Интернет журныл о промышленности в Украине

Электроды для ручной дуговой сварки и особенности их применения

Опубликовано: 06.09.2018

Электрическая дуговая сварка занимает важное место во многих отраслях промышленности и народного хозяйства. Изобретенная в начале XIX века, она сегодня находит широкое применение в строительстве, медицине, производстве и науке.

В процессе сваривания двух металлических элементов (из чугуна, стали и пр.), их нагрев осуществляется посредством электрической дуги, которая образуется в результате продолжительного и устойчивого протекания тока через ионизированных газовый промежуток между электродом и сварочной ванной. Появление дугового разряда сопровождается значительным выделением световой энергией и происходит при очень высокой температуре, под воздействием которой осуществляется плавка различных конструкционных металлов.

Ручная дуговая сварка штучным электродом (ММА)

Основным рабочим инструментом служат электроды для дуговой сварки . Эти изделия представляют собой стержни из металла или другого электропроводного материала и предназначены для подведения электрического тока к месту соединения элементов изделия. Современной промышленностью выпускается более 200 различных марок этих инструментов, причем больше половины ассортимента – это электроды для ручной дуговой сварки.

Конструктивные особенности сварочных аппаратов

Особенности электродов

Как правило, электроды имеют длину от 0,25 до 0,45 метров и изготавливаются из специального провода, поверх которого наносится слой порошкообразных материалов. Наличие последних служит двум основным целям: поддержание стабильного горения дуги и получение сварного шва с требуемыми характеристиками.

Покрытие наносится на электрод в результате погружения (обмакивания) в присадочные химические составы или методом опрессовки. При этом один конец изделия (обычно 20-30 миллиметров) оставляют без обмазки для крепления в электрододержателе.

В зависимости от назначения, выделяют следующие виды покрытий:

Для обмазки электродов используются руднооксидные (оксиды марганца и железа), фтористо-кальциевые (ферросплавы, карбонат кальция), органические (оксицеллюлоза, силикаты) смеси. В последнее время чаще стали применять рутиловые соединения (двуокиси титана, рутил).

Виды дуговой сварки

В зависимости от способа выполнения сварочных работ, различается сварка плавящимся электродом, не плавящимся стержнем и независимой дугой.

Сварка электродами, которые не плавятся

Сварка не плавящимся электродом — это процесс, в котором высокотемпературный дуговой разряд возбуждается между изделием и рабочим инструментом из тугоплавкого материала. В качестве неплавкого электрода широко применяют графитовые, угольные и вольфрамовые стержни с присадками из оксидов лантана и тория.

Самой высокой температурой плавления среди металлов обладает вольфрам (3645 градусов Кельвина). Для него характерна низкая теплопроводность и устойчивость к испарению, что обусловило его широкое применение в качестве не плавящегося сварочного электрода. Однако такой вариант имеет и негативные стороны. В частности, вольфрам активно взаимодействует с кислородом (окисляется), поэтому при работе приходится применять защитные газы, которые являются по отношению к нему инертными. Это могут быть азот, аргон или гелий.

С появлением новых материалов, синтетические графитовые стержни стали использовать все реже, и сегодня они находят применение только для соединения неответственных деталей. Альтернативой им служат тугоплавкие итерированные, латунированные и торированные металлические электроды.

Технология сварки неплавким электродом успешно применяется для соединения, цветных металлов, деталей из тонколистовой стали и сплавов с разнородной химической структурой.

Применение ручной аргонодуговой сварки имеет следующие преимущества:

высокая устойчивость дугового столба; возможность получения соединений с различными физическими характеристиками; независимость от типа и полярности электрического тока; возможность изменять химический состав сварного шва.

Кроме достоинств имеются и отрицательные моменты:

низкий КПД сварочной установки (не > 0,55); значительное потребление электроэнергии; быстрое охлаждение сварочного шва, что не всегда допустимо; необходимость в дополнительных устройствах для розжига дуги.

Сварка электродами, которые плавятся

Сварка плавящимся электродом получила куда большее распространение. При таком способе свариваемая деталь включается в электрическую цепь дуги и выполняет функцию одного из ее полюсов. В результате выделения тепловой энергии происходит плавление изделия и присадочного материала, образуется сварочный шов.

Электроды, применяющиеся в данной технологии, бывают покрытыми и непокрытыми. Последние применялись лишь на ранних этапах развития электрической сварки. Сегодня они не используются по своему прямому назначению и могут быть задействованы лишь в качестве непрерывной соединительной проволоки, когда работа выполняется в среде защитных газов.

Покрытие электроды применяются при сваривании различных видов бронзы, меди, чугуна, алюминия, стали и других металлов. В зависимости от состава и физико-технологичных характеристик свариваемых элементов, применяются различные виды обмазки для электродов.

Сварка плавящимся электродом может выполняться следующими способами:

Открытой дугой; Закрытой дугой; В окружении защитных газов.

В случае открытой дуги, металл или вовсе не имеет защиты от воздействия атмосферных газов, или она осуществляется шлакообразующими и газообразующими веществами его покрытия. Сваривание деталей закрытой дугой происходит под изолированным от окружающей среды слоем шлака, который получается из порошкообразного флюса в результате термического воздействия. Также дуговой столб может иметь протекцию в виде специальных аргоно- и гелийсодержащих смесей.

Для сваривания листов холоднокатаной и горячекатаной стали также применяется сварка независимой дугой. Здесь процесс соединения деталей происходит при помощи двух неплавящихся графитовых электродов. Из-за своей технологической сложности, на практике этот метод используется не часто.