выбор электродов

Электрод - это металлический стержень, предназначенный к подведению тока к месту сварки и образования электрической дуги.

Для сварки ММА применяют штучные электроды с различными покрытиями. В сварке TIG используются неплавящиеся электроды, а в полуавтоматической сварке методом MIG-MAG плавящийся непрерывный электрод (сварочная проволока).

Штучный покрытый электрод представляет собой прут длиной 300-450 мм, имеющий металлический стержень и покрытие разного химического состава. С одного края расположен контактный торец, используемый для зажигания дуги, с другого находится лишенный обмазки участок стержня длиной 25-30 мм для возможности крепления электрода в электрододержателе. Нанесение обмазки проводится методом прессовки или окунания. Покрытые электроды имеют разветвленную классификацию:

По назначению:

• для легированных конструкционных сталей (Л);
• для легированных теплоустойчивых сталей (Т);
• для низколегированных и углеродистых сталей (У);
• для высоколегированных сталей (В);
• для поверхностной наплавки (Н);

По допустимости расположения в пространстве:

• все положения (1);
• все положения, кроме вертикальное сверху вниз (2);
• вертикальное снизу вверх, горизонтальное по вертикали, нижнее (3);
• нижнее, нижнее в лодочку (4).

Цифровые и буквенные обозначения указываются на электродной упаковке.

По толщине покрытия (характеризуется отношением диаметра всего электрода D к диаметру только его металлического сердечника d):

• особо толстое (Г, D/d > 1,8);
• толстое (Д, D/d < 1,8);
• среднее (С, D/d < 1,45);
• тонкое (М, D/d < 1,2).

По типу покрытия:

Разделение по типу покрытия для электродов является основным. Потому требует более подробного рассмотрения.

• Кислое покрытие. Электроды с кислым покрытием характеризуются наличием в своем химическом составе ферромарганца, оксидов алюминия и кремния. Декстрин и крахмал в таких покрытиях обеспечивают газовую защиту. 
  Они имеют широкое применение при работе с металлом, пораженным коррозией, с поверхностями, загрязненными ржавчиной, исключая пористость получаемого шовного соединения. 
  Кислые компоненты обеспечивают эффективную дегазацию металла сварной ванны, но не способны очищать его от фосфора и создают избыток кислорода. Шов от такого электрода становится насыщен кислородом, зачастую имеет неметаллические включения, что обуславливает его низкую ударную вязкость (до 12 кгс-м/см2), сниженную устойчивость к образованию горячих и кристаллизационных трещин. 
  Недоступно их применение для легирования элементами, обладающими сродством к кислороду в виду высокой окислительной способности.
  Электроды с кислым покрытием пригодны для сварки длинной дугой с переменным и постоянным током в любых пространственных положениях, но испаряемые при этом газы обладают высокой токсичностью из-за большой концентрации марганца.
• Основное покрытие (низководородное) электродов содержит ферросплавы, плавиковый шпат (соединение фтора и кальция), мел, мрамор (карбонат кальция). Большая концентрация карбонатов вызывает при разрушении обмазки выделение защитного углекислого газа. 
  В основном электроды с таким покрытием применяются для сварки постоянным током обратной полярности. При наличии в покрытии жидкого стекла, поташа и подобных им компонентов становится доступным их использование и с переменным током. Сварка основными электродами проводится короткой дугой во всех пространственных положениях, требует основательной очистки свариваемых поверхностей от ржавчины, влаги и жировой пленки. 
  Металл сварного шва характеризуется низкой концентрацией кислорода, очень высокой ударной устойчивостью (25кгс-м/см2), не склонен к образованию горячих и кристаллизационных трещин, резистентен к процессам старения и вариационным температурным воздействиям. Обладая низкой окислительной способностью, компоненты этого покрытия аккумулируют в шлак серу и фосфор из металла сварной ванны, обеспечивая его чистоту и эластичность, а добавка марганца и кремния придает шву прочность и устойчивость. Пористость металла шва возрастает, если варить длинной дугой, использовать электроды с толстым слоем обмазки или не достаточно тщательно очистить поверхность от ржавчины, влаги и жира.
  Так же наличие соединений фтора снижает стабильность электрической дуги в связи с его способностью уменьшения ионизации.
  Электроды с основным покрытием крайне чувствительны к повышенной влажности, потому для качественного сварного соединения необходимо их предварительное прокаливание и сушка даже после непродолжительных периодов хранения.
  Исходя из вышеперечисленных свойств электродов с основным покрытием, главное их назначение - это сварка ответственных швов различных металлоконструкций, высоколегированных, низколегированных и углеродистых сталей, работа при низких атмосферных температурах, с металлами большой толщины, имеющими повышенную концентрацию фосфора и серы.
• Целлюлозное покрытие. Такая обмазка имеет в своем составе до 50 % органических составляющих, чаще всего оксицеллюлозу, а так же рутил, марганец и другие неорганические компоненты. Характеризуется малым шлакообразованием и высокой концентрацией защитного газа. Электроды с целлюлозным покрытием применяются для сварки на постоянном и переменном токе во всех пространственных положениях, не требуют предварительной обработки свариваемых поверхностей, дают возможность выполнять вертикальный шов в направлении сверху вниз. Использование электродов с таким покрытием вызывает высокое насыщение водородом металла шва, что негативно сказывается на качестве соединения.
• Рутиловое покрытие. В рутиловых покрытиях основу составляет минерал рутил (двуокись титана), полевой шпат, каолин, мрамор, магнезит и другие минеральные и органические компоненты. Газовая защита сварной ванны обеспечивается разрушением карбонатов и органических составляющих. 
  Рутиловые электроды практически по всем параметрам превосходят кислые и основные.
  Состав данного покрытия обеспечивает минимальное порообразование при сварке неподготовленных поверхностей (ржавчина, жир) дугой любой длины. Металл шва более устойчив к образованию горячих трещин, чем при применении кислых покрытий и кристаллизационных трещин, чем при использовании основных покрытий. 
  Рутиловые электроды создают стабильную дугу, в процессе плавления выделяют малотоксичные газовые соединения, положительно проявляют себя при сварке в вертикальном и потолочном пространственном положении, образуют легко удаляемый шлаковый слой, обеспечивают минимальное разбрызгивание металла, склонны к более легкому, чем аналоги, поджиганию. Они обеспечивают самое высокое сопротивление усталости металлического шва при угловых соединениях в конструкциях подверженным высоким нагрузкам. 
  Концентрация железа в рутиловом покрытии и его толщина определяют степень производительности и возможность выполнения сварного соединения в том или ином пространственном положении. 
  Смешанные типы покрытий представляют собой различные варианты совмещения рутиловой и других видов обмазок. Это позволяет усилить их положительные свойства, снизить негативное воздействие на металл сварного шва и комбинировать в вариациях химического состава.
• Неплавящийся электрод. Такие электроды изготавливаются из токопроводящих тугоплавких материалов: вольфрам, графит, гафний, цирконий. Применяются они для сварки в среде защитных инертных газов. Выбор электрода должен соответствовать типу применяемого газа. Например, вольфрамовые и графитовые используются с гелием, аргоном и их смесями, а содержащие гафний и цирконий - с азотом. Электроды различаются диаметром (0.8-6 мм) и углом заточки.

Электродная проволока

Это вид находит основное применение при дуговой полуавтоматической сварке непрерывным электродом в среде защитного инертного или активного газа. Мерой измерения количества проволоки является вес проволочной бобины. Диаметр сечения варьируется от 0,4 до 6 мм.

Выбор того или иного типа будет зависеть от условий сварки и вида свариваемого металла, а так же от того, какие свойства мы хотим придать металлу сварного шва. Различают проволоки:

• стальная,
• алюминиевая,
• омедненная,
• порошковая.

Сплошная имеет однородный состав, применяется, когда защита сварочной ванны осуществляется с помощью инертного или активного газа. Порошковая электродная проволока обладает порошковым сердечником с разными химическими компонентами. При ее плавлении происходит разрушение мелкодисперсных сердцевинных составляющих, что приводит к возникновению вокруг сварной ванны защитного газового облака и образованию шлакового слоя. Так же химические компоненты попадают в состав расплавленного металла, и их различные вариации позволяют получать сварное соединение с нужными свойствами. Исходя из этого, все элементы сердечника делят на раскислители, шлакообразующие, газообразующие, легирующие, стабилизирующие и специальные. Различают пять видов состава сердечника:

• рутиловый,
• флюоритный,
• рутил-флюоритный,
• карбонат-флюоритный,
• рутил-органический.

Выбор вида порошковой проволоки зависит от типа свариваемого металла. При ее применении отпадает необходимость в установке тяжелых, габаритных и взрывоопасных газовых баллонов. Такая проволока позволяет проводить соединение деталей на открытом воздухе при наличии ветра без ущерба для сварного сцепления. В результате ее использования металл шва имеет высокое качество, а сам сварочный процесс отличается внушительной производительностью.

При сварке неплавящимся электродом сплошная проволока может применяться в качестве присадки. Наполнение присадочным металлом сварной ванны необходимо при зазоре между свариваемыми деталями более 3 мм. Подача проволоки может проводиться автоматически или вручную.

Автоматическая подача проволоки обеспечивается работой подающего блока. Он может быть встроенным в сам сварочный аппарат, выносным (мобильным) или располагаться непосредственно на горелке. По типу подачи различают тянущий механизм, толкающий и тянуще-толкающий. В зависимости от количества роликов бывают двухроликовые и четырехроликовые подающие блоки. Ролики отличаются размером, наличием или отсутствием продольных и их размером. Выбор нужного ролика зависит от типа используемой проволоки.

Прочие расходные материалы

К этой группе можно отнести сопла для горелок, диффузоры, направляющие для подачи проволоки, контактные наконечники, защитные колпаки, дистанционные кольца, заклепки, шпильки, крючки и волнистую проволоку для рихтовки. Большинство из них имеют большой амортизационный запас и требуют редкой замены.