Угольный электрод
Угольные электроды для сварки используются пореже, чем аналоговые со железным плавящимся стержнем. Но они в неких ситуациях просто неподменны. К тому же при помощи угольного электрода можно проводить большенный диапазон работ: сварка, резка, плавка. Плюс им обрабатываются фактически все виды современных металлов, от тугоплавких и томных, до легких и пористых. Но сначала нужно разобраться, что собой представляет угольный электрод.
Это стержень, в базе которого лежит уголь (кокс), плюс несколько добавок: в качестве связывающего применяется смола, в качестве упрочняющего элемента железный порошок. Размеры угольного электрода варьируются по поперечнику от 1,5 до 25 мм, по длине от 25 до 300 мм. Процесс производства весьма прост: изготовка консистенции компонент, формовка и сушка. Может появиться вопросец, почему таковой большенный разброс длины. Все дело в разных дилеммах, которые решаются угольными электродами. Например, если свариваемые детали размещены в неловком месте, то применение длинноватого стержня решает возникшую делему.
Виды угольных электродов
Сейчас производители дают 5 видов, которые различаются друг от друга формой сечения.
- Круглые. Применение неограниченно. Поперечник стержня – 3,2-19 мм.
- Круглые нескончаемые. Свое заглавие получили за самый малый расход, другими словами, это самые экономные сварочные электроды данной нам группы. Поперечник – 8-25 мм. Обычно для проведения сварки применяется особая машина.
- Плоские. Сечение стержней прямоугольное (время от времени квадратное) размером 8-25 мм. В главном употребляются для заделки изъянов на поверхностях железных отливок.
- Полукруглые. Сечение – 10-19 мм. На нынешний денек это самые нужные электроды, при помощи которых можно решить любые препядствия, связанные с резкой железных заготовок. При сварке шов выходит нужной формы. При формировании кромок им равных нет.
- Полые. Изредка употребляются. Отличительная черта – с помощью их можно сформировать U -образную канавку. Поперечник стержня: 5-13 мм.
Чтоб прирастить прочностные свойства расходников, в технологии их производства стал употребляться способ напыления на электроды медного порошка. 2-ой способ – электролитический. Это, когда в ванну с электролитов помещают и сам стержень, и медный порошок. Тут под действием электронного поля медь оседает на плоскости расходника. Другими словами, вышел подвид, который именуется – электроды угольные омедненные. По типу разделения он буквально таковой же, как и обыденные угольные электроды.
Режим сварки
Электрод угольного типа относится к группы неплавких частей. Это и есть его основное отличие от главный группы железных сварных стержней. Потому при сварке с его помощью употребляется лишь неизменный ток прямой полярности. Другими словами, минус присоединяется к электроду, плюс к железной заготовке.
Выходит так, что для сварки металлов при помощи угольного электрода будет нужно присадочный элемент. Правда, не постоянно. Например, по отбортовке тонких железных заготовок либо при неких вариантах сварки угловых соединений. Это и прибыльнее, и удобнее. Нужно добавить, что производительность сварочных работ при соединении листов толщиною 1-3 мм с внедрением угольных электродов без внедрения присадочного материала в разы выше, чем при сварке обыкновенными неугольными электродами.
Но здесь есть один момент. При сварке две заготовки соединяются меж собой методом расплавления самого сплава. И таковой шов весьма крепким именовать недозволено. Потому данный вид сваривания идеальнее всего употреблять для сборки неответственных конструкций.
Существует довольно большая линейка присадочных материалов, которая применяется в этом виде сварки. Все будет зависеть от марки свариваемого сплава. Например, для сварки меди идеальнее всего употреблять бронзовый присадочный материал.
Весьма важен и показатель сечения присадочной проволоки либо пластинки. Если оно будет огромное, другими словами возможность, что сварочный шов будет не проварен, при маленьком сечении может произойти пережог. Потому выбор сечение делается в согласовании с толщиною соединяемых заготовок. Вот некие соотношения:
| Толщина свариваемых заготовок, мм | Поперечник присадочного прутка, мм |
| 1,5 | 1,5 |
| 1,5-2,5 | 2 |
| 2,5-4 | 3 |
| 4-8 | 5 |
| 8-15 | 8 |
| Больше 15 | 10 |
Естественно, свойство шва будет зависеть от того, какой силой тока делается сварка угольным стержнем. Зависимость в нижней таблице.
| Толщина свариваемых заготовок, мм | Сварочный ток, А |
| 2 | 160-200 |
| 3 | 210-260 |
| 4 | 240-280 |
| 5 | 260-300 |
| 6 | 300-350 |
| 7 | 300-360 |
Сварочный режим также зависит и от поперечника применяемого электрода. Зависимость в таблице ниже.
| Толщина свариваемых заготовок, мм | Поперечник угольного электрода, мм |
| 2-5 | 15 |
| 5-10 | 18 |
| 10-15 | 25 |
Индивидуальности сварки
Существует два вида сварки.
- Правый. Это когда электрод {перемещается} слева вправо, а присадка за ним следом.
- Левый. Стержень движется справа влево, а присадка перед ним.
Самое необычное, что правая сварка угольным стержнем эффективнее в плане использования термический энергии в зоне сварки. При всем этом удобнее варить детали большенный толщины. Ну и скорость процесса больше на 20-25%. Но на практике почаще всего применяется конкретно левая разработка.
И остальные индивидуальности.
- Электронная дуга весьма чувствительна к разным наружным действиям: к ветру, к потокам различных газов, к магнитному воздействию и так дальше. Потому сварку угольными электродами необходимо проводить в закрытых помещениях.
- КПД этого вида сварки ниже, чем у действий, где употребляются железные плавящиеся электроды.
- Плавку угольными стержнями провести нереально, поэтому что температура плавления и температура их кипения фактически схожи: Тпл=3800С, Ткип=4200С.
Внедрение угольных электродов для сварки медных проводов – один из главных вариантов внедрения. В особенности ими делается соединение электронных медных шин в трансформаторных подстанциях. Как показала практика, остальные методы малоэффективны. В домашних же мастерских угольные электроды употребляются в основном для резки металлов. Другими словами, это происходит почаще, чем сваривание. Все дело в условии и способностях мастерской.
130 лет в сварке: угольный электрод
Виды сварки
Угольный электрод – вещь чисто спец. Он не может повытрепываться повсеместной популярностью и востребованностью посреди мастеров сварочного дела, как, к примеру, электроды с металлическими стержнями.
Но в неких вариантах без угольного расходника не обойтись. Давайте разбираться, в чем его фишки, как он устроен, и для что применяется угольный электрод.
Внутреннее устройство угольного электрода
Это расходники почаще с круглым сечением, поперечник которого быть может самым различным – от 5-ти до 25 мм. Длина угольников также многообразна: от 25-ти до 300 мм. Виды с самой большенный длиной употребляются для сварки в недоступных местах.
По форме они выпускаются в нескольких вариантах: с круглым, полукруглым, прямоугольной и полой формой сечения. Почаще используются круглые и полукруглые расходники – с ними сварочный шов отвечает всем требованиям технических эталонов.
У прямоугольных стержней свои задачки: они непревзойденно управляются с ремонтом самого различного рода изъянов железных поверхностей. Что касается полых расходников, то их фишка – способность сформировывать в месте сварочного шва канавку в виде буковкы U.
Выполнены эти электроды из достаточно сложной консистенции кокса и угля с разными добавками вяжущего нрава типа смолы и особых частей типа железного порошка либо стружки для усиления состава.
Разработка производства включает в себя отдельные этапы. Поначалу формируется смесь, потом из нее формируются стержни. Третьим самым принципиальным технологическим шагом является особая тепловая обработка вновь сформированных стержней. Конкретно от теплового шага производства зависит свойство расходников.
Технологическая схема производства угольных электродов.
Время от времени путают две разновидности специализированных стержней: угольные и графитовые электроды. Путать их не надо, это различные расходники как по собственному составу, так и по сфере внедрения.
Еще есть один вид угольных электродов – так именуемые омедненные. Это стержни, покрытые медным напылением. Это делает их наиболее крепкими при сохранении всех других черт в том же виде.
Где используются?
Основная отличительная изюминка угольных расходников – их универсальность. Область внедрения – разнообразнейшая: от резки металлов до наплавки и сварки. Заготовки могут быть какой угодно формы, сортамент соединяемых деталей намного обширнее, чем у электродов с металлическими стержнями.
Природа металлов также допускается фактически неважно какая:
Сталь
Могут быть сплавы хоть какого направления: нержавеющая сталь, сплавы с низким содержанием углерода, низколегированные либо высоколегированнее марки и т.д.
Чугун и бронза
Полностью по силам угольному электроду. Тут есть технический аспект: его конец необходимо заточить под углом 65°.
Цветные сплавы
Тут тоже нужна заточка кончика расходника, угол в данном случае 30°. Соображающие и бывалые сварщики предпочитают для сварки капризных цветных металлов угольные модели, а не классическую пайку. Делается это из-за наиболее высочайшего свойства соединения – его прочности до этого всего.
Доп преимуществом является экономия времени: сварка угольным электродом просит намного меньше, чем на манипуляции паяльничком и припоем с кислотой.
Угольный электрод почаще применятся в промышленных сварочных работах на автоматическом оборудовании. Изюминка – редчайшее подключение переменного тока. Дело в том, что дуга в данном случае очень неустойчива, при этом ее тяжело нивелировать.
Если процесс идет на промышленном производстве, там используются особые соленоиды массивного калибра для формирования магнитного поля для компенсации. Если же сварка ручная, соленоиды применить нереально.
Частичная стабилизация дуги быть может достигнута разве что флюсовыми пастами, нанесёнными вдоль полосы шва либо реза.
Основной источник питания – неизменный ток с подключением прямой полярности, когда плюсовой полюс приходится на заготовке, а минусовой – на угольном стержне. Сила тока нужна не бог известие какая, чтоб сформировать дугу длиной, например, в 5 см, полностью хватит 5 А.
Сварка при помощи угольного электрода.
Если же полярность подключена некорректно – по оборотному типу, электрод сходу же полностью перегреется – по всей длине, в итоге что угольная масса выгорает и понижается свойство сварочного процесса.
Значимым преимуществом угольных расходников – отсутствие очень противного явления в сварке – прилипания стержня к свариваемой поверхности заготовки. Это получается благодаря низкой скорости выгорания массы расходника.
Прилипание не происходит даже при нарушениях технологии сварки, что при остальных способах одномоментно приводит к данной нам неудаче. Потому угольные электроды являются возлюбленным способом в исходных стадиях обучения сварочному делу.
Научившись работе с данными электродами, можно приступить к способам сварки посложнее, чтоб освоить способности избегания прилипания электродов.
Как варить угольными электродами: индивидуальности
До этого всего необходимо знать и держать в голове, что они относятся к неплавким расходникам. Это значит, что по ходу процесса они делают роль только электронного проводника, но не принимают роли в формировании сварочной ванны в отличие от собственных железных братьев.
В это тяжело поверить, но даже уголь может кипеть. Делает он это при температуре 4200°С, но перед кипением он плавится – также при заоблачных температурах. По ходу сварочных работ угольные стержни разогреваются, но не плавятся и, теме наиболее, не бурлят: температура обыкновенной сварки для просто детская.
Тут уже упоминалось, что при данном методе можно употреблять только неизменный ток прямой полярности без каких-то вариантов.
Варка проходит при помощи присадочных материалов 2-мя методами:
- справа влево, где в общем расположении деталей впереди постоянно находится присадка;
- слева вправо с присадкой, которая идет по след электрода.
Метод «слева-направо» считается наиболее подвинутым, потому что при нем вероятна наиболее высочайшая скорость сварки, благодаря действенному использованию термический энергии. Тем не наименее, метод «справа-налево» применяется почаще – он наиболее обычный, его знают лучше.
Если вид работы особый и, например, заключается в отбортовке железных заготовок с тонкими краями, угольники можно употреблять без присадки. В таком случае производительность сварки станет существенно выше. При одном, правда, условии: толщина соединяемых листов не должны превосходить 3-х мм.
Угольные электроды в домашних мастерских
Для работы с ними кустарным образом полностью подойдет обычный электродуговой сварочный аппарат. Одна из преимущественных сторон – весьма умеренная сила тока для сотворения электронной дуги благодаря низкой теплопроводимости: полностью хватает 3 – 5 А.
Электронная угольная дуга быть может протянута на длину до 50-ти мм, ее весьма просто и уютно вести вдоль грядущего шва из-за неспешного испарения электрода во время сварки и отсутствия эффекта прилипания.
Обучаться сварке с угольными электродами на примерах соединения проводов, железных заготовок с тонкими краями и т.д. – расчудесная возможность освоить все способности стремительно и отлично.
Принципиальный совет: заниматься сиим видом сварки необходимо лишь в закрытых помещениях. Дело в том, что дуга в таковых разработках может потухнуть при мельчайшем дуновении ветра, не говоря уж о газовых потоках, магнитных полях и остальных факторах наружной среды.
Идеальнее всего заточить электрод с обоих концов: в этом случае не надо будет растрачивать излишнего времени не перестановку расходника в держателе. Не считая того, снизится риск перегрева расходника при сварке.
А с заточенными концами держатель может разворачиваться на 180° при перегреве 1-го конца, чтоб продолжать работу остальным концом. Это дозволит в том числе сберечь на расходных материалах.
Время от времени используют неплавящиеся угольные электроды для сварки шин из меди в трансформаторах на подстанциях. Варят и медные провода, но это основным образом в маленьких мастерских кустарного нрава.
В качестве присадочных материалов самым наилучшим вариантом являются прутки из бронзового сплава. Они бывают с различными поперечниками, которые необходимо подбирать, исходя из толщины соединяемых железных заготовок, которая употребляется в расчетах по специальной формуле.
Еще одним видом работ, в которых употребляются угольники, является резка металлов.
Сварка угольными электродами алюминия
Алюминий и его сплавы – одни из самых сложных и капризных металлов для сварочных работ. Угольникам алюминий по силам.
У данного сплава низкая плотность в сочетании с высочайшей теплопроводимостью и стойкостью к коррозийным явлениям. Плавится алюминий при маленький температурах – всего 660°С. Трудностью является его интенсивное взаимодействие с кислородом, в итоге что заготовки покрываются оксидной пленкой в виде окиси алюминия.
Если к «оксидной» дилемме добавить высочайший риск образования пор и трещинок в сварочном шве, то сложится полный набор «дюралевых» сварочных заморочек. Угольные расходники могут совладать с сиим комплектом проблем.
Конкретно потому данные электроды имеют обширное применение в специализированных цехах электролиза для сварки дюралевых шин. Почаще используют швы встык на подкладке из графита.
Если соединяются две дюралевые поверхности, лучше употреблять угольную электродуговую сварку с внедрением присадочной проволоки либо прутка тоже из алюминия.
Что все-таки касается проблемы в виде оксидной пленки, то с ней без заморочек управляются флюсовые консистенции, которые добавляются прямо на кромки сварочного шва. Флюс в данном случае – однородная мелкодисперсная смесь.
Как выполнить сварку и строжку угольными электродами в домашних условиях самому
Разработка сварки угольными электродами встречается довольно изредка. Это соединено с узенькой спецификацией угольного присадочного материала. Из-за собственной структуры он не плавится под действием больших температур.
Это ограничивает его применение сваркой цветных металлов и чугуна. Но кроме недлинного перечня сварочных работ, угольный присадочный материал можно употреблять для другого типа обработки – строжки.
Строжкой именуется методика разрезания железных поверхностей. При данной нам методике проводится резка на частичной глубине полотна детали.
Эта статья детально разглядит оба вида обработки сплава при помощи угольных электродов: сварку и строжку.
Общая информация о сварке угольными электродами
Этот тип сварки употребляется довольно изредка. Структура базы материала не подступает для сваривания большинства металлов. Но есть сплавы, в работе с которыми он проявляет себя отлично.
Это цветные сплавы, низкоуглеродистая сталь либо чугун, толщина которого не превосходит 3 мм. Также при спайке проводов из меди.
Главный показатель этого материала заключается в том, при действии больших температур он не плавится. Происходит только плавка и испарение медного покрытия поверхности присадочного материала.
Из-за таковой структуры смешения присадочного материала с сплавом детали не происходит. Это дает малы расход стержня, а для сварщиков, работавших с плавящимся типом – непривычные свойства процесса.
Сваривание железных поверхностей при применении неплавящихся присадочных материалов происходит смешением сплава самих деталей. Под действием больших температур края детали расплавляются.
Расплавленный сплав заполняет сварочный стык, формируя полотно шва.
В случае, если размер зазора меж деталями не дозволяет сформировывать надежный шов лишь за счет смешения главных металлов, для соединения употребляется присадочная проволока.
Описание технологии
Сначала работы (как перед сваркой, так и перед строжкой) постоянно проводится подготовка. Она включает в себя зачистку сварочной зоны поверхности детали. Зачистка проводится наждачкой, шлифовальной машиной либо ратфилем.
Убираются все очаги коррозий, включения чужеродных материалов, загрязнения, выпуклости. Опосля этого поверхность обрабатывается обезжиривающей жидкостью. От свойства зачистки будет зависеть свойство сварочного соединения.
Уровень силы тока выставляется в зависимости от поперечника электрода. При размере в 4 мм сила тока обязана достигать 150-200 Ампер. Если размер стержня больше – сила тока возрастает, если меньше – миниатюризируется.
Для стабильности работы дуги стоит настраивать неизменный тип тока. Полярность устанавливается отрицательная. Это также снизит расход материала.
Для улучшения плотности шва и стабилизации дуги при строжке и сварке применяется флюс. Они есть нескольких типов: порошок, паста, жидкость. Употреблять можно хоть какой, но для внедрения в домашних условиях больше подступает форма пасты либо воды.
Для наилучшего эффекта флюс должен включать в себя ионизирующие вещества. Сам флюс наносится на сварочную поверхность и распределяется узким равномерным слоем.
Дальше присадочный элемент вставляется в держак, разжигается дуга и формируется сварочная ванна. Поджиг дуги делается постукиванием (чирканьем) кончика рабочего элемента по железной поверхности.
Во время работы видимая часть присадочного элемента не обязана превосходить 7 см. Продвижение вдоль стыка обязано быть равномерным, с учетом плавления кромок и формирования соединения.
Сваривание деталей, также строжка угольным электродом применимо в домашних условиях, но для этого необходимо употреблять аппаратуру промышленного производства. Самодельные агрегаты для таковой сварки не подходят ввиду отсутствия способности опции силы тока.
Общая информация о строжке угольными электродами
Таковой тип строжки также именуется воздушно-дуговым. Эта методика базирована на применении сжатого воздуха для разрезания детали.
Действие сварочного тока расплавляет тело детали. А разрез делается направленной параллельно струей сжатого воздуха.
В отличие от сварки, строжка угольными электродами применяется для обработки всех типов металлов. Но почаще всего эта методика употребляется, чтоб разрезать нержавеющую сталь, чугун, никель, алюминий или медь.
Описание технологии
Воздушно-дуговая резка применима в домашних условиях. Но, как и при остальных обработках, при резке принципиально соблюдать сохранность.
Перед тем, как приступать к работе по сварке и строжке, проводится проверка исправности оборудования. Также подготовка сплава – зачистка и обезжиривание. Опосля этого проводится настройка режима сварки, выставляются характеристики силы тока.
Не стоит настраивать высочайшие характеристики этого параметра. Завышенная сила тока стремительно улетучит медное покрытие присадочного материала. Это воздействует на свойство и равномерность расплавки тела детали.
Кроме сварочного оборудования проводится подготовка баллона со сжатым воздухом. Он не обязан иметь повреждения и вмятины.
Удостоверившись в исправности баллона, проводится настройка давления. Для воздушно-дуговой строжки довольно четыре-шесть бар.
Присадочный элемент вставляется в держак так, чтоб видимая часть не превосходила длину в 10 см. Подается воздух, поджигается дуга.
Опосля формирования сварочной ванны сжатый воздух направляется в рабочую зону. Обе части обработки должны проводиться умеренно.
Заключение
Сварка и строжка угольными электродами применяется изредка, но обработать этими методиками сплав можно. Это довольно непростая задачка.
Но умение работать с таковым типом присадочного материала поможет в обучении остальным, наиболее обычным методикам.
