Elektródy na zváranie liatin

Na zváranie liatin z hľadiska kvality zvarového spoja najvhodnejšie sú elektródy, ktoré dávajú liatinový zvarový kov. Ich nevýhodou je, že vyžadujú zváranie s prehrevom (600 až 650°C), ohrevom počas zvárania a po zvarení pomalé ochladzovanie. Okrem toho vyžadujú špeciálny postup v príprave pred zváraním (tupý I spoj s podložkami a priehradkami). Preto sa v praxi používa zvarový kov na báze niklu, medi alebo na báze železa s obsahom 40 až 50 % niklu alebo medi.
Elektródy na zváranie neželezných kovov


Ručne elektrickým oblúkom sa najviac zvárajú bronzy, hliník a jeho zliatiny. Pri ručnom zváram medi a mosadze elektrickým oblúkom sa uprednostňuje zváranie netaviacou sa elektródou v ochrane argónu.

Zváracie elektródy – označovanie elektród

Označovanie elektród


Elektródy na zváranie uhlíkových oceli

Pre ručne oblúkové zváranie oceli tr. 10, 11 a 12 sú obalené elektródy zahrnuté v STN 420160. V tejto norme elektródy sa rozdeľujú podľa mechanických vlastnosti do pevnostných a akostných tried. Číselné označenie sa skladá z písmena E, dvoch číslic, bodky a ďalších dvoch číslic za bodkou. Prvé dve číslice označujú desatinu pevnosti v ťahu, tretia číslica akostnú triedu zvarového kovu a štvrtá číslica obal alebo účel.

oznacovanie_elektrod

Označovanie elektród – pre ručné oblúkové zváranie

Akostná trieda zvarového kovu:

0 – elektródy so zaručenou pevnosťou v ťahu,
1 – zaručená pevnosť v ťahu, medza prieraznosti a vrubová húževnatosť,
2 – podobné vlastnosti ako v 1, ale zvýšená ťažnosť a vrubová húževnatosť, 4,5,6 – neobsadené,
7 – zvarový kov ako v 2, okrem toho zaručená medza prieťažnosti aj pri vyšších teplotách, zva-
rový kov akosťou vyhovuje skúškam pri žiarení,
8 – zvarový kov ako v 3, so zaručenou medzou prieťažnosti pri vyšších teplotách s akosťou vy-
hovujúcou skúškam pre žiarenie.
Druh obalu alebo účel:
0-      celulózový obal,
1-      rutilový obal,
2-      kyslý obal,
3-      bázický obal,
4-      bázicko-rutilový obal,
5-      vysokovýkonné elektródy s kyslým rutilovým obalom,
6-      elektródy na zváranie tenkých plechov s rutilovým obalom,
7-      elektródy na stehovanie s rutilovým obalom,
8,9- neobsadené.

Príklad číselného označenia

E 44,83 – elektróda s minimálnou pevnosťou zvarového kovu v ťahu 440 MPa, so zaručenou pevnosťou v ťahu, vnibovou húževnatosťou a hranicou prieťažnosti pri vyšších teplotách a akosťou vyhovujúcou skúške prežiarení m a s bázickým obalom.

Podnikové označovanie elektród (podľa výrobcu ŽAZ Vamberk) okrem znaku E uvádza aj druh obalu:
B – bázický, A – kyslý, R – rutilový, S – špeciálny a trojčíslo, ktoré má podobný význam ako pri zváracích drôtoch, kde prvé číslo označuje účel použitia a ďalšie dve sú poradové čísla vyrábaných elektród, určené pre internú potrebu výrobcu.

oznacovanie_elektrod_ciselne

Číselné označenie elektród

Zváracie elektródy

Elektródy na ručné zváranie elektrickým oblúkom


Na ručné oblúkové zváranie sa používajú obalené elektródy (hrubo, stredne a tenko).

Účel obalu je nasledujúci:

– elektrický – do obalu sa dávajú ionizačné látky, ktoré uľahčujú zapaľovanie elektrického oblúka a stabilizujú jeho horenie

– fyzikálny – ochrana roztaveného kovu pred prístupom kyslíka a vodíka z okolitej atmosféry, ochranachladnúcej húsenice pred oxidáciou, spomaľovanie ochladzovania zvarového kovu, uľahčenie zvára­nia v polohách
– metalurgický – rafinácia roztaveného kovu, delegovávanie, odlegovávanie roztaveného kovu a pod.

Voľba elektród

Elektródy pre ručné oblúkové zváranie sa zvolia predovšetkým podľa toho, na aký účel bude zvarový kov slúžiť. (Na spojovacie zvary, návary, umelecké účely a pod). Na spojovacie zvary ocelí sa elektródy zvolia tak, aby zvarový kov mal približne to isté chemické zloženie, ako má zváraný materiál. Pri zváraní liatin možno používať okrem elektród na báze železa elektródy niklu alebo medi. Pri použití týchto elektród treba mať na zreteli, že pevnosť prechodových oblasti bude nižšia, ako je pevnosť zváraného materiálu. Odlišnosti v chemickom zložení sa pripúšťajú aj pri zváraní neželezných kovov. Mechanické vlastnosti prechodových zón závisia od druhu zváraného materiálu a zvarového kovu. Obyčajne sú lepšie, ako má zváraný materiál. Voľba návarových elektród závisí od podmienok, ktorým bude navar vystavený v prevádzke.
Podľa účelu sa elektródy rozdeľujú na elektródy pre zváranie uhlíkových, nízkolegovaných a vy-sokolegovaných ocelí, liatin a neželezných kovov.
Pre spojovacie zvary sa používajú iba kovové obalené elektródy. Sú to oceľové drôty obalené v obalovej látke. Podľa obalovej látky elektródy sa delia s obalom:

  1. kyslým A
  2. rutilovým R
  3. bázickým B
  4. bázicko-rutilovým BR
  5. kyslým rutilovým AR 0
  6. celulózovým C
  7. oxidačným O
  8. grafitizačným G
  9. špeciálny S

Elektródy s kyslým obalom majú vo svojom hrubom obale kremičitany, oxidy železa a feromangán. Dávajif-riedko tekutý zvarový kov, čo je nevýhodné pre zváranie v polohách. Elektródy veľmi dobre znášajú prúdové zaťaženie, čo umožňuje hlbší prievar a urýchľuje zvárací proces. Zvárať možno jednosmerným a striedavým prúdom Pri zváraní jednosmerným prúdom treba pripojiť elektródu na – pól. (Sušenie elektród 120 až 150 min. 2 h).
Elektródy s rutilovým obalom dávajú dobrý zvarový kov a dobre sa ovládajú vo všetkých polo­hách. Vyžaduje sa pri ich použití krátky oblúk a správne nastavenie parametrov (sušenie 100 až 120°C min. 1h)
Elektródy s bázickým obalom obsahujú zásadité látky – uhličitan vápenatý, fluorid vápenatý, ferozliatiny a iné. Zvarový kov a troska sú husto tekuté, čo umožňuje zváranie vo všetkých polohách. Sú vhodné na zváranie jednosmerným prúdom s elektródou na + póle. Striedavým prúdom sa zvárať neodporúča. Elektródy sú citlivé na vlhkosť, a preto pred zváraním sa musia vysušiť na teplotu 100°C za 1h, potom 300 až 350°C za 2 hodiny a udržiavať na suchom mieste. Ak sa elektródy nespotrebujú do S dní, odporúča sa sušiť ich znovu.
Vysokovýťažkové elektródy, kontaktné a hlboko závarové patria k špeciálnym elektródam. Vysokovýťažkové elektródy majú v obalovej látke oceľový prášok, ktorý pri taviacom procese zvyšujú kovový výťažok odtaveného jadra. Kontaktné elektródy majú vodivý obal, ktorý umožňuje zapaľovanie a udržiavanie oblúka vlečením elektródy po zváranom materiali. Hlboko závarové elektródy majú veľmi hrubý obal s prevahou kyslých látok, ktorý umožňuje veľké prúdové zaťaženie, a tým vznik veľkého množstva tepla, ktoré usmernením na základný materiál umožňuje hlbší zavar, a tým aj zvárame hrubších materiálov bez úkosov.
Uhlíkové elektródy neposkytujú prídavný kov do zvaru, ale umožňujú len vytvorenie oblúka Používajú sa na drážkovanie, zváranie tenkých plechov.

Zdroje zváracieho prúdu

Zdroje zváracieho prúdu dodávajú elektrickú energiu potrebnú pre horenie elektrického oblúka. Ide o zariadenia, ktoré vyrábajú alebo menia elektrickú energiu na energiu vhodnú na vznik a horenie elektrického oblúka. Delia sa na zdroje:


  1. s jednosmerným prúdom – rotačné zdroje a usmerňovače,
  2. so striedavým prúdom – transformátory.

Podľa STN 052205 sa oblúkové zváracie stroje delia na:

  1. oblúkové zváracie dynamá,
  2. oblúkové zváracie alternátory,
  3. oblúkové zváracie alternátory s usmerňovačmi,
  1. oblúkové zváracie mechanizmy (motor + zváracie dynamo),
  2. oblúkový zvárači transformátor,
  3. oblúkový zvárací usmerňovač.

Oblúkové zváracie stroje musia vyhovovať danému účelu – požiadavkám technológie zvárania .a bezpečnostným predpisom. Menovité napätie fázové je 220 V a združené 380 V alebo 500 V, menovitý kmitočet 50 Hz. Odchýlky napätia sú povolené + 5 %, frekvencie ± 1 %. Napätie naprázdno oblúkových zváracích strojov musí vyhovovať týmto požiadavkám:

  1. pri jednosmerných zdrojoch môže byť napätie naprázdno maximálne 120 V,
  2. pri jednosmerných zdrojoch so zvlnenlm napätia naprázdno vyšším ako 10 % môže byť napätie maximálne 80 V,
  3. pri striedavých zdrojoch môže byť efektívna hodnota napätia maximálne 80 V.

Každý oblúkový zvárací stroj musí umožňovať ľahké zapálenie oblúka, jeho stabilné horenie, elastickosť oblúka a malú stratu rozstrekom.
Stroje používané na ručné oblúkové zváranie
V SR sa používajú na ručné zváranie nasledujúce zváracie stroje:

  1. otáčavé: TRIODYN K 220, RK 320 a RK 600 s elektrickým hnacím motorom, DG 320 s naftovým motorom a BS 320 s benzínovým hnacím motorom,
  2. zváracie usmerňovače:  WTU 200, 315, 500, WTS 500, TRT 502, KS 100/01, 200/01. 250/01, 350/01 a KM 350,
  3. zváracie transformátory: TR 150, 260, 350, RTB 1, RTB 2, RTB 3, MINI 220 a JS 90-F.

Otáčavé zváracie stroje a zváracie transformátory nespĺňajú súčasne kritériá ekonomickej efek­tívnosti a kvality zvarového spoja. Otáčavé stroje spĺňajú požiadavku stáleho (konštantného) zváracieho prúdu, ale sú neekonomické z hľadiska prevádzky. Ich chod sa zväčša za smenu využíva na 50 %. (Ďalších 50 % bežia naprázdno). Pri zváracích transformátoroch je to najčastejšie jedno alebo dvojfá­zové pripojenie na sieť, zlý účinnik, obmedzenie ich použitia z hľadiska obalu elektród a polôh zvárania.
Z uvedených dôvodov sa v prevádzkovej praxi stále viac používajú zváracie usmerňovače.

Zváracie transformátory

Sú jednomiestne zdroje zváracieho prúdu (pre ručné zváranie sú väčšinou jednofázové). Každý transformátor sa skladá zo železného jadra (v tvare rámu, prstenca a pod.) skladajúceho sa z tenkých oceľových plechov (8 až 10 % Si), primárnej a sekundárnej cievky (Z,, z izolovaných Cu alebo Al drôtov. Regulácia zváracieho prúdu môže byť stupňovaná alebo riešená vychyľovaním resp. zasúvaním železného jadra. Pri transformátoroch veľkých výkonov sa používa tlmivka.

Zváracie usmerňovače

Sú jednosmerné zdroje zváracieho prúdu. Zdroj prúdu je zvárací transformátor. Striedavý prúd sa usmerňuje usmerňovač 1mi diódami alebo tyristormi. Použitie transformátora ako zdroja elektrického prúdu dáva možnosť využívať usmerňovač ako jednosmerný, tak aj striedavý zdroj zváracieho prúdu. Na obr. 3.23 je schéma trojfázového dvojcestného usmerňovača.