Prema različitim situacijama, postoje tri metode klasifikacije zaelektrode za zavarivanje: podjela prema namjeni elektrode, podjela prema glavnom kemijskom sastavu prevlake i podjela prema svojstvima troske nakon taljenja prevlake. Prema upotrebi šipki za zavarivanje postoje dva oblika izražavanja. Jednu je pripremilo izvorno Ministarstvo industrije strojeva, a može se podijeliti na šipke za zavarivanje konstrukcijskog čelika, šipke za zavarivanje čelika otporne na toplinu, šipke za zavarivanje od nehrđajućeg čelika, šipke za zavarivanje površine, šipke za zavarivanje čelika na niskim temperaturama, šipke za zavarivanje od lijevanog željeza, nikal i šipke za zavarivanje od legure nikla, šipke za zavarivanje od bakra i bakrenih legura, šipke za zavarivanje aluminija i aluminijskih legura i šipke za zavarivanje posebne namjene. Drugi je nacionalni standard koji uključuje elektrodu od ugljičnog čelika, elektrodu od niskolegiranog čelika, elektrodu od nehrđajućeg čelika, elektrodu za površinsku obradu, elektrodu od lijevanog željeza, elektrodu od bakra i bakrene legure, aluminij i elektrodu od aluminijske legure. Nema načelne razlike između to dvoje. Prvi je predstavljen komercijalnom markom, a drugi modelom. Ako se klasificiraju prema glavnom kemijskom sastavu premaza elektroda, elektrode za zavarivanje mogu se podijeliti na elektrode od titan oksida, elektrode od kalcij titan oksida, ilmenit elektrode, elektrode od željeznog oksida, celulozne elektrode, elektrode s niskim sadržajem vodika, grafitne elektrode i bazne elektrode. Ako se klasificiraju prema karakteristikama troske nakon taljenja premaza elektrode, elektrode se mogu podijeliti na kisele elektrode i alkalne elektrode. Glavne komponente premaza kisele elektrode su kiseli oksidi, kao što su silicijev dioksid, titanov dioksid, željezni oksid, itd. Premaz alkalne elektrode uglavnom se sastoji od alkalnih oksida, kao što su mramor i fluorit. Postoji mnogo načina za klasifikaciju elektroda, koje se mogu klasificirati iz različitih perspektiva kao što su upotreba, lužnatost troske, glavne komponente premaza elektrode i karakteristike rada elektrode. Trenutna metoda klasifikacije šipki za zavarivanje u Kini uglavnom se temelji na nacionalnom standardu šipki za zavarivanje i Uzorku proizvoda materijala za zavarivanje koje je pripremilo izvorno Ministarstvo industrije strojeva. Modeli elektroda podijeljeni su u 8 kategorija prema nacionalnim standardima, a marke elektroda podijeljene su u 10 kategorija prema upotrebi.
Uglavnom se dijeli prema alkalnosti troske za zavarivanje, odnosno udjelu alkalnog oksida i kiselog oksida u troski.
Kisela elektroda
Prevlaka sadrži veliku količinu kisele troske kao što su TiO2 i SiO2, te određenu količinu karbonata. Troska ima jaku sposobnost oksidacije, a koeficijent alkalnosti troske manji je od 1. Kisela elektroda ima dobru obradivost zavarivanja, stabilan luk i može se koristiti za izmjeničnu i istosmjernu struju, s malim prskanjem, dobrom fluidnošću troske i uklanjanjem troske. Troska je uglavnom nalik staklu, rastresita je i ima dobre performanse uklanjanja šljake. Izgled zavara je lijep. Premaz kiselinske elektrode sadrži više silicijevog dioksida, željeznog oksida i titanovog oksida, s jakom oksidativnošću. Sadržaj kisika u metalu zavara je visok, elementi legure su više spaljeni, koeficijent prijelaza legure je mali, a sadržaj vodika u nataloženom metalu je također visok, tako da metal zavara ima nisku plastičnost i žilavost.
Alkalni nisko vodikov tip
Koža lijeka sadrži veliku količinu alkalne troske (mramor, fluorit, itd.), te određenu količinu deoksidansa i legirajućeg sredstva. Alkalne elektrode uglavnom se oslanjaju na razgradnju karbonata (kao što je CaCO3) za proizvodnju CO2 kao zaštitnog plina. Parcijalni tlak vodika u atmosferi stupca luka je nizak. Osim toga, kalcijev fluorid u fluoritu spaja se s vodikom u obliku vodikovog fluorida (HF) na visokim temperaturama, smanjujući sadržaj vodika u zavaru. Stoga se alkalne elektrode nazivaju i elektrode s niskim sadržajem vodika. Kada se za određivanje koristi glicerinska metoda, sadržaj difuzibilnog vodika u svakih 100 g taloženog metala je 1~8mL za bazičnu elektrodu i 17~50mL za kiselu elektrodu. Količina CaO u alkalnoj troski je velika, sposobnost odsumporavanja troske je velika, a sposobnost taloženog metala da se odupre vrućim pukotinama je velika. Štoviše, alkalna elektroda ima visoku plastičnost i udarnu žilavost zbog niskog sadržaja kisika i vodika u metalu zavara i manje nemetalnih inkluzija. Budući da premaz alkalne elektrode sadrži više fluorita, stabilnost luka je loša. Općenito se koristi DC inverzni spoj. Samo kada premaz sadrži više stabilizatora luka, može se koristiti dvostruka uporaba izmjenične i istosmjerne struje. Alkalne elektrode općenito se koriste za važnije konstrukcije za zavarivanje, kao što su strukture koje podnose dinamička opterećenja ili imaju veću krutost.
Klasifikacija prema svojstvima šipke za zavarivanje
Elektrode klasificirane prema učinku su sve posebne elektrode proizvedene u skladu s njihovim posebnim učinkom, kao što su elektrode s ultra-niskom količinom vodika, elektrode s malom količinom prašine i niske toksičnosti, okomite elektrode prema dolje, ležeće elektrode za zavarivanje, elektrode za temeljno zavarivanje, visokoučinkovite elektrode od željeznog praha, elektrode otporne na vlagu, podvodne elektrode, gravitacijske elektrode itd.
Na temelju osiguravanja sigurne i izvedive uporabe konstrukcije za zavarivanje, izbor šipki za zavarivanje mora se temeljiti na sveobuhvatnom ispitivanju kemijskog sastava, mehaničkih svojstava, debljine ploče i oblika spoja materijala koji se zavaruju, karakteristikama konstrukcija zavarivanja, stanje naprezanja, zahtjevi uvjeta konstrukcijske uporabe na izvedbu zavara, uvjeti konstrukcije zavarivanja, tehničke i ekonomske koristi itd., a šipke za zavarivanje moraju biti odabrane namjenski. Ako je potrebno, potrebno je provesti ispitivanje zavarljivosti.
① Uzimajući u obzir mehanička svojstva i kemijski sastav metala za zavarivanje Za obični konstrukcijski čelik općenito se zahtijeva čvrstoća metala za zavarivanje i osnovnog metala, a zavarivačka šipka s vlačnom čvrstoćom nanesenog metala jednakom ili malo većom od osnovnog metala mora biti odabran. Za legirani konstrukcijski čelik ponekad se zahtijeva da sastav legure bude isti ili blizak osnovnom metalu. U nepovoljnim uvjetima velike krutosti zavarene konstrukcije, velikog naprezanja spoja i lakog pucanja zavara treba uzeti u obzir šipku za zavarivanje niže čvrstoće od osnovnog metala. Kada je sadržaj ugljika, sumpora, fosfora i drugih elemenata u osnovnom metalu previsok, lako se pojavljuju pukotine u zavaru, pa treba odabrati alkalne elektrode s niskim sadržajem vodika s dobrom otpornošću na pukotine.
② Uzimajući u obzir radnu izvedbu i radne uvjete komponenti za zavarivanje, osim ispunjavanja zahtjeva čvrstoće, zavari koji nose opterećenje i udarno opterećenje uglavnom će osigurati da metal zavara ima visoku udarnu žilavost i plastičnost, a elektrode s malo vodika s visokom plastičnošću i žilavošću mogu se odabrati indeksi. Za zavare izložene korozivnom mediju, elektrode od nehrđajućeg čelika ili druge elektrode otporne na koroziju odabiru se prema prirodi i korozijskim karakteristikama medija. Za zavare koji rade pod visokim temperaturama, niskim temperaturama, otpornim na habanje ili drugim posebnim uvjetima, moraju se odabrati odgovarajući čelični otporni na toplinu, čelični niskotemperaturni, elektrode za navarivanje ili druge posebne namjene.
③ Uzimajući u obzir karakteristike strukture zavarivanja i uvjete naprezanja, za debele i velike zavare sa složenom strukturom i velikom krutošću, zbog velikog unutarnjeg naprezanja koje nastaje u procesu zavarivanja, lako je puknuti zavar, tako da alkalna elektroda s niskim sadržajem vodika s treba odabrati dobru otpornost na pucanje. Za zavare s malim naprezanjem i teško čistim dijelovima zavarivanja treba odabrati kisele elektrode neosjetljive na hrđu, oksidnu kožu i uljne mrlje. Šipke za zavarivanje prikladne za zavarivanje u svim položajima moraju se odabrati za zavare koji se ne mogu okrenuti zbog uvjeta.
④ Uzimajući u obzir uvjete gradnje i ekonomske koristi, kisele elektrode s dobrom obradivošću odabiru se pod uvjetom da su ispunjeni zahtjevi za performanse proizvoda. Kisela elektroda ili elektroda s malom količinom prašine koristit će se u uskim ili lošim ventilacijskim uvjetima. Za konstrukcije s velikim opterećenjem zavarivanjem, učinkovite šipke za zavarivanje, kao što su šipke za zavarivanje željeznog praha, učinkovite šipke za gravitacijsko zavarivanje, itd., moraju se koristiti koliko god je to moguće kada to uvjeti dopuštaju, ili posebne šipke za zavarivanje kao što su šipke za zavarivanje donjeg sloja i okomito prema dolje šipke za zavarivanje moraju se koristiti za poboljšanje produktivnosti zavarivanja.
① Ugljični čelik plus niskolegirani čelik (ili niskolegirani čelik plus niskolegirani čelik visoke čvrstoće) s različitim razinama čvrstoće općenito zahtijevaju da čvrstoća zavara ili spoja ne bude niža od minimalne čvrstoće dviju vrsta zavareni metal. Čvrstoća nanesenog metala odabrane elektrode mora osigurati da čvrstoća zavara i spoja ne bude niža od čvrstoće osnovnog metala niže čvrstoće. Istovremeno, plastičnost i udarna žilavost metala zavara ne smije biti manja od osnovne kovine veće čvrstoće i slabije plastičnosti. Stoga se šipka za zavarivanje može odabrati prema čeliku s nižom razinom čvrstoće. Međutim, kako bi se spriječile pukotine nastale zavarivanjem, postupak zavarivanja treba odrediti u skladu s klasama čelika visoke čvrstoće i slabe zavarljivosti, uključujući specifikaciju zavarivanja, temperaturu predgrijavanja i toplinsku obradu nakon zavarivanja.
② Šipke za zavarivanje niskolegiranog čelika plus austenitni nehrđajući čelik odabiru se prema ograničenoj vrijednosti kemijskog sastava nataloženog metala. Općenito, Cr25-Ni13 austenitne čelične šipke za zavarivanje s visokim udjelom kroma i nikla te dobrom plastičnošću i otpornošću na pukotine odabiru se kako bi se izbjegle pukotine uzrokovane lomljivom strukturom otvrdnuća. Međutim, postupak zavarivanja i specifikacija moraju se odrediti prema nehrđajućem čeliku s lošom zavarljivošću.
③ Odabrat će se tri vrste elektroda s različitim svojstvima za zavarivanje osnovnog sloja, sloja obloge i prijelaznog sloja kompozitne ploče od nehrđajućeg čelika. Za zavarivanje osnovnog sloja (ugljični čelik ili niskolegirani čelik) moraju se odabrati elektrode od konstrukcijskog čelika odgovarajućeg razreda čvrstoće; Obloženi sloj mora biti u izravnom kontaktu s korozivnim medijem, a potrebno je odabrati elektrodu od austenitnog nehrđajućeg čelika odgovarajućeg sastava. Ključ je zavarivanje prijelaznog sloja (tj. sučelja između kompozitnog sloja i osnovnog sloja). Mora se uzeti u obzir učinak razrjeđivanja osnovnog materijala. Treba odabrati elektrodu od Cr25-Ni13 austenitnog čelika s visokim sadržajem kroma i nikla, dobrom plastičnošću i otpornošću na pukotine.
Pažnja
1. Kromov nehrđajući čelik ima određenu otpornost na koroziju (oksidacijska kiselina, organska kiselina, kavitacija), otpornost na toplinu i otpornost na habanje. Obično se koristi za elektrane, kemijsku industriju, naftu i drugu opremu i materijale. Kromirani nehrđajući čelik ima lošu zavarljivost, pa treba obratiti pozornost na postupak zavarivanja, uvjete toplinske obrade i odabir odgovarajućih elektroda za zavarivanje.
2. Krom 13 nehrđajući čelik ima visoku očvrsljivost nakon zavarivanja i lako je pucati. Ako se za zavarivanje koristi ista vrsta elektroda od kromiranog nehrđajućeg čelika (G202, G207), potrebno je izvršiti predgrijavanje iznad 300 stupnjeva i polagano hlađenje na oko 700 stupnjeva nakon zavarivanja. Ako se zavareni spoj ne može podvrgnuti toplinskoj obradi nakon zavarivanja, upotrijebit će se elektroda od nehrđajućeg čelika na bazi krom nikla.
3. Kako bi se poboljšala otpornost na koroziju i zavarljivost nehrđajućeg čelika krom 17, dodani su odgovarajući elementi stabilnosti kao što su Ti, Nb i Mo. Zavarljivost nehrđajućeg čelika krom 17 bolja je od zavarljivosti nehrđajućeg čelika krom 13. Kada se koristi isti tip elektroda od kromiranog nehrđajućeg čelika (G302, G307), mora se provesti predgrijavanje iznad 200 stupnjeva i kaljenje nakon zavarivanja na oko 800 stupnjeva. Ako se zavar ne može toplinski obraditi, mora se odabrati elektroda od nehrđajućeg čelika krom nikal.
4. Krom nikal elektroda od nehrđajućeg čelika ima dobru otpornost na koroziju i oksidaciju i naširoko se koristi u proizvodnji kemikalija, gnojiva, nafte i medicinskih strojeva.
5. Kada se Cr Ni nehrđajući čelik zavari, karbidi se talože ponavljanim zagrijavanjem, što smanjuje otpornost na koroziju i mehanička svojstva.
6. Šipka za zavarivanje mora se održavati suhom tijekom upotrebe, tip titan kalcija mora se sušiti na 150 stupnjeva 1 sat, a tip s niskim sadržajem vodika mora se sušiti na 200-250 stupnju 1 sat (ponovljeno sušenje nije dopušteno , inače premaz lako puca i ljušti se), kako bi se spriječilo lijepljenje ulja i druge prljavštine na premaz šipke za zavarivanje, kako se ne bi povećao sadržaj ugljika u zavarivanju i utjecalo na kvalitetu zavarivanja.
7. Kako bi se spriječila interkristalna korozija uslijed zagrijavanja, struja zavarivanja ne bi trebala biti prevelika, oko 20 posto manja od elektrode od ugljičnog čelika, luk ne bi trebao biti predug, a međusloj treba brzo ohladiti, tako da bolje je suziti zrno zavara.
8. Premaz od nehrđajućeg čelika od krom nikla uključuje titan kalcijev tip i tip s niskim sadržajem vodika. Tip titan kalcija može se koristiti za zavarivanje izmjeničnom i istosmjernom strujom, ali je penetracija plitka tijekom zavarivanja izmjeničnom strujom i lako se zacrveni, pa bi trebalo koristiti napajanje istosmjernom strujom što je više moguće. Promjer 4.0 i manji se mogu koristiti za sve položajne zavare, a 5.0 i veći mogu se koristiti za ravno zavarivanje i ravno kutno zavarivanje.