Як правильно обирати зварювальні електроди

Компактні металеві, іноді неметалеві, стрижні, виготовлені з електропровідних матеріалів, — це зварювальні електроди. Вони виготовляються з обмазувальним покриттям або без нього. Під час використання створюють дугу між наконечником і поверхнею, що з’єднується. У процесі зварювання наконечник тримають так, щоб він не залипав і зберігався зазор для підтримання дуги.

Зварювальний електрод забезпечує подачу струму до матеріалу, що обробляється. Він безпосередньо впливає на якість отриманого шва. Запобігає впливу газів на зварювальну ванну, дає змогу отримати покриття з необхідними характеристиками. Склад залежить від процентного співвідношення фосфору, вуглецю, кремнію. Під час вибору звертають увагу на різноманітні характеристики та маркування.

Основні характеристики

Зварювальний електрод являє собою витратний матеріал. Виробники випускають ці вироби в широкому асортименті. Перед придбанням звертають увагу на властивості кожної конкретної моделі. Так, велике значення мають діаметр самого стрижня, товщина зварюваних частин і сила струму під час роботи. Перший показник коливається в діапазоні від 2,5 до 5–6 мм. Товщина поверхонь — від 2 до 13 мм, сила струму — від 65–80 до 210–240 А.

Відповідний параметр залежить від металу, що зварюється. Із найтовстішими поверхнями впораються лише вироби від 4 мм. Заздалегідь необхідно визначити і марку матеріалу, що обробляється. Також визначають положення в просторі під час виконання операції. Розглядаючи характеристики електродів, цікавляться і типом присадного матеріалу. Існують моделі з покриттям різної товщини або без нього. Це легко визначити за маркуванням.

Одним із визначальних параметрів також є сила струму. Занадто мала призводить до залипання наконечника. За високих показників горіння відбувається добре, але зростає ймовірність пошкодити поверхню. Під час розрахунку керуються простою формулою — на кожен 1 мм діаметра потрібно 30–40 ампер. Якщо потрібно сформувати вертикальний шов, силу струму зменшують на 15 %.

Для різних типів металу

Характеристики матеріалу, що обробляється, мають велике значення під час вибору. Усі види електродів мають конкретне призначення та застосовуються за різних положень зварювання. Завдяки їм оператору значно простіше та зручніше працювати з апаратом. Використання витратних матеріалів зменшує витрати матеріалу, дає змогу отримувати якісні з’єднання. За призначенням випускаються електроди для:

• нержавіючої сталі. Цей матеріал відрізняється високим електричним опором і низькою електричною провідністю. Щоб уникнути заповнення розплавленої частини газоподібним азотом, потрібно витримувати мінімальну довжину дуги;
• чавуну. Він буває ковким і сірим. Для обох варіантів випускаються окремі різновиди, які відрізняються за характеристиками;
• сплавів і міді. У процесі важливо, щоб на їхній поверхні не з’являлися пори. Для цього знадобляться прожарені витратні матеріали. Перед розплавленням кромки добре й ретельно зачищають до блиску;
• алюмінію. Оскільки на поверхні присутня оксидна плівка, її спочатку потрібно розігріти до 2000 градусів. Однорідний шов створюється погано через процес окислення в кисневому середовищі. Для алюмінію знадобляться витратні матеріали з маркуванням УАНА, ОЗАНА, ОЗА.

Для середньовуглецевих і легованих сталей також використовують окремі типи. Випускаються спеціальні електроди, якими обробляють теплостійкі, високоміцні матеріали. Для середньовуглецевої сировини використовують моделі, які зменшують імовірність появи загартованої структури.

Призначення та класифікація

Електроди поділяють на види за матеріалом виготовлення та плавкістю. Під час виробництва використовують графіт, вольфрам, чавун, сталь, мідь, бронзу, алюміній. Плавкі моделі перетворюються на зварний шов. Неплавкі застосовують для дугового зварювання та різання, при цьому заповнення ванни відбувається за рахунок розплавлених поверхонь. Класифікація електродів за призначенням передбачає наявність моделей для різання, наплавлення та зварювання.

Перші типи використовують, коли потрібно розділити зразок на заготовки. Такі електроди відрізняються теплостійкою обмазкою та тепловою дугою високої потужності, здатною пропалити товсту поверхню. Наплавлення проводять із метою відновлення пошкоджених ділянок. Під час зварювання отримують міцні нероз’ємні з’єднання. Для ручного, інверторного зварювання, аргонодугової технології випускають окремі марки витратних матеріалів.

За типом апарата для зварювання

Мають значення не лише тип металу та товщина поверхні, що обробляється. Їх, звичайно, теж потрібно враховувати. Так, для нержавіючої сталі та чавуну обирають різні типи електродів. Але важливими є також вид і характеристики зварювального обладнання. Від них залежить сумісність конкретного агрегата з тією чи іншою моделлю.

Для різних моделей підбирають окремі типи витратних матеріалів. Під час зварювання використовують такі апарати:

• напівавтоматичні. Їх часто обирають завдяки доступній вартості та оптимальним характеристикам. Сумісні з плавкими електродами, виконаними у вигляді дроту. У процесі обробки їх подають до місця, де знаходиться зварювальна ванна. Напівавтомати також варять електродами;
• інверторні. Найпоширеніший тип обладнання. Дуже зручні для використання в домашніх умовах. Тут можна застосовувати будь-які витратні матеріали плавкого типу;
• пристрої для TIG-зварювання. Універсальні, відрізняються тонкими налаштуваннями, тому також користуються попитом. Для них купують тугоплавкі вироби, що мають вольфрамове покриття.

Для напівавтоматів підійдуть і стандартні моделі.

За типом покриття

Щоб дуга горіла стабільно, а готовий шов отримав необхідні характеристики, на металеві стрижні наносять спеціальне покриття. Це спеціальна суміш, яка запобігає контакту витратного матеріалу з киснем. Коли відбувається плавлення та горіння, формується щільний захисний бар’єр, що запобігає окисленню.

Покриття являє собою порошковий склад, який за властивостями поділяють на чотири типи. Воно буває кислим, основним, целюлозним і рутиловим. Перше виготовляється з карбонату кальцію та фтористого кальцію. Під час обробки такими електродами метал добре розкислюється, оскільки окисленість основного покриття низька.

Для суміші кислого типу беруть свинець, оксиди заліза та інші метали. У результаті впливу таким виробом виходить шов, нестійкий до гарячих тріщин. У целюлозному покритті, як зрозуміло з назви, багато целюлози. Такі типи підходять для зварювання зверху вниз, але їх не використовують для сталі, що загартовується. Рутилове покриття не використовують там, де передбачається вплив високих температур.

Покриття буває також змішаним. Цей варіант вважається універсальним і підходить для зварювання трубопроводів і конструкцій у всіх положеннях шва, за винятком стельового. Відрізняється невеликою витратою на 1 кг наплавленого металу. Отже, від типу покриття також залежать вибір і застосування зварювальних електродів. Для кожного окремого різновиду є обмеження. Наприклад, для вуглецевої сталі небажано використовувати електроди з кислим покриттям.

Полярність, прожарювання, сушіння

Існує дві схеми, передбачені під час використання інверторного агрегата, який видає постійний струм. Перша також називається прямою полярністю. У такому разі плюс підключається до маси, а мінус з’єднується з тримачем. Другий спосіб передбачає підключення у зворотному порядку, тобто мінус до маси, а плюс до тримача. Кожна технологія має свої особливості. Якщо вибрати пряму полярність, нагрівання буде інтенсивнішим.

Якщо електроди довго зберігалися, їх потрібно просушити, щоб позбутися зайвої вологи. Волога небажана, оскільки через неї розпалювання відбувається гірше, дуга горить нерівномірно, а наконечник залипає. Для профілактики можна вдатися і до прожарювання, але не частіше трьох разів після заводського. Необхідна температура та тривалість процесу зазначаються на упаковці. Якщо сушити витратні матеріали неправильно, шов вийде неякісним.

Щоб точно визначити характеристики електрода, потрібно дивитися на маркування. Так, цифра 1 в умовних позначеннях означає, що виріб підходить для обробки в будь-якому положенні.

Отже, правильний вибір електрода та врахування його основних характеристик допоможуть підібрати витратний матеріал відповідно до металу, обладнання й умов зварювання.