Электроды ЦЛ-45 — технические характеристики

Электроды ЦЛ-45 являются одним из ключевых элементов сварочного производства, обеспечивая высокое качество соединений при работе с конструкционной сталью. Они отличаются стабильной дугой, хорошей формируемостью шва и высокой стойкостью к разбрызгиванию металла, что делает их востребованными как в промышленном, так и в бытовом сварочном применении. В статье мастер сварщик подробно разберет их характеристики, классификацию, маркировку, применение, преимущества, недостатки, а также ключевых поставщиков.

Назначение и область применения

Электроды ЦЛ-45 разработаны специально для сварки конструкций из высокотемпературных и теплоустойчивых сталей, таких как 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, 25Х1МФ, 15Х1М1ФЛ и других аналогичных марок. Эти сплавы характеризуются повышенной жаропрочностью и способны сохранять свои механические свойства при температурах до 565–585 °C, что делает их незаменимыми в промышленной энергетике и тяжелом машиностроении.

В энергетическом секторе электроды ЦЛ-45 применяются для сварки паропроводов, коллекторов, котельного оборудования, турбинных элементов и пароперегревателей на ТЭС, АЭС и котельных установках высокого давления. Их использование обеспечивает надежность соединений при длительном воздействии высоких температур, снижает риск образования трещин и повышает долговечность оборудования.

В нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности электроды незаменимы при изготовлении и ремонте реакторов, трубопроводов и аппаратов, работающих в условиях сочетания высоких температур и агрессивной среды. Их стойкость к окислению и ползучести металла позволяет поддерживать герметичность и эксплуатационную надежность сложных технологических систем.

В машиностроении электроды ЦЛ-45 используют при производстве и ремонте энергетического оборудования, паровых и газовых турбин, корпусов котлов и других элементов, где необходима стабильность шва при длительном нагреве. Также их применяют в ограниченном объеме в строительстве и монтаже тепловых сетей и трубопроводов высокого давления, где требуется высокая стойкость к тепловым нагрузкам.

Важно отметить, что электроды ЦЛ-45 предназначены исключительно для специализированных теплоустойчивых сталей и не подходят для сварки углеродистых или обычных низколегированных сталей. Их использование гарантирует надежные, долговечные соединения в условиях экстремальных температур и повышенных эксплуатационных требований.

Состав и конструктивные особенности

Электроды ЦЛ-45 представляют собой сложную конструкцию, обеспечивающую надежность и стабильность сварного шва при высоких температурах. Основной элемент — сердечник, или стержень, изготавливается из сварочной проволоки марок Св-08А, Св-08АА, Св-08ХМ или 08ХМФА по ГОСТ 2246-70. Это низкоуглеродистая или легированная проволока, которая формирует базовый состав наплавленного металла, обеспечивая его совместимость с теплоустойчивыми сталями и гарантируя необходимые механические свойства.

Покрытие электродов — ключевой элемент, влияющий на качество сварки. В ЦЛ-45 оно представлено фтористо-кальциевым типом, включающим карбонаты кальция и магния, плавиковый шпат (CaF₂), а также легирующие добавки хрома, молибдена и ванадия. Такое покрытие снижает содержание водорода в шве, минимизирует риск образования холодных трещин и повышает жаропрочность сварного соединения. Низководородная природа покрытия делает сварку стабильной в любых пространственных положениях и практически исключает пористость металла шва.

Технологические особенности электродов ЦЛ-45 заключаются в их способности к эффективной шлакоотделяемости и стабильному горению дуги. Легирующие элементы покрытия переходят в наплавленный металл, обеспечивая соответствие химического состава основному металлу и повышая его сопротивление окислению и ползучести при длительном воздействии высоких температур.

Химический состав наплавленного металла электродов ЦЛ-45 тщательно сбалансирован для работы в экстремальных условиях:

• Углерод (C): 0,06–0,12 %
• Марганец (Mn): 0,6–0,9 %
• Кремний (Si): 0,15–0,35 %
• Хром (Cr): 0,8–1,2 %
• Молибден (Mo): 0,65–0,95 %
• Ванадий (V): 0,08–0,18 %
• Сера (S): ≤0,030 %
• Фосфор (P): ≤0,035 %

Благодаря такому составу шов обладает высокой жаропрочностью, стойкостью к длительному нагреву и механической ползучести, что делает электроды ЦЛ-45 идеальными для сварки конструкций из теплоустойчивых сталей в энергетике, машиностроении и нефтехимии.

Технические характеристики

Электроды ЦЛ-45 выпускаются в диаметрах 3,0, 4,0 и 5,0 мм, реже 6,0 мм, при стандартной длине около 450 мм. Такая размерная линейка обеспечивает универсальность применения в различных сварочных конструкциях из теплоустойчивых сталей и позволяет подбирать оптимальный диаметр под толщину свариваемых деталей.

Механические свойства наплавленного металла после термообработки (отпуск при 735 °C в течение 5 часов) включают:

• Временное сопротивление разрыву: ≥490 МПа
• Предел текучести: ≥314 МПа
• Относительное удлинение: ≥18 %
• Ударная вязкость KCU при +20 °C: ≥88 Дж/см²

Эти характеристики делают шов прочным, упругим и способным выдерживать высокие термические и механические нагрузки.

Коэффициент наплавки составляет 9,5–10 г/(А·ч), а расход электрода на 1 кг наплавленного металла — 1,6–1,7 кг, что позволяет эффективно планировать сварочные работы и рассчитывать расход материалов.

Электроды ЦЛ-45 обладают высокой устойчивостью к трещинам благодаря низкому содержанию водорода в шве и оптимальному легированию. Коррозионная стойкость наплавленного металла повышена при высокотемпературном окислении, однако такие электроды не предназначены для работы в агрессивных средах, как нержавеющая сталь, что важно учитывать при выборе материала для конкретных условий эксплуатации.

Технические характеристики ЦЛ-45 делают их надежным выбором для сварки деталей из жаропрочных сталей в энергетике, машиностроении и химической промышленности, обеспечивая долговечность и безопасность сварных соединений.

Параметры сварки

Электроды ЦЛ-45 предназначены для работы с постоянным током обратной полярности (+ на электроде), что обеспечивает стабильное горение дуги и качественное формирование шва. Они применимы в различных пространственных положениях, включая:

• Нижнее.
• Вертикальное (снизу вверх).
• Потолочное.

Примечание: вертикальное сверху-вниз не рекомендуется.

Рекомендуемые сварочные токи в зависимости от диаметра и положения:

• Диаметр 3,0 мм: нижнее 95–125 А, вертикальное 85–110 А, потолочное 80–100 А
• Диаметр 4,0 мм: нижнее 140–170 А, вертикальное 120–140 А, потолочное 110–130 А
• Диаметр 5,0 мм: нижнее 180–210 А, вертикальное 150–180 А, потолочное не применяется

Скорость сварки варьируется от 8 до 12 м/ч в зависимости от диаметра электрода и пространственного положения, что позволяет эффективно подбирать режим под конкретное изделие.

Подготовка поверхности:

• Очистка от ржавчины, окалины, масла и других загрязнений
• Разделка кромок по ГОСТ для толстостенных изделий

Техника сварки:

• Угол удержания электрода: 70–80° к свариваемой поверхности
• Дуга короткая (2–4 мм)
• Поперечные колебания: не применяются для узких швов, используются для многослойной сварки

Рекомендуется предварительный подогрев основного металла до 200–300 °C и последующий отпуск после сварки для снятия внутренних напряжений и повышения прочности соединений.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Высокая жаропрочность и стойкость к ползучести: швы, выполненные электродами ЦЛ-45, сохраняют прочность и геометрию при температурах до 585 °C, что особенно важно для котлов, турбин, пароперегревателей и трубопроводов высокого давления.
• Отличные механические свойства: соединения характеризуются высокой прочностью, достаточной пластичностью и ударной вязкостью, что обеспечивает долговечность сварных конструкций даже при длительной эксплуатации в условиях циклических нагрузок.
• Низкая склонность к трещинообразованию и пористости: за счёт специального фтористо-кальциевого покрытия и низкого содержания водорода в наплавленном металле риск появления дефектов минимален.
• Хорошее формирование шва и легкая отделяемость шлака: шлак легко удаляется после остывания, что ускоряет процесс сварки и повышает качество поверхности шва.
• Соответствие химического состава шва основному металлу: легирующие элементы покрытия переходят в шов, обеспечивая идентичные характеристики с материалом изделия и предотвращая расслаивание или некоррозионные дефекты.

Недостатки:

• Необходимость предварительной прокалки: покрытие гигроскопично, поэтому электроды требуют сушки или прокалки перед применением, иначе возрастает риск пористости и холодных трещин в шве.
• Ограничение по типу тока: электрод работает только на постоянном токе обратной полярности; использование переменного тока снижает стабильность дуги и качество шва.
• Высокая чувствительность к влаге: при хранении в условиях повышенной влажности электроды быстро впитывают воду, что делает их непригодными к использованию без повторной прокалки.
• Стоимость: по сравнению с обычными сварочными электродами для углеродистых сталей цена выше, однако эта инвестиция компенсируется долговечностью и надежностью шва при высокотемпературной эксплуатации.
• Ограниченные положения сварки: возможны нижнее, потолочное и вертикальное сварочные положения (снизу вверх), но не все вертикальные, что требует дополнительной квалификации сварщика.

Аналоги электродов ЦЛ-45

Электроды ЦЛ-45 имеют ряд отечественных и зарубежных аналогов, которые подбираются с учётом химического состава свариваемого металла и требований к жаропрочности шва.

Отечественные аналоги:

• ТМЛ-3У и ТМЛ-5 — предназначены для сварки сталей, близких по составу к CrMoV, обладают высокой жаропрочностью и стойкостью к ползучести.
• ЦУ-5 и ЦЛ-20 — частично пересекаются по свойствам с ЦЛ-45, применяются для соединений конструкций, работающих при повышенных температурах, но с некоторыми ограничениями по диапазону рабочих температур.

Зарубежные аналоги:

• ESAB OK 76.28 и OK 76.18 — предназначены для сварки жаропрочных CrMoV-сталей, соответствуют международным стандартам и обеспечивают стабильное качество шва.

Международные стандарты:

• ISO: E CrMo1 B
• AWS: E9015-B3
• DIN: E Kb CrMoV 1 B 20

При выборе аналога важно ориентироваться на соответствие состава наплавленного металла основному материалу, рабочий диапазон температур и требуемые механические свойства, чтобы сохранить надежность сварного соединения при эксплуатации.

Хранение и эксплуатация

Правильное хранение и эксплуатация электродов ЦЛ-45 имеют решающее значение для обеспечения надежности сварных соединений и безопасности работы. Эти электроды обладают гигроскопичным покрытием, что требует особого внимания к условиям хранения.

Электроды необходимо держать в сухих, отапливаемых помещениях при температуре не ниже 15 °C и относительной влажности воздуха до 60 %. Хранение должно осуществляться в заводской упаковке на стеллажах, избегая избыточного давления: высота штабеля не должна превышать одного метра. Такие меры предотвращают впитывание влаги покрытием, что существенно снижает риск пористости и трещинообразования при сварке.

При соблюдении указанных условий электроды могут храниться неограниченное время в соответствии с ГОСТ 9466-75. Тем не менее важно помнить, что покрытие гигроскопично, поэтому при длительном хранении или нарушении микроклимата необходимо проверять состояние покрытия перед использованием.

Перед применением электроды требуют обязательной прокалки при температуре 350–400 °C в течение 1–2 часов, не более трех раз. Эта процедура удаляет влагу и гарантирует стабильное горение дуги, минимизирует водород в шве и снижает риск образования трещин. После прокалки электроды следует хранить в специальных пеналах или термостатах при 100–150 °C до момента использования, что сохраняет их оптимальные свойства.

При работе с электродами ЦЛ-45 важно соблюдать правила техники безопасности. Сварка должна выполняться в помещениях с хорошей вентиляцией, поскольку при горении покрытия выделяются фтористые соединения. Рекомендуется использовать индивидуальные средства защиты: маску с фильтром, защитные перчатки, спецодежду. Не допускается проведение сварочных работ в замкнутых пространствах без вытяжной вентиляции, чтобы исключить риск интоксикации и контакта с агрессивными продуктами расплава покрытия.

Соблюдение этих правил хранения и эксплуатации не только продлевает срок службы электродов, но и обеспечивает высокое качество сварного соединения, стабильность механических и жаропрочных свойств шва, а также безопасность сварщика.

Поставщики и производители

Электроды ЦЛ-45 востребованы в энергетике, машиностроении и промышленности, поэтому на российском рынке представлено несколько крупных производителей и поставщиков, обеспечивающих стабильное качество и доступность продукции.

Основные производители:

• Судиславский завод сварочных материалов (СЗСМ) — один из традиционных производителей марки ЦЛ-45, с долгой историей и проверенным качеством.
• ООО «Риметалк» (Волгодонск) — выпускает широкий спектр сварочных электродов для высокотемпературных сталей.
• ООО «НПК СварЭлектрод» — специализируется на электродах с низким содержанием водорода и повышенной жаропрочностью.
• ООО «СпецЭлектрод» (Москва и регионы) — производитель с развитой сетью поставок по всей России.
• ПрофЭлектрод и другие специализированные заводы — ориентированы на выпуск электродов для отраслей с высокими требованиями к термостойкости шва.

Поставщики:

• Компании по всей России, включая крупные сети и специализированные магазины сварочных материалов.
• Примеры: Сварка-Трейд СПб, МетПромИнтекс, а также региональные дилеры в каждом федеральном округе.
• Доступность продукции обеспечивается как оптовыми, так и розничными поставками, с возможностью доставки на производственные объекты.

Российский рынок предлагает широкий выбор производителей и поставщиков электродов ЦЛ-45, что позволяет выбрать продукцию с необходимыми техническими характеристиками, обеспечивая надежность сварных соединений и бесперебойную работу высокотемпературных конструкций.

Заключение

Электроды ЦЛ-45 — оптимальный выбор для сварки теплоустойчивых сталей в энергетике и нефтехимии. Их высокая жаропрочность и стабильное качество шва обеспечивают долговечность ответственных конструкций. При правильной подготовке и соблюдении режимов сварки они демонстрируют надежные результаты, хотя требуют аккуратного хранения и квалифицированного исполнения.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Электроды для наплавки