Как используются графитовые электроды

Соединить элементы из стали и сплавов можно при помощи сварки. Для проведения процедуры используют расходные материалы, свойства которых соответствуют характеру выполняемых работ — например, графитовый электрод. Соединения, созданные таким способом, получаются прочными, отличаются хорошей электропроводимостью, долговечны.

Электрод

Производственный процесс и ГОСТы

Электроды с графитным покрытием производят в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60239-2014. Для их изготовления применяют малозольный кокс нефтяной, к которому присоединяют электродный бой — примерно десятую часть от общей массы. Для связывания составляющих используют каменноугольный пек.

Для получения продукции исходные материалы дробят, накаливают, подвергают измельчению. Затем их распределяют на фракции, дозируют, перемешивают с добавлением скрепляющего материала.

После получения электродной массы ее загоняют под пресс, в результате получают «зеленые» электроды. Их высушивают, отправляют на обжиг, выполняют графитизацию и механическую обработку.

После проведения обжига электродов в соответствии с технологией связующее вещество становится коксом. У него меняются свойства, повышается электро- и теплопроводность, улучшается механическая сопротивляемость.

Процесс графитизации выполняется при температуре +2700…+2900ºС, по времени может занять 100 или более часов. Для нагревания применяют электроды и углеродистую засыпку, которая обеспечивает защиту от окисления.

После окончания технологического процесса образуется графит с кристаллической структурой, примеси восстанавливаются и улетучиваются. Характеристики твердости и электросопротивления понижаются, что способствует улучшению процесса механической обработки. Чтобы замедлить скорость расходования изделий, выполняется пропитывание специальными веществами, помогающими защититься от окисления.

Покрытия, выполненные на основе кремния, железа и алюминия, образуют защитную пленку из оксидов. Это уменьшает потери в результате окислений. Использование алюминия помогает понизить сопротивление электродов, у тока плотность повышается и составляет 21-25 А/см².

Классификация электродов из графита

На современном рынке представлены разные марки графитированных изделий, которые отличаются по виду материала, использованному для изготовления. Это в основном графит, но качество его не одинаковое.

Используя разные сорта, получают такие изделия:

  1. Графитированные стержни для сварки.
  2. Коллоидно-графитовые изделия.
  3. Пропитанные — для комплексов «ковш-печь».
  4. Специальные — для работы с агрегатами высокой мощности, которые используют в крупной промышленности.

Чтобы технологические процессы проходили в нужной последовательности, подбирать материалы надо правильно. При этом учитывается, какой тип электродов подходит для процессов, осуществляемых на производстве.

Графитированные разновидности удобно применять на металлургических предприятиях. Такие электроды способны обеспечить ввод электрической энергии в процессах, которые связаны с повышенными температурами.

Графит

Состав электродов из графита и качественные свойства

Электроды для сварки из графита сконструированы из 2 рабочих частей, между которыми размещена прокладка. В состав основных элементов может входить прессованный уголь, алюминий и т.д. Особенность графитовых электродов заключается в способности без задержки проводить ток, стойком выдерживании повышенной температуры.

Прочие достоинства материалов таковы:

  1. Доступная цена.
  2. Не прилипают к изделиям при прогревании.
  3. Стойкость к появлению трещин.
  4. Небольшой период нагревания.
  5. Чтобы образовалась стойкая полноценная дуга, хватает силы тока в 5-10 А.
  6. Соединение термостойкое, не портится под действием коррозии.

Для проведения работ с использованием графитовых электродов могут применяться сварочные аппараты инверторного типа.

С примесью угля

Электроды из графита могут иметь в составе уголь или кокс с особым содержанием. У качественных изделий правильная форма, поверхность лишена трещин и дефектов. Во время проведения сварки они не растрескиваются.

Работу с использованием таких электродов осуществляют при постоянном токе прямой полярности. Дуга получается стойкой, длина — 6-15 мм. Угольные изделия для улучшения свойств и расширения области применения можно подвергнуть графитированию методом термообработки.

С добавлением меди

Для сваривания элементов из меди используется модификация с названием «карандаш». Это медно графитовый электрод, который производят в разных видах:

  1. Круглый — подходит для работы во многих сферах.
  2. Бесконечный, применяемый в качестве экономичного варианта.
  3. Плоский — с квадратным или прямоугольным сечением.
  4. Полукруглый — подойдет для выполнения резки.
  5. Полый — удобен для формирования канавок, строжки.

Разнообразие модификаций допускает расширение области использования изделий.

Медный электрод

Плюсы и минусы использования

У графитного электрода можно перечислить такие достоинства:

  1. Повышенная стойкость к влиянию тока.
  2. Хорошая электропроводность, обеспечивающая минимум потерь расходных материалов.
  3. Нет окисления при повышении температуры, что увеличивает срок службы электрода.
  4. Не требуется применять при работе специальные держатели — достаточно простых.

Недостатки:

  1. Действие изделий ограниченное, для использования в особых условиях надо приобретать дополнительные материалы с разной формой наконечников.
  2. Диаметр стержней — от 6 мм, поэтому при необходимости выполнить тонкое соединение возникают сложности.

При выборе электродов надо руководствоваться условиями, в которых предстоит их использовать. Если свойства графитовых не подходят для выполняемых работ, нужно найти другой вариант.

Чем графит отличается от угля

Графитовые стержни для работ по свариванию проводов считаются более практичными, чем угольные. При обработке они удобнее и смогут обеспечить прочное, долговечное соединение.

У изделий с угольной обмазкой электропроводность ниже из-за повышенного сопротивления. Работа с ними требует от оператора наличия опыта, поскольку во время процесса образуется дуга с повышенной температурой, способная разрушить свариваемую скрутку.

Графитовые электроды серого цвета, с легким оттенком металла. Угольные — черного. Чтобы работать с ними, часто используют держатели. Это немного осложняет процесс сварки.

Для проведения сварочных работ с использованием инверторного аппарата, дополненного регулятором усиления, лучше выбирать расходные материалы из графита. Швы, полученные с их помощью, получаются более прочными, чем при сварке угольными электродами, у них высокая сопротивляемость к окислению.

Область применения графитированных электродов

Графитовые электроды нужны при разных операциях. Они применяются при проведении обработки поверхностей перед сваркой, резкой заготовок, зачистки кромок деталей из металла.

Их также используют при плавлении чугуна, сплавов, для дуговых печей. Наличие ниппелей облегчает соединение стержней между собой. Такая подготовка позволяет отладить подачу расходных материалов для сварки в печах.

Используя графитовые стержни для сварки медных проводов и дуговой резки, можно уменьшить количество брака и дефектов швов.

Они подходят и для проведения таких операций:

  1. Сварки элементов из цветного металла.
  2. Заваривания дефектов, полученных из-за нарушений технологии литья.
  3. Наплавления элементов из твердого сплава на металлическую основу.

Электроды для сварки могут использоваться с присадкой, которая подается во время проведения работ или помещается в место, где располагается шов.

Чтобы уменьшить окисление элементов во время сваривания, необходимо выполнить такие действия:

  1. Для печей обеспечить герметичность.
  2. Температуру поверхности электродов ограничить в допустимых пределах.
  3. Использовать защитные покрытия.
  4. Снизить длину нагретой части, тщательно продумывая размещение печного свода.
  5. Обеспечить улучшение свойств электродов.

Для работы со сверхмощными дуговыми печами допускается применение стержней из меди с наконечником из графита.

Сварка

Расход электродов и регулирование тока при работе

Регулирование тока для сваривания проводов выполняют в диапазоне 30-120 А.

Точную мощность должен определить сварщик, руководствуясь следующими факторами:

  1. При соединении одной жилы с другой, если их диаметр составляет 1,5 мм, аппарат настраивают на 70 А.
  2. Если выполняется сварка 3 проводов с таким же сечением, должен быть установлен ток 81-91 А.
  3. Чтобы соединить 3 жилы 2,5 мм, настраивают силу тока на 81-101 А.
  4. Для 4 жил 3 мм ток надо установить на 101-121 А.

Результат, достигаемый при сварочных работах с использованием графитовых стержней, во многом зависит от опыта мастера.

Требования к безопасности при работе

Углеграфитовые электроды требуют соблюдения правил техники безопасности:

  1. Провода должны быть обесточены перед проведением сварки.
  2. Необходимо использовать средства индивидуальной защиты — это может быть специальная одежда и обувь, маска, перчатки.
  3. Участок, на котором выполняются работы, должен быть освобожден от легковоспламеняющихся предметов.
  4. После окончания сварочных работ выполняйте изоляцию скруток. Для этого применяется изолента или термоусадочные трубки. Их надевают на провода и прогревают с помощью фена.

Соблюдая такие рекомендации для сварки медных проводов, можно легко выполнять качественное соединение элементов.

Сварка в маске

Технология создания скруток с последующей сваркой

К участку, где скрутка выходит из изоляции, необходимо подсоединить металлический радиатор — это помогает не допускать плавления изоляции. Чаще других выбирают элементы из меди. Она обладает высокой теплопроводностью. Перед тем как начинать варить жилы проводов, надо выполнить подготовку.

Поверхность проводов зачищают от изоляции. Скрутка должна быть максимально плотной, чтобы витки находились в тесном контакте. Оптимальной длиной для нее считается 5-6 см.

Такие предосторожности облегчают сваривание скруток жил проводов с электродами для любых металлов.

Алюминиевые провода

Соединение алюминиевых проводов проводят с помощью флюса. Это порошок, помещенный внутрь проволоки, который способен расплавлять и продуцировать защитный газ. При таком способе сварные кромки защищены от окисления из-за контакта с кислородом.

Силу тока для проведения сварочных работ выставляют с использованием регулятора. Опытные мастера при выполнении соединений могут просто выжидать нужное время для удержания дуги.

Соединение проводов

Медные жилы

При выполнении скруток из медных жил концы их отрезают на одном и том же расстоянии.

Там, где радиатор будет фиксироваться к проводам, нужно присоединять зажим массы агрегата, затем подносить к подрезанным краям графитовый электрод. Контакт при этом не должен занимать много времени — оптимальной длительностью считают секунду. За этот период воздействия на месте окончания скрутки формируется расплавленный медный шарик.

Скрутка

Модели графитовых электродов

Графитированные электроды для электродуговых печей:

  1. ЭГС — в составе каменный пек, игольчатый кокс. Применяют такие материалы в основном для рафинировочных приборов.
  2. ЭГ — изготовлены с добавлением нефтяного кокса и каменноугольного пека. Такие электроды нужны в промышленной сфере, если плотность тока не превышает 25 А/см².
  3. ЭГП — электродный стержень, применяемый для резки. Состав как у ЭГ. Чтобы получить хороший результат, выполняется дополнительная пропитка изделия.
  4. ЭГСП — в состав входят каменноугольный пек, игольчатый кокс. Диаметры изделий могут различаться, от них зависит удельное электросопротивление.

В аббревиатурах буквы расшифровываются так: «Г» — графитированный стержень, «П» — пропитка, «Э» — электрод. «С» означает «специальный», такие изделия допускается использовать не в одной, а в нескольких сферах.

Электроды

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector