Электроды

Электроды классифицируют по назначению, типам, маркам, толщине покрытия, качеству, допустимым пространственным положениям сварки или наплавки и т.д. По качеству (точность изготовления, состояние поверхности покрытия, сплошность металла шва, содержание серы и фосфора в наплавленном металле) электроды подразделяются на три группы.

    Покрытие электрода должно быть однородным, плотным, прочным, без трещин, вздутий, наплывов, эксцентричности относительно оси стержня. Допускаются шероховатость и отдельные риски глубиной менее четверти толщины покрытия и другие мелкие дефекты. Прочность покрытия испытывают следующим образом: при падении плашмя на стальную плиту с высоты 1 м эжлектродов диаметром менее 4 мм и с высоты 0,5 м электродов диаметром 4 мм и более покрытие не должно разрушаться. Влагостойкость покрытия проверяют погружением электрода в воду и выдержкой в течение 24 часов при температуре 15…25º C.

    Электроды упаковывают в водонепроницаемую бумагу и полиэтиленовую пленку. Пачки бывают обычно от 3 до 8 кг. На каждой пачке имеется этикетка, содержащая наименование предприятия-изготовителя, условное обозначение электродов, область применения, режимы сварки, механические и специальные свойства металла шва и др.

    Электроды, изготовленные по ГОСТу, обеспечивают устойчивое горение дуги и спокойное равномерное плавление покрытия. Шлак ровным слоем покрывает наплавляемый металл и легко удаляется после остывания. Трещины, газовые поры и шлаковые включения в сварном шве не образуются. Содержание серы и фосфора в металле сварного шва при сварке низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей не превышает 0,05% , а при сварке легированных сталей повышенной прочности – 0,04%. Сварные швы высоколегированных стали содержат серы не более 0,025% и фосфора не более 0,03%.

    Тип электрода обозначается буквой Э и цифрой, указывающей гарантируемый предел прочности металла шва в кгс/мм². Буква А в обозначении указывает, что металл шва, наплавленный этим электродом, имеет пластические свойства. Такие электроды применяют при сварке наиболее ответственных швов. Каждому типу электродов соответствует несколько марок, на каждую из которых разработаны технические условия.

    Электродные покрытия делят на 2 группы: тонкие (стабилизирующие и ионизирующие) и толстые (качественные). Назначение тонкого покрытия – облегчить возбуждение дуги и стабилизировать ее горение. Для этого покрытие составляют из веществ, атомы и молекулы которых обладают низким потенциалом ионизации, т.е. легко ионизируются в воздушном промежутке дуги. Такими веществами являются калий, натрий, кальций, барий, литий, стронций и др. Они применяются как правило в виде углекислых солей. В качестве связующего вещества применяют жидкое стекло, представляющее собой силикат натрия. Покрытие наносят на стержень электрода слоем толщиной 0,1…0,25 мм, что составляет 1,5…2,5% от массы электрода. Тонкое покрытие не создает защиты для расплавленного металла шва и поэтому при сварке происходит его окисление и азотирование. Шов получается хрупким, пористым, с различными неметаллическими включениями. Поэтому электроды с тонким покрытием используют при выполнении неответственных сварных швов.

    Наиболее простым тонким покрытием является меловое. Оно состоит из мелкопросеянного чистого мела, разведенного в чистом стекле. Электроды с таким покрытием дают при сварке швы очень низкого качества поэтому применяются редко. Более качественны сварные швы дают электроды с тонким покрытием К-3 и А-1. Основной составляющей этих покрытий  является титановый концентрат. Покрытие К-3 содержит 57,8% титанового концентрата и 42,2% марганцевой руды, а жидкое стекло составляет 25…35% от массы концентрата и руды. Покрытие А-1 содержит 86,6% титанового концентрата, 10,2% марганцевой руды, 3,2% калиевой селитры. Жидкое стекло берется в количестве 30…35% от массы перечисленных компонентов. При сварке тонкостенных изделий хорошие результаты дает покрытие МТ, состоящее из 62% титанового концентрата, 31% полевого шпата и 7% хромовокислого калия. Жидкое стекло составляет 30% от массы отдельных компонентов. Применяют и ряд других покрытий, имеющих различные  назначения.

    Сварное соединение высокого качества выполняют электродами с толстым покрытием. Поэтому эти покрытия называют качественными. Качественное покрытие выполняет следующие функции: обеспечивает устойчивое горение дуги; защищает расплавленный металл шва от воздействия кислорода и азота воздуха; раскисляет образовавшиеся в металле оксиды в шлак; изменяет состав наплавляемого металла вводом в него легирующих примесей; удаляет серу и фосфор из расплавленного металла шва; образует шлаковую корку над металлом шва, замедляет его охлаждение и тем самым способствует выходу газов и неметаллических включений на поверхность металла шва.