Урок 13. Вугільні та графітові електроди. Їх характеристика. Використання. Методи стабілізації дуги

Вугільні та графітові електроди

Електроди цього типу готуються з пресованого вугілля або коксу спеціального складу. Діаметр електродів від 5 до 30 мм, довжина 200-300 мм, перетин кругле. Кінець електрода заточується „ на конус з кутом 60 - 70°. Вугільні електроди повинні мати правильну форму, гладку поверхню і бути без тріщин. Добре обпалена вугільний електрод дає при ударі чистий металевий звук і не залишає на папері риси. Під час зварювання він не повинен розтріскуватися.

Для поліпшення властивостей вугільні електроди піддають гра - фитированию шляхом термічної обробки при температурі близько 2600°.

Графітовані електроди чистіше за своїм хімічним складом, більш м'які, мають сірий з металевим блиском колір, залишають на папері чорну риску. Вони краще вугільних електродів, так як більш електропровідні, менше згоряють (окислюються) на повітрі при високих температурах і тому допускають зварювання при більшій щільності струму.

Зварювання вугільним електродом виконують на постійному струмі прямої полярності (мінус на електроді). При цьому довжина дуги складає від 6 до 15 мм, дуга легко запалюється і володіє великою стійкістю. При зворотній полярності дуга робиться вкрай нестійкою, електрод обгорає і випаровується, а зварюваний метал навуглецьовується.

За характеру згоряння вугільного електрода, користуючись зазначеними вище ознаками, можна також визначати полярність зварювального ланцюга.

Методи стабілізації дуги

Основними способами стабілізації зварювальної дуги змінного струму є:

● введення в покриття електродів легкоїонізірующей компонентів;

● використання додаткових або високочастотних джерел струму;

● певне поєднання зовнішньої вольтамперної характеристики джерела струму зі статичної вольтамперної характеристикою зварювальної дуги.

Статичної вольтамперної характеристикою називається залежність напруги зварювальної дуги від струму навантаження в сталому режимі при постійній довжині дуги. Так, для ручного дугового зварювання статична вольтамперна характеристика зварювальної дуги - жорстка, зовнішня вольтамперная характеристика джерела струму - крутопадаючих. При автоматичному зварюванні під шаром флюсу статична вольтамперная характеристика зварювальної дуги - жорстка, а зовнішня вольтамперная характеристика джерела струму - пологопадающих. Для підвищення стабільного горіння зварювальної дуги змінного струму в покриття електродів вводять компоненти з малим потенціалом іонізації (легкоїонізірующей компоненти), що призводить до збільшення концентрації заряджених частинок в міжелектродному проміжку на величину DС1, відповідно зменшується інтервал часу, протягом якого зварювальний дуга не горить, відповідно зменшується величина DС, що в кінцевому підсумку призводить до збільшення середньої поточної концентрації заряджених частинок в дуговому проміжку, збільшується величина lкр і відповідно підвищується стабільність горіння зварювальної дуги. Вплив легкоїонізірующей компонентів на напругу зажигания електричної дуги і на величину інтервалу часу, коли зварювальний дуга не горить, показано на рис.1.

Слід зазначити, що на стабільність горіння зварювальної дуги крім потенціалу іонізації впливає маса заряджених частинок. Дослідження показали необхідність одночасного обліку потенціалу іонізації хімічних елементів і їх маси на стабільність горіння.