Svetselektrod

Svetselektrod  - en metall eller icke-metallisk stav gjord av elektriskt ledande material, utformad för att leverera ström till arbetsstycket som svetsas. För närvarande tillverkas mer än tvåhundra olika märken av elektroder [1] [2] [3] , och mer än hälften av hela sortimentet utgörs av förbrukningsbara elektroder för manuell bågsvetsning [1] .

Svetselektroder är uppdelade i förbrukningsbara och icke förbrukningsbara. Icke-förbrukningsbara elektroder är gjorda av eldfasta material, såsom volfram enligt GOST 23949-80 [4] "Tungsten non-consumable welding electrodes", syntetisk grafit eller elektriskt kol . Förbrukningselektroder är gjorda av svetstråd, som enligt GOST 2246-70 [5] är uppdelad i kol, legerat och höglegerat [6] . Ett lager av skyddande beläggning appliceras över metallstaven genom pressning under tryck. Beläggningens roll är i den metallurgiska bearbetningen av svetsbadet , skyddar den från atmosfärisk påverkan och säkerställer en mer stabil ljusbågsbränning .

Historik

Svetselektrodernas historia är oupplösligt kopplad till historien om utvecklingen av svets- och svetsteknik. För första gången användes elektroden i experiment relaterade till studiet av egenskaperna hos en elektrisk båge (1802 av professor V.V. Petrov). 1882 föreslog den ryske uppfinnaren Nikolai Nikolaevich Benardos att man skulle använda en elektrisk ljusbåge som brinner mellan en kolelektrod och en metalldel för att koppla ihop metallkanter [7] .

Nästan samtidigt med N. N. Benardos arbetade en annan stor rysk uppfinnare - Nikolai Gavriilovich Slavyanov , som gjorde mycket för utvecklingen av bågsvetsning. Han utvärderade kritiskt Benardos uppfinning och gjorde betydande förbättringar av den, främst relaterad till svetsmetallurgi. Nikolai Gavriilovich ersatte den icke-förbrukbara kolelektroden med en metallförbrukbar elektrodstav, liknande den kemiska sammansättningen av metallen som svetsas. En annan viktig prestation av Slavyanov är användningen av ett smält metallurgiskt flussmedel som skyddar svetsbadet från oxidation , metallutbränning och ansamling av skadliga föroreningar av svavel och fosfor i svetsfogen [7] [8] .

1904 grundade svensken Oskar Kjellberg ESAB i Göteborg . Företagets verksamhet var kopplad till användningen av svetsning vid skeppsbyggnad. Som ett resultat av sin egen forskning och iakttagelser uppfann O. Kjellberg tekniken för svetsning med belagda förbrukningsbara elektroder. Beläggningen stabiliserade förbränningen av ljusbågen och skyddade ljusbågssvetszonen. 1906 fick han patentet "Processen med elektrisk svetsning och elektroder för dessa ändamål" [9] . Det var användningen av belagda förbrukningsbara elektroder som gav upphov till utvecklingen och användningen av svetsteknik inom olika industrier.

1911 förbättrade engelsmannen A. Stromenger elektrodbeläggningen avsevärt. Beläggningen han föreslog bestod av asbestsnöre impregnerad med natriumsilikat . Denna sladd var lindad runt en metallstav. En tunn aluminiumtråd var fortfarande lindad ovanpå denna beläggning. Denna struktur av elektrodbeläggningen gav skydd av svetsbadet och svetsmetallen från atmosfärisk luft på grund av slaggbildning. Aluminium användes som ett deoxidationsmedel och gav syreavlägsnande. Under namnet "Quasi-arc" spreds dessa elektroder över Europa och Amerika [10] .

I oktober 1914 beviljades S. Jones ett brittiskt patent på en metod för att erhålla en elektrod, vars beläggning applicerades genom crimpning. Metallstaven trycktes genom formen samtidigt som laddningen placerades på stången [10] .

År 1917 utvecklade de amerikanska forskarna O. Andrus och D. Stresa en ny typ av elektrodbeläggning [10] . Stålstaven var inlindad i papper limmat med natriumsilikat . Under svetsprocessen avgav en sådan beläggning rök, vilket skyddade svetsbadet från exponering för luft. Det noterades också att pappersbeläggningen gav omedelbar antändning av ljusbågen från första beröring och stabiliserade dess förbränning. 1925 använde engelsmannen A. O. Smith pulverformiga skydds- och legeringskomponenter för att förbättra kvaliteten på elektrodbeläggningen. Samtidigt utvecklade de franska uppfinnarna O. Sarazin och O. Moneiron en elektrodbeläggning, som inkluderade föreningar av alkali- och jordalkalimetaller : fältspat , krita , marmor , soda . På grund av den låga joniseringspotentialen hos element som natrium , kalium , kalcium , tillhandahölls lätt bågeexcitering och underhåll av dess förbränning [10] .

Under det första kvartalet av 1900-talet utvecklades konstruktioner av förbrukningsbara elektroder för manuell bågsvetsning, metoder för deras tillverkning och beläggningens sammansättning. Elektrodbeläggningar innehöll speciella komponenter: gasbildande  - trycker luft ut ur svetszonen; legering  - förbättring av svetsmetallens sammansättning och struktur; slaggbildande  - skyddar den smälta och kristalliserande metallen från interaktion med gasfasen; stabiliserande  - ämnen med låg joniseringspotential. Den fortsatta utvecklingen inom tillverkningen av svetselektroder har koncentrerats till komponenterna som utgör beläggningen och elektrodtråden, på industriella produktionsmetoder.

Klassificering av svetselektroder

En stor variation av elektroder, såväl som principerna för deras klassificering, gör det svårt att utveckla ett enda allmänt accepterat system för klassificering av elektroder. Märken av elektroder regleras inte av standarder. Indelningen av elektroder i kvaliteter görs enligt specifikationer och pass. Varje typ av elektrod kan motsvara ett eller flera märken. Det är möjligt att elektroden inte gäller för märken. Alla svetselektroder kan delas in i två grupper, som i sin tur är indelade i undergrupper:

Klassificering av belagda metallsvetselektroder enligt GOST 9466-75 [12]

I enlighet med GOST 9466-75 klassificeras belagda metallelektroder för manuell bågsvetsning av stål och ytbeläggning enligt deras syfte, mekaniska egenskaper och kemiska sammansättning av den deponerade metallen (typer), typer och tjocklek av beläggningar, såväl som viss svetsning och tekniska egenskaper.