Электроды ТМЛ-5 — технические характеристики

Электроды ТМЛ-5 представляют собой специализированные сварочные материалы с основным покрытием, предназначенные для ручной дуговой сварки (MMA). Они разработаны для работы с легированными теплоустойчивыми сталями и особенно ценятся в энергетической отрасли за свою способность обеспечивать высококачественные швы без обязательной последующей термообработки. В статье мастер сварщик подробно разберет их характеристики, классификацию, маркировку, применение, преимущества, недостатки, а также ключевых поставщиков.

Назначение и область применения

Электроды ТМЛ-5 предназначены в первую очередь для заварки дефектов в литых деталях энергооборудования из теплоустойчивых легированных сталей, таких как 20ХМФЛ, 15Х1М1ФЛ, 20ХМЛ и аналогичных марок. Их ключевое преимущество заключается в возможности проведения сварки без последующей термообработки, что значительно упрощает ремонт и сокращает простои оборудования. Это делает ТМЛ-5 незаменимыми в ситуациях, когда термообработка невозможна или экономически нецелесообразна.

Электроды применяются во всех пространственных положениях, что позволяет использовать их как в цеховых, так и в полевых условиях.

Основные области применения:

• Энергетика и теплоэнергетика. Основное использование — ремонт и заварка дефектов в литых корпусах турбин, паропроводов, котлов и других элементов паротурбинных установок. Применяются на ТЭС, АЭС и ГРЭС для устранения пор, трещин и других литейных дефектов в деталях из перлитных и бейнитных сталей, работающих при температурах до 570°C. Например, в ремонте лопаток турбин или корпусов клапанов, где сварка должна обеспечивать стойкость к тепловым циклам и коррозии.
• Машиностроение и тяжелое машиностроение. Используются для производства и ремонта оборудования металлургической промышленности, включая литые заготовки для пресс-форм, валов и шестерен из легированных сталей. Электроды позволяют локально восстанавливать дефекты в отливках, сохраняя механические свойства материала, что особенно важно для оборудования, работающего под высокими нагрузками.
• Металлообработка. Применяются для наплавки и ремонта инструментов, штампов и форм из теплоустойчивых сталей. Возможность работы в узких зазорах полезна при восстановлении изношенных поверхностей прокатных станов или экструдеров. ТМЛ-5 обеспечивают низкое разбрызгивание металла, минимизируя отходы и улучшая чистоту шва.
• Строительство и инфраструктура. Электроды используют для ремонта литых элементов промышленных объектов, таких как трубопроводы и резервуары для горячих сред. В химической и нефтехимической отрасли они обеспечивают устойчивость к коррозии и трещинам. В строительстве мостов и высотных конструкций применяются для локального восстановления стальных отливок в опорах.
• Другие отрасли. В судостроении — для ремонта литых деталей двигателей и корпусов в агрессивных средах. В горнодобывающей промышленности — для восстановления оборудования для переработки руд. Общий объем применения в России превышает 100 тыс. тонн в год, при этом около 70% приходится на энергетический сектор.

Электроды ТМЛ-5 обеспечивают надежное и долговечное соединение, совмещая высокую механическую прочность, стойкость к тепловым нагрузкам и удобство использования в различных условиях эксплуатации.

Состав и конструктивные особенности

Электроды ТМЛ-5 имеют классическую стержневую конструкцию с основным фтористо-кальциевым покрытием, что обеспечивает их высокие сварочно-технологические свойства.

Материал сердечника. Стержень изготовлен из низкоуглеродистой проволоки марки Св-08 или Св-08А по ГОСТ 2246-70. Такой состав гарантирует минимальное содержание углерода, что снижает хрупкость шва, и достаточную легированность для теплоустойчивости. Химический состав сердечника:

• Углерод (C) ≤ 0,06%;
• Марганец (Mn) 0,3–0,6%;
• Кремний (Si) 0,2–0,4%;
• Хром (Cr) 0,8–1,2%;
• Никель (Ni) ≤ 0,3%;
• Медь (Cu) ≤ 0,25%;
• Фосфор (P) ≤ 0,025%;
• Сера (S) ≤ 0,020%;
• Железо (Fe) — остальное.

Покрытие. Основное, толщиной 1,2–1,5 диаметра стержня, что соответствует коэффициенту покрытия 16–20%. Состав покрытия включает:

• Фтористый кальций (плавиковый шпат CaF2) — 30–40%;
• Карбонат кальция (мрамор CaCO3) — 20–25%;
• Ферромарганец — для раскисления;
• Феррохром — для легирования хромом;
• Связующие вещества (натрия силикат).

Покрытие обеспечивает:

• Стабильное горение дуги;
• Минимальное разбрызгивание металла (менее 5%);
• Легкое отделение шлака;
• Формирование газовой защиты, предотвращающей окисление расплава.

Технологические особенности и влияние на качество сварки:

• Сбалансированный состав покрытия: Позволяет работать в узкие разделки с углом скоса кромок до 15°, снижая риск непроваров.
• Низкая текучесть расплава: Обеспечивает плотный шов с высокой устойчивостью к трещинам (коэффициент трещиностойкости >90%).
• Шлакообразование: Шлак легко удаляется, минимизируя поры и включения. Шов формирует однородную структуру с ферритно-перлитным зерном и предел прочности 490–590 МПа.
• Геометрия: Один конец стержня не имеет покрытия для надежного зажима в электрододержателе. Длина электродов — 300–450 мм, диаметр стержня — 2,5–5 мм.
• Производство по ГОСТ 9467-75 обеспечивает равномерность покрытия ±0,1 мм.

Все эти конструктивные и технологические особенности гарантируют высокое качество сварного шва, соответствующее требованиям НАКС для опасных производственных объектов.

Технические характеристики

Электроды ТМЛ-5 соответствуют требованиям ГОСТ 9467-75 и техническим условиям производителя. Они предназначены для сварки и заварки дефектов в литых деталях из теплоустойчивых легированных сталей, обеспечивая высокую прочность и надежность шва даже при работе без последующей термообработки.

Диаметр и длина: Электроды выпускаются диаметром 3,0 мм, 4,0 мм и 5,0 мм, с допустимыми отклонениями ±0,15 мм для 3–4 мм и ±0,2 мм для 5 мм. Длина электродов варьируется от 300 до 450 мм в зависимости от диаметра, что обеспечивает удобство использования в различных сварочных позициях.

Масса покрытия: Основное фтористо-кальциевое покрытие составляет 16–20% от массы электрода, обеспечивая стабильную дугу, низкое разбрызгивание и надежную защиту расплава от окисления.

Режимы сварки: Для диаметра 3 мм рекомендуется сила тока 80–120 А при постоянном токе обратной полярности, для 4 мм — 140–200 А, для 5 мм — 200–250 А. Напряжение дуги находится в диапазоне 22–30 В в зависимости от диаметра, обеспечивая стабильное горение и равномерное наплавление металла.

Сварочно-технологические показатели: Коэффициент наплавки электродов ТМЛ-5 составляет 9,0–9,5 г/А·ч, а расход на 1 кг наплавленного металла — 1,5–1,6 кг. Плотность сварочного шва составляет 7,85–7,90 г/см³, что обеспечивает плотное, равномерное заполнение шва без пор и включений.

Механические свойства: Шов отличается высокой устойчивостью к трещинам, с ударной вязкостью KCV ≥40 Дж/см² при 20°C. Предел прочности составляет 490–590 МПа, а относительное удлинение ≥18%, что гарантирует надежность соединений в условиях повышенных температур и механических нагрузок.

Коррозионная стойкость и термоустойчивость: Наплавленный металл устойчив к межкристаллитной коррозии (по тесту ГОСТ 6032) и имеет минимальную скорость коррозии ≤0,1 мм/год при 500°C. Рекомендуемая рабочая температура — до 570°C. Толщина наплава одного прохода ограничена 10 мм для обеспечения однородного и качественного шва.

Эти характеристики делают электроды ТМЛ-5 оптимальными для ремонта и восстановления литых деталей в энергетике, машиностроении, металлургии и других отраслях, где важна высокая прочность, надежность и долговечность сварных соединений.

Параметры сварки

Электроды ТМЛ-5 разработаны для высокотемпературных и ответственных соединений, поэтому режимы сварки подбираются таким образом, чтобы обеспечить стабильную дугу, минимальные дефекты шва и высокую механическую прочность наплавленного металла.

Ток и полярность. Сварка проводится исключительно постоянным током обратной полярности (DC+), электрод подключается к плюсу. Переменный ток не рекомендуется, так как он снижает стабильность дуги и может привести к дефектам шва. Сила тока зависит от диаметра электрода: для 3 мм — 80–120 А, для 4 мм — 140–200 А, для 5 мм — 200–250 А. Рекомендуется регулировать ток в зависимости от толщины свариваемого металла: для деталей 5–10 мм лучше использовать нижний предел, для более толстых элементов — верхний предел, не превышая 250 А, чтобы избежать перегрева.

Скорость сварки и проходы. Оптимальная скорость сварки зависит от положения шва. Для позиционного шва — 8–12 метров в час, для горизонтального — 10–15 метров в час. Обычно слой формируется в 1–2 прохода с интервалом охлаждения 1–2 часа между ними, чтобы сохранить структуру металла и избежать внутренних напряжений.

Подготовка поверхности. Кромки сварочных деталей должны быть тщательно очищены от ржавчины, масла и окалины с помощью шлифовки или пескоструйной обработки. Угол скоса кромок для V-образной разделки рекомендуется 15–30°, зазор между кромками — 1–2 мм. Перед сваркой электроды необходимо прокалить при температуре 380–420°C в течение 1–2 часов, при этом влажность не должна превышать 0,5%.

Техника удержания электрода. Электрод следует удерживать под углом 60–70° к поверхности, вести дугу плавно, без резких движений. Для вертикальных швов сварка ведется снизу вверх с паузами для охлаждения. Электрододержатель должен иметь изолированную челюсть, длина незащищенного конца электрода — 30–50 мм.

Условия окружающей среды. Сварку рекомендуется выполнять в сухих помещениях с влажностью менее 60% и хорошей вентиляцией для удаления вредных газов, таких как фтористые соединения и CO2.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Высокая трещиностойкость и коррозионная стойкость: шов выдерживает циклы нагрева до 570°C без деформаций; низкий риск горячих трещин (≤2%).
• Отличная отделимость шлака и низкое разбрызгивание: упрощает очистку, снижает отходы на 20–30% по сравнению с рутиловыми электродами.
• Универсальность позиций: сварка возможна во всех пространственных положениях без потери качества.
• Экономия на термообработке: нет необходимости в отжиге, что ускоряет ремонт на 40–50%.
• Стабильная дуга: короткая дуга обеспечивает плотный шов с минимальными порами (≤1%).
• Экологичность: низкое содержание вредных примесей в дыме.

Недостатки:

• Гигроскопичность покрытия: требует обязательной прокалки (дополнительно 1–2 часа), иначе возможен водородный охрупчивающий эффект.
• Ограниченная производительность: низкая скорость наплавки (около 1,4 кг/ч), что замедляет массовые работы по сравнению с рутиловыми электродами (до 2 кг/ч).
• Чувствительность к режимам сварки: перегрев (>250 А) приводит к пористости; только постоянный ток обратной полярности (DC+) допустим, что ограничивает использование с простыми инверторами.
• Высокая цена: на 20–30% дороже универсальных электродов из-за легирования.
• Ограничение по толщине: не рекомендуется для швов толщиной более 20 мм без промежуточной термической обработки.

Несмотря на некоторые ограничения, преимущества ТМЛ-5 делают их оптимальными для ответственных ремонтов, где качество шва и долговечность имеют первостепенное значение.

Аналоги электродов

Электроды ТМЛ-5 имеют несколько отечественных и импортных аналогов, совместимых по типу наплава (Э-06Х1М) и областям применения. Выбор аналога зависит от условий работы, бюджета и требований к шву.

Отечественные аналоги:

• ТМЛ-1У и ТМЛ-3У (ЭЛЗ, ЛЭЗ): подходят для аналогичных сталей; ТМЛ-3У выдерживает температуры до 570°C, но требует термообработки.
• ЭА-06Х1М (ЗАО "Электродный завод"): полный аналог по составу, рутиловое покрытие обеспечивает стабильную дугу и более простое хранение.
• Св-06Х1М (проволока для TIG/MIG, адаптирована для MMA): используется для наплавки; расход около 1,4 кг/кг.
• ЦЛ-39, ЦЛ-20 (СпецЭлектрод): для заварки дефектов; содержит меньше Cr (0,5–0,8%), применяется при низких температурах.

Импортные аналоги:

• ESAB OK 65.71 (E 13 CrMo 4-6 B 42 H): аналог по Cr/Mo для энергооборудования; стабильна на AC, но дороже отечественных аналогов.
• Lincoln Electric Innershield NR-211-MP: для ремонта литых сталей; трещиностойкость аналогична, но требуется полуавтомат.
• Bohler FOX E 5015 B 42 (E 7018-B6): для Mo-легированных сталей; хороша по коррозионной стойкости, но слабее по Cr.
• Castolin Castinox E310-17: для нержавеющих аналогов с Ni; применяется в судостроении.

Отечественные аналоги чаще выбирают для экономичных или массовых работ, где допускается термообработка, а импортные — для критичных объектов, где важны стабильность дуги, трещиностойкость и коррозионная стойкость. Все аналоги соответствуют стандартам и обеспечивают надёжность сварного шва при соблюдении режимов сварки.

Советы по хранению и эксплуатации

Электроды ТМЛ-5 требуют внимательного соблюдения условий хранения и эксплуатации для обеспечения стабильности дуги, прочности шва и предотвращения дефектов.

Условия хранения:

• Помещение сухое и закрытое, температура 5–30°C, влажность ≤50%.
• Хранить в герметичных пачках по 5–6 кг в картонных коробках.
• Избегать прямого солнца, сквозняков и контакта с водой.
• При нарушении условий влажности (>0,5%) требуется прокалка при 380°C в течение 1 часа.
• Срок хранения в заводской упаковке — 2–3 года; после вскрытия — до 6 месяцев в термосушилке при 200–250°C.

Подготовка к сварке:

• Прокалка электродов перед использованием: 380–420°C, 1–2 часа.
• Очистка поверхности свариваемых деталей: механическая обработка + обезжиривание ацетоном.
• Контроль температуры с помощью термометра при прокалке и подготовке к работе.

Меры безопасности:

• Использовать средства индивидуальной защиты: сварочная маска, перчатки, респиратор для защиты от паров F и Cr.
• Обеспечить хорошую вентиляцию (концентрация CO2 <0,5%).
• Запрет на сварку в замкнутых пространствах без контроля содержания кислорода.
• При пожаре использовать песок или CO2, не применять воду.
• При ожогах или контакте с расплавом — немедленно промыть кожу или глаза водой.
• Соблюдать требования ГОСТ 12.3.036-84 по технике безопасности при сварке.

Правильное хранение, своевременная прокалка и соблюдение мер безопасности обеспечивают долговечность электродов ТМЛ-5, стабильность сварочного процесса и высокое качество шва.

Поставщики и производители в России

В России электроды ТМЛ-5 производятся несколькими крупными заводами с сертификацией НАКС и соответствием ГОСТ. Это обеспечивает высокое качество продукции и надежность сварочных работ.

Производители:

• Лосиноостровский электродный завод (ЛЭЗ, Москва): Ведущий поставщик электродов диаметром 3–5 мм, аттестован TUV и НАКС, упаковка по 5 кг, годовой объем производства около 5000 тонн.
• ЗАО "Электродный завод" (Санкт-Петербург): Специализируется на серии ТМЛ, производит более 70 марок, имеет аттестаты РС и ГАС.
• Тантал Лтд (Москва): Оптовый производитель, фокус на электрооборудование, поставки по всей России.
• Магнитогорский электродный завод (МЭЗ, часть ARCUS, Челябинск): Масштабное производство, сертификация НАКС.
• Судиславский завод сварочных материалов (Курск): Производство для легированных сталей, поставки оптом.
• Шадринский завод "ГУДЭЛ" (Курган): Высококачественные электроды, ориентированные на экспорт.

Поставщики:

• Texnogaz (Москва): Опт и розница, доставка по России.
• Ventsvar (Москва): Широкий ассортимент продукции ЛЭЗ.
• Svarcka (Санкт-Петербург): Сеть магазинов с онлайн-продажами.
• Центр Метиз (Москва): Оптовые поставки.
• СпецЭлектрод (Москва): Специализированный поставщик для промышленного применения.

Общий объем рынка электродов ТМЛ-5 в России составляет 10–15 тыс. тонн в год. Рекомендуется приобретать продукцию у проверенных производителей и поставщиков с сертификатами НАКС для гарантии качества и надежности сварочных соединений.

Заключение

Электроды ТМЛ-5 — надежный выбор для ремонта теплоустойчивых конструкций в энергетике и машиностроении, сочетающий высокое качество шва с простотой применения. Их конструкция и характеристики обеспечивают долговечность соединений, а российские производители гарантируют доступность. При правильном хранении и соблюдении режимов они минимизируют риски и оптимизируют затраты. Для специалистов — это инструмент, продлевающий срок службы оборудования в экстремальных условиях. Рекомендуем консультироваться с поставщиками для подбора под конкретные задачи.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Сварные швы — классификация и характеристики