Сварочные электроды. Из всех сварочных материалов покрытые электроды по объёму применения занимают ведущее место

 

Из всех сварочных материалов покрытые электроды по объёму применения занимают ведущее место. Ими сваривают свыше 2/3 изготавливаемых металлоконструкций. Такое положение объясняется простотой, большой маневренностью и универсальностью процесса сварки покрытыми электродами, а также высоким качеством выполненных швов.

Покрытый электрод – представляет собой металлический стержень, на поверхность которого методами окунания или опрессовки под давлением нанесено специальное покрытие.

Общие требования ко всем типам электродов:

1. Обеспечение устойчивого горения дуги.

2. Хорошее формирование шва.

3. Получение металла шва определенного химического состава и свойств без дефектов.

4. Спокойное и равномерное плавление электродного стержня и покрытия в процессе сварки.

5. Минимальные потери электродного металла от угара и разбрызгивания.

6. Высокая производительность сварки.

7. Легкая отделимость шлаковой корки с поверхности шва.

8. Достаточная прочность покрытия.

9. Сохранение физико-химических и технологических свойств электродов в течение определенного промежутка времени.

10. Минимальная токсичность при изготовлении и сварке.

Специальные требования к электродам:

1. Получение швов заданной формы (вогнутая поверхность швов, глубокий провар и др.);

2. Возможность сварки определенным способом (сварка опиранием, сварка вертикальных швов способом сверху вниз и др.);

3. Получение металла со специальными свойствами (повышенной прочности, износостойкости, коррозионной стойкости, жаропрочности, окалиностойкости).

Для удовлетворения всех этих требований в покрытия электродов вводят определенные вещества – шлакообразующие, газообразующие, раскислители, легирующие, стабилизирующие, связующие, а также применяют стержни различного химического состава.

Шлакообразующие составляющие – основная часть большинства покрытий. К ним относятся: полевой шпат, кремнезем, каолин, слюда, тальк, марганцевая руда (пиролюзит), гематит, мрамор, магнезит, плавиковый шпат (СаF₂) и др.

Эти составляющие покрытий при расплавлении образуют шлак, который защищает капли электродного металла и сварочную ванну от непосредственного контакта с газами окружающей среды (атмосферы).

Кроме того, титановая и марганцевая руды увеличивают скорость затвердевания шлака, что важно при сварке вертикальных и потолочных швов. Титановая руда также увеличивают скорость плавления электрода, что повышает производительность сварки.

Полевой шпат увеличивает устойчивость горения дуги, но при этом повышает жидкотекучесть шлаков.

Плавиковый шпат и двуокись титана, понижая вязкость и температуру плавления шлака, придают ему нужную скорость затвердевания. Однако плавиковый шпат, в тоже время, снижает устойчивость горения дуги, т.к. входящий в его состав фтор способен образовывать отрицательные ионы, наличие которых уменьшает величину заряда катодного пятна, вследствие чего для повторного зажигания дуги переменного тока требуется более высокое напряжение (т.е. CaF₂ повышает эффективный потенциал ионизации).

Газообразующие составляющие вводят в электродные покрытия в виде органических веществ (оксицеллюлозы, крахмала, древесной муки, декстрина) или в виде карбонатов (мрамора, мела, известняка, доломита, магнезита, сидерита). Органические составляющие покрытия и карбонаты при нагревании разлагаются, образуя газы, которые оттесняют воздух от дугового промежутка.

Раскислители – вводят в покрытие для раскисления металла сварочной ванны. Их вводят в состав покрытия в виде ферросплавов: ферромарганца, ферросилиция, ферротитана, ферромолибдена и др. Иногда в качестве раскислителей применяют алюминий и графит.