У електродуговому зварюванні важливою ланкою є зварювальні електроди , вони служать для підведення електричного струму до об'єкта зварювання. Сучасна промисловість випускає велику кількість марок і типів зварювальних електродів, кожен з яких має певну спеціалізацію і кожен має як переваги, так і недоліки. Однак усі електроди зварювальні повинні відповідати певним вимогам:
Виробництво зварювальних електродів передбачає використання металевих стрижнів або зварювального дроту, що проводять електрострум. Якість електродів визначатиметься безпосередньо їх хімічним складом .
Непокритими називають такі зварювальні електроди, які виготовлені лише з металевого стрижня (дроту).
Покритими зварювальні електроди називаються , якщо їх стрижень покривається особливим складом, що підвищує якість зварювання.
В даний час застосовують кілька типів покриття: основне, кисле, рутилове, целюлозне та змішане . За призначенням покриття діляться на два види: іонізуюче (тонкопокриті електроди) та захисне (товстопокриті електроди). Якість зварювання електродами з іонізуючим покриттям поступається електродам зварним із захисним покриттям, оскільки зварний шов при цьому залишається не захищеним від окислення та азотування.
Тип покриття електродів безпосередньо пов'язаний з їх зварювально-технологічними властивостями, такими як необхідний зварювальний струм, можливість виконання зварювання в будь-якому просторовому положенні, схильність до пороутворення, продуктивність електрозварювання.
Зварювальні електроди, характеристики яких дозволяють віднести їх до типів Е42А та Е46А, Е50А та Е60 – це електроди з основним покриттям . Вони мають низку недоліків. Перед початком зварювальних робіт електроди необхідно прожарити (при t250-420оС). При подовженні дуги та у разі зволоження покриття спостерігається висока чутливість до пороутворення у металі шва. Зварювальні роботи виробляють постійним струмом із зворотною полярністю.
Електроди з кислим покриттям (СМ-5, АНО-1), відносяться до типу Е38 та Е42 за властивостями металу шва та зварного з'єднання. Склад кислого покриття – оксиди заліза та марганцю, а також кремній. Варити можна як незмінним, так і змінним струмом. При зварюванні металів покритих окалиною або іржею не утворюватимуться пори (те ж саме при подовженні дуги). До негативних факторів можна віднести високу ймовірність появи гарячих тріщин у металі шва.
Основне покриття електродів (ДСК-50 УОНІІ-13,) – фтористі сполуки та карбонати. Спрямований такими електродами метал, за своїм хімічним складом, ідентичний спокійній сталі. Висока ударна в'язкість шва, а також пластичність та стійкість до появи гарячих тріщин, обумовлено низьким вмістом шкідливих домішок, включень неметалів та газів.
Електроди зварювальні з рутиловим покриттям (МР-3, ОЗС-4, АНО-3, АНО-4) перевершують багато типів електродів за цілою низкою технологічних характеристик. Зварювання проводиться змінним струмом, дуга стабільна і потужна, розбризкування металу в процесі зварювання мінімальне. Шов виходить якісним, а кірка зі шлаків легко відділяється. На пороутворення під час роботи рутиловими електродами практично не впливає зварювання по поверхні з оксидами, зварювання іржавого або вологого металу, а також зміна довжини дуги. Включення оксиду кремнію здатні погіршити пластичність і ударну в'язкість зварного з'єднання.
Целюлозний тип покриття (ВСЦ-1, ВСЦ-2, ОМА-2), являє собою велику кількість (до 50%) органічних компонентів. За хімічним складом, наплавлений ними метал відповідає напівспокійній або спокійній сталі. Електроди зварювальні з целюлозним покриттям відносять до типу Е50, Е46 і Е42. Якщо проводиться одностороннє зварювання у висячому положенні, можна домогтися рівномірно зворотного шовного валика. Можна варити вертикальні шви, а також методом "зверху вниз". Великим мінусом є високий вміст водню в шовному металі.
Електроди зварювальні з рудно-кислим покриттям
Наплавлений ними метал містить: до 0,05% Р, 0,6-0,9% Мп, 0,10% Si, до 0,05% S, до 0,12:% С і відповідає киплячій сталі. Електродами з рудно-кислим покриттям можна варити як постійним, так і змінним струмом. Електроди зварні цього типу характеризуються найвищою швидкістю розплавлення і застосовуються для зварювання в будь-яких просторових положеннях. Сталі, що містять велику кількість сірки і вуглецю, такими електродами варити не рекомендується. У цьому випадку велика ймовірність появи кристалізаційних тріщин на місці шва. Можна варити метал з окалиною та іржавими крайками, шов виходить щільним. Якщо проводиться зварювання металу з високим вмістом кремнію або вуглецю, можлива поява пор у швах. Це відбувається через те, що в покритті електрода підвищений вміст марганцю. У разі коли всіх необхідних режимів зварювання дотримано, шов матиме ударну в'язкість не менше ніж 8-105 дж/м2 (8 кГ -м/см2), тимчасовий опір не менше ніж 420 Мн/м2 (42 кГ/мм2) і відносним подовженням не менше ніж 18%.
Електроди зварювальні з рудно-кислим покриттям відносять до типу Е42. До недоліків можна віднести сильне розбризкування металу при зварюванні та надмірне виділення марганцевистих сполук (шкідливих для організму людини).
"Основне" або "низьководневе" покриття (інакше фтористо-кальцієве покриття) використовується, як правило, при зварюванні постійним електрострумом зі зворотною полярністю. Варити можна у будь-яких просторових положеннях. Метал, що наплавляється ними, в більшості випадків, відповідає спокійній сталі. Вміст водню азоту та кисню – незначний. Вміст фосфору та сірки зазвичай не більше 0,035% (кожного), а марганцю та кремнію (залежно від призначення електродів), Мn 0,5-1,5%; Si 03-06%.
Метал стійкий до старіння та утворення кристалізаційних тріщин, а також має високі показники ударної в'язкості (при будь-яких температурах). Електроди з фтористо-кальцієвим (основним) покриттям дуже добре підходять для зварювання виробів, які працюють у важких експлуатаційних умовах, що транспортують токсичні гази, особливо товстих металів, литих вуглецевих сталей, а також низьколегованих та високоміцних сталей, а також для зварювання сталей з високим вмістом. вуглецю та сірки.
Якщо на краях виробів, що підлягають зварюванню, присутня волога, окалина, масло або іржа, а також при подовженні дуги, існує велика ймовірність утворення пір. Властивості (механічні) металу шва можна регулювати за допомогою зміни кількості феросиліцію та феромарганцю у складі покриття. Це змінює ступінь легування металу кремнієм та марганцем (іноді використовують молібден, хром та інші елементи).
У деяких випадках для зварювання застосовують електроди зварювальні вольфрамові інакше (пруток). Цей метал відрізняє висока точка кипіння (> 5500 ° С), а також мала швидкість випаровування (навіть при 2000 ° С).
