Зварювальним електродом називається стрижень із спеціального матеріалу, що володіє електропровідністю, його призначення - підведення струму до деталі, що зварюється. На сьогоднішній день існує понад двісті різноманітних марок електродів.
Зварювальні електроди групуються за такими критеріями:
- за призначенням (для наплавлення, зварювання кольорового металу, нержавіючої сталі та чавуну);
- за технологічною специфікою (зварювання проводиться у різних просторових положеннях, а також ванним способом та методом глибокого проплавлення);
- за типом, товщиною покриття;
- за хімічною структурою стрижня та покриття;
- за характером шлаку;
- за механічними якостями металу;
- за методом нанесення покриття (занурення або опресування).
Класифікація електродів за типом та товщиною покриття
Товщина електродного покриття вимірюється співвідношенням покритого діаметра електрода до діаметру стрижня (D/d). За цим критерієм розрізняють електроди з тонким, середнім, товстим та особливо товстим покриттям (позначаються М, С, Д, Г відповідно). Покриття електрода може бути основним (Б), кислим (А), целюлозним (Ц), рутиловим (Р), змішаним (позначається двома літерами) та іншими видами (П).
Основні електроди покриваються уоні-карбонатами та фтористими сполуками. Серед переваг цього типу виробів: шкідливі добавки та гази – у мінімальній кількості; виріб стійкий до появи тріщин, шов пластичний.
Кислі електроди, як випливає з назви, покриваються оксидами металів. Їхня вартість невисока, тому їх використання під час проведення масштабних робіт допоможе суттєво заощадити бюджетні кошти.
Целюлозні електроди у складі покриття мають понад 50% целюлози чи інших органічних сполук. Так само, як і кислі, вони мають низьку вартість.
Покриття рутилових електродів більш ніж на 50% складається із природного концентрату ТіО2. Такі вироби мають низку переваг:
- випари, з якими контактує зварювальник під час роботи, мають відносно низький рівень токсичності;
- пульверизація металу незначна;
- створюється якісний шов;
- шлак легко відходить.
Класифікація електродів залежно від матеріалу
Залежно від хімічної структури електропровідники поділяють на металеві та неметалеві. Марки можуть відрізнятися залежно від відсоткового вмісту в них вуглеводу, кремнію та фосфору. Металеві електроди виробляють із сталі, міді, вольфраму, бронзи, чавуну, латуні та ін. Їх поділяють на плавляться і неплавляться. Неметалічні електроди - що не плавляться, їх виробляють з вугілля та графіту.
Коли обмазки електродів розплавляються, утворюються шлаки, які бувають кислими і основними, це залежить від переважання кислотних або основних оксидів. Кислі шлаки зменшують рівень кисню у наплавленому металі шляхом дифузного розкислення. Основні шлаки, в яких у великій кількості містяться окиси кальцію, набули особливої популярності, оскільки вони можуть забезпечити отримання високоякісного наплавленого металу.
Важливі критерії для класифікування електродів - механічні особливості шовної та зварної сполуки, а саме: кут вигину, відносне подовження, тимчасовий опір розриву та ударна в'язкість. Як розшифрувати умовні позначення на виробі? Е (електрод), далі йдуть цифри, які розкажуть про мінімальний тимчасовий опір розриву металу шва або зварного з'єднання (кгс/мм2).
Загальні вимоги при зварюванні електродів
Ось загальні вимоги при зварюванні для різних видів електродів:
- Дуга має стабільно горіти; шов має сформуватися якісно.
- Отриманий метал зварного шва повинен збігатися із заданим хімічним складом.
- Електродний стрижень та покриття необхідно розплавляти розмірено та рівномірно.
- Продуктивність зварювання має бути високою, розбризкування електродного металу – мінімальним.
- Покриття обов'язково повинні бути міцними, а шлак легко відокремлюватися від поверхні.
- У певний часовий відрізок фізико-хімічні, а також технологічні властивості електродів обов'язково повинні зберігатись.
- Мінімальний рівень токсичності під час виготовлення та зварювання.
Щоб процес зварювання був швидким і якісним, нам необхідний водень, покриття електрода служить його головним джерелом. Під час нагрівання та плавлення зварювального електрода карбонати та інші хімічні сполуки розкладаються. Підвищена кількість органічних речовин у складі виробу та його покриття призводить до збільшення вмісту Гідрогену у металі зварювального шва.