Разновидности электродов: Виды сварочных электродов. Какие марки применять в конкретном случае

Различные типы электродов, используемые в орбитальной TIG-сварке

Вольфрамовые электроды классифицируются на основе химического состава. Более подробную информацию см. в стандарте ISO 6848 (ANSI/AWS A5.12-92).
Электрод состоит либо из чистого вольфрама, либо из вольфрама с добавлением сплавов или оксидов.

Сводная таблица всех типов вольфрамовых электродов, используемых в орбитальной tig-сварке: 

Электрод из чистого вольфрама (зеленого цвета) 

Используется при ограниченной плотности тока, главным образом с переменным током для сварки алюминиевых сплавов, на краю образуется аккуратный шарик, обеспечивая стабильность дуги.

Чистый вольфрам не рекомендуется для сварки постоянным током из-за среднего качества зажигания и стабильности дуги. Также этот тип электрода может привести к попаданию вольфрама в сварочную ванну.

Преимущества 

Основное преимущество – низкая стоимость

Вольфрамовый электрод с цирконием (белого цвета 0,7-0,9% и коричневый от 0,15-0,50%)

Речь идет о стандартном электроде для сварки алюминия с использованием переменного тока.

Преимущества

Качество зажигания и стабильность дуги, допустима высокая плотность тока, снижение риска попадания вольфрама в сварку.

Вольфрамовый электрод с торием (желтого цвета 1%, красного цвета 2% и фиолетового цвета 3%) 

Самый известный и распространенный электрод в мире ручной TIG-сварки.

Допускается работа с очень высокой плотностью тока, лучший уровень испускания электронов, умеренная температура электрода, минимизация рисков засорения сварки включениями вольфрама (неиспускаемый элемент).

Вольфрам с торием используется главным образом с постоянным током. Переменный ток используется редко, поскольку в этом случае сложно поддерживать правильность формы шарика на конце электрода.

Недостатки

Торий имеет очень низкий уровень радиоактивных оксидов, поэтому его используют все реже и реже (из соображений гигиены и безопасности). Необходимость защиты при заточке электрода.

Вольфрамовый электрод с церием (серого цвета 1,8-2,2%)

Этот тип электрода появился в США в начале 80-х годов и обогнал модель с торием благодаря нерадиоактивным оксидам.

Он выдерживает такую же плотность тока, как и вольфрамовый, имеет продолжительный срок службы и, самое главное, обеспечивает отличное зажигание и превосходную стабильность.

Преимущества

Универсальный: работает и с постоянным, и с переменным током, активно используется для всех вариантов автоматизированной TIG-сварки.

Вольфрамовый электрод с лантаном (черного цвета 0,8-1,2%, золотистого цвета 1,3-1,7%, синего цвета 1,8-2,2%)

Этот тип электрода очень похож на ториевый.

Преимущества

Универсальный: работает и с постоянным, и с переменным током, активно используется для всех вариантов автоматизированной TIG-сварки. Не имеет рисков радиоактивности

Недостатки

Его характеристики менее совершенны, чем у тория.

Вольфрамовый электрод с церием и лантаном (розового цвета)

Сегодня широко используются вольфрамовые электроды с церием или лантаном, или же с ними обоими без риска радиоактивного воздействия. Они настолько же эффективны, как вольфрамовые электроды с торием.

Преимущества

Упрощенное зажигание и большой срок службы. Это отличный компромисс!

Классификация электродов:

Вас интересуют технологии орбитальной сварки? Предлагаем скачать наш справочник, чтобы правильно выбрать электрод для орбитальной сварки! 

Существующие виды электродов, назначение и тип их покрытия

В настоящее время существует огромное количество технологий: от сварки под флюсом и под порошком до холодной сварки. Все эти виды электродов отличаются друг от друга процессом, но подача тока на деталь происходит везде одинаково, а именно при помощи сварочных проволок. В этой статье мы расскажем об их видах и применении.

Электрод представляет собой отрезок проволоки малой длины, покрытой защитным слоем.

Проволока и покрытия могут быть выполнены из различных видов материала. Выбор материала в свою очередь зависит характера свариваемых деталей.

Содержание статьи

• Для чего нужны электроды?
• Так какие бывают марки электродов? Какие бывают виды электродов для сварки?
• Классификация сварочных электродов
• Виды сварочных проволок
• Некоторые правила использования электродов

Для чего нужны электроды?

Обычно они служат для соединения чугунов и сталей, цветных металлов, но могут быть использованы и для их резки. Сейчас ими можно варить практически во всех пространственных положениях.

Разновидностей стержней огромное количество, каждый изготавливается для своей конкретной задачи, поэтому все марки делятся на определенные классы.

Так какие бывают марки электродов? Какие бывают виды электродов для сварки?

Итак, теперь выясним, какие существуют виды сварочных электродов.

В первую очередь начнем с того, что марки электродов для сварки бывают плавящиеся и неплавящиеся. Плавящиеся электроды не только передают ток на деталь, они также путем расплавления вступают в химическую связь с расплавленным металлом и обеспечивают соединение деталей. Неплавящиеся стержни обеспечивают подвод тока к соединяемым деталям, а присадки подводятся отдельно. Их изготавливают из различного рода тугоплавких материалов, таких как графит и вольфрам.

Кроме этого, группы электродов делятся на металлические и неметаллические. Ко второй марке электродов для сварки относятся графитовые и угольные стержни. Они обладают хорошей проводимостью и хорошо справляются со сваркой и резкой, и наплавкой, хорошо проводят токи, обладают высокой температурой плавления. Применяются они вместе с присадкой, которая может подаваться на дугу во время сварки, а может быть уложена на соединяемую область сразу. К характеристикам электродов для сварки относятся такие преимущества, как возможность многоразового использования и отсутствие прилипания к поверхности детали.

В свою очередь металлические виды электродов для сварки состоят из сердечника. Они имеют специальные покрытия, обеспечивающие высокое качество шва, улучшение эксплуатационных свойств изделия после работы и предотвращении попадания вредных включений в сварочную ванну. В газообразующее покрытие могут входить такие элементы, как крахмал, пиролюзит и другие. Такой метод повышает производительность процесса за счет применения большой величины тока, образования защитной пленки на поверхности металла и тем самым препятствию попадания атмосферного воздуха в зону сварки, более стабильная дуга.

Классификация сварочных электродов

Перейдем к вопросу о том, какие бывают электроды для сварки. Остановимся на классификации электродов по назначению.

Для того, чтобы знать характеристики тех или иных стержней, существует понятие маркировки, в которой указаны различные характеристики электродов для сварки и прочие данные. Важно знать и толщину стержней. Это необходимо для правильного его подбора, работе с изделием определенной толщины. Описание, классификация и маркировка обычно указывается на упаковке.

Должно обеспечиваться:

1. устойчивое горение дуги и легкое зажигание;
2. равномерное расплавление покрытия;
3. равномерное покрытие шлаком шва;
4. не затрудненное удаление шлака со шва;
5. отсутствие пор, трещин и непроваров.

Назначение электродов в большой мере зависит от состава его металлического сердечника. При изготовлении берутся во внимание ряд факторов, влияющих на качество шва:

1. классификация по назначению;
2. прямое назначение отдельного типа сплавов и металлов;
3. пространственного положения работ и условия проведения работ;
4. толщины деталей и конструкций;
5. узкоспециализированные характеристики шва (изгиб, сопротивление разрыву, насыщенность кислорода, текучесть жидкого шва и др. ).

Учет маркировки сведен соответствующими стандартами и сортаментами. Стержень определенной маркировки должен соответствовать всем техническим условиям, маркировка на упаковке должна совпадать с содержимым качественно и количественно. Классификация электродов по назначению характеризуется металлом, над которым будут проводиться сварочные работы.

• У — низколегированные и углекислотные стали: Э6, Э55, Э46, Э42 и другие;
• Л — легированные стали: Э70, Э85, Э100 и другие;
• Т — легированные теплоустойчивые стали: Э09М, Э09МХ и другие;
• В — высоколегированные стали с особыми свойствами: Э12Х13, Э10Х17Т и другие;
• Н — наплавка поверхностных слоев с особыми свойствами: Э10Г2, Э11ГЗ, Э16Г2ХМ и другие.

Виды сварочных проволок

Проволоки могут быть разделены на четыре типа: алюминиевые, омедненные, нержавеющие и порошковые. Давайте разберемся с особенностями, которые характеризуют данные типы проволок.

Алюминиевые проволоки используют тогда, когда необходимо произвести соединение алюминия с кремнием или алюминия с марганцем.

Нержавеющая проволока может пригодиться в случаях, когда необходимо соединить никелированные, хромированные металлы из нержавеющей стали.

Омедненные проволоки применяют в тех случаях, когда требуется соединить низкоуглеродистые и низколегированные стали. Такие проволоки позволяют повысить качество шва, поддерживают горение сварочной дуги, предотвращают разбрызгивание расплавленного металла.

И наконец, порошковые стержни применяется в судостроении, где недопустимо применение других типов проволок. Она отличается от перечисленных тем, что предыдущие производят сваривание изделия в среде защитных газов, в то время как порошковые — нет.

Стоит упомянуть и о сварке под флюсом, где вместо среды защитных газов используется флюс, которым могут являться такие элементы, как борная кислота, бура, фториды и хлориды. Он защищает сварочную ванну от попадания вредным примесей и газов, которые пагубно влияют на металл.

Говоря подробнее об назначении покрытия, оно должно обеспечивать стабильное горение сварочной дуги и получение металла на шве с заданными свойствами, такими как ударная вязкость, стойкости от коррозии, пластичность, прочность и другие. Шлак, в свою очередь, служит для защиты еще не затвердевшего расплавленного металла от попадания кислорода и азота, которые являются вредными включениями и нарушают технологичность детали. Также шлаковая оболочка в значительной мере уменьшает скорость затвердевания шва, позволяя выходить из сварочной ванны неметаллических и газовых включений. Компонентами, образующими шлак, являются: доломит, марганцевая руда, титановый концентрат, кварцевый песок, мел и многие другие.

Легирование сварочного шва производится для добавления специальных свойств изделию. Легирующими компонентами являются: хром, вольфрам, молибден, никель, марганец и другие.Также легирование металла производится проволокой, которая уже содержит нужные для этого элементы, но чаще всего легирования сварочного шва достигают введением легирующих компонентов в состав нанесения.

Иногда для повышения производительности сварочного процесса и для увеличения наплавляемого металла за отрезок времени в покрытие добавляют железный порошок. Его введение повышает технологические свойства стержня, а именно облегчает зажигание дуги, уменьшает скорость охлаждения металла, улучшая сварку при низких температурах.

Типы электродов для покрытия бывают следующими:

• А — с кислотным нанесением с содержанием окиси марганца, кремния, железа и титана. Электрод группы А может быть применен при сварке стали; для электродов марки А нет никаких пространственных ограничений.
• Б — с нанесением, в основу которого входят карбонат кальция и фтористый кальций; электроды марки Б не должны применяться для сварки в вертикальном положении.
• Ц — с нанесением из целлюлозы, в которое также входят органически вещества, создающие защиту дуги при сгорании и образующие тонкий слой шлака;
• Р — с рутиловым покрытием, которое направлено на уменьшения разбрызгивания металла, устойчивости горения дуги и формирование швов во всех пространственных направлениях;
• Ж- ставится в обозначение при присутствии в составе покрытия более 20% железного порошка;
• П — прочие виды покрытия.

Еще существуют типы электродов для покрытия с оболочкой смешанного вида, они обозначаются сразу двумя буквами.

Существуют типы электродов по применению их в определенном пространственном положении. Они тоже маркируются, а именно следующими цифровыми кодами:

1. данный цифровой код говорит об универсальности типа;
2. данный вид подходит для использования во все пространственных положениях, кроме вертикального;
3. предназначен для вертикальных и горизонтальных работы, но работы под потолком не допустимы;
4. только для горизонтальных швов.

Некоторые правила использования электродов

Необходимо соблюдать их сохранность. Для качественной и безопасной работы ее геометрия не должна быть нарушена, вес и масса ее должны совпадать с данными на упаковке, шлаковые корки должны с легкостью отделяться от шва. Все должно быть герметично упаковано, а упаковка должна предотвращать попадание влаги во внутрь. Электроды должны быть сухими, попадание влаги на них приводит к отсыреванию покрытия, а значит, и к ухудшению сварочного процесса. Допускается сушить их в специально оборудованных печах при заданной температуре 260 градусов Цельсия, а после сушки должны быть герметично упакованы для предотвращения повторного попадания воды на них. Также влага не самым лучшим образом влияет на характеристики покрытия, расплавленный металл может сильно разбрызгиваться. Из-за влаги могут образовываться поры, трещины, раковины и другие дефекты. Не рекомендуется варить гнутыми стержнями с поврежденным покрытием.

Многие характеристики занесены в таблицы. Таблица — удобный и наглядный способ получения информации о характеристиках материалов,о марках сварочных электродов и многом другом.

В настоящее время наиболее распространена ручная дуговая сварка. Электроды для ручной сварки похожи на металлический пруток. Такой тип сварки проще в применении, чем многие другие виды, компактен, допускает сварку в труднодоступных местах, с его помощью можно работать с чугуном, сталью, многими цветными металлами, прост в использовании и не требует больших материальных вложений. К минусам такого типа соединения можно отнести то, что качество шва напрямую зависит от квалификации рабочего, довольно низкий КПД по сравнению с остальными типами сварки, вредные условия труда для рабочих и другие. Для ручной дуговой сварки применяют специальные сварочные инверторы. Электроды для ручной сварки изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ9466.

В заключение можно сказать, что на сегодняшний день имеется огромный спектр типов электродов и их применение, а сварка по-прежнему является важной частью многих строительных, производственных, монтажных работ. Их огромное количество, они различаются по маркам, толщинам, химическому составу и прочим характеристикам. Важно знать, какие стержни можно применять при различного рода работах, дабы добиться максимального результата и получить на выходе качественное изделие или деталь. Данный вид работ привлекает все новых специалистов, ученые продолжают работу над улучшением технологического процесса, ведь спрос на сварочные работы довольно велик.

Электрод — Введение, типы и использование

Электроды являются хорошими проводниками электричества. Электроды используются для обеспечения контакта между неметаллическими частями цепи, такими как электролиты, полупроводники, воздух и т. д. Слово «электрод» состоит из двух греческих слов «электрон», что означает «янтарь», и «капюшон», что означает «прочь». Слово Электрод было придумано Уильямом Уэвеллом.

Что такое электрод?

Электрод можно определить как точку, в которой ток входит или выходит из электролита или цепи. Когда ток выходит из электрода, он известен как катод, а когда ток входит в электрод, он известен как анод.

Электроды являются основным компонентом электрохимических элементов. Электрод должен быть хорошим проводником электричества. Хотя существуют и инертные электроды, которые не участвуют в реакции. Электрод может быть из золота, платины, углерода, графита, металла и т. д. Электрод обеспечивает поверхность для окислительно-восстановительных реакций в клетках.

Катод и анод в электрохимических элементах

В электрохимическом элементе электрод называется катодом или анодом. Анод можно определить как электрод, на котором электроны покидают ячейку и происходит окисление, а катод можно определить как электрод, на котором электроны входят в ячейку и происходит восстановление. Любой из двух электродов может стать анодом или катодом в зависимости от направления тока через ячейку. Электрод, который может функционировать как анод в одной ячейке и как катод в другой, называется биполярным электродом.

Первичные элементы – это такие электрохимические элементы, в которых происходят необратимые реакции; вот почему эти тождества катода и анода фиксированы. В этих ячейках анод всегда будет отрицательным, иначе в этот момент произойдет окисление. При этом катод всегда будет положительным или при такой скорости будет происходить снижение. Примером первичной ячейки является гальванический элемент.

Аккумуляторы или электролитические элементы перезаряжаемые; это означает, что в этих клетках происходят обратимые химические реакции. В этих ячейках анод всегда положительный, а катод всегда отрицательный.

Типы электродов

Электроды в основном бывают двух типов – реактивные электроды и инертные электроды 

Реактивные электроды – это те электроды, которые принимают участие в реакции, протекающей в ячейке, и могут растворяться в электролите. Примеры реактивного электрода — медный электрод, серебряный электрод, цинковый электрод, медный электрод и т. Д. Они в основном используются в потенциометрической работе.

Инертные электроды – это такие электроды, которые не участвуют в реакции. Примеры инертных электродов – угольный электрод, платиновый электрод и т. д.

Использование электродов

• Электроды используются для обеспечения контакта между неметаллическими компонентами цепи в ячейке.

• Электроды используются для измерения проводимости.

• Используются в топливных элементах транспортных средств.

• Они используются в медицинских целях, таких как ЭЭГ, ЭКГ, ЭСТ и дефибриллятор.

• Они используются для электрофизиологических методов в биомедицинских исследованиях.

• Используются при изготовлении электрических стульев.

• Используются для гальваники.

• Используются для дуговой сварки.

• Используются для заземления.

• Используются в электрохимии.

• Используются для химического анализа веществ.

• Используются в сборке мембранных электродов.

• Используется в электрошоковом оружии.

Вы также можете прочитать другие связанные статьи, доступные на Vedantu, такие как «Катод и анод», «Электрохимическая ячейка» и т. д. Если вы хотите получить бесплатные PDF-файлы с решениями NCERT, заметками о пересмотре, учебными материалами, зарегистрируйтесь на Vedantu или загрузите обучающее приложение Vedantu. для классов 6-10 IIT JEE и NEET.

Электрод – типы, определение, применение

Что такое электрод в химии?

Электрод представляет собой тип электронного проводника, обычно из металлов, частично погруженных в раствор электролита, который передает или принимает электроны из среды в аккумуляторной батарее, твердом, газовом или вакуумном. Электроды обычно используются в электрохимических элементах, полупроводниках, таких как диоды, и различных типах медицинских устройств. При электролизе гальванических элементов электрическая энергия внешних источников используется для осуществления химического превращения или окислительно-восстановительной реакции.

Отрицательный электрод, на котором происходит окисление, называется анодом, а положительный электрод, на котором происходит восстановление, в химии или химической науке называется катодом.

Типы электродов

Ионы с током разряжаются на электроде из химического раствора. В водном растворе, когда отрицательные ионы трудно выводятся из-за высокого потенциала осаждения и осаждаются гидроксильные ионы. Когда положительные ионы трудно разряжаются, из раствора выделяются ионы водорода. По реактивности электроды бывают двух типов

• Инертные электроды
• Реакционные электроды

Инертные электроды

Эти электроды не участвуют в реакции электролиза, но помогают переносить электроны от катода к аноду. Платина (Pt) и золото являются примерами таких типов электродов. Когда сульфат меди (CuSO ₄ ) подвергается электролизу между платиновым электродом, металлическая медь осаждается на катоде, получая два электрона, а ион гидроксила (OH ^— ) осаждается на аноде. Из-за высокого потенциала осаждения сульфат-ионы (SO ₄ ⁻² ) не будет разряжаться на аноде.

Реактивные электроды

Они участвуют в реакциях электролиза, либо внося ионы в раствор, либо принимая из раствора выброшенные ионы. Когда раствор сульфата меди подвергается электролизу между двумя медными электродами, медь, как обычно, осаждается на катоде, но эквивалентное количество меди растворяется. Анод и процесс используются для очистки чистой меди от ее нечистой формы.

Электрод в электрохимической ячейке

Электрохимическая ячейка — это устройство, которое вырабатывает электрическую энергию в результате химической реакции ячейки или использует электрическую энергию для проведения химической реакции. Электрохимическая ячейка в основном бывает двух типов:

• Первичная ячейка
• Вторичная ячейка

Что такое первичная ячейка?

Первичная ячейка — это устройство, в котором электрод, такой как катод и анод, зафиксирован, и реакция ячейки не может быть обращена вспять. Когда элемент заряжается, анод становится положительным, а катод становится положительным, а при разряде он работает как первичный элемент, где анод отрицателен, а катод является положительным электродом.

Что такое вторичная ячейка?

Вторичный элемент, такой как перезаряжаемая батарея, представляет собой химический элемент, в котором химические реакции являются обратимыми.