Назначение и основные характеристики электрода

Электрод – это важный элемент в процессе электродуговой сварки, подводящий к объекту сварки электроток. В настоящее время существует большое количество различных марок и разновидностей сварочных электродов с собственной узкой специализацией.

Условия, которым должны соответствовать электроды:

• Электроды должны подавать равномерную дугу горения, обеспечивать формирование качественного, ровного шва;

• У металла в получаемом шве должен иметься строго определенный химический состав;

• Высокая производительность сварки, минимальное разбрызгивание металла;

• Равномерное плавление внутреннего стержня электрода, его покрытия;

• Шлак, получаемый при сварке, должен легко отделяться;

• Сохранение физических, химических, технологических характеристик в течение определенного периода;

• Минимальная токсичность во время производства и осуществления сварочных работ.

Устройство электродов

Для производства электродов используют токопроводящую сварочную проволоку либо металлические стержни. Состав материала, использованного для изготовления электродов, определяет их качество. Электроды, состоящие, исключительно, из металлической проволоки (стержня) называются непокрытыми. Покрытым называется электрод, на стержень которого нанесен особый состав, повышающий качество сварки. Покрытие бывает следующих типов: основное, кислое, целлюлозное, рутиловое, смешанное. Соответственно назначению, покрытие может быть ионизирующим (электроды тонкопокрытые) либо защитным (электроды толстопокрытые). Использование электродов, снабженных защитным покрытием, обеспечивает лучшее качество сварки, нежели применение элементов с ионизирующим покрытием, поскольку последнее не способно защитить образуемой шов от окисления, а также от азотирования.

Каким образом тип покрытия электродов связан со сварочно-технологическими характеристиками этих элементов? Производительность электросварки, возможность ее выполнения в любом положении в пространстве, склонность к порообразованию, требуемый сварочный ток, а иногда и склонность к возникновению в сварном шве трещин, а также содержание водорода в полученном в результате сварки металле – все вышеперечисленные факторы непосредственным образом зависят от вида покрытия сварочных электродов.

В составе кислого покрытия присутствуют оксиды железа, марганец и кремний. Электроды, снабженные кислым покрытием, по свойствам металла шва, а также сварного соединения представляют собой разновидности Э42 и Э38. При применении для сварки электродов, имеющих кислое покрытие, металлов, на поверхности которых присутствует окалина или ржавчина, не образуются поры. Для таких электродов можно использовать постоянный либо переменный сварочный ток. Недостатком использования электродов, снабженных кислым покрытием, является повышенная склонность к образованию горячих трещин в металле шва. 

Основное покрытие электродов (электроды УОНИИ-13, ДСК-50) состоит из карбонатов, а также фтористых соединений. Металл, наплавленный такими электродами, имеет химический состав, идентичный химическому составу спокойной стали. Благодаря невысокому содержанию включений неметаллов, вредных примесей и газов обеспечивается высокая ударная вязкость металла шва (при пониженной и нормальной температуре), а также высокая пластичность металла, его повышенная устойчивость к возникновению горячих трещин. Электроды, снабженные основным покрытием, по своим характеристикам относятся к разновидностям Э50А и Э60, Э42А и Э46А. Но при этом электроды, снабженные основным покрытием, имеют и ряд недостатков. При удлинении дуги и увлажнении покрытия использование таких электродов способно привести к повышению чувствительности к порообразованию в шовном металле. Сварку такими электродами выполняют под постоянным электротоком с обратной полярностью. Перед началом работ эти электроды необходимо прокалить при температуре в 250-420 градусов Цельсия. 

Электроды, снабженные рутиловым покрытием (электроды МР-3, АНО-3, АНО-4, ОЗС-4) по некоторым своим технологическим свойствам превосходят другие типы электродов. Горение дуги рутиловых электродов при сварке переменным током характеризуется высокой мощностью и стабильностью. Процесс такой сварки отличается минимальным разбрызгиванием металла, формированием качественного шва, легким отделением корки из шлаков. Такие негативные факторы, как сварки по окисленной поверхности, сварка покрытого ржавчиной или влажного металла, изменение длины дуги слабо влияют на порообразование таких электродов. Но у образуемого ими металла имеются и негативные качества – пониженная пластичность, низкая ударная вязкость, которые вызываются присутствием вкраплений оксида кремния. 

Целлюлозное покрытие электродов представлено большим количеством различных органических компонентов (до пятидесяти процентов). Металл, наплавленный ими, по своему химическому составу идентичен полуспокойной либо спокойной стали. Электроды, снабженные целлюлозным покрытием, по своим свойствам относятся к разновидностям Э42, Э50, Э46. Односторонняя сварка, выполняемая на весу такими электродами, обеспечивает получение равномерно обратного валика шва. Но шовный металл, образованный при сварке такими электродами, характеризуется высоким содержанием водорода, что, безусловно, является существенным недостатком.