Типы электродов для ручной дуговой сварки

Типы электродов для ручной дуговой сварки

В качестве присадочного материала для осуществления ручной дуговой (MMA) сварки используют штучный (плавящийся) электрод. Конструктивно он состоит из металлического стержня с покрытием определенного типа. Под действием проходящего через него сварочного тока электрод плавится, постепенно переходя по капле в сварочную ванну, а после кристаллизации образует наплавленный металл или сварочный шов.

Стержень электрода изготовлен из сплава различных металлов, сходного по составу с материалом соединяемых изделий. Что касается покрытия, то оно обеспечивает необходимые условия для ведения сварочного процесса – устойчивое горение дуги, защиту сварочного шва до момента кристаллизации, а также придание ему необходимых свойств после остывания.

С этой целью в покрытие включают компоненты, выполняющие одну или сразу несколько функций:

• Газообразующие – крахмал, мука, декстрин, мрамор, магнезит и т. п. Сгорая, они создают газообразную защитную среду, предупреждающую контакт расплава с атмосферными газами.
• Шлакообразующие – руды (марганца, титана и т. д) и минералы (кремнезем, гранит, мрамор), образующие шлаковое покрытие, предупреждающее контакт кристаллизующегося металла с кислородом и азотом.
• Легирующие – марганец, хром, титан, вольфрам, молибден, ванадий и т. п. Данные элементы придают сварочному шву дополнительную механическую прочность, коррозийную устойчивость и стойкость к температурным воздействиям.
• Стабилизирующие – калий, натрий, кальций или содержащие их вещества (сода, мел, полевой шпат), имеющие небольшой потенциал ионизации. Именно они способствуют стабильной дуге.
• Связующие (склеивающие) – растворы силикатов калия и натрия (калиевое и натриевое стекло). Они отвечают за прочное соединение остальных составляющих в единую массу и их сцепление со стержнем.
• Формующие – бентонит, каолин, слюда и иные пластификаторы придают покрытию электрода пластичность, облегчающую формирование изделия правильной формы при производстве.

Классификация электродов по типу покрытия

Электроды с кислым покрытием. Главными компонентами в данном случае выступают вещества на основе оксидов металлов (железа, кремния и марганца). Основной особенностью является высокое содержание связанного кислорода, выделяющегося при расплавлении покрытия, по этой причине в состав также включают раскисляющие добавки на основе марганца и кремния, нивелирующие данный недостаток.

Плюсы:

• возможность использования на любом токе и в любых положениях
• отличная стабильность дуги
• высокая производительность
• возможность сваривания изделий, покрытых ржавчиной и окалиной

Минусы:

• повышенный риск появления горячих трещин
• выделение вредных для человека газообразных примесей

Основная сфера применения: получение неответственных соединений конструкций из сталей с низким содержанием углерода.

Обозначение по ГОСТ и по ISO – «А»

Электроды с основным покрытием. Основным компонентом покрытия является соединение кальция и фтора – плавиковый шпат. В состав входят соединения кальция и магния и ферритные сплавы, а иногда также – калиевое стекло, поташ и прочие активные стабилизаторы. Кальций обеспечивает вывод из наплавленного металла серы и фосфора, фтор способствует стабильности дуги, а выделяющаяся углекислота препятствует контакту расплава с атмосферой. Для хорошего качества шва рекомендуется производить тщательную очистку кромки от окислов, жира, влаги, окалины и ржавчины, а сварку вести постоянным током обратной полярности на максимально укороченной дуге.

Плюсы:

• отличная пластичность шва
• небольшой риск образования трещин в процессе кристаллизации
• сохранение свойств соединения при отрицательной температуре

Минусы:

• склонность к порообразованию при грязных кромках
• низкая стабильность горения дуги

Основная сфера применения: соединение изделий из высоколегированных и углеродистых сталей, для которых характерны знакопеременные нагрузки, а также конструкционных, термостойких и нержавеющих сталей,

Обозначение ГОСТ – «Б», по ISO – «B»

Электроды с рутиловым покрытием. Базовым компонентом покрытия является концентрат, изготовленный на основе природного минерала рутила, наполовину состоящего из диоксида титана. Также в состав входят карбонаты кальция (мрамор, тальк, мусковит) и сплавы железа. Рутиловыми электродами можно производить сварку в различных положениях любым типом тока.

Плюсы:

• стабильная и мощная дуга любой длины
• экономичность из-за незначительного количества брызг
• отличное качество шва
• низкая вероятность порообразования при сварке грязных кромок
• незначительное выделение токсичных газов

Минусы:

• низкая пластичность, ударная вязкость и жаропрочность шва
• риск образования горячих трещин
• неустойчивость шва к некоторым агрессивным средам

Сфера применения: сварка высокоответственных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, не подвергающихся высоко- и низкотемпературным воздействиям.

Обозначение по ГОСТ – «Р», по ISO – «R»

Электроды с целлюлозным покрытием. Основу покрытия в данном случае составляют целлюлоза, мука, крахмал и иные аналогичные органические соединения, образующие газовую защитную среду. Шлаковая защита обеспечивается рутиловым концентратом и карбонатами. Особенностью этих электродов является небольшое образование шлака при значительном количестве защищающего расплав газа. Целлюлозные электроды позволяют формировать шов в различных пространственных положениях и подходят для сварки любым типом тока.

Плюсы:

• отличный провар корня шва
• возможность применения в труднодоступных местах
• небольшое количество шлака

Минусы:

• значительное количество брызг
• повышенное содержание водорода в шве

Сфера применения: сварка труднодоступных соединений, например, стыков труб.

Обозначение по ГОСТ – «Ц», по ISO – «C».