Svařovací elektroda

Svařovací elektroda  - kovová nebo nekovová tyč vyrobená z elektricky vodivého materiálu, určená k přívodu proudu do svařovaného obrobku. V současné době se vyrábí více než dvě stě různých značek elektrod [1] [2] [3] , přičemž více než polovinu celého sortimentu tvoří spotřební elektrody pro ruční obloukové svařování [1] .

Svařovací elektrody dělíme na spotřební a nekonzumovatelné. Netavitelné elektrody jsou vyrobeny ze žáruvzdorných materiálů, jako je wolfram podle GOST 23949-80 [4] "Tungstenové netavitelné svařovací elektrody", syntetický grafit nebo elektrické uhlí . Tavné elektrody jsou vyrobeny ze svařovacího drátu, který se podle GOST 2246-70 [5] dělí na uhlíkové, legované a vysoce legované [6] . Na kovovou tyč se tlakem pod tlakem nanese vrstva ochranného povlaku. Úloha povlaku je v metalurgickém zpracování svarové lázně , chrání ji před atmosférickými vlivy a zajišťuje stabilnější hoření oblouku .

Historie

Historie svařovacích elektrod je nerozlučně spjata s historií vývoje svařování a svařovacích technologií. Poprvé byla elektroda použita při experimentech souvisejících se studiem vlastností elektrického oblouku (v roce 1802 profesorem V.V. Petrovem). V roce 1882 ruský vynálezce Nikolaj Nikolajevič Benardos navrhl použití elektrického oblouku hořícího mezi uhlíkovou elektrodou a kovovou částí za účelem spojení kovových hran [7] .

Téměř současně s N. N. Benardosem pracoval další významný ruský vynálezce - Nikolaj Gavriilovič Slavjanov , který udělal hodně pro rozvoj obloukového svařování. Kriticky zhodnotil vynález Benardos a provedl na něm významná vylepšení, především související se svařovací metalurgií. Nikolaj Gavriilovič nahradil netavnou uhlíkovou elektrodu kovovou tavnou elektrodou-tyč, která má podobné chemické složení jako svařovaný kov. Dalším významným úspěchem Slavjanova je použití roztaveného metalurgického tavidla, které chrání svarovou lázeň před oxidací , vyhořením kovu a hromaděním škodlivých nečistot síry a fosforu ve svarovém spoji [7] [8] .

V roce 1904 Švéd Oskar Kjellberg založil ESAB v Göteborgu . Činnost podniku byla spojena s využitím svařování při stavbě lodí. V důsledku vlastního výzkumu a pozorování vynalezl O. Kjellberg technologii svařování obalenými odtavnými elektrodami. Povlak stabilizoval hoření elektrického oblouku a chránil zónu obloukového svařování. V roce 1906 získal patent „Proces elektrického svařování a elektrody pro tyto účely“ [9] . Právě používání obalených tavných elektrod dalo podnět k rozvoji a využití svařovacích technologií v různých průmyslových odvětvích.

V roce 1911 Angličan A. Stromenger výrazně zlepšil povlak elektrody. Povlak, který navrhl, sestával z azbestové šňůry impregnované křemičitanem sodným . Tato šňůra byla omotaná kolem kovové tyče. Na tomto povlaku byl stále navinutý tenký hliníkový drát. Tato struktura elektrodového povlaku poskytovala ochranu svarové lázně a svarového kovu před atmosférickým vzduchem v důsledku tvorby strusky. Hliník byl použit jako deoxidátor a zajistil odstranění kyslíku. Pod názvem „Quasi-arc“ se tyto elektrody rozšířily po Evropě a Americe [10] .

V říjnu 1914 byl S. Jonesovi udělen britský patent na způsob získávání elektrody, jejíž povlak byl nanášen krimpováním. Kovová tyč byla protlačena průvlakem současně s umístěním náboje na tyč [10] .

V roce 1917 vyvinuli američtí vědci O. Andrus a D. Stresa nový typ povlaku elektrody [10] . Ocelová tyč byla obalena papírem polepeným křemičitanem sodným . Během procesu svařování takový povlak vydával kouř, který chránil svarovou lázeň před vystavením vzduchu. Bylo také poznamenáno, že povlak papíru poskytoval okamžité zapálení elektrického oblouku od prvního dotyku a stabilizoval jeho hoření. V roce 1925 použil Angličan A. O. Smith práškové ochranné a legovací komponenty ke zlepšení kvality povlaku elektrody. Ve stejné době francouzští vynálezci O. Sarazin a O. Moneiron vyvinuli povlak elektrody, který obsahoval sloučeniny alkalických kovů a kovů alkalických zemin : živec , křída , mramor , soda . Vzhledem k nízkému ionizačnímu potenciálu prvků, jako je sodík , draslík , vápník , bylo zajištěno snadné buzení oblouku a udržení jeho spalování [10] .

Tak byly během první čtvrtiny 20. století vyvinuty návrhy odtavných elektrod pro ruční obloukové svařování, způsoby jejich výroby a složení povlaku. Povlaky elektrod obsahovaly speciální komponenty: tvorba plynu  - vytlačování vzduchu ze svařovací zóny; legování  - zlepšení složení a struktury svarového kovu; tvorba strusky  - ochrana roztaveného a krystalizujícího kovu před interakcí s plynnou fází; stabilizační  - látky s nízkým ionizačním potenciálem. Další vývoj ve výrobě svařovacích elektrod se soustředil na součásti, které tvoří povlak a elektrodový drát, na metody průmyslové výroby.

Klasifikace svařovacích elektrod

Široká škála elektrod, stejně jako principy jejich klasifikace, ztěžují vývoj jediného obecně přijímaného systému pro klasifikaci elektrod. Značky elektrod nejsou regulovány normami. Rozdělení elektrod do stupňů se provádí podle specifikací a pasů. Každý typ elektrody může odpovídat jedné nebo více značkám. Je možné, že se elektroda nevztahuje na značky. Všechny svařovací elektrody lze rozdělit do dvou skupin, které jsou zase rozděleny do podskupin:

Klasifikace obalených kovových svařovacích elektrod podle GOST 9466-75 [12]

V souladu s GOST 9466-75 jsou potažené kovové elektrody pro ruční obloukové svařování ocelí a navařování klasifikovány podle jejich účelu, mechanických vlastností a chemického složení naneseného kovu (typy), typů a tloušťky povlaků, jakož i některých svařování. a technologické vlastnosti.