Svetselektroder

Mer än hundra år har gått sedan uppfinningen av den första effektiva svetselektroden skapades och patenterades av svensken O. Kelberg 1911. När man ser tillbaka på de decennier som har gått sedan denna händelse kan man entydigt säga att uppfinningen av svetselektroden har blivit en verklig händelse av global betydelse..

Hur elektroderna fungerar

För bättre svetsning av metaller och legeringar är det nödvändigt att välja ett specifikt märke av svetselektroder för var och en av dem. Och för att inte misstas i valet måste du veta vilka typer av elektroder som finns, hur man känner igen deras märkning och användningsområden – svaren finns i den här artikeln.

Syftet med elektroden, dess egenskaper

Elektroden är en viktig länk i tekniken för elektrisk bågsvetsning – den är utformad för att tillföra elektrisk ström till svetsobjektet. Idag finns det många typer och märken av svetselektroder som har sin egen smala specialisering..

Elektroderna måste uppfylla följande villkor:

  • tillförsel av en konstant brinnande båge, bildandet av en högkvalitativ söm;
  • metallen i svetsen måste ha en viss kemisk sammansättning;
  • elektrodstången och dess beläggning smälter jämnt;
  • svetsning med hög produktivitet med minsta sprut av elektrodmetall;
  • slaggen erhållen under svetsning är lätt att separera;
  • bevarande av tekniska och fysikalisk-kemiska egenskaper under en viss period (under lagring);
  • låg toxicitet under produktion och under svetsning.

Hur elektroderna fungerar

För deras tillverkning används elektrisk strömbärande svetstråd eller metallstavar, vars kemiska sammansättning avgör elektrodernas kvalitet. Elektroderna kan endast bestå av en metallstav (tråd) – sådana svetselektroder kallas obelagt. Om elektrodstången är belagd med en speciell förening som är utformad för att förbättra svetsningens kvalitet kallas elektroderna belagda. Flera typer av beläggning används: sur, basisk, rutil, cellulosa och blandad.

Hur elektroderna fungerar

Enligt dess syfte är beläggningen uppdelad i två typer: skyddande (tjockbelagda elektroder) och joniserande (tunnbelagda elektroder). För en bättre förståelse av skillnaden mellan dessa typer av beläggningar bör det noteras att kvaliteten på svetsning med elektroder med en joniserande beläggning är lägre än svetsning med elektroder med en skyddande beläggning – den första typen av beläggning kan inte skydda svetsen från nitridering och oxidation..

Hur är typen av elektrodbeläggning relaterad till deras svetsning och tekniska egenskaper?

Förmågan att svetsa i vilket läge som helst, prestanda för elektrisk svetsning, den erforderliga svetsströmmen, tendensen till porbildning, samt (i vissa fall) tendensen att bilda sprickor i svetsen och innehållet av väte i den avsatta metallen – alla dessa faktorer beror direkt på typen av beläggning av svetselektroder.

Den sura beläggningen består av kisel, mangan och järnoxider. Syrabelagda elektroder (SM-5, ANO-1), enligt egenskaperna hos den svetsade fogen och svetsmetallen, är typ E38 och E42. Vid svetsning med elektroder med en sur beläggning av metaller täckta med rost eller skala, bildas inte porerna (detsamma – när bågen är förlängd). Svetsströmmen för sådana elektroder kan vara växelvis eller konstant. En negativ faktor vid svetsning med sura elektroder är en hög tendens till heta sprickor i svetsmetallen..

Huvudbeläggningen av elektroderna (UONII-13, DSK-50) bildas av fluoridföreningar och karbonater. Den kemiska sammansättningen av metallen riktad av sådana elektroder är identisk med den i vilande stål. Den låga halten av inneslutningar av icke-metaller, gaser och skadliga föroreningar ger svetsmetallen hög slaghållfasthet (vid normala och låga temperaturer) och duktilitet, det kännetecknas av ökad motståndskraft mot heta sprickor. Enligt deras egenskaper tillhör elektroder med basbeläggning typen E42A och E46A, E50A och E60.

Elektroder med en grundläggande beläggning är emellertid sämre i sina tekniska egenskaper för vissa typer av elektroder på grund av deras brister – när det gäller att väta beläggningen och förlänga bågen när de arbetar med dem är känsligheten för porbildning i svetsmetallen hög. Svetsning med sådana elektroder utförs under likström med omvänd polaritet, elektroderna kräver kalcinering innan svetsning påbörjas (vid t 250-420 ° C).

Rutilbelagda elektroder

Rutilbelagda elektroder (MP-3, ANO-3, ANO-4, OZS-4) kringgår alla andra typer av elektroder i ett antal tekniska egenskaper. Vid svetsning med växelström är bågförbränningen av sådana elektroder kraftfull och stabil, med minimal metallsprut – en högkvalitativ svets bildas och slaggskorpan kan lätt separeras. Ändring av båglängd, svetsning av våt eller rostig metall, ytsvetsning med oxider – allt detta har liten effekt på porbildningen av rutilelektroder.

Emellertid har svetsmetallen som bildas av dem också negativa egenskaper – reducerad slaghållfasthet och plastisitet orsakad av inkludering av kiseloxid.

Organiska komponenter i stora mängder (upp till 50%) utgör cellulosatyp av elektrodbeläggning (VSC-1, VSC-2, OMA-2). Metallen som deponeras av dem är identisk med lugnt eller semikosamt stål (i kemisk sammansättning). Enligt deras egenskaper tillhör elektroder med en cellulosa-beläggning typ E50, E46 och E42.

Ensidig svetsning med cellulosaelektroder i vikt gör att du kan få en enhetlig omvänd sömpärla, du kan också svetsa vertikala sömmar – med hjälp av top-down-metoden. Sömmetallen som erhålls genom svetsning med cellulosaelektroder har emellertid en hög vätehalt och detta är ett stort minus.

Blandad beläggning gör att du kan kombinera kvalitetsegenskaperna för olika typer av elektrodbeläggningar. Blandade beläggningar är sur-rutil, rutil-cellulosa, rutil-basic, etc..

Omslagstyp Märkning enligt GOST 9466-75 Internationellt ISO-märke Markering enligt den gamla GOST 9467-60
sur OCH OCH P (malm)
den huvudsakliga B I F (kalciumfluorid)
rutil P R T (rutil (titan))
cellulosahaltiga C FRÅN Åh (ekologiskt)
blandade beläggningstyper
syra-rutil AR AR
rutil basic RB RC
blandade andra P S
rutil med järnpulver RJ RR

Förbrukningsbara och icke förbrukningsbara elektroder – vad är skillnaden mellan dem

Metallstången för förbrukningsbara elektroder används vid svetsning som formningsmaterial för sömmen, materialet för sådana elektroder är stål eller koppar. Icke förbrukningsbara elektroder är tillverkade av kol eller volfram – deras syfte är att tillföra elektrisk ström till svetsplatsen, och en påfyllningstråd eller stång används för att fästa de svetsade elementen (främst anslutna med sin egen metall). Materialet för framställning av kolelektroder är ett speciellt elektrotekniskt amorft kol som får utseendet till stavar med avrundat tvärsnitt. Kolelektroder används på två sätt: att få snygga svetsar ur en estetisk synvinkel – om utseendet på slutprodukten är särskilt viktigt; de kan användas för att skära extra tjock metall (luftbågskärning).

Längden på elektroden beror på dess diameter:

Elektroddiameter, mm Elektrodlängd, mm Elektroddiameter, mm Elektrodlängd, mm
legerat eller kol mycket dopad legerat eller kol mycket dopad
1,6 220
250
150
200
4,0 350
450
350
2,0 250 200
250
5,0
6,0
8,0
10,0
12,0
450 350
450
2,5 250
300
250
3,0 300
350
300
350

Märkningen av elektroderna utförs enligt följande schema:

Elektrodmarkering

1: a värdet motsvarar typen av elektrod;
2: a märket av elektrod;
3: e diameter (mm);
4: e – beskriver syftet med elektroderna;
5: e – beläggningstjocklek;
6: e – ett index som informerar om egenskaperna hos svetsmetallen och svetsmetallen (GOST 9467-75, GOST 10051-75 eller GOST 10052-75);
7: e typ av täckning;
Åttonde – typer av rumsliga positioner för ytbeläggning eller svetsning, tillåtna för dessa elektroder;
9: e – polaritet och typ av ström, märkspänning för en växelströmskälla utan belastning.

En förutsättning för strukturen för elektrodmarkering är en indikation av de tekniska kraven (GOST), enligt vilka dessa elektroder utfördes (enligt villkoren i GOST 9466-75, TU 14-4-644-65, TU 14-4-321-73, TU 14-4 -831-77, TU 32-TsTVR-611-88).

Exempel på elektrodmarkering:

E46A – UONI – 13/45 – 3.0 – UD2 GOST 9466-75, GOST 9467-75
E432 (5) – B10

Det föreslagna exemplet innehåller märkning av elektroder av typen E46A, överväga dess betydelse mer detaljerat.

Dividerbeteckning:

  • E – elektrod avsedd för bågsvetsning;
  • 46 – garanterad minsta slutliga draghållfasthet (enligt GOST 9467-75);
  • A – förbättrade elektroder;
  • U – elektroder är tillämpliga för svetsning av konstruktionsstål (kol och låglegerat) med den ultimata draghållfastheten upp till 600 MPa;
  • D2 – beläggningstjocklek motsvarar den andra gruppen;

Nämnarbeteckningar:

  • 43 2 (5) – egenskaper hos svets och svetsmetall;
  • B – enligt ovanstående tabell över beläggningstyper, motsvarar huvudtypen;
  • 1 – rumslig position, tillåten under svetsning;
  • 0 – omvänd polär konstant ström.

Vid markering av elektroder som är tillämpliga för svetsning av konstruktionsstål (kol och låglegerat) med ultimat draghållfasthet upp till 600 MPa, sätts strecket efter bokstaven ”E” (i nämnaren).

Enligt GOST 9466-75 är metallelektroder framställda med krympmetoden för manuell bågsvetsning av stål och ytbeläggning av de yttre (yt) skikten med speciella egenskaper markerade med lämplig bokstavsbeteckning och delas in i klasser:

  • för svetsning av kol och låglegerat stål (med maximal draghållfasthet upp till 600 MPa) – märkning ”U”;
  • för svetslegeringsstål (slutstyrka över 600 MPa) – märkning ”L”;
  • för svetslegeringstål med hög värmebeständighet – märkning ”T”;
  • för svetsning av höglegerade stål med speciella egenskaper – märkning ”B”;
  • för ytbeläggning av ytlager med speciella egenskaper – märkning ”H”.

Elektroder avsedda för svetsning av höglegerade stål är indelade i klasser beroende på den kemiska sammansättningen och de mekaniska egenskaperna hos den avsatta metallen: det finns 49 typer av sådana elektroder (enligt GOST 10052-75), betecknade med ”E” -index, följt av siffror och bokstäver. Siffrorna bakom indexet (två) informerar om kolinnehållet (medeltal i hundratals procent) i den avsatta metallen. Följande bokstavsbeteckningar för kemiska element anges (inga citattecken sätts på markeringen): kväve – ”A”, niob – ”B”, volfram – ”B”, mangan – ”G”, koppar – ”D”, molybden – ”M”, nickel – ”N”, titan – ”T”, vanadin – ”F” och krom – ”X”. Om det genomsnittliga halten av kemiska element i den avsatta metallen är mindre än 1,5%, är siffrorna efter bokstäverbeteckningen inte inställda.

Möjliga rumsliga positioner under svetsning indikeras enligt följande:

  • om svetsning i alla positioner är tillåten för denna typ av elektroder – ”1”;
  • alla positioner, med undantag för svetsning i topp-ner-läge – ”2”;
  • endast för ett horisontellt läge på ett plan som ligger lodrätt, för ett vertikalt läge från botten till topp och för ett bottenläge – ”3”;
  • endast för det lägre och lägre i båten – ”4”.

Elektroder är indelade i flera grupper

Grupp av elektroder för svetsarbete med kol och låglegerat stål

Elektroderna som ingår i denna grupp används för svetsning av kolstål (kolhalt upp till 0,25%) och låglegerade stål med en slutlig draghållfasthet på högst 590 MPa. Denna grupp av elektroder kombinerar följande egenskaper hos den svetsade fogen och de mekaniska egenskaperna hos svetsmetallen: slaghållfasthet och töjning, böjningsvinkel och ultimat draghållfasthet.

Dessa egenskaper hos elektroderna bestämmer deras klassificering inom gruppen (vid markering informerar siffrorna efter bokstäverbeteckningen ”E” om den minsta slutliga draghållfastheten för den svetsade fogen eller svetsmetallen, i kgf / mm2):

  • svetsade verk på stål med ultimat draghållfasthet mindre än 490 MPa (E38, E42, E46 och E50);
  • svetsat arbete på stål med höga krav på slitstyrka och relativ förlängning av svetsmetallen (E42A, E46A och E50A);
  • svetsat arbete på stål med maximal draghållfasthet på mer än 490 MPa, men inte mer än 590 MPa (E55 och E60).

Grupp av elektroder för svetsning med höglegerade stål och legeringar

Inom gruppen är elektroder, vars syfte är att svetsa legeringar baserade på nickel och järn-nickel samt höglegerade stål, indelade i:

  • avsedd för svetsning av värmebeständiga (värmebeständiga) stål och legeringar;
  • avsedd för svetsning av korrosionsbeständiga stål och legeringar.

Enligt villkoren i GOST 10052-75 klassificeras elektroder avsedda för svetsning av höglegerade stål och legeringar med korrosionsbeständighet, värmebeständighet och värmebeständighet enligt de mekaniska egenskaperna hos svetsmetallen och den kemiska sammansättningen av den avsatta metallen i 49 typer. För de flesta industriella elektroder bestäms svetsmetallens egenskaper genom tillverkarens specifikationer..

Elektroder för svetsning av höglegerade legeringar och stål

Elektroderna avsedda för svetsning av höglegerade legeringar och stål har betydande skillnader i egenskaperna hos den avsatta metallen och den kemiska sammansättningen från egenskaperna och sammansättningen av de metall som svetsas av dem. För att göra det bästa valet är det nödvändigt att uppnå de grundläggande driftsparametrarna för svetsfogar (korrosionsbeständighet och mekaniska egenskaper, värmebeständighet och värmebeständighet) och svetsmetallens motstånd mot sprickbildning.

Svetsning av höglegerade stål och legeringar utförs med elektroder med rutil-, bas- och rutilbasiska beläggningstyper. Sådana elektroder har en hög smältningsgrad och avsättningshastighet på grund av stavar tillverkade av höglegerade legeringar och stål, jämfört med elektroder konstruerade för svetsning av låglegering, legering och kolstål – saken är att elektroder för svetsning av höglegerade legeringar och stål har hög elektrisk motstånd och låg värmeledningsförmåga. Samma egenskaper kräver svetsning under en svetsström med reducerade värden och en minskning av elektrodernas längd, själva svetsningen utförs huvudsakligen under omvänd polaritet likström..

Grupp av elektroder för svetsarbete på legerat konstruktionsstål (hög och hög hållfasthet)

Elektroderna i denna grupp används för svetsning med en maximal draghållfasthet på mer än 590 MPa. Svetsning av sådana stålkvaliteter utförs på två sätt: efter svetsning utsätts sömmarna för värmebehandling, eller så utförs det inte.

Värmebehandling av svetsade sömmar gör det möjligt att få svetsade fogar med lika hållfasthet. Det finns fem typer av elektroder (enligt GOST 9467-75) utformade för svetsning av dessa typer av stål (E70, E85, E100, E125 och E150). Enligt GOST kan den avsatta metallen inte innehålla mer än 0,030% svavel och 0,035% fosfor..

Viktig notering: innan du utför svetsarbete på strukturer, vars arbete innebär närvaron av extrema förhållanden, är det obligatoriskt att vara noggrant med den kemiska sammansättningen av elektroden och metallen som kommer att svetsas av den (du kan bestämma den kemiska sammansättningen med hjälp av lagstadgad dokumentation, eller använda allmänna data från elektrodernas fullständiga märkning).

I fallet då det inte finns något speciellt behov av lika hållfasthetsfogar under svetsning, kan elektroder användas som kan ge sömnadsmetallens austenitiska struktur. De på detta sätt erhållna svetsfogarna har ökad motståndskraft mot sprickbildning och svetsmetallens särdrag är hårdhet och duktilitet. Denna typ av elektroder kan användas för svetsning av olika stål och höglegerat stål, med hänsyn tagen till alla egenskaper hos sådana elektroder skapade för svetsning av höglegerade stål under svetsning..

Svetselektroder

För bildning av ytlager genom bågytor (med undantag av ytbeläggningsskikt på icke-järnmetaller) finns en specialiserad grupp av elektroder producerade i enlighet med GOST 10051-75 och GOST 9466-75.

Denna grupp inkluderar 44 typer av elektroder (till exempel E-16G2XM, E-110X14V13F), klassificerade efter hårdhet (vid normal temperatur) och av egenskaperna hos den avsatta metallen (dess kemiska sammansättning). Egenskaperna hos den avsatta metallen hos elektroderna bestäms i ett antal fall enligt specifikationerna för varje tillverkare..

Beklädnadselektroder

Enligt de operationella egenskaperna hos den avsatta metallen och det valda legeringssystemet kan elektroder för ytbeläggning delas (villkorat) i sex grupper som bildar den avsatta metallen:

  • lågkol, låglegering, med hög motståndskraft mot chockbelastning och friktion av två metaller;
  • medellegerat kollegerat låglegerat, med hög motståndskraft mot chockbelastningar, med friktion av två metaller vid normala och förhöjda temperaturer (upp till 600-650 ° C);
  • kollegerat (höglegerat), motståndskraftigt mot slitage och chockbelastningar;
  • höglegerat kol, med ökad motståndskraft mot höga temperaturer (650-850 ° C) och högt tryck;
  • höglegerad austenitisk struktur med hög motståndskraft mot korrosion och erosionsslitage och friktion av två metaller vid höga temperaturer (upp till 570-600 ° C);
  • dispersionshärdad höglegerad, mycket motståndskraftig mot särskilt svåra deformationer och temperaturförhållanden (910-1100 ° C).

Arbetet med ytbeläggning av metall utförs med speciell teknik, som kan inkludera uppvärmning (preliminär och samtidigt) värmebehandling, etc. – baserat på metallens tillstånd och kemiska sammansättning (bas och deponerad). Strikt efterlevnad av teknik gör det möjligt att få svetsmetallytor med specificerade prestandaegenskaper.

En grupp elektroder som används för att utföra kallsvetsning och ytbeläggning av gjutjärnsprodukter

Sådana elektroder gör det möjligt att korrigera defekter i gjutjärngjutgods; samma grupp inkluderar elektroder som används vid reparations- och restaureringsarbete på sliten utrustning. Det är möjligt att använda elektroder för kallsvetsning för att skapa strukturer med den svetsade injektionsmetoden.

Med hjälp av elektroder från denna grupp är det möjligt att få en svetsmetall med vissa egenskaper – stål- och nickelbaserade legeringar, en legering av järn och nickel, koppar, etc..

Svetsning av värmebeständiga stål – använda elektroder

Värmebeständiga stål (kvaliteter TsL-17, TsL-39, TML-1U, TML-3U, TsU-5, OZS-11, etc., som kan arbeta vid höga temperaturer – upp till 550-600 ° C) är svetsade med speciella elektroder, vars huvudegenskaper är kemiska egenskaper hos deponerad metall och mekaniska egenskaper hos svetsmetall vid normal temperatur. Innan du börjar svetsa är det viktigt att ta hänsyn till den maximala storleken på arbetstemperaturen, dess överensstämmelse med de beräknade indikatorerna för svetsmetallens långsiktiga styrka.

Enligt villkoren för GOST 9467-75 finns det nio typer av elektroder (E-09M, E-09MH, E-09x1M, E-05x2M1, E-09x1M1NFB, E-10x3M1BF, E-10x5MF) med en grundläggande och rutilbeläggning, vars specialisering (enligt kemiska egenskaper och mekaniska egenskaper hos svetsmetall och svetsmetall) består i svetsning av värmebeständigt stål.

Dessutom kan svetsning av värmebeständiga stål utföras med elektroder som inte faller under GOST 9467-75 – förutsatt att de är avsedda för svetsning med stål av andra klasser (till exempel elektroder av ANZhR-1-kvalitet, vars huvudsyfte är att svetsa olika stål).

Vid svetsning med värmebeständigt stål förvärms de som regel i förväg och efter avslutad svetsning värmebehandling.

Svetsning av icke-järnmetaller – vissa detaljer

Vid svetsning av koppar och dess legeringar är det viktigt att ta hänsyn till den höga aktiviteten hos denna metall i interaktion med gaser (mest av allt med väte och syre). Konsekvensen av dessa reaktioner kan vara mikrokrackor och porbildning i svetsmetallen, som endast kan förhindras genom att arbeta med deoxiderad koppar. Innan svetsningen påbörjas måste elektroderna vara väl kalcinerade och områdena för sömmarna på de svetsade elementen måste rengöras tills en metallisk glans visas, med fullständigt avlägsnande av oxider, fetter, föroreningar etc. Den huvudsakliga svårigheten att svetsa bronsdelar är deras höga bräcklighet och en minskning av hållfasthetsegenskaperna när de värms upp;.

Svetsning av järnfri metall

Aluminium och dess legeringar är mycket oxiderbara – den täta oxidfilmen på ytan av elementen som svetsas är mycket eldfast. Ytan på svetsbassängen kan också täckas med en film av aluminiumoxid, som stör svetsprocessen – vilket stör störningen av svetsformen, vilket bidrar till utseendet på icke-svetsade områden och icke-metalliska inneslutningar i svetsmetallen. Det krävs att ta bort oxidfilmen – lösningen på detta problem vid manuell svetsning kommer att införas fluorid- och kloridsalter av alkalimetaller (alkalisk jord) metaller i beläggningskompositionen för elektroderna, som, i ett smält tillstånd, kommer att hjälpa till att eliminera filmen och upprätthålla en stabil båge.

Speciellt nickels seghet och styrka – dess legeringar, som (beroende på kompositionen) har hög korrosionsbeständighet, värmebeständighet och värmebeständighet gör det till ett attraktivt konstruktionsmaterial. Vid svetsning av konstruktionselement tillverkade av denna metall (dess legeringar) uppstår emellertid svårigheter på grund av den ökade känsligheten hos nickel för föroreningar, speciellt på upplösta gaser (väte, syre och i högre grad kväve), liksom utseendet på heta sprickor. Det är möjligt att förhindra porbildning och uppkomsten av sprickor genom att använda svetselektroder med hög renhet och svetselement av nickel (dess legeringar), med ökad uppmärksamhet vid preliminär förberedelse för svetsning.

Betygsätt artikeln
Dela med vänner
Webbplats med användbara tips för varje tillfälle
Lägg till en kommentar

Genom att klicka på knappen "Skicka kommentar" godkänner jag behandlingen av personuppgifter och accepterar sekretesspolicy