Elektrody

Elektrody do spawania metali

Spawanie to proces łączenia głównie metali, przez stopienie brzegów łączonych elementów z dodawaniem lub bez dodawania spoiwa. Jedną z jego metod jest spawanie elektryczne elektrodowe, czyli takie, w którym wykorzystuje się topliwe elektrody spawalnicze.

Elektroda topliwa składa się z rdzenia, czyli metalowego pręta lub drutu, na który nałożona jest otulina mineralna. 

Podczas spawania elektrycznego pomiędzy elektrodą a elementem spawanym powstaje wysokoenergetyczny łuk elektryczny, który powoduje natychmiastowe rozgrzanie metalu do temperatury topnienia. W takich warunkach łatwo może dojść jednak do zaburzenia struktury wewnętrznej metalu, a nawet składu chemicznego stopu, dlatego spawanie powinno odbywać się w atmosferze ochronnej. Jej wytworzenie jest jednym z zadań otuliny.

Elektrody stanowią element przewodzący prąd – ich rdzeń zapewnia dodatkowe spoiwo. Otulina zawiera przede wszystkim topniki oraz związki, które mają zabezpieczyć spaw przed utlenianiem i powstawaniem w nim związków siarki. Powodują one, że spaw staje się kruchy i ma niską wytrzymałość. Otulina elektrody, spalając się, tworzy wokół spawu atmosferę ochronną. 

Wybierając elektrody, należy dopasować je do grubości i rodzaju materiału, z którym będziesz pracować. Materiał elektrody powinien być jak najbardziej zbliżony do materiału spawanego, a otulina dopasowana do związków, jakie powstają w wyniku procesów wysokotemperaturowych w danym stopie. 

Topniki w otulinie obniżają temperaturę topnienia, zarówno samej elektrody, jak i łączonych elementów, dlatego istotny jest dobór właściwego typu elektrody do wykonywanych prac. 

Obecnie coraz rzadziej stosuje się spawanie elektrodami otulonymi. Przeważnie jest ono wypierane przez spawanie w osłonie gazowej elektrodą nieotuloną (MIG/MAG), spawanie elektrodą nietopliwą (TIG). W metodzie TiG stosuje się elektrody wolframowe, natomiast w MIG/MAG drut stalowy. 

Elektrody spawalnicze – rodzaje

Najpopularniejsze i najłatwiejsze w użyciu są elektrody rutylowe (oznaczane jako R). W ich otulinie zastosowano rutyl, czyli dwutlenek tytanu, pospolity minerał stanowiący topnik dla stali. Dają stabilny łuk o różnej długości, zapewniają małą ilość rozprysków, dzięki czemu są dobrym wyborem dla początkujących spawaczy. Elektrody rutylowe przeznaczone są do spawania stali niskowęglowej, ale dobrze sprawdzają się w warunkach montażowych i serwisowych, ponieważ nie wymagają stabilnej długości łuku elektrycznego. 

Elektrody rutylowo-celulozowe poza rutylem zawierają w otulinie substancje palne, co pomaga w utrzymaniu łuku w trudnych warunkach pogodowych. Mają podobne właściwości co elektrody rutylowe, ale są mniej wrażliwe na wiatr i deszcz, dlatego stosuje się je podczas spawania konstrukcji na zewnątrz. Spoina, do której użyte były elektrody rutylowo-celulozowe, jest także w mniejszym stopniu utleniona, przez co ma niższą wrażliwość udarową. 

Elektrody zasadowe (oznaczane przezB)są o wiele trudniejsze w użyciu, wymagają krótkiego łuku i bardzo stabilnej ręki. W ich otulinie znajduje się fluoryt oraz węglany wapnia i magnezu. Pozwalają uzyskać bardzo mocną i odporną na naprężenia spoinę. Stosowane są do stali stopowych, a więc nadają się jako elektrody do nierdzewki, a także do stali wysokowęglowych, w tym jako elektrody do żeliwa. Przed użyciem elektrody zasadowe powinny zostać wysuszone, chyba że były wcześniej zamknięte w hermetycznym opakowaniu próżniowym. 

Elektrody zasadowe są obecnie stosunkowo często wykorzystywane także przez profesjonalistów, ponieważ pozwalają osiągnąć efekty zbliżone do spawania TIG na materiałach, z którymi spawanie to nie radzi sobie zbyt dobrze. Przede wszystkim jako elektrody do żeliwa czy do grubych blach stalowych, np. w konstrukcji statków. Inne typy elektrod są obecnie głównie w użytku amatorskim, ponieważ w zastosowaniach profesjonalnych zostały wyparte przez spawanie metodami MIG/MAG i TIG, a obecnie także przez spawanie laserowe. 

Rzadko stosowaną odmianą są elektrody kwaśne. Dają one spoiny o stosunkowo słabych właściwościach mechanicznych i mają tendencję do rozprysków. Ich zaletą jest łatwość uzyskania gładkiej, estetycznej spoiny.

Oddzielnym rodzajem są elektrody spawalnicze nietopliwe, wykonane z wolframu. Nie mają one otuliny i nie zapewniają dodatkowego spoiwa. Używa się ich do spawania TIG w osłonie gazu obojętnego. Podczas spawania elektrodą wolframową w gazie obojętnym (szlachetnym) łuk elektryczny przechodzi w stan plazmy. Dzięki temu możliwe jest spawanie o wiele dokładniejsze, a powstałe spoiny są mocniejsze niż przy spawaniu elektrodą otuloną. 

Elektrody wolframowe nie topią się, ale z czasem wypalają się i odparowują, przez co ich długość się zmniejsza. Dlatego mimo stosowania metody z elektrodą nietopliwą niezbędna jest jej okresowa wymiana. 

Jak dobrać elektrody do warunków spawania?

Dobrze dobrane elektrody są podstawą udanego spawania tą metodą. Na to, jaki rodzaj z wcześniej opisanych i jaki powinien być materiał rdzenia elektrody, wpływają między innymi: grubość łączonych elementów, rodzaj materiału, z którego są wykonane, warunki zewnętrzne montażu, pozycja spawalnicza.

Do cienkich elementów (blachy, kształtki, rury) dobrze nadają się elektrody rutylowe, pod warunkiem że wybrane elementy będą wykonane ze stali niskowęglowych niestopowych. Cienkie blachy można połączyć też przy użyciu kwaśnych elektrod. 

Elektrody zasadowe lepiej sprawdzają się przy grubych elementach, dlatego są powszechnie stosowane jako elektrody do żeliwa i staliwa. Otulinę zasadową mają także elektrody do nierdzewki, ale różnią się one rdzeniem. Elektrody do żeliwa wykonane są ze stali wysokowęglowej, podczas gdy elektrody do nierdzewki wykonane są ze stali stopowej z dodatkami innych metali. 

Elektrody spawalnicze zasadowe i elektrody rutylowe, mogą być używane do spawania we wszystkich pozycjach, oprócz pionowej z góry na dół. Do spawania z góry na dół przeznaczone są elektrody celulozowe. 

Jak już wspomnieliśmy, elektrody celulozowo-rutylowe mają najlepszą odporność na warunki zewnętrzne i w sytuacji gdy niezbędne jest spawanie podczas złej pogody powinno się stosować właśnie ten rodzaj elektrod. W przypadku stosowania innych typów, szczególnie elektrod zasadowych, należy zapewnić osłonę przed wodą i silnym wiatrem. Inaczej niemożliwe może okazać się uzyskanie spoiny odpowiedniej jakości.

Jeżeli wiesz już, jakie elektrody spawalnicze są dobrym wyborem do prac, które planujesz, możesz kupić je w Castoramie. Znajdziesz tutaj zarówno elektrody otulone różnych typów, jak i elektrody wolframowe do spawarek typu TIG – wszystko w atrakcyjnej cenie!