покриття електродів
Електродні покриття складаються з шлакоутворюючих, газообразующих, розкислюючих, легуючих, стабілізуючих і сполучних (клеять) компонентів.
Шлакоутворювальні складові захищають розплавлений метал від впливу кисню та азоту повітря і частково рафінують (очищають) його. Вони утворюють шлакові оболонки навколо крапель електродного металу, що проходять через дугового проміжок, і шлаковий покрив на поверхні металу шва. Шлакоутворювальні складові зменшують швидкість охолодження металу і сприяють виділенню з нього неметалічних включень. Шлакоутворювальні складові можуть включати в себе титановий концентрат, марганцеву руду, польовий шпат, каолін, крейда, мармур, кварцовий пісок, доломіт, а також речовини, що підвищують стабільність горіння дуги.
Газоутворюючі складові при згорянні створюють газову захист, яка оберігає розплавлений метал від кисню та азоту повітря. Газоутворюючі складові складаються з деревної муки, бавовняної пряжі, крохмалю, харчової борошна, декстрину і целюлози.
Розкислюючі складові необхідні для розкислення розплавленого металу зварювальної ванни. До них відносяться елементи, які мають більшу спорідненість до кисню, ніж залізо, наприклад марганець, кремній, титан, алюміній і ін. Більшість раскислителей вводиться в електродне покриття у вигляді феросплавів.
Легуючі складові необхідні в складі покриття для додання металу шва спеціальних властивостей: жаростійкості, зносостійкості, опірності корозії і підвищення механічних властивостей. Легуючими елементами служать марганець, хром, титан, ванадій, молібден, нікель, вольфрам і деякі інші елементи.
Стабілізуючими складовими є ті елементи, які мають невеликий потенціал іонізації, наприклад калій, натрій і кальцій.
Сполучні (клеять) складові застосовують для скріплення складових покриття між собою і зі стрижнем електрода. Як них застосовують калиевое або рідке скло, декстрин, желатин і інші. Основним сполучною речовиною служить рідке скло.
Всі покриття повинні відповідати таким вимогам:
- забезпечувати стабільне горіння дуги;
- фізичні властивості шлаків, що утворюються при плавленні електрода, повинні забезпечувати нормальне формування шва і зручне маніпулювання електродом;
- не повинні відбуватися реакції між шлаками, газами і металом, здатні викликати утворення пор в зварних швах;
- матеріали покриття повинні добре подрібнюватись і не вступати в реакцію з рідким склом або між собою в замісі;
- склад покриттів повинен забезпечувати прийнятні санітарно-гігієнічні умови праці при виготовленні електродів і в процесі їх згоряння.
Електрод. що складається з електродного стрижня і покриття, при плавленні утворює розплавлений метал і шлак. Шлак повинен володіти певними фізичними і хімічними властивостями.
До хімічних властивостей відносять здатність шлаку понижати розплавлений метал зварювальної ванни, пов'язувати оксиди в легкоплавкі з'єднання, а також легувати розплавлений метал зварювальної ванни.
Фізичні властивості утворюються шлаків роблять значний вплив на процес зварювання і формування зварного шва. У всіх електродних покриттях при їх плавленні густина шлаку повинна бути меншою за щільність металу зварювальної ванни, що забезпечить його спливання зі зварювальної ванни. Температурний інтервал затвердіння шлаку повинен бути нижче температури кристалізації металу зварювальної ванни, інакше шар шлаку буде пропускати виділяються з зварювальної ванни гази. Шлак повинен покривати зварений шов по всій поверхні рівним шаром.
Шлаки, що утворюються при плавленні електродних покриттів, бувають «довгі» і «короткі». «Довгими» називають такі шлаки, в складі яких міститься значна кількість кремнезему. Зростання їх в'язкості при зниженні температури відбувається повільно. Електроди, що мають покриття, що утворюють при плавленні «довгі» шлаки, не придатні для зварювання в вертикальної і стельової площинах, так як зварювальний ванна тривалий час знаходиться в рідкому стані. Для зварювання у всіх просторових положеннях застосовують електроди, покриття яких при плавленні дають «короткі» шлаки; зростання в'язкості розплавленого шлаку з пониженням температури відбувається швидко, тому що закристалізувався шлак перешкоджає стіканню металу шва, що знаходиться ще в рідкому вигляді. «Короткі» шлаки дають електроди з рутиловим і основним покриттям.
Досить хорошу відділення шлакової кірки від поверхні металу отримують при застосуванні шлаків, що мають коефіцієнт лінійного розширення, що відрізняється від коефіцієнта лінійного розширення металу.
Властивості металу шва і технологічні характеристики електродів
Електроди характеризують за властивостями наплавленого ними металу, до яких відносяться: міцність, пластичність, подовження, ударна в'язкість, твердість, корозійна стійкість, стійкість проти старіння, а при наплавочних роботах і зносостійкість.
Поряд з якістю металу шва, отриманого при зварюванні даними електродом, важливе значення мають і його технологічні властивості. До основних технологічних властивостей електрода відносять його продуктивність, придатність для зварювання в різних просторових положеннях, стабільність горіння дуги при постійному і змінному струмі, допустиму максимальну і мінімальну довжину дуги, форму шва, коефіцієнти наплавлення, розплавлення і втрат.