Сварочные электроды — это стержни из металла или других материалов, которые под воздействием сильного электрического тока расплавляют или сплавляют поверхность заготовки, образуя расплавленный сварной шов. Электроды делятся на различные марки в зависимости от вида работ, для которых они используются. В настоящее время насчитывается более 200 брендов.
Виды электродов
Все разновидности электродов для сварки разделяют на две группы:
- Металлический.
- Неметаллические.
Неметаллические
Они изготавливаются из углерода или графита. Они не плавятся и эффективно пропускают электричество, при этом нагреваясь, но больше всего нагреваются поверхности, к которым они прикасаются. В результате металл плавится, приобретает текучесть и заполняет шов. Возникает физический процесс диффузии, благодаря которому молекулы двух заготовок смешиваются друг с другом и образуют надежное соединение.
Металлические
Такие электроды для сварки также бывают неплавящимися и плавящимися.
Неплавящиеся металлические электроды бывают четырех видов:
- Вольфрам.
- Торид.
- Лантанид.
- Подтверждено.
Плавящийся подвид металлических электродов выпускается в 2 формах:
- Покрытие.
- Без покрытия.
Покрытые имеют специальное покрытие на стержне, которое при нагревании выделяет газ, предотвращающий окисление текучего металла. Сердечник изготавливается из того же металла, что и свариваемая деталь. Это может быть сталь, чугун, алюминий, медный бериллий и т.д. Алюминиевые электроды нельзя сваривать со сталью, как и железные электроды нельзя сваривать с медью. Материал должен быть на 100% квалифицированным.
Электроды без покрытия представляют собой длинную проволоку и используются в сварочных полуавтоматах. Это оборудование обеспечивает приток воздуха к проволоке, поэтому она находится в благоприятной среде, предотвращающей окисление в процессе плавки. Углекислый газ обычно используется для сварки черных металлов.
Существует более 200 различных марок электродов, так как существует множество различных марок стали со специальными конструкциями. Для того чтобы стержень плавленого электрода эффективно зажимался на соединяемой детали, он должен быть идеально подобран к контактируемому материалу. Если используется другая конструкция стержня, соединение становится ненадежным. При приложении достаточного давления сварной шов отрывается. Это особенно заметно при сварке чугуна. Если использовать обычные стальные электроды, то они просто не соединят детали при плавлении.
Существуют различные марки электродов для каждого типа стали. Это может быть любой металл — жаропрочный, легированный, конструкционный, низколегированный, нержавеющая сталь и другие виды стали.
Покрытые электроды для сварки дугового типа
Электроды для дуговой сварки являются наиболее распространенными, поскольку они подходят для наиболее широко используемого сварочного оборудования. Они используются в промышленных и бытовых целях. Почти все металлические конструкции в строительстве свариваются с помощью этого типа оборудования. Инверторы и другие виды сварочных аппаратов, которые работают с этими электродами, продаются на полках магазинов.
Эти сварочные стержни представляют собой плавящиеся металлические стержни с защитным покрытием. Их сердцевина изготовлена из свариваемого металла. Фактически конструкция этих электродов состоит из металлического стержня, выполненного в виде длинного прута, покрытого почти по всему периметру, за исключением небольшого хвостика. Хвост без покрытия используется для крепления к держателю сварочного аппарата, поскольку покрытие является непроводящим и его наличие не создает контакта. Рабочей частью электрода является наконечник, который также не имеет покрытия. Когда он вступает в контакт со свариваемой деталью, соединение нагревается, электрод плавится, а покрытие выделяет газ, который препятствует окислению.
Электрод для дуговой сварки различается не только по металлу стержня, но и по диаметру (в миллиметрах). Чем тоньше стержень, тем быстрее он плавится. Если вам необходимо сваривать заготовки с толстым корпусом, необходимо выбрать электрод с большим диаметром. Стоит отметить, что возможности применения зависят от классификации сварочного аппарата. При использовании электрода большого диаметра возникает высокая нагрузка, которая может привести к перегоранию слабого оборудования.
Для обеспечения надежной сварки с применением подобных электродов важно, чтобы прогревался не только стержень для плавки, но и заготовка. Это обеспечивает надежное смешивание жидкого металла на молекулярном уровне. Если для толстых заготовок использовать тонкий стержень, поверхность останется холодной, в то время как электрод уже течет. В результате после остывания такое соединение можно отломить голыми руками. Если применять толстый электрод на тонкостенном листовом металле, то свариваемая поверхность просто будет прогорать насквозь и шов не получиться. Таким образом, электроды для сварки подбираются индивидуально.
Стоит отметить, что срок годности таких электродов ограничен, так как покрытие со временем теряет свои свойства, а при плавлении не образуются газовые облака, препятствующие окислению. Покрытые электроды следует хранить в сухом месте. Если они вступают в контакт с избыточной влагой, покрытие становится влажным. В результате ухудшается производительность. Когда стержни нагреваются, влага из покрытия быстро испаряется, что приводит к быстрому расширению. В результате при сварке мокрыми электродами мелкие капли расплавленного металла начинают разлетаться в стороны, что небезопасно. Кроме того, невозможно получить надежную и красивую сварку. Если электроды не слишком влажные, их можно положить в теплое место или высушить на солнце. Иногда, даже после высыхания, они не полностью восстанавливают свои прежние свойства.
С помощью этих электродов можно получить очень надежные паяные соединения, но есть и определенные недостатки. Основным недостатком является то, что обугленный конец электрода необходимо периодически удалять из электрододержателя и вставлять новый электродный стержень. В зависимости от техники сварки это делается каждые 1-2 минуты. Толщина внутреннего сердечника также влияет на частоту замены. Хвост, вынутый из держателя, всегда горячий, поэтому вытащить его можно только плоскогубцами.
Сварная проволока для полуавтоматов
Электрод из сварочной проволоки — это тонкая проволока, намотанная на катушку с проволокой. Он может весить 0,5, 1 или 2 кг. Иногда продаются катушки еще большего размера, но они подходят не для всех сварочных аппаратов. Проволока используется для сварки на полуавтоматическом и автоматическом оборудовании. Обычно он не имеет никакого покрытия, кроме полимера для предотвращения коррозии. Иногда поверхность проволоки покрывается бронзой, медью или алюминием для предотвращения ржавления. Цветной металл очень тонкий, поэтому он не влияет на эффективность сварочных работ.
Сварочный полуавтомат подает проволоку в гильзу с помощью потока углекислого газа. При контакте со свариваемой поверхностью кончик проволоки нагревается и плавится. Поскольку в этот момент углекислый газ вытесняет весь воздух, окисления не происходит. Если отключить подачу газа, расплавленный металл начинает кипеть, что приводит к пористому сварному шву, а сама проволока постоянно горит.
Производство порошковой проволоки началось совсем недавно. Он имеет тонкое порошковое покрытие, аналогичное покрытию электродов для дуговой сварки. Этот ассортимент продукции более дорогой, но и у него есть свои преимущества. Его можно использовать для классической полуавтоматической сварки, обычно работающей с CO2, но можно и без него. При использовании этой проволоки нет необходимости заправлять цилиндры или транспортировать их с помощью полуавтоматических машин.
Принцип работы неплавящихся электродов и сфера их применения
Сплошные сварочные электроды используются, когда необходимо спаять две или более заготовок путем расплавления соответствующих металлов. Как правило, для этой цели используются графитовые стержни. Этот электрод обычно используется при фиксации витых соединений в кабелях. Это достигается касанием скрутки, после чего металлическая поверхность в месте соединения начинает мгновенно нагреваться. В результате медь или алюминий быстро расплавятся, а образовавшиеся капли с разными сердцевинами сплавятся друг с другом. Тогда ток будет проходить через паяное соединение без риска окисления и потери контакта. Это гораздо надежнее, чем обычные многожильные провода или даже использование специализированных клемм.
В отличие от обычных плавящихся электродов, неплавящиеся электроды вряд ли можно назвать расходными материалами. Дело в том, что после использования они остаются практически идентичными. Происходит лишь незначительная потеря длины. Поэтому использование таких электродов более экономично. Эти стержни обычно используются для соединения металлов с высокой степенью текучести, которые характеризуются низкой степенью окисления в процессе эксплуатации. В основном это алюминий, медь, бронза и латунь.
