Home » Misc » Состав сварочного электрода

Состав сварочного электрода


Состав покрытия сварочных электродов

  • С кислым покрытием
  • С целлюлозным покрытием
  • С рутиловым покрытием
  •    

Многим людям интересно, из чего сделано покрытие электродов. Одни недоумевают, почему при сваривании выделяется едкий дым или зачем вообще нужно покрытие на электродах? Ответы на эти и другие вопросы Вы получите после прочтения этой статьи. Покрытие электродов наносится специально для возможности сваривания металлических частей. Вещество, которым покрыты все электроды, не дает нагреваться и плавиться одновременно всему электроду.

В основном электроды покрыты газообразующими элементами. Также в качестве покрытия могут выступать такие элементы: мука, декстрин или крахмал. Также в состав покрытия электродов могут входить и такие неорганические компоненты как мрамор и магнезит. Еще частенько сварочные электроды покрывают ферросплавами. Ферросплавы – это сплавы железа из марганцем, титаном и кремнием. Также еще есть электроды, которые содержат всевозможные соединения с невысоким потенциалом ионизации. Еще в основу покрытия для электродов могут входить шлакообразующие элементы. К шлакообразующим элементам относятся такие руды: марганцовая или титановая. В состав шлакообразующих покрытий может также входить плавиковый и рутиловый концентрат.

Те электроды, которые имеют в своем составе ионизующие компоненты, содержат разные соединения с невысоким потенциалом ионизации. Также как бы это странно не звучало, но иногда электроды могут быть покрыты жидким стеклом. Жидким стеклом могут быть каолин, различные водные растворы силикатов натрия и слюда.

Однако более половины покрытия всех электродов составляет железная стружка или железный порошок. Практически все материалы, входящие в состав покрытия могут быть как шлаковой, так и газовой защитой при сваривании. Также есть и виды электродов с кислотным покрытием. Кислотное покрытие отличается от других средним уровнем образования пор во время сваривания. Такие электроды способны обеспечить Вам надежное сваривание, потому что при реакции окисления выделяется большое количество теплоты.

Однако кислотные электроды имеют и свои недостатки. Пониженная вязкость и пластичность шва являются основными недостатками этого вида покрытий электрода. Этот недостаток означает то, что возникает огромная вероятность трещины шва. В наше время кислотные электроды уже практически не используются. Их можно использовать при сваривании не очень ответственных объектов, но лучше всего воздержаться от их употребления вообще.

Многие опытные сварщики со стажем поняли, что нужно покупать электроды с обычным шлаковым покрытием. Такие электроды предоставляют много удобств при сваривании металлических частей, в частности они дают газовую и шлаковую защиту. Также многие опытные сварщики знают и то, что заказать качественные электроды можно только через страницу на этом сайте «Контакты». Оформив заказ электродов, Вы сможете получить через несколько дней по-настоящему качественные электроды для сваривания.

  • Из чего делают электроды

Для сварки ответственных конструкций   

Электроды Maxweld   

Виды электродов    

Электроды хобэкс   


Из чего состоит сварочный электрод:стержень,покрытие

Сварочные электроды являются основным расходным материалом, который используется для сварки. Существует масса разновидностей этих изделий, которые насчитывают более двухсот штук. Они отличаются по следующим параметрам:

  • Материалу, из которого изготавливается стержень;
  • Покрытию, которое обволакивает стержень;
  • Толщине;
  • Длине;
  • Сфере применения.

Материал, из этого состоит изделие, служит для образования шва. Но он состоит не только из одного вида металла, поэтому, перед выбором нужно определиться из чего состоит электрод, чтобы знать, на что обращать внимание. От правильности выбора зависит успех сваривания, примерно на столько же, насколько и от мастерства сварщика.

Сварочные электроды

Принцип работы электрода заключается в следующем. Его помещают одним концом в электрододержатель, который является одним из контактов сети, которая идет от трансформатора. Второй контакт цепи закрепляется на свариваемой детали или сварочном столе, который также является токопроводящим. Когда электрод соприкасается с деталью, то цепь замыкается. Сварщик поддерживает его в слегка приподнятом от поверхности состоянии, чтобы замыкание было не полным, иначе электрод залипает и трансформатор может сгореть. Поэтому, создаются условия, чтобы образовывалась электрическая дуга. На качество работы влияет и материал из чего сделаны электроды для сварки, так как от этого зависит надежность эксплуатации шва.

В большинстве случаев электрическая дуга является негативным явлением, но при сварке помогает расплавлять металл, преобразуя электрическую энергию в тепловую. Расплавленный металл будет заделывать трещины, сваривать две детали и прочие сварочные процедуры. Практически каждый электрод имеет защитное покрытие, которое придает ему некоторые дополнительные свойства, в зависимости от состава, а также защищает сварочную ванну от постороннего воздействия и попадания лишних предметов, не говоря уже об улучшении свойств плавления.

Конструктивные особенности различных типов

Электроды различаются по типу своего применения, так как от этого зависят все их характеристики. От этого же зависит и из чего делают электроды для сварки, так как его материал должен полностью совпадать с материалом заготовки. Встречаются модели из:

  • Алюминия;
  • Чугуна;
  • Стали различных сортов, в том числе и нержавеющей;
  • Вольфрама, которые относятся к неплавящимся;
  • Медные.

Применение электродов для различных материалов

В чистом виде металл очень редко используется и практически в каждом случае состав электрода для сварки может иметь свои легирующие примеси, создающие нужные свойства электрода. На конструкцию это мало чем влияет, помимо длинны и толщины, что уже больше зависит от того, где их будут применять.

Характеристики элементов электрода

Устройство электрода для сварки является предельно простым, так как он состоит из таких элементов как:

  • Стержень;
  • Покрытие;
  • Контактные торец, не имеющий покрытия.

Устройство сварочного электрода

Разобравшись, из чего состоит сварочный электрод, можно более подробно рассмотреть характеристики, ведь у каждого из этих элементов имеются свои особенности, которые влияют на сферу его применения и качество сварки.

Стержень является тем элементом, из которого получается сварочный шов, так как именно он расплавляется от дуги и заполняет ванну. Толщина стержня влияет на глубину, на которую будет залегать шов, а соответственно и на величину ванны. Длина электрода помогает более длительное время вести шов непрерывно, что оказывается очень важным для ответственных объектов, так как каждое прерывание ухудшает общее качество. Материал стержня может считаться основной характеристикой, так как он должен соответствовать тому, что именно будет свариваться.

Покрытие служит для поддержания стабильного горения дуги. Встречаются такие типы как:

  • С кислым покрытием – куда входит оксид железа, кремния и марганца. Металл на шве в данном случае имеет предрасположенность к образованию трещин в горячем состоянии, но в них не образуются поры, даже если на поверхности имеется ржавчина.
  • С рутиловым покрытием – в основу которых входит диоксид титана, или как его еще называют, рутиловый концентрат. Вероятность образования трещин здесь еще выше, чем у варианта с кислым покрытием, но итоговый результат шва относится к спокойным сталям. Во время сварки металл практически не разбрызгивается и нет проблем от ржавчины на поверхности.
  • С ильменитовым покрытием – имеют свойства средние, между кислым и рутиловым.
  • С основным покрытием – куда входят фтористые соединения и карбонаты. После остывания металл шва получается весьма пластичным и вязкий при механических ударах. У него высокая стойкость при образовании трещин, но при наличии ржавчины на поверхности получается высокая вероятность образования пор.
  • С целлюлозным покрытием – в этом случае в его составе будет около 50% органических составляющих. Это приводит к повышенному содержанию водорода. Для данного типа характерно образование ровного и плотного валика, что облегчает создание вертикальных швов.

Виды покрытий электродов для сварки

Выбор электрода для сварки

Выбор электрода является ответственным делом, так как здесь нужно учесть:

  • Максимально полную идентичность его материала и материала свариваемых деталей;
  • Правильный выбор покрытия, которое подойдет для условий работы;
  • Грамотный подбор толщины относительно мощности аппарата, а также требуемой глубины шва.

Химия сварочного стержня

Введение До этого года я понятия не имел, что такое сварочный электрод, но в настоящее время я посещаю занятия по сварке в Billings Career Center. Мы учимся множеству вещей, например, как правильно использовать машину, как сваривать определенные соединения и как выполнять сварку в различных положениях. Сварочный электрод — это стержень, который формирует валик металла с помощью электрического тока сварочного аппарата. Я надеюсь, что этот курс даст мне достаточно опыта, чтобы продолжить это хобби на протяжении всей моей жизни.

Состав ...

Сварочный электрод состоит из двух частей: самого металла и флюсового покрытия. Металл может варьироваться от мягкой стали, чугуна, нержавеющей стали, высокопрочной стали, меди, бронзы, латуни или алюминия. Затем металл покрывают флюсовым покрытием, состоящим из смеси целлюлозы, которая используется растениями для придания им гибкости, железного порошка и водорода. Он также смешан с небольшим количеством натрия, титана и калия. Флюсовое покрытие обеспечивает более равномерное прохождение электрического тока во время сварки.

Основные химические вещества, соединения, компоненты

Двумя основными ингредиентами сварочной проволоки являются железо (Fe) и целлюлоза (C6h20O5), представляющая собой углевод. Железо — прочный, твердый, магнитный металл серебристо-серого цвета, химический элемент с атомным номером 26, переходный элемент, широко распространенный в виде руд. Целлюлоза представляет собой нерастворимое вещество, которое является основным компонентом клеточных стенок растений и растительных волокон, таких как хлопок. Это полисахариды.

Роль химии

При сварке сварочным электродом определенного соединения или куска металла электрический ток, поступающий от сварочного аппарата к держателю стержня, к заземленному участку, в котором производится сварка, к стержню, нагревается и плавится стержень и флюс, создающие валик. Затем валик затвердевает на основном металле, скрепляя соединения.

Базовые исследования

Сварочная проволока бывает разных размеров. Наиболее распространенными сварочными электродами, которые мы используем на занятиях в Центре карьеры, являются E6010 и E7018. Цифры 60 и 70 говорят вам о прочности стержня на растяжение. Третье число, равное 1, в обоих этих кодах говорит о том, что стержни можно использовать для сварки во всех положениях (потолочном, вертикальном, горизонтальном и плоском). Прежде чем приступить к сварке, вам нужно знать, какой тип стержня использовать в зависимости от толщины вашего металла и силы тока, необходимой для сжигания электрода. Вот диаграмма, чтобы дать вам пример того, что я имею в виду.

В приведенной выше таблице показано, что чем больше диаметр электродов, тем больше требуется ампер и тем толще используемая металлическая пластина.

Также в Центре карьеры мы учимся сваривать в разных положениях. Четыре основных положения сварки: плоское, горизонтальное, вертикальное и потолочное. Мы также учимся сваривать пять основных соединений, а именно: Т-образное соединение, угловое соединение, стыковое соединение, краевое соединение и соединение внахлестку.

Уход за сварочным электродом

Необходимо хранить в теплых сухих местах, например, в стержневой печи. Выкрашивание флюса приводит к недостаточному провару шва. Уход за электродами, безусловно, обязателен, потому что вы не сможете получить наилучший сварной шов из стержня, за которым неправильно ухаживали.

Ресурсы

http://www.metalwebnews.com/howto/weldrod.html

http://www.red-d-arc.com/pdf/Welding%20Electrode%20Classifications.pdf

http://www.weldingelectrodes.org/welding-electrodes/

Одет, Аллен. Курс сварщика. Производственный дизайн. Центр карьеры Биллингса, Биллингс, штат Монтана.

2011-2012 учебный год.

Об авторе

Джози Пинч учится в старшей школе Биллингса. Она играла в волейбол за свою среднюю школу в течение трех лет. Она также посещает Центр карьеры Биллингса, и ей это нравится. Она никогда не думала, что сварка станет одним из ее увлечений, но ей это нравится, и она надеется, что это хобби останется на всю жизнь. Она очень общительная девушка, так что не бойтесь сказать привет! Она любит тусоваться со своими друзьями и всегда готова хорошо провести время вне школы. На протяжении всей старшей школы она была в списках почетных гостей и изо всех сил старалась получить пятерки за свой младший год. Она очень взволнована летом и не может дождаться выпускного года старшей школы!

Сварочный электрод: таблица и выбор

Электрод представляет собой металлическую проволоку с покрытием.

Изготавливается из материалов, близких по составу к свариваемому металлу.

Существует множество факторов, влияющих на выбор правильного электрода для каждого проекта. Вкратце:

  • Электроды SMAW или стержневые электроды являются расходуемыми, то есть они становятся частью сварного шва, а также называются присадочными электродами или сварочными прутками.
    • 9Вольфрамовые электроды 0077 TIG являются неплавящимися, поскольку они не плавятся и не становятся частью сварного шва, что требует использования сварочного стержня. Присадочные стержни
  • TIG представляют собой дополнительный присадочный материал, используемый для сплавления двух заготовок вместе в виде композита.
  • Электрод для сварки MIG представляет собой проволоку с непрерывной подачей, называемую проволокой MIG.

Выбор электрода имеет решающее значение для простоты очистки, прочности сварного шва, качества валика и сведения к минимуму разбрызгивания.

Электроды необходимо хранить в защищенном от влаги месте и осторожно вынимать из любой упаковки (следуйте инструкциям во избежание повреждений).

Покрытые сварочные электроды

Когда расплавленный металл контактирует с воздухом, он поглощает кислород и азот и становится хрупким или подвергается другим неблагоприятным воздействиям.

Шлаковый покров необходим для защиты расплавленного или затвердевающего металла сварного шва от атмосферы. Это покрытие может быть получено из покрытия электрода.

Состав покрытия сварочного электрода определяет его пригодность к использованию, состав наплавленного металла и характеристики электрода.

Состав покрытий сварочных электродов основан на хорошо зарекомендовавших себя принципах металлургии, химии и физики.

Покрытие защищает металл от повреждений, стабилизирует дугу и улучшает сварной шов другими способами, в том числе:

  1. Гладкая поверхность металла шва с ровными краями
  2. Минимальное разбрызгивание вблизи сварного шва
  3. Стабильная сварочная дуга
  4. Контроль проникновения
  5. Прочное, прочное покрытие
  6. Более легкое удаление шлака
  7. Улучшенная скорость наплавки

Электроды для металлической дуги могут быть сгруппированы и классифицированы как электроды без покрытия или с тонким покрытием, а также электроды с экранированной дугой или электроды с толстым покрытием.

Покрытый электрод является наиболее популярным типом присадочного металла, используемого в дуговой сварке.

Состав покрытия электрода определяет пригодность электрода к использованию, состав наплавленного металла и технические характеристики электрода.

Тип используемого электрода зависит от конкретных свойств, требуемых для наплавленного сварного шва.

К ним относятся коррозионная стойкость, пластичность, высокая прочность на растяжение, тип свариваемого основного металла, положение сварного шва (плоское, горизонтальное, вертикальное или потолочное), а также требуемый тип тока и полярность.

Популярная сварочная проволока (E6010), используемая для производства, строительства, сварки труб и судостроения.

Система идентификации электродов для дуговой сварки стали устроена следующим образом:

  1. E – указывает электрод для дуговой сварки.
  2. Первые две (или три) цифры — обозначают предел прочности при растяжении (сопротивление материала силам, пытающимся его разорвать) в тысячах фунтов на квадратный дюйм наплавленного металла.
  3. Третья (или четвертая) цифра – указывает положение сварного шва. 0 указывает, что классификация не используется; 1 для всех позиций; 2 только для плоского и горизонтального положения; 3 только для горизонтального положения.
  4. Четвертая (или пятая) цифра – указывает тип покрытия электродов и тип используемого источника питания; переменного или постоянного тока, прямой или обратной полярности.
  5. Типы покрытия, сварочный ток и положение полярности, обозначаемые четвертой (или пятой) идентификационной цифрой классификации электродов, перечислены в таблицах 5-4 ниже.

Номер E6010 – указывает на электрод для дуговой сварки с минимальной прочностью на растяжение при снятом напряжении 60 000 фунтов на квадратный дюйм; используется во всех положениях, и требуется постоянный ток обратной полярности.

Типы покрытия, тока и полярности, обозначаемые четвертой цифрой в классификационном номере электрода
Цифра Покрытие Сварочный ток
0 * *
1 Целлюлоза Калий ак, дкрп, дксп
2 Титана натрия ак, дксп
3 Титания калия ак, дксп, дцрп
4 Железный порошок Titania ак, дксп, дцрп
5 Натрий с низким содержанием водорода дкрп
6 Калий с низким содержанием водорода ак, дкрп
7 Железный порошок оксид железа ак, дксп
8 Железный порошок с низким содержанием водорода ак, дкрп, дксп

Когда четвертая (или последняя) цифра равна 0, тип используемого покрытия и тока определяется третьей цифрой.
Таблица 5-4

Система идентификации сварочного прутка для дуговой сварки нержавеющей стали настроена следующим образом:

  1. E обозначает электрод для дуговой сварки.
  2. Первые три цифры обозначают тип нержавеющей стали American Iron and Steel.
  3. Последние две цифры обозначают текущую и используемую позицию.
  4. Номер Е-308-16 по этой системе указывает на институт нержавеющей стали типа 308; используется во всех положениях; с переменным или обратной полярностью постоянного тока.

Система классификации электродов для дуги под флюсом

Система идентификации твердой углеродистой стали без покрытия для дуги под флюсом следующая:

  1. Буква E в префиксе используется для обозначения электрода. За этим следует буква, указывающая уровень марганца, то есть L для низкого, M для среднего и H для высокого марганца. Далее следует число среднего количества углерода в пунктах или сотых долях процента. Состав некоторых из этих проволок почти идентичен некоторым проволокам, указанным в спецификации для дуговой сварки в среде защитного газа.
  2. Электродная проволока, используемая для дуговой сварки под флюсом, указана в спецификации Американского общества сварщиков «Электроды и флюсы из мягкой стали без покрытия для дуговой сварки под флюсом». В этой спецификации указан состав проволоки и химический состав наплавленного металла в зависимости от используемого флюса. В спецификации указан состав электродной проволоки. Эта информация приведена в таблице 8-1. Когда эти электроды используются с определенными флюсами под флюсом и свариваются с соблюдением надлежащих процедур, наплавленный металл шва будет соответствовать механическим свойствам, требуемым спецификацией.
  3. В красных присадочных материалах, используемых для кислородно-газовой сварки, буква префикса — R, за которой следует буква G, указывающая на то, что стержень используется специально для газовой сварки. За этими буквами следуют две цифры: 45, 60 или 65. Они обозначают приблизительную прочность на растяжение в 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа).
  4. В цветных присадочных металлах используется префикс E, R или RB, за которым следует химический символ основных металлов в проволоке. Далее следуют инициалы одного или двух элементов. Если имеется более одного сплава, содержащего одни и те же элементы, может быть добавлена ​​буква или номер суффикса.
  5. Спецификации Американского общества сварщиков наиболее широко используются для указания неизолированных сварочных прутков и электродной проволоки. Существуют также военные спецификации, такие как типы MIL-E или -R, и федеральные спецификации, обычно тип QQ-R и спецификации AMS. Конкретная спецификация должна использоваться для определения присадочных металлов.

Наиболее важным аспектом сплошных электродных проволок и стержней является их состав, указанный в спецификации. В спецификациях указаны пределы состава для различных проводов и требования к механическим свойствам.

Иногда на сплошных медных проволоках медь может отслаиваться в механизме подающего ролика и создавать проблемы. Он может забивать вкладыши или контактные наконечники. Желателен легкий медный налет. Поверхность электродной проволоки должна быть в достаточной степени очищена от грязи и волочильных составов. Это можно проверить, используя белую чистящую ткань и протянув через нее кусок проволоки. Слишком большое количество грязи забьет направляющие, уменьшит токосъем наконечника и может привести к неустойчивой сварке.

Состояние или прочность проволоки можно проверить на испытательной машине. Проволока более высокой прочности будет лучше проходить через пушки и кабели. Минимальная прочность на растяжение, рекомендуемая спецификацией, составляет 140 000 фунтов на квадратный дюйм (965 300 кПа).

Непрерывная электродная проволока доступна в различных упаковках. Они варьируются от крошечных катушек, используемых в шпульных пистолетах, до катушек среднего размера для дуговой сварки металлическим электродом с тонкой проволокой. Имеются мотки электродной проволоки, которые можно размещать на катушках, входящих в состав сварочного оборудования. Встречаются и огромные катушки весом в несколько сотен фунтов. Электродная проволока также доступна в барабанах или раздаточных упаковках, где проволока укладывается в круглый контейнер и вытягивается из контейнера с помощью автоматического механизма подачи проволоки.

Вот таблица, описывающая шесть стандартных электродов, используемых для сварки низкоуглеродистой стали:

Покрытия

Покрытия сварочных электродов для сварки низколегированных и низколегированных сталей могут содержать от 6 до 12 ингредиентов, включая:

  • Целлюлоза – для создания газовой защиты с восстановителем, в котором при распаде целлюлозы образуется газовая защита, окружающая дугу
  • Карбонаты металлов – для регулирования основности шлака и создания восстановительной атмосферы
  • Диоксид титана – для образования высокотекучего, но быстрозамерзающего шлака и для обеспечения ионизации дуги
  • Ферромарганец и ферросилиций – для раскисления расплавленного металла шва и увеличения содержания марганца и кремния в наплавленном металле шва.
  • Глины и смолы – для придания эластичности при выдавливании материала пластикового покрытия и для придания прочности покрытию
  • Фторид кальция – для обеспечения защитного газа для защиты дуги, регулирования основности шлака и обеспечения текучести и растворимости оксидов металлов
  • Минеральные силикаты – для образования шлака и придания прочности электродному покрытию
  • Легирующие металлы, включая никель, молибден и хром – для обеспечения содержания легирующих элементов в наплавленном металле сварного шва
  • Оксид железа или марганца – для регулирования текучести и свойств шлака и стабилизации дуги.
  • Железный порошок – для повышения производительности за счет дополнительного осаждения металла в сварном шве.

Ниже описаны основные типы покрытий электродов для сварки низкоуглеродистой стали.

  1. Натрий-целлюлоза (EXX10) : Электроды этого типа из целлюлозного материала в виде древесной муки или переработанные низколегированные электроды содержат до 30 процентов бумаги. Газовая защита содержит двуокись углерода и водород, которые являются восстановителями. Эти газы создают дугу копания, обеспечивающую глубокое проникновение. Наплавленный металл несколько шероховат, а уровень разбрызгивания выше, чем у других электродов. Он обеспечивает отличные механические свойства, особенно после старения. Это один из первых разработанных типов электродов, который широко используется для прокладки трубопроводов по пересеченной местности методом сварки с уклоном. Обычно используется с постоянным током с положительным электродом (обратная полярность).
  2. Целлюлозно-калиевый (EXX11) : Этот электрод очень похож на целлюлозно-натриевый электрод, за исключением того, что используется больше калия, чем натрия. Это обеспечивает ионизацию дуги и делает электрод пригодным для сварки переменным током. Действие дуги, проплавление и результаты сварки очень похожи. Как в электроды E6010, так и в электроды E6011 можно добавлять небольшое количество железного порошка. Это способствует стабилизации дуги и немного увеличивает скорость наплавки.
  3. Рутил-натрий (EXX12) : Когда содержание рутила или диоксида титана относительно велико по сравнению с другими компонентами, электрод будет особенно привлекательным для сварщика. Электроды с таким покрытием имеют тихую дугу, легко контролируемый шлак и низкий уровень разбрызгивания. Наплавленный наплав будет иметь гладкую поверхность, а проплавление будет меньше, чем при использовании целлюлозного электрода. Свойства металла сварного шва будут немного ниже, чем у целлюлозных типов. Этот тип электрода обеспечивает достаточно высокую скорость осаждения. Он имеет относительно низкое напряжение дуги и может использоваться с переменным или постоянным током с отрицательным электродом (прямая полярность).
  4. Рутил-калиевый (EXX13) : Это электродное покрытие очень похоже на рутил-натриевое покрытие, за исключением того, что калий используется для обеспечения дуговой ионизации. Это делает его более подходящим для сварки переменным током. Его также можно использовать с постоянным током любой полярности. Он производит очень тихую и плавную дугу.
  5. Железный рутиловый порошок (EXXX4) : Это покрытие очень похоже на рутиловые покрытия, упомянутые выше, за исключением того, что в него добавлен железный порошок. Если содержание железа составляет от 25 до 40 процентов, используется электрод EXX14. Если содержание железа составляет 50 процентов или более, используется электрод EXX24. Благодаря более низкому процентному содержанию железного порошка электрод можно использовать во всех положениях. Более высокий процент железа может использоваться только в плоском положении или для выполнения горизонтальных угловых швов. В обоих случаях скорость осаждения увеличивается в зависимости от количества железного порошка в покрытии.
  6. Низководородно-натриевые (EXXX5) : Покрытия, содержащие большое количество карбоната кальция или фторида кальция, называются электродами с низким содержанием водорода, известково-ферритным или основным типом электродов. В этом классе покрытий не используются целлюлоза, глины, асбест и другие минералы, содержащие связанную воду. Это необходимо для обеспечения минимально возможного содержания водорода в атмосфере дуги. Эти электродные покрытия запекаются при более высокой температуре. Семейство электродов с низким содержанием водорода имеет превосходные свойства металла сварного шва. Они обеспечивают самую высокую пластичность любого из месторождений. Эти электроды имеют среднюю дугу со средним или умеренным проплавлением. Они имеют среднюю скорость осаждения, но для достижения наилучших результатов требуются специальные методы сварки. Электроды с низким содержанием водорода должны храниться в контролируемых условиях. Этот тип обычно используется с постоянным током с положительным электродом (обратная полярность).
  7. Низководородно-калиевое (EXXX6) : Этот тип покрытия подобен низководородно-натриевому, за исключением того, что натрий заменен на калий для обеспечения дуговой ионизации. Этот электрод используется с переменным током и может использоваться с постоянным током, положительный электрод (обратная полярность). Дуга более плавная, но проплавление двух электродов одинаковое.
  8. Низководородно-калиевые (EXXX6) : Покрытия этого класса электродов аналогичны упомянутым выше типам с низким содержанием водорода. Однако в электрод добавляется железный порошок, и если его содержание превышает 35–40 процентов, электрод классифицируется как EXX18.
  9. Порошок железа с низким содержанием водорода (EXX28) : Этот электрод подобен EXX18, но содержит 50 или более процентов порошка железа в покрытии. Его можно использовать только при сварке в плоском положении или для выполнения горизонтальных угловых швов. Скорость осаждения выше, чем у EXX18. Покрытия с низким содержанием водорода используются для всех высоколегированных электродов. При добавлении определенных металлов в покрытия эти электроды становятся типами сплавов, где суффиксные буквы используются для обозначения состава металла сварного шва. Электроды для сварки нержавеющей стали также относятся к низководородному типу.
  10. Оксид железа-натрия (EXX20) : Покрытия с высоким содержанием оксида железа образуют наплавленный шов с большим количеством шлака. Это может быть трудно контролировать. Этот тип покрытия обеспечивает высокоскоростное нанесение и среднее проникновение с низким уровнем разбрызгивания. Полученный шов имеет очень гладкую поверхность. Электрод можно использовать только для сварки в плоском положении и для выполнения горизонтальных угловых швов. Электрод можно использовать с переменным током или постоянным током любой полярности.
  11. Железо-окисно-железный электрод (EXX27) : Этот тип электрода очень похож на железо-оксидно-натриевый, за исключением того, что он содержит 50 или более процентов железа. Увеличенное количество энергии железа значительно увеличивает скорость осаждения. Он может использоваться с переменным постоянным током любой полярности.

Существует много других типов покрытий, помимо упомянутых здесь, большинство из которых обычно представляют собой комбинации этих типов, но для специальных применений, таких как наплавка твердых сплавов, сварка чугуна и цветных металлов.

См. также : 6010 vs 6011 vs 6013 vs 7018 vs 7024

Хранение

Рисунок 5-32: Печь для сушки электродов

Электроды должны быть сухими. Влага разрушает желаемые характеристики покрытия и может вызвать чрезмерное разбрызгивание и привести к пористости и трещинам в зоне сварки. Электроды, подвергавшиеся воздействию влажного воздуха более двух или трех часов, должны быть высушены путем нагревания в подходящей печи (рис. 5-32) в течение двух часов при 500°F (260°C).

После высыхания их следует хранить во влагонепроницаемом контейнере. Изгиб электрода может привести к отслоению покрытия от жилы. Электроды не следует использовать, если жила оголена.

Электроды с суффиксом «R» в классификации AWS имеют более высокую влагостойкость.

Типы электродов

Неизолированные электроды

Неизолированные сварочные электроды изготавливаются из проволоки, состав которой требуется для конкретных применений.

Эти электроды не имеют других покрытий, кроме тех, которые требуются для волочения проволоки. Эти покрытия для волочения проволоки оказывают небольшое стабилизирующее действие на дугу, но в остальном не имеют никакого значения. Неизолированные электроды используются для сварки марганцевой стали и других целей, где электрод с покрытием не требуется или нежелателен. Схема переноса металла через дугу оголенного электрода показана на рис. 5-29.

Перенос расплавленного металла голым электродом

Электроды с легким покрытием

Электроды для сварки со светлым покрытием имеют определенный состав.

На поверхность нанесено легкое покрытие путем мытья, погружения, нанесения кистью, распылением, галтовкой или протиранием. Покрытия улучшают характеристики потока дуги. Они перечислены под серией E45 в системе идентификации электродов.

Покрытие обычно выполняет функции, описанные ниже:

  1. Растворяет или восстанавливает примеси, такие как оксиды, сера и фосфор.
  2. Он изменяет поверхностное натяжение расплавленного металла, так что шарики металла, покидающие конец электрода, становятся меньше и чаще. Это помогает сделать поток расплавленного металла более равномерным.
  3. Повышает стабильность дуги за счет введения материалов, легко ионизирующихся (т. е. превращающихся в мелкие частицы с электрическим зарядом) в поток дуги.
  4. Некоторые легкие покрытия могут образовывать шлак. Шлак довольно тонкий и не действует так же, как шлак типа экранированного дугового электрода.
Рисунок 5-30: Дуговое действие, полученное с помощью электрода с легким покрытием

Защитная дуга или электроды с толстым покрытием

Защитная дуга или сварочные электроды с толстым покрытием имеют определенный состав, на который нанесено покрытие погружением или экструзией.

Электроды выпускаются трех основных типов:

  • с целлюлозным покрытием
  • с минеральными покрытиями
  • те, чьи покрытия представляют собой комбинации минералов и целлюлозы

Целлюлозные покрытия состоят из растворимого хлопка или других форм целлюлозы с небольшим количеством калия, натрия или титана и, в некоторых случаях, с добавлением минералов.

Минеральные покрытия состоят из силиката натрия, оксидов металлов, глины и других неорганических веществ или их комбинаций.

Электроды с целлюлозным покрытием защищают расплавленный металл газовой зоной вокруг дуги и зоны сварки.

Электрод с минеральным покрытием образует шлаковый налет.

Электроды с защитной дугой или электроды с толстым покрытием используются для сварки сталей, чугуна и наплавки твердым сплавом. См. рисунок 5-31 ниже.

Рисунок 5-31: Действие дуги, полученное с помощью экранированного дугового электрода

Функции экранированной дуги или электродов с толстым покрытием

Эти сварочные электроды создают восстанавливающую газовую защиту вокруг дуги.

Предотвращает загрязнение металла сварного шва атмосферным кислородом или азотом.

Кислород легко соединяется с расплавленным металлом, удаляя легирующие элементы и вызывая пористость.

Азот вызывает хрупкость, низкую пластичность и, в некоторых случаях, низкую прочность и плохую коррозионную стойкость.

Они снижают содержание таких примесей, как оксиды, сера и фосфор, так что эти примеси не ухудшают качество наплавленного металла.

Они снабжают дугу веществами, повышающими ее стабильность. Это устраняет большие колебания напряжения, так что дуга может поддерживаться без чрезмерного разбрызгивания.

Уменьшая силу притяжения между расплавленным металлом и концом электродов или уменьшая поверхностное натяжение расплавленного металла, испарившееся и расплавленное покрытие заставляет расплавленный металл на конце электрода распадаться на мелкие, мелкие частицы.

Покрытия содержат силикаты, которые образуют шлак на расплавленном сварном шве и основном металле. Поскольку шлак затвердевает относительно медленно, он удерживает тепло и позволяет нижележащему металлу медленно охлаждаться и затвердевать. Это медленное затвердевание металла исключает попадание газов в сварной шов и позволяет твердым примесям всплывать на поверхность. Медленное охлаждение также оказывает эффект отжига на наплавленный металл.

Физические характеристики наплавленного металла изменяются за счет включения легирующих материалов в покрытие электрода. Флюсовое действие шлака также приводит к получению металла шва лучшего качества и позволяет проводить сварку на более высоких скоростях.

Вольфрамовые электроды

Неплавящиеся сварочные электроды для дуговой сварки вольфрамовым электродом (TIG) бывают трех типов: чистый вольфрам, вольфрам, содержащий 1 или 2 процента тория, и вольфрам, содержащий от 0,3 до 0,5 процента циркония.

Вольфрамовые электроды могут быть идентифицированы по типу окрашенными концевыми метками следующим образом.

  1. Зеленый – чистый вольфрам.
  2. Желтый – 1 процент тория.
  3. Красный – 2% тория.
  4. Коричневый – от 0,3 до 0,5 процента циркония.

Электроды из чистого вольфрама (99,5% вольфрама) обычно используются при менее критичных сварочных операциях, чем электроды из вольфрама, который является легированным. Этот тип электрода имеет относительно низкую токонесущую способность и низкую устойчивость к загрязнениям.

Торированные вольфрамовые электроды (1 или 2 процента тория) превосходят электроды из чистого вольфрама из-за их более высокого выхода электронов, лучшего зажигания дуги и стабильности дуги, высокой пропускной способности по току, более длительного срока службы и большей устойчивости к загрязнению.

Вольфрамовые сварочные электроды, содержащие от 0,3 до 0,5% циркония, обычно занимают промежуточное положение между чисто вольфрамовыми электродами и торированными вольфрамовыми электродами с точки зрения рабочих характеристик. Тем не менее, есть некоторые признаки лучшей производительности при определенных типах сварки с использованием переменного тока.

Более точное управление дугой может быть достигнуто, если электрод из вольфрамового сплава заточен до точки (см. рис. 5-33). Когда электроды не заземлены, они должны работать при максимальной плотности тока, чтобы получить достаточную стабильность дуги. Вольфрамовые электроды трудно обслуживать, если в качестве источника питания используется стандартное оборудование постоянного тока, а зажигание дуги от прикосновения является стандартной практикой. Сохранение формы электрода и уменьшение вольфрамовых включений в сварном шве лучше всего достигается путем наложения высокочастотного тока на обычный сварочный ток. Вольфрамовые электроды, легированные торием и цирконием, дольше сохраняют форму при использовании контактного пуска.

Рисунок 5-33: Правильный конус электрода в вольфрамовом электроде

Выступ сварочного электрода за пределы газовой камеры определяется типом свариваемого соединения. Например, удлинение газового колпачка на 1/8 дюйма (3,2 мм) может использоваться для стыковых соединений тонколистового материала, а удлинение примерно от 1/4 до 1/2 дюйма (от 6,4 до 12,7 мм) может потребоваться для некоторых угловых швов. Вольфрамовый электрод горелки должен быть слегка наклонен, а присадочный металл должен добавляться осторожно, чтобы избежать контакта с вольфрамом. Это предотвратит загрязнение электрода. Если загрязнение все же произошло, электрод необходимо снять, заново заточить и заменить в горелке.

Электроды для дуговой сварки постоянным током

При использовании определенного типа сварочного электрода необходимо следовать рекомендациям производителя. Как правило, экранированные дуговые электроды постоянного тока предназначены либо для обратной полярности (электрод положительный), либо для прямой полярности (отрицательный электрод), либо для обоих. Многие, но не все электроды постоянного тока можно использовать с переменным током. Постоянный ток предпочтителен для многих типов покрытых, цветных, неизолированных электродов и электродов из легированной стали. Рекомендации производителя также включают тип основного металла, для которого подходят данные электроды, поправки на плохую подгонку и другие особые условия.

В большинстве случаев электроды с прямой полярностью обеспечивают меньшее проплавление, чем электроды с обратной полярностью, и по этой причине обеспечивают более высокую скорость сварки. Хорошее проплавление может быть получено при использовании любого типа сварки при надлежащих условиях сварки и манипулировании дугой.

Электроды для дуговой сварки на переменном токе

Доступны электроды с покрытием, которые можно использовать как с постоянным, так и с переменным током. Переменный ток более предпочтителен при сварке в ограниченных зонах или при использовании высоких токов, необходимых для толстых профилей, поскольку он уменьшает дугу. Дуга дуги вызывает пузыри, шлаковые включения и непровар в сварном шве.

Переменный ток используется при сварке атомарным водородом и в тех процессах с угольной дугой, которые требуют двух угольных электродов. Это обеспечивает равномерную скорость сварки и расход электрода. В угольно-дуговых процессах, где используется один угольный электрод, рекомендуется постоянный ток прямой полярности, потому что электрод будет расходоваться с меньшей скоростью.

Дефекты электродов и их последствия

Если в покрытиях электродов присутствуют определенные элементы или оксиды, это повлияет на стабильность дуги. В неизолированных электродах состав и однородность проволоки являются важным фактором контроля стабильности дуги. Тонкие или толстые покрытия на электродах не могут полностью устранить последствия дефекта проволоки.

Алюминий или оксид алюминия (даже при наличии 0,01 процента), кремний, диоксид кремния и сульфат железа неустойчивы. Оксид железа, оксид марганца, оксид кальция и стабилизируют дугу.

Когда в электроде содержится более 0,04 процента фосфора или серы, они ухудшают состояние металла сварного шва, поскольку переносятся с электрода в расплавленный металл с очень небольшими потерями. Фосфор вызывает рост зерен, хрупкость и «хладноломкость» (т. е. хрупкость при температуре ниже красного каления) в сварном шве. Эти дефекты увеличиваются по мере увеличения содержания углерода в стали. Сера действует как шлак, нарушает прочность металла шва и вызывает «горячую коррозию» (т. е. хрупкость при температуре выше красного каления). Сера особенно вредна для неизолированных электродов из низкоуглеродистой стали с низким содержанием марганца. Марганец способствует образованию прочных сварных швов.

Если термическая обработка, учитывая проволочный сердечник электрода, неоднородна, электрод будет давать сварные швы хуже, чем сварные швы, полученные с электродом того же состава, который был должным образом термически обработан.

Скорость наплавки

Различные типы электродов имеют разную скорость наплавки из-за состава покрытия. Электроды, содержащие железный порошок в покрытии, имеют самые высокие скорости осаждения. В Соединенных Штатах доля железа в покрытии составляет от 10 до 50 процентов. Это основано на зависимости количества железного порошка в покрытии от веса покрытия. Это показано в формуле:

Эти проценты связаны с требованиями спецификаций Американского общества сварщиков (AWS). Европейский метод определения мощности железа основан на сравнении массы наплавленного металла с массой израсходованной проволоки с неизолированным сердечником. Это показано следующим образом:

Таким образом, если бы вес наплавки был в два раза больше веса жилы, это означало бы 200-процентную эффективность наплавки, даже если количество железного порошка в покрытии составляло лишь половину от общего депозита. 30-процентная формула мощности железа, используемая в Соединенных Штатах, обеспечивает эффективность осаждения от 100 до 110 процентов при использовании европейской формулы. Силовой электрод с 50-процентным содержанием железа, рассчитанный по стандартам Соединенных Штатов, будет давать КПД примерно 150 процентов, используя европейскую формулу.

Неплавящиеся электроды

Типы

Существует два типа неплавящихся сварочных электродов.

  1. Углеродный электрод представляет собой металлический электрод без наполнителя, используемый для дуговой сварки или резки, состоящий из угольно-графитового стержня, который может быть покрыт или не покрыт медью или другими покрытиями.
  2. Вольфрамовый электрод определяется как металлический электрод без наполнителя, используемый для дуговой сварки или резки, изготовленный в основном из вольфрама.

Угольные электроды

Американское общество сварщиков не предоставляет спецификаций для угольных сварочных электродов, но есть военная спецификация, №. MIL-E-17777C, озаглавленный «Электроды для резки и сварки углерод-графит без покрытия и с медным покрытием».

В данной спецификации представлена ​​система классификации, основанная на трех сортах: гладкий, без покрытия и с медным покрытием. Он предоставляет информацию о диаметре, информацию о длине и требования к допускам на размер, обеспечению качества, отбору проб и различным тестам. Области применения включают сварку угольной дугой, сварку двойной угольной дугой, углеродную резку, а также резку и строжку воздушной угольной дугой.

Стержневые электроды

Сварочные электроды различаются по:

  • Размер : общие размеры 1/16, 5/64, 3/32 (наиболее распространенные), 1/8, 3/16, 7/32, 1/4 и 5/16 дюймов. Стержневая проволока, используемая с электродами, должна быть уже, чем свариваемые материалы.
  • Материал : стержневые сварочные электроды изготавливаются из чугуна, высокоуглеродистой стали, мягкой стали, не содержащей железа (цветной) и специальных сплавов. )
  • Прочность : обозначается как предел прочности при растяжении. Каждый сварной шов должен быть прочнее свариваемого металла. Это означает, что материалы электрода также должны быть прочнее.
  • Положение сварки (горизонтальное, плоское и т. д.): для каждого положения сварки используются разные электроды.
  • Смесь железного порошка (до 60% во флюсе): железный порошок во флюсе увеличивает количество расплавленного металла, доступного для сварки (тепло превращает порошок в сталь).
  • Мягкая дуга Обозначение : для более тонких металлов или металлов, которые не имеют идеальной посадки или зазора.
Схема сварочного электрода SMAW

Как описано выше, существует много видов электродов. Вот самые популярные электроды для сварки электродами (SMAW):