Плавляться електроди
Плавиться або зовсім не плавиться в процесі дугового зварювання, або, якщо і плавиться, то незначно, і його матеріал не приймає істотної участі в освіті наплавленого металу і зварного шва.
Зварювання ненлавящімся вугільним електродом є найстарішим способом дугового зварювання, першим винаходом Н. Н. Бенардоса. Відомо кілька видів неплавких електродів, придатних для використання в дугового зварювання. Вугільні електроди являють собою стрижні з електротехнічного вугілля, виготовленого пресуванням порошкоподібної суміші з коксу і сажі, замішаних на кам'яновугільної смоли. Після пресування стрижні тривало обпалюють в спеціальних печах без доступу повітря. Вони матово-чорного кольору, тверді.
Тривалим випалюванням при дуже високих температурах вугілля може бути перетворений в кристалічну різновид - графіт. Електроди з графіту значно краще вугільних, у графіту вище електро- і теплопровідність, і він окислюється на повітрі повільніше, ніж вугілля, тому у всіх випадках графітні електроди, вироблені нашою промисловістю, слід надавати перевагу вугільним. Графіт темно-сірого кольору з металевим відблиском, м'який, залишає сліди на папері, як м'який олівець.
Вугілля або графіт - це єдиний справжній плавиться. Вугілля може бути розплавлений тільки при дуже високому тиску; під атмосферним тиском при нагріванні До температури 4800 ° С вугілля не плавиться, і випаровуючись, переходить з твердого стану безпосередньо в газоподібний. Проводилися багаторазові досліди створення неплавких електродів з тугоплавких сполук, наприклад карбідів; поки такі досліди не дали істотних результатів. Широко застосовуються електроди з вольфраму, тугоплавкого металу; темпе-ратура його плавлення 3370 ° С, кипіння - близько 6000 ° С.
Плавиться може бути створений з такого легкоплавкого металу, як мідь (температура плавлення 1080 ° С). В даному випадку використовується висока теплопровідність міді. Мідний стержень діаметром 15-20 мм з кінцем, заточеним на конус, може служити не плавиться катодом дуги на токах до 15-20 а. Незначне місцеве оплавлення електрода далі не поширюється; охолоджуваний проточною водою він стійок на токах до 50-60 а. Абсолютно виняткову стійкість в дузі, що горить на повітрі, має водоохолоджуваний мідний електрод, забезпечений на робочому кінці вставкою з металу цирконію; тут можливі струми до 300-600 а, дають абсолютно незначний знос електрода. Цирконій не є особливо тугоплавким металом (температура плавлення 1930 ° С, кипіння 2900 ° С); можливо, що його виняткова стійкість як водоохолоджуваного катода дуги пояснюється утворенням поверхневої плівки окислів і нітридів цирконію, що захищає електрод від впливу повітря і досить електропровідною для проходження струму дуги.
Плавиться застосовується для зварювання в основному металів малої товщини, менше 1 мм, на повітрі без особливого захисту і в різних захисних газах, а також для різання металів, пайки, термообробки. Плавиться широко використовується в плазмотронах і пальниках для отримання плазми для зварювання та інших цілей.
Мал. 1. Зварювання вугільної дугою
Неплавкі електродні стрижні виготовляються дз чистого вольфраму, з вольфраму з присадками оксидів торію, лантану або ітрію, електротехнічного вугілля і пресованого графіту.
Вольфрам - тугоплавкий метал (температура плавлення 3410 ° С), має досить високу електропровідність і теплопровідність. При зварюванні вольфрамовим електродом на постійному струмі застосовується пряма полярність.
Для електродів застосовують стрижні наступних марок: ЕВЧ - Електродний вольфрам чистий; ЕВЛ -10 І ЕВД -20 - Електродний вольфрам з присадкою 1-2% окису лантану; ЕОТ -15 - Електродний вольфрам з окісио торію; Еві -30 - Електродний вольфрам з 15-2% окису ітрію. Присадки до вольфраму знижують потенціал іонізації і сприяють сталому гір ню дуги, а також дозволяють збільшувати щільність струму на електроді. Для уникнення окислення вольфрамового електрода зварювання виробляється в інертному газі. Діаметр вольфрамових електродів становить 2-10 мм в залежності від сили зварювального струму.