Kaip parinkti tinkamus elektrodus suvirinimui

Kodėl elektrodų pasirinkimas nėra tik atsitiktinumas

Kai pirmą kartą stoviu prie suvirinimo aparato, dažniausiai net neįsivaizduoju, kad tas mažas metalinis strypas – elektrodas – gali lemti visą darbo rezultatą. Galiu turėti geriausią suvirinimo aparatą, tobulą techniką, bet jei pasirinktas netinkamas elektrodas, siūlė bus silpna, pilna defektų ar tiesiog nebus tokia, kokios reikia.

Elektrodai – tai ne tik metaliniai strypeliai. Kiekvienas jų tipas sukurtas konkrečioms sąlygoms, metalams ir uždaviniams. Vienas puikiai tinka rūdžių suvirinimui, kitas – ketui, trečias dirba tik su nuolatine srove. Yra elektrodų, kurie gali suvirint drėgną metalą, ir tokių, kuriems reikia idealiai švarios paviršiaus. Taigi elektrodų parinkimas – tai ne atsitiktinumas, o apgalvotas procesas.

Pagrindiniai elektrodų tipai ir jų skirtumai

Suvirinimo elektrodai skirstomi į kelis pagrindinius tipus pagal jų dangos sudėtį. Šis dangos sluoksnis aplink metalinį šerdį nėra tik apsauga – jis kuria dujų apsauginę atmosferą, stabilizuoja lanką, formuoja šlaką ir net prideda legiruojančių elementų į suvirinimo vonelę.

Rutilo elektrodai (E6013, E7024) – tai turbūt populiariausi elektrodai pradedantiesiems. Jie lengvai užsidega, lankas stabiliai dega, šlakas lengvai nusivalomas. Šie elektrodai tinka beveik visoms padėtims ir gali dirbti tiek su kintama, tiek su nuolatine srove. Jei nežinai, nuo ko pradėti – rutilo elektrodai bus geriausias pasirinkimas. Tiesa, jų siūlė nėra stipriausia, todėl atsakingoms konstrukcijoms geriau rinktis kitus tipus.

Baziniai elektrodai (E7018, E7016) – tai jau rimtesnis įrankis. Jų danga pagaminta iš kalcio karbonato ir fluorito, todėl tokia siūlė būna labai stipri, lanksti ir atspari įtrūkimams. Problema ta, kad šie elektrodai labai higroskopiniai – sugeria drėgmę iš oro kaip kempinė. Prieš naudojimą juos būtina džiovinti specialioje krosnyje 300-350°C temperatūroje. Jei to nepadarysi, drėgmė sukels poras siūlėje ir sumažins jos kokybę. Baziniai elektrodai dirba tik su nuolatine srove, o lankas ne toks stabilus kaip rutilo, todėrt reikia šiek tiek daugiau patirties.

Celiulioziniai elektrodai (E6010, E6011) – šie skirtukai mėgsta gilų prasiskverbimą. Jų danga sudega labai greitai, sukurdama stiprų dujų srautą, kuris išpučia išlydytą metalą ir leidžia elektrodui prasiskverbti giliai į metalą. Puikiai tinka vamzdžių suvirinimui, ypač vertikalioje padėtyje iš viršaus į apačią. Tačiau šie elektrodai kuria daug purslų ir šlako, kuris kartais sunkiai nusivalo.

Rūgštiniai elektrodai – šiuolaikiniame suvirinime naudojami retai, nes jų siūlė linkusi į karštuosius įtrūkimus. Tačiau jie gerai tinka grubiam darbui, kur kokybė nėra kritinė.

Kaip skaityti elektrodų žymėjimą

Pirmą kartą pažvelgęs į elektrodų pakuotę, matau keistą kodą tipo „E7018” ar „E6013”. Kas tai per šifrai? Iš tikrųjų šis žymėjimas – tai visa informacija apie elektrodą viename kode.

Raidė E reiškia „electrode” – elektrodas. Pirmieji du skaičiai nurodo tempimo stiprumą tūkstančiais PSI (svarų kvadratiniame colyje). Pavyzdžiui, E70 reiškia, kad siūlės tempimo stiprumas bus mažiausiai 70,000 PSI arba apie 480 MPa. E60 – tai 60,000 PSI arba 410 MPa.

Trečias skaitmuo rodo, kuriose padėtyse galima suvirint šiuo elektrodu:
– 1 – visos padėtys (plokščia, horizontali, vertikali, virš galvos)
– 2 – tik plokščia ir horizontali
– 4 – visos padėtys, bet su specialiu srovės režimu

Paskutinis skaitmuo nurodo dangos tipą ir srovės rūšį. Pavyzdžiui:
– 0 – celiuliozinė danga, nuolatinė srovė, pliusas ant elektrodo
– 1 – celiuliozinė danga, bet gali dirbti su kintama ir nuolatine srove
– 3 – rutilo danga, kintama arba nuolatinė srovė
– 8 – bazinė danga, nuolatinė srovė, minusas ant elektrodo

Taigi E7018 reiškia: elektrodas su 70,000 PSI stiprumu, tinkantis visoms padėtims, bazine danga, dirbantis su nuolatine srove.

Metalų suderinamumas su elektrodais

Ne kiekvienas elektrodas tinka kiekvienam metalui. Čia galioja paprasta taisyklė – elektrodas turėtų būti panašios sudėties kaip ir suvirinamas metalas. Jei virinsi anglies plieną, naudok anglies plieno elektrodą. Jei nerūdijantį plieną – nerūdijančio plieno elektrodą.

Paprastam konstrukciniam plienui (S235, S355) puikiai tinka standartiniai E6013 ar E7018 elektrodai. Jie sudaro stiprią siūlę, kuri dažniausiai net viršija pagrindinio metalo stiprumą. Čia svarbu pasirinkti tinkamą elektrodą pagal reikalaujamą siūlės kokybę – jei tai atsakinga konstrukcija, geriau naudoti bazinius E7018.

Nerūdijančiam plienui reikia specialių elektrodų, pažymėtų kaip 308L, 309, 316L ir pan. Šie skaičiai atitinka nerūdijančio plieno markę. Pavyzdžiui, 308L elektrodai tinka AISI 304 plieno suvirinimui. Svarbu naudoti būtent nerūdijančio plieno elektrodus, nes paprastas anglies plieno elektrodas sukurs siūlę, kuri greitai surūdys.

Ketui suvirint reikia specialių nikelio arba nikelio-geležies elektrodų. Ketis yra trapus ir jautrus temperatūros pokyčiams, todėl paprastas plieno elektrodas čia neveiks. Nikelio elektrodai leidžia suvirint ketį be išankstinio kaitinimo ir sumažina įtempius siūlėje.

Skirtingų metalų suvirinimui (pavyzdžiui, anglies plieno su nerūdijančiu) naudojami tarpiniai elektrodai, tokie kaip 309. Jie sukuria siūlę, kuri suderinama su abiem metalais.

Elektrodų skersmens parinkimas

Elektrodo skersmuo – tai ne tik storio klausimas. Nuo jo priklauso, kokią srovę reikės naudoti, kaip greitai vyks suvirinimas ir kokią siūlę gausi.

Plonesniai elektrodai (1.6-2.5 mm) tinka ploniems metalams ir sunkiai prieinamoms vietoms. Jie reikalauja mažesnės srovės, todėl mažiau rizikos perpus metalą. Tačiau jais lėčiau užpildysi storą siūlę ir reikės daugiau praėjimų.

Vidutinio skersmens elektrodai (3.2-4.0 mm) – tai universalus pasirinkimas daugumai darbų. Jie tinka 4-12 mm storio metalui ir leidžia dirbti gana greitai. Būtent tokio skersmens elektrodai dažniausiai naudojami konstrukcijose.

Stori elektrodai (5.0-6.0 mm ir daugiau) skirti storoms plokštėms ir dideliems užpildams. Jie reikalauja didelės srovės ir tinka tik plokščiai padėčiai. Tokiais elektrodais galima greitai užpildyti storą siūlę, bet juos sunkiau valdyti.

Praktiškai, metalo storiui iki 3 mm naudoju 2.0-2.5 mm elektrodą, 4-6 mm metalui – 3.2 mm, 8-12 mm – 4.0 mm. Jei metalas storesnis nei 12 mm, dažniausiai darau kelis praėjimus 4.0 mm elektrodu arba naudoju storesnį elektrodą plokščioje padėtyje.

Srovės stiprumo parinkimas skirtingiems elektrodams

Kiekvienas elektrodas turi rekomenduojamą srovės diapazoną, kuris paprastai nurodytas ant pakuotės. Bet kaip praktiškai parinkti tinkamą srovę?

Per maža srovė – elektrodas limpinės prie metalo, lankas bus nestabilus, siūlė neįsilydo į pagrindinį metalą. Per didelė srovė – elektrodas perkaista, danga sudega per greitai, atsiranda daug purslų, o siūlė būna plokščia ir plati.

Yra paprasta formulė pradžiai: srovė (A) = elektrodo skersmuo (mm) × 40. Pavyzdžiui, 3.2 mm elektrodui reikėtų apie 128 A. Tai tik atskaitos taškas – tikslią srovę parenkame pagal padėtį ir sąlygas.

Plokščioje padėtyje galiu naudoti maksimalią rekomenduojamą srovę. Vertikalioje padėtyje sumažinu srovę 10-15%, kad metalas nenutekėtų. Virš galvos – dar 10-15% mažiau. Baziniams elektrodams dažniausiai reikia šiek tiek mažesnės srovės nei rutilo.

Praktikoje aš visada pradėdu nuo vidutinės rekomenduojamos srovės ir reguliuoju pagal tai, kaip jaučiasi elektrodas. Jei lankas trumpas ir elektrodas limpinėja – didinu srovę. Jei per daug purslų ir elektrodas greitai tirpsta – mažinu.

Elektrodų saugojimas ir priežiūra

Daugelis pradedančiųjų nežino, kad elektrodai gali sugesti tiesiog gulėdami drėgnoje patalpoje. Ypač tai aktualu baziniams elektrodams, kurie sugeria drėgmę iš oro per kelias valandas.

Rutilo elektrodai mažiau jautrūs drėgmei, bet ir juos geriau laikyti sausoje vietoje. Jei jie buvo laikomi drėgnoje patalpoje, galima juos perkaitinti 100-150°C temperatūroje valandą-dvi. Tai išgarins paviršinę drėgmę.

Baziniams elektrodams reikia rimtesnės priežiūros. Nauji, užantspauduoti elektrodai gali būti naudojami iš karto. Bet jei pakuotė atidaryta, elektrodai turėtų būti laikomi specialioje kaitinimo spintoje 100-150°C temperatūroje. Prieš suvirinimą juos būtina džiovinti 300-350°C temperatūroje 1-2 valandas.

Kaip suprasti, kad elektrodai drėgni? Jei suvirinant girdisi spragsinimas, atsiranda daug porų siūlėje, lankas nestabilus – tikėtina, kad elektrodai sugėrė drėgmės. Tokiu atveju juos būtina išdžiovinti.

Namų sąlygomis, jei neturiu specialios krosnis, laikau elektrodus sandariai uždarytoje dėžėje su silikagelio maišeliais. Tai padeda išlaikyti juos sausus bent jau trumpą laiką.

Praktiniai patarimai konkrečioms situacijoms

Kai suvirinimas vyksta ne idealių sąlygų dirbtuvėje, o realiame gyvenime, tenka prisitaikyti prie įvairių situacijų.

Suvirinimas lauke ar vėjuotoje vietoje: Čia rutilo elektrodai pralaimi baziniams. Baziniai elektrodai kuria stipresnę dujų apsaugą ir geriau dirba vėjuotose sąlygose. Tačiau jei vėjas labai stiprus, bet kokia apsauga nepadės – reikia uždengti suvirinimo vietą.

Rūdžių suvirinimas: Jei metalas šiek tiek surūdijęs, E6013 elektrodai vis tiek gali suvirint pakenčiamai. Bet geriau nušveisti rūdis bent iš viršaus. Baziniai elektrodai labai jautrūs nešvarumams – jiems reikia švarios paviršiaus.

Plonų lakštų suvirinimas: Čia geriausi yra E6013 elektrodai mažo skersmens (1.6-2.0 mm) su maža srove. Suvirinimą darau punktais arba trumpais siūlėmis, kad metalas neperkaistų ir nedeformuotųsi.

Vamzdžių suvirinimas: Čia puikiai tinka celiulioziniai E6010 elektrodai, ypač jei virinimas vyksta iš viršaus į apačią. Jie gerai prasiskverbia ir leidžia padaryti šakninę siūlę be padėklo.

Atsakingos konstrukcijos: Visada naudoju bazinius E7018 elektrodus, net jei tai šiek tiek sudėtingiau. Jų siūlė stipresnė, lankstesnė ir patikimesnė. Prieš suvirinimą būtinai išdžiovinu elektrodus ir kruopščiai paruošiu metalą.

Kai elektrodas pasirenka tave, o ne tu jį

Galiausiai, elektrodų parinkimas – tai patirties klausimas. Galiu perskaityti visas specifikacijas, bet tikrasis supratimas ateina tik praktikuojant. Kiekvienas suvirintojas laikui bėgant suranda savo mėgstamiausius elektrodų tipus ir žino, kada juos naudoti.

Pradedantiesiems patarčiau pradėti nuo rutilo elektrodų E6013, 3.2 mm skersmens. Jie atleidžia klaidas, lengvai virinama, rezultatas paprastai patenkinamas. Kai jau jauti pasitikėjimą, galima pereiti prie bazinių E7018 – jie reikalauja daugiau disciplinos, bet duoda geresnę siūlę.

Svarbu suprasti, kad nėra vieno „geriausio” elektrodo. Yra tinkamas elektrodas konkrečiai situacijai. Kartais pigus rutilo elektrodas bus geresnis pasirinkimas nei brangus bazinis, nes darbas nevyksta idealių sąlygų. Kartais verta sumokėti daugiau už specialų elektrodą, nes konstrukcija atsakinga.

Ir dar vienas dalykas – niekada nesigailėkite pinigų kokybiškiems elektrodams. Skirtumas tarp pigių ir gerų elektrodų gali būti vos kelių eurų, bet darbo kokybė ir greitis skiriasi kardinaliai. Geras elektrodas užsidega lengvai, dega stabiliai, siūlė graži, šlakas lengvai nusivalo. Blogas elektrodas – tai nervai, sugaištas laikas ir prasta siūlė.

Taigi, parinkti tinkamus elektrodus – tai suprasti, ką virinsi, kokiomis sąlygomis ir kokio rezultato tikies. Likusią dalį padarys praktika ir sveika nuovoka.