Электродный сплав БрХ1Ц: для точечной и шовной сварки
2026-09-07
Контактная температура на торце электрода достаточна для отжига обычной меди — электроды выходят из строя не изломом, а осадкой, привариванием и грибовидным расплющиванием торца. Электродный сплав БрХ1Ц (EN CW106C / UNS C18150) совмещает 80–85% IACS, 400–500 МПа и температуру разупрочнения около 550 °C — базовый материал класса RWMA Class 2 и вариант по умолчанию для точечной и шовной сварки оцинкованной стали. Ниже — логика классов, режимы старения, механизмы отказа и параметры заказа.
Микролегирование: хром — каркас, цирконий — границы зёрен
БрХ1Ц — циркониевая модификация хромистой бронзы БрХ1. Хром (0,4–1,0%) решает две задачи: при старении выделяется хромистая фаза (дисперсионное упрочнение), и в целом поднимается температура рекристаллизации. Цирконий (0,03–0,08%) работает тоньше: измельчает зерно, образует дисперсоиды, закрепляющие границы зёрен, и снижает склонность торца к привариванию — прежде всего к цинковому покрытию.
Важно при заказе: по ТУ 48-21-5050-82 состав ограничен Cr 0,4–1,0% и Zr 0,03–0,08%, а международный аналог UNS C18150 допускает Cr до 1,5% и Zr 0,05–0,25% — верхняя граница по цирконию втрое шире. Это не одна и та же линия состава: в договоре поставки фиксируется, по какой версии принимается металл.
Таблица 1. Химический состав, %
| Элемент | БрХ1Ц (ТУ 48-21-5050-82) | UNS C18150 (EN CW106C) | БрХ1 (ГОСТ 18175-78) |
| Cr | 0,4–1,0 | 0,5–1,5 | 0,4–1,1 |
| Zr | 0,03–0,08 | 0,05–0,25 | — |
| Примеси | ≤ 0,10 | Cu + легирующие ≥ 99,7 | по таблице ГОСТ |
| Cu | основа | основа | основа |
Три класса электродных материалов
Логика выбора между классами RWMA прозрачна. Class 1 (БрХ1 / C18200): проводимость 70–80% IACS и минимальная цена, но разупрочнение уже около 400 °C. Class 2 (БрХ1Ц / C18150): та же проводимость 80–85% IACS, а порог разупрочнения отодвинут к 550 °C — выигрыш именно в высокотемпературной стабильности. Class 3 (бериллиево-кобальтовая бронза C17500, бериллиево-никелевая C17510): прочность 680–810 МПа ценой проводимости 50–60% IACS — для толстого металла и непрерывных тепловых нагрузок.
Порядок решения: сначала тепловая нагрузка (порог разупрочнения определяет, выдержит ли электрод высокий темп сварки), затем усилие сжатия (прочность задаёт скорость осадки) и только потом бюджет. Для универсальной сварки сталей и оцинковки Class 2 — конечная точка; доплачивать за Class 3 имеет смысл при больших толщинах.
Таблица 2. Сравнение классов электродных материалов
| Параметр | БрХ1 / C18200 (Class 1) | БрХ1Ц / C18150 (Class 2) | C17500 (Class 3) |
| Проводимость (после старения), % IACS | 70–80 | 80–85 | 50–60 |
| Температура разупрочнения, °C | ~400 | ~550 | выше Class 2 |
| σв после термообработки, МПа | ниже Class 2 | 400–500 | 680–810 |
| Типовые узлы | электрододержатели, лёгкая точечная сварка | электроды точечной и шовной сварки | толстый металл, высокие нагрузки |
Термообработка: почему деформацию нельзя пропускать
Стандартный маршрут упрочнения — три шага: закалка с ~950 °C в воде, холодная деформация, старение при 425–475 °C с выдержкой 2–3 часа. По эксплуатационным данным по хромистым бронзам, пропускать деформацию нельзя: закалка со старением даёт σ0,2 около 270 МПа, а закалка с деформацией и последующим старением — порядка 440 МПа: прочность ниже почти на 40%.
Заготовка без холодной деформации осаживается на торце заметно быстрее. Поэтому электродные заготовки заказываются в состоянии «закалка + деформация + старение» с указанием режимов старения в документации.
Отказы электрода и как их отсрочить
- Осадка торца — температура на торце перешагнула порог разупрочнения, материал течёт под усилием сжатия. У БрХ1Ц порог примерно на 150 °C выше, чем у чистой хромистой бронзы БрХ1, — в этом весь смысл Class 2.
- Приваривание — при сварке оцинковки цинк переносится на торец, образуя хрупкий слой Cu–Zn; слой растёт, отваливается и загрязняет ядра точек. Цирконий снижает склонность к привариванию, но главный инструмент — регламентная зачистка торца.
- Сквозной отжиг — при отказе водяного охлаждения любой класс уходит за минуты. Чувствительность ресурса к расходу воды выше, чем к марке: прежде чем менять материал, проверьте систему охлаждения.
Выбор материала и порядок закупки
Таблица 3. Подбор материала под задачу
| Задача / узел | Материал | Обоснование |
| Электроды-колпачки для оцинкованной и холоднокатаной стали | БрХ1Ц (C18150) | универсальный Class 2: 80–85% IACS, низкое приваривание |
| Шовные ролики, диски | БрХ1Ц (C18150) | теплопроводность + ~550 °C без разупрочнения при вращении |
| Электрододержатели, губки | БрХ1 / БрХ1Ц | проводимость приоритетна, нагрузки средние |
| Толстый металл, непрерывная точечная сварка | C17500 / C17510 | 680–810 МПа против осадки и нагрева |
Три вопроса при выборе: что варим (универсальная сталь и оцинковка — БрХ1Ц; большие толщины и жаропрочные сплавы — переход к C17500/C17510); какой темп (при высоких скоростях критичны порог разупрочнения и охлаждение, а не только прочность); управленческие требования — БрХ1Ц не содержит бериллия и не требует противопылевого режима бериллиевых бронз.
Порядок закупки: двойное стандартное обозначение в договоре (ТУ 48-21-5050-82 / UNS C18150, EN 12163 CW106C) с фиксацией версии приёмки; состояние «закалка + деформация + старение» с приложением режимов; заготовки — пруток или поковка, колпачки — механическая обработка из экструдированного прутка. Для класса 3 запрашивайте бериллиево-кобальтовую бронзу C17500 одновременно с Class 2 — это закрывает весь градиент нагрузок. Материалы Class 1 и смежные — в разделе хромистых бронз.
