Сфера применения и особенности графитовых электродов

Графитовые электроды люди применяют уже более ста двадцати пяти лет.  Работать с ними начинал еще изобретатель электросварки Николай Бернадос. В наши дни большая часть сварочных работ выполняется металлическими электродами – стержневыми и проволочными. Графитовые сохраняются для специальных видов сварки.

Достоинства и недостатки

Графитовые электроды обладают следующими достоинствами:

  • простота изготовления и низкая себестоимость;
  • способность проводить большой ток, не разрушаясь;
  • высокая проводимость, малые потери тока;
  • не окисляются даже при высоких температурах;
  • простота применения, не требуется дорогостоящее оборудование;
  • работает прямой и обратной полярностью;
  • незаменим для ряда технологий сварки

Присущ электродам, сделанным из графита, и ряд недостатков.

  • узкий диапазон применимости;
  • непригодность для массовых сварочных операций;
  • повышает процентную долю углерода в материале шва и в основной детали;
  • невозможность сформировать стержень тоньше 6 миллиметров.

В специальных технологиях дуговой сварки преимущества значительно перевешивают недостатки, в таких случаях графитовые изделия незаменимы, для чего и нужны в современной сварке.

Физико-химический состав

Основной компонент графитного сварочного электрода- это кристаллический углерод. Стержень состоит из двух половин, правой и левой. Межу ними проложен диэлектрический слой, содержащий оксиды железа, креолитовых глин, меди, алюминиевого порошка и магния.

Основные слои выполнены либо из цельного коксующегося угля, либо из электродного прессованного графита. Графитовые сварочные материалы при нагреве свариваемых материалов повышают в них содержание углерода.

Отличия от угольного

Прессованный графитовый электрод на практике проявляет себя как более эффективный и стабильный, чем угольный. Его проще отформовать до необходимой пространственной конфигурации; нанести медное покрытие.

Угольные изделия более прочны, однако электропроводность их ниже от 2 до 4 раз. Это вызывает большие потери тока и может привести к перегреву. Поэтому угольные электроды используют при меньшей плотности тока. Для угольных следует использовать специальный держатель, в то время как графитовые можно вставлять в обычный держак MMA.

Технические характеристики

Основными физико-механическими характеристиками изделий служат:

  • диаметр;
  • удельный вес;
  • зольность;
  • удельное сопротивление;
  • коэффициент линейного расширения при нагреве от 20 до 500оС;
  • предел прочности на изгиб;
  • модуль упругости.

Кроме того, нормируются максимальный рабочий ток, размеры формируемой канавки и некоторые другие.

Стандарты производства

Требования к технологии производства и качеству сформулированы в ГОСТ 4426-62. В нем описан химический состав изделия, способы изготовления, их конструкция и следующие типовые формы сечения:

  • квадратная;
  • круглая;
  • овальная;
  • прямоугольная.

Регламентирован также ряд диметров: от 60 до 550 мм и длин от 1 до 1,7 м.

На стержне следует нарезать резьбу для крепления ниппельного окончания.

Резьба может выполняться со следующим профилем:

  • конус;
  • цилиндр;
  • трапеция.

В стандарте описаны способы и методики контроля качества производителем, приемки и отгрузки продукции

Процесс производства

В качестве сырья для производства используют как природный уголь, добываемый из месторождений, так и искусственно полученный графит. Связующим веществом служат различные смолы. Производство разбивается на следующие технологические стадии:

  • экструзия стрежневидных заготовок при большой температуре и давлении;
  • окончательная формовка и охлаждение;
  • нарезка резьбы;
  • омеднение.

[stextbox id=’info’]Для выпуска изделий определенного назначения в материал добавляют небольшие количества металлических присадок.[/stextbox]

C медным покрытием

Графитовые омедненные электроды используются для сварки заготовок из медных сплавов. Они выпускаются в следующих версиях:

  • круглый, с диаметром от 3 до 19 мм;
  • плоский, с прямоугольным или квадратным сечением, шириной от 8 до 25 мм;
  • полукруглый, широко применяемый тип, с одной стороны плоский, с другой — полукруг, ширина от 10 до 19 мм;
  • полый, выпускается для специальных применений — выполнения канавок на изделиях, диаметр от 5 до 13 мм.

Широкий диапазон форм и размеров выпускаемых изделий позволяет подобрать для каждого приложения наиболее подходящий по своим параметрам и возможностям.

Популярные марки

Среди электродов отечественного производства наиболее популярными являются следующие:

  • ЭГ— графитированный, производится из нефтяного кокса с добавлением каменноугольного пека. Выдерживает плотность рабочего тока до 25 А/см2. Комплектуется ниппелями, применяется в электропечах для плавки руды и для сварки металлов в различных сочетаниях, например, сварка нихром-медь.
  • ЭГС— вместо нефтяного коса используется игольчатый. Такие изделия используют в электропечах на сталелитейных заводах и установках рафинирования металлов.
  • ЭГП дополнительно пропитываются пеком. Применяется в установках электродуговой резки, в литейных производствах.
  • ЭГСП— изделия на базе игольчатого кокса, с усиленной пропитки пеком. Используются для того, чтобы сваривать цветные металлы, а также в плавильных печах различного назначения.

Обозначение и маркировка

Обозначение изделия указывает на его тип, способ производства и назначение. Маркировка включает в себя первые буквы обозначений:

  • П – с пропиткой пеком;
  • С – специального назначения;
  • Г – графитированный;
  • Э – электрод.

Так, например, ЭГСП-1 означает: «графитированные электроды, специального назначения, пропитаны пеком».

[stextbox id=’warning’]Импортные производители, например, из Китая, используют собственные системы марок.[/stextbox]

Выбор

Во время выбора электрода для сварных или разделочных работ следует учитывать мощность сварочного аппарата. Его предельный рабочий ток должен соответствовать диаметру выбранного изделия.

Следующий фактор, влияющий на выбор — состав. Добавки должны соответствовать материалу заготовки.

Для сварочных операций рекомендуется выбирать по возможности меньший по диаметру электрод.

Следует также обратить внимание на наличие ниппеля.

Основные режимы и нюансы сваривания

Наиболее важной характеристикой служит плотность рабочего тока.

Зависимость предельной плотности тока от диаметра и марки.

Превышение этого ключевого параметра приводит к перегреву изделия и к выходу его из строя, вместе с оборудованием.

Регулировка силы тока

В ходе электродуговой сварки проводов силу тока устанавливают в диапазоне 30-120А, исходя из толщины заготовок, их числа и диаметра электрода.  Зависит сила тока также и от химического состава конкретных свариваемых образцов, температуры воздуха и ряда других условий.

Рекомендованные значения для типовых соединений медных проводов следующие:

  • две жилы сечением по 1,5 мм2: 70 А
  • три жилы по 1,5 мм2: 80-90А;
  • три жилы по 2,5 мм2: 80-100А;
  • четыре жилы по 2,5мм2: 100-120А.

Вначале лучше провести пробную сварку образца, по ее результатам уточнить значение тока.

Сварка алюминиевых проводов

Для сварки можно применять инвертор достаточной мощности, а можно собрать аппарат самостоятельно. Устройство для сварки алюминиевых проводом отличается чрезвычайной простотой конструкции, его может собрать своими руками домашний мастер, обладающий некоторыми знаниями в области электротехники.

Схема устройства для сварки проводов.

Для сборки потребуются:

  • понижающий трансформатор с 220 на 12-10 вольт;
  • диодный мост достаточной мощности;
  • электролитический конденсатор большой емкости;
  • пассатижи для массового зажима;
  • электродный держатель;
  • сварочные провода сечением от 10 мм2.

питаться такой агрегат может от электросети или от генератора. Питание от 24- вольтового аккумулятора вызывает неудобства: весит он много, а разряжается быстро.

Провод ниже скрутки охватывается пассатижами, а к концу скрутки подносят графитовый стержень. Разжигается электродуга, и скрутка быстро разогревается, позволяя сварить кончики проводов.

При работе таким аппаратом очень важно не передержать электрод до такой степени, чтобы провода начали оплавляться и стекать. Такой навык приходит с опытом. Опытные сварщики сваривают провода и с помощью переменного тока.

Как правильно сделать и сварить скрутку?

Операция разбивается на несколько этапов:

  • зачистка изоляции и лака с проводов;
  • скручивание соединяемых концов вместе;
  • подрезание скрутки с целью выровнять концы и обеспечить длину соединения в 50 мм;
  • установка на скрутку медного зажима-теплоотвода, подключенного к массе;
  • поднесение к концу скрутки графитового электрода, разжигание дуги на время в 1-2 секунды;
  • формирование на конце скрутки оплавленного шарика металла;
  • гашение дуги.

После того, как сваренное соединение остынет, его следует заизолировать изолентой или термоусадочным колпачком.

Требования техники безопасности к эксплуатации

Несмотря на то, что напряжение невысокое и время проведения операции невелико, необходимо строго соблюдать все правила техники безопасности:

  • применять персональные защитные средства: маску сварщика, огнестойкая спецодежда, спилковые краги;
  • удалить от зоны работ все огнеопасные и легковоспламеняющиеся материалы на расстояние от 5 метров;
  • перед началом работ осмотреть оборудование на отсутствие механических повреждений и нарушения изоляции;
  • обесточить свариваемые провода.

Выполнение этих несложных требований безопасности к хранению и эксплуатации графитированных электродов позволит сохранить здоровье и жизнь людей и материальные ценности.

Графитовые электроды используются для специальных приложений. Они применяются в металлургии, электролизе, сварке цветных металлов. При подборе электрода нужно учитывать состав и толщину свариваемых заготовок, климатические параметры и возможности сварочного аппарата.

Оставить комментарий

Adblock
detector