Мир разнообразия электродов для дуговой сварки

Стержень, изготовленный из металла или других материалов, с нанесенным специальным покрытием, обладающий электропроводностью и предназначенный для подведения тока к обрабатываемым поверхностям в процессе соединения металла, называется электродом.

Сварочный атребут

Электроды это неотъемлемый элемент соединения металла

Впервые он использовался в ходе опыта, направленного на изучение свойств электрической дуги в 1802 году знаменитым русским ученым Петровым.

Активные усовершенствования этого важнейшего сварочного элемента и приведшие к созданию дуговой сварки начали проводиться с начала 1900 годов. Современные электроды для сварки выпускаются более чем двухсот марок. Они отличаются по материалам, размерам и сферой использования. Электрод как говориться, это горячее сердце сварки: быстро плавится, намертво соединяет

Виды электродов для сварочных работ

Больше половины всех электродов производят непосредственно для электродуговой сварки. В зависимости от категории они представляют собой стержни, изготовленные из калибровочной сварной проволоки методом холодного растяжения, покрытые определенными веществами посредством опрессовки под действием высокого давления или углеродистые либо вольфрамовые стержни с присадками. Защитное покрытие выполняет функции обеспечения высоких показателей дуги, предохранения сварной ванны от вредного воздействия компонентов воздуха и ее металлургической обработки. Соединение с использованием таких электродов это дуговая сварка покрытыми электродами.

Проволока для плавящихся электродов

Электродная проволока, из которой выпускают электроды для электродуговой сварки, по своему химическому составу подразделяется на три группы.

  • Углеродистая (до 0,12%). Используется для соединения среднеуглеродистой стали и низкоуглеродистой стали.
  • Легированная. Используется для соединения легированной стали.
  • Высоколегированная. Для соединения высоколегированной стали имеющей особенные свойства.
Сплавляющий элемент

Для каждого вида сварочных работ свой электрод

Покрытия

Электроды для сварки имеют защитный слой, который состоит из смеси веществ, в совокупности придающих электроду необходимые свойства.

  • Стабилизационное действие. Регулируют горение дуги благодаря введению щелочноземельных и щелочных металлов (кальций, натрий, калий).
  • Образование шлаковой пленки вокруг ванны. Смесь состоит из марганцевых и титановых руд и минералов: кремнезем, плавиковый шпат, гранит и др.
  • Выделение защитных газов. Соединение неорганических (магнезит, мрамор и др.) и органических (древесная мука, крахмал и др.) веществ.
  • Наполнение. Легирующие компоненты и раскислители (марганец, титан, кремний и др.) или их сплавы с железом. Отвечают за состав металла в месте соединения. Алюминий (раскислитель) привносится в порошковом виде.
  • Восстановление металлов из окислов, получающихся в ходе плавления. Ферротитан, ферромарганец и ферросилиций выступают в качестве веществ – раскислителей.
  • Связка всех наполнителей. «Жидкое стекло» представляющее собой водную дисперсию калия и силикатов натрия обеспечивающее необходимую целостность защитного слоя.
  • Пластификация. Формовочные добавки, улучшающие качество шва (декстрин, каолин, бетонит и др.).

По типу покрытий электроды имеют следующую классификацию.

  • А (А) – кислое покрытие.
  • Б (В) – основное покрытие.
  • Ц (С) – целлюлозное покрытие.
  • Р (R) – рутиловое покрытие.
  • РБ, РА, РЦ (RB, RA, RC) – смешанное покрытие.
  • П – прочие покрытия.
  • Ж – в покрытие вводится железный порошок, повышающий производительность работ. Если в электроде свыше 20% порошка в аббревиатуру входит буква Ж.

Технология сварочных работ зависит от классификации электродов, типа сварки и сферы применения. Непокрытые электроды используются в качестве присадочного материала для сварки в защитных газах.

Плавление металла

Процесс соединения деталей

Категории электродов

Электроды для дуговой сварки бывают двух категорий, которые основаны на роли электрода в сварочном процессе.

  • Неплавящийся электрод для электродуговой сварки. Выполняет функцию возбудителя дуги без непосредственного включения его материала в состав расплава в сварочной ванне. Обычно изготавливается из вольфрама с присадками окислов некоторых металлов (иттрия, церия, лантана, циркония и др.), синтетического графита и электротехнического угля. Присадки способствуют поддержанию оптимальных параметров дуги и увеличению показателей плотности тока. Графитовые электроды обладают повышенной электропроводностью и устойчивостью к окислениям в процессе работы, чем угольные.
  • Плавящийся электрод для электродуговой сварки. Выполняет одновременно роль присадочного материала. В процессе плавления смешивается с основными компонентами расплава, защищая сварную ванну от негативного влияния атмосферных примесей и легируя шов. Характерная технология для ручной электродуговой сварки.

Выбор и применение электродов

От специфических сварочных показателей типов электродов зависит технология работ и область использования.

  • Ц – оптимальны для соединения труб больших диаметров. Шов выполняется по кольцу, благодаря предназначению электродов для вертикальных швов, расположенных сверху вниз. Используются при организации трубопроводов.
  • Р – оптимальны для верхних слоев и угловых швов, швов «прихватками», благодаря легкому вторичному возбуждению дуги и внешнему виду соединения.
  • РЦ – подходит для работы в самых разных пространственных положениях. Обеспечивает толстое покрытие актуальное для монтажных работ.
  • РБ – соединение корневых слоев при прокладке трубопроводов среднего и малого диаметра.
  • Б – работа во всех пространственных положениях. Устойчивость к растрескиванию швов и повышенная вязкость получаемого расплава делают их незаменимыми при сваривании толстостенных деталей и материалов с ограниченной способностью к соединению или последующей эксплуатации в жестких условиях (отрицательные температуры). Незначительное содержание водорода позволяет надежно соединять высокопрочные стали.

В зависимости от свариваемого материала используются электроды для сварки, обладающие набором свойств оптимальных в конкретном случае.

  • Для высоколегированной стали и сплавов применяют электроды, обладающие большой скоростью плавления. Она возможна ввиду их слабой теплопроводности и высокого сопротивления.
  • Для соединения углеродистых и низколегированных конструкционных сталей применяются электроды, обеспечивающие определенные свойства сварного шва: ударная вязкость, сопротивление разрыву, угол изгиба, относительное удлинение. Классификация – Р, А, Б, Ц, РА, РБ, РЦ.
  • Наплавка производится специальными электродами для наплавки поверхностных слоев, обладающими особыми свойствами посредством ручной дуговой сварки.
  • Сварка и наплавка чугуна выполняется электродами способными ликвидировать отливочные дефекты.
  • Цветные металлы сваривают электродами для электродуговой сварки обладающими высокой температурой плавления, теплопроводностью и защитными свойствами.

Правильно подобранный с учетом всех показателей и характеристик электрод обеспечит наилучшее качество швов и декоративность, которая важна при сваривании цветных металлов ввиду последующего применения.