УОНИ-13/45¶

УОНИ-13/45 — это марка электродов для ручной дуговой сварки, предназначенных для сварки ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей. Электроды УОНИ-13/45 относятся к типу Э42А по ГОСТ 9467-75, что означает, что они обеспечивают повышенные пластические свойства и ударную вязкость сварного шва.

¶История

Разработка электродов УОНИ-13/45 началась в 1940-х годах в Центральном научно-исследовательском институте технологии машиностроения (ЦНИИТМАШ) в Москве. Первоначально они создавались для сварки корпусов танков и другой бронетанковой техники в условиях военного времени. Основной задачей было получение сварного шва, устойчивого к ударным нагрузкам и низким температурам. В 1945 году электроды прошли государственные испытания и были рекомендованы для промышленного применения. С тех пор конструкция электродов неоднократно модернизировалась, но базовый состав стержня и покрытия остаётся неизменным.

¶Состав и покрытие

Электрод УОНИ-13/45 состоит из металлического стержня (сварочной проволоки) и обмазки. Стержень изготавливается из низкоуглеродистой стали марки Св-08 или Св-08А по ГОСТ 2246-70. Покрытие — основное (фтористо-кальциевое), содержит мрамор, плавиковый шпат, ферросилиций, ферромарганец, а также небольшое количество целлюлозы. Основные компоненты покрытия выполняют следующие функции:

• Мрамор (CaCO₃) и плавиковый шпат (CaF₂) — образуют газовую защитную среду и шлак, связывают вредные примеси (серу, фосфор).
• Ферросилиций и ферромарганец — раскисляют расплавленный металл и легируют шов кремнием и марганцем, повышая его прочность.
• Целлюлоза — улучшает стабильность горения дуги и формирование шва.

Толщина покрытия составляет 1,0–1,5 мм, что соответствует типу «толстое» (коэффициент массы покрытия 0,35–0,45). Цвет покрытия — серый, иногда с зеленоватым оттенком.

¶Технические характеристики

Основные параметры электродов УОНИ-13/45:

• Диаметр стержня: 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 мм. Длина стержня — от 250 до 450 мм в зависимости от диаметра.
• Тип тока: постоянный, обратная полярность (плюс на электроде). Переменный ток не рекомендуется из-за нестабильности дуги.
• Напряжение холостого хода: 65–70 В.
• Сварочный ток: для диаметра 3 мм — 90–130 А, для 4 мм — 130–180 А, для 5 мм — 180–240 А.
• Положение сварки: все пространственные положения (нижнее, вертикальное, потолочное), кроме вертикального сверху вниз.
• Производительность: наплавленный металл — 0,8–1,2 кг/ч для электрода диаметром 4 мм.

Механические свойства металла шва (после сварки без термообработки):

• Временное сопротивление разрыву: не менее 430 МПа (43 кгс/мм²).
• Предел текучести: не менее 330 МПа.
• Относительное удлинение: не менее 22%.
• Ударная вязкость (KCU) при −40 °C: не менее 34 Дж/см².
• Твёрдость по Бринеллю: 170–200 HB.

¶Классификация

Электроды УОНИ-13/45 относятся к нескольким классификационным группам:

• По ГОСТ 9467-75: тип Э42А (электроды для сварки углеродистых сталей с временным сопротивлением до 420 МПа, повышенной пластичности).
• По ISO 2560: E 43 3 B 1 2 (E — электрод, 43 — прочность 430 МПа, 3 — ударная вязкость при −20 °C, B — основное покрытие, 1 — все положения, 2 — постоянный ток обратной полярности).
• По AWS A5.1: E7018 (E — электрод, 70 — прочность 70 000 psi, 1 — все положения, 8 — основное покрытие, низкое содержание водорода).

¶Применение

Основное назначение УОНИ-13/45 — сварка ответственных конструкций, работающих при динамических и знакопеременных нагрузках, а также при низких температурах (до −40 °C). Типичные области применения:

• Строительство мостов, кранов, металлоконструкций зданий.
• Изготовление трубопроводов для нефтегазовой промышленности (включая магистральные).
• Судостроение и корпусостроение (в том числе подводные лодки).
• Производство котлов и сосудов, работающих под давлением.
• Ремонт и восстановление деталей машин.

Электроды УОНИ-13/45 не рекомендуется использовать для сварки оцинкованных, алюминиевых, медных и нержавеющих сталей, а также для тонколистового металла (толщиной менее 2 мм) из-за склонности к прожогам.

¶Технология сварки

Сварка электродами УОНИ-13/45 требует строгого соблюдения технологии. Основные правила:

• Подготовка кромок: зачистка от ржавчины, масла, влаги. Разделка кромок под углом 30–45° для толщины металла свыше 5 мм.
• Прокалка электродов: обязательна перед использованием. Температура прокалки — 350–400 °C, время выдержки — 1 час. Хранить электроды после прокалки следует в сухом месте (в термоконтейнере) не более 24 часов.
• Режим сварки: короткая дуга (длина дуги не более диаметра электрода). Угол наклона электрода — 15–20° от вертикали. Сварка ведётся без поперечных колебаний, только поступательно.
• Очистка шва: после каждого прохода необходимо удалять шлак металлической щёткой. Шлак отделяется легко, но может образовывать острые края.
• Скорость сварки: 0,2–0,4 м/мин для нижнего положения, 0,1–0,2 м/мин для вертикального и потолочного.

Типичные дефекты при нарушении технологии: поры (из-за влажности покрытия или сквозняка), трещины (при быстром охлаждении), непровары (при слишком короткой дуге или малом токе).

¶Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Высокая ударная вязкость шва при низких температурах.
• Низкое содержание водорода в наплавленном металле (менее 5 мл/100 г), что снижает риск холодных трещин.
• Хорошая стойкость к образованию кристаллизационных трещин.
• Возможность сварки в любых пространственных положениях.
• Лёгкое отделение шлака.

Недостатки:

• Работа только на постоянном токе обратной полярности.
• Повышенная склонность к образованию пор при сквозняках и высокой влажности.
• Необходимость тщательной подготовки кромок и прокалки электродов.
• Более высокая стоимость по сравнению с электродами рутилового типа (например, МР-3).
• Меньшая производительность из-за необходимости частой смены электродов и зачистки швов.

¶Производители

В России электроды УОНИ-13/45 выпускаются несколькими крупными заводами:

• Завод «Электрод» (г. Санкт-Петербург) — один из старейших производителей, основан в 1932 году.
• ООО «ЭСАБ-Сварка» (г. Нижний Новгород) — совместное предприятие с шведской компанией ESAB.
• ООО «Линкольн Электрик» (г. Москва) — подразделение американской компании Lincoln Electric.
• ООО «Сварог» (г. Екатеринбург) — производитель сварочных материалов.

Качество продукции регламентируется ГОСТ 9466-75 и ГОСТ 9467-75. Каждая партия электродов проходит сертификацию в системе ГОСТ Р.

¶Интересные факты

• Буквы «УОНИ» расшифровываются как «Универсальные Обмазочные Научно-Исследовательские» — название отражало происхождение разработки в ЦНИИТМАШ.
• Цифра «13» в маркировке означает номер рецептуры покрытия, а «45» — минимальное временное сопротивление разрыву в кгс/мм² (45 кгс/мм² ≈ 441 МПа).
• В 1960-х годах электроды УОНИ-13/45 использовались при сварке несущих конструкций Останкинской телебашни в Москве.
• В отличие от многих аналогов, электроды УОНИ-13/45 не требуют предварительного подогрева металла при сварке конструкций толщиной до 20 мм (при температуре окружающего воздуха не ниже −10 °C).
• Существует модификация УОНИ-13/55 — для сварки высокопрочных сталей с временным сопротивлением до 550 МПа.

¶Источники

• ГОСТ 9467-75 «Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей. Типы».
• ГОСТ 9466-75 «Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей. Технические условия».
• Справочник сварщика / Под ред. В. В. Степанова. — М.: Машиностроение, 2004.
• Технология электрической сварки металлов / Под ред. А. А. Ерохина. — М.: Металлургия, 1985.
• Каталог продукции ООО «ЭСАБ-Сварка», 2022.