +15…+25 °C. Наиболее предпочтительной считается заводская герметичная упаковка в пеналах или пачках с полиэтиленовым вкладышем, полностью исключающим попадание влаги. При соблюдении этих условий формальный срок годности электродов не ограничен, однако после вскрытия упаковки их рекомендуется использовать не позднее чем через 5–7 суток без дополнительной прокалки.

Перед началом сварочных работ прокалка электродов является обязательной процедурой. ОЗЛ-2 выдерживают при температуре 320–350 °C в течение 1,5–2 часов в сушильном шкафу. Повторную прокалку допускается выполнять не более трёх раз, так как превышение этого количества может привести к разрушению покрытия и ухудшению сварочно-технологических свойств. До момента использования электроды желательно хранить в термоконтейнере.

Подготовка поверхности под сварку должна быть особенно тщательной. Кромки зачищаются до металлического блеска при помощи шлифовальной машинки или металлической щётки, после чего проводится обязательное обезжиривание ацетоном или спиртом. Наличие масляных плёнок, влаги или следов коррозии резко снижает качество шва и увеличивает риск пористости.

При эксплуатации электродов ОЗЛ-2 необходимо строго соблюдать меры промышленной безопасности. Сварщик должен использовать средства защиты от ультрафиолетового и инфракрасного излучения дуги, в том числе маску-хамелеон, защитные перчатки и спецодежду. Работы следует выполнять только при наличии эффективной вытяжной вентиляции, поскольку в процессе сварки с основным покрытием выделяются фтористые соединения, в частности фтористый водород, потенциально опасные для органов дыхания.

Поставщики и производители в России

Электроды типа ОЗЛ-2 и их аналоги в России выпускаются рядом крупных специализированных заводов сварочных материалов и широко представлены через федеральных и региональных поставщиков. Это обеспечивает стабильную доступность продукции для промышленности, строительства и ремонта по всей стране.

Основные заводы-изготовители:

• Лосиноостровский электродный завод — один из крупнейших производителей электродов для нержавеющих и легированных сталей.
• Судиславский завод сварочных материалов — крупный поставщик электродов для энергетики и химической промышленности.
• СпецЭлектрод — специализированное производство электродов для ответственных конструкций.
• МЭЗ (Завод сварочных материалов «МЭЗ») — крупный уральский производитель.
• Западно-Сибирский электродный завод — поставщик для Сибири и Дальнего Востока.
• Тольяттинский электродный завод — региональный производитель промышленных электродов.

Крупные поставщики и дистрибьюторы:

• Сварочные материалы — федеральная сеть поставок (Москва, Санкт-Петербург, регионы).
• СварМонтажКомплект — комплексные поставки сварочных материалов и оборудования.
• Электрод-Сварка — торговая компания по продаже электродов и проволоки.
• ПромСварка — официальный дилер ЛЭЗ и СЗСМ.

Заключение

Электроды ОЗЛ-2 — проверенный и надёжный выбор для сварки ответственных конструкций из нержавеющих хромоникелевых сталей. При правильной прокалке и соблюдении режимов сварки они обеспечивают высокое качество швов и стойкость к межкристаллитной коррозии. Несмотря на требования к хранению и более высокую цену, остаются эталоном отечественных электродов для нержавейки.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Стоит ли делать большие запасы сварочных электродов — анализ, правила хранения и рекомендации