Spawanie elektrodami otulonymi
W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat wraz z wdrażaniem coraz wydajniejszych procesów, takich jak spawanie metodą MIG/MAG migomatem, które podbija przemysł spawalniczy, coraz rzadziej stosuje się spawanie elektrodą otuloną (MMA).
Częściowo z powodu tej zmniejszającej się roli i prostoty procesu optymalizacja spawania elektrodą otuloną nie cieszy się większym zainteresowaniem. Jednak nowoczesny sprzęt do spawania elektrodą otuloną jest wyposażony w różne ustawienia wpływające na zachowanie łuku. Rodzaj elektrody, a zwłaszcza otulina na elektrodzie, znacząco wpływa na charakterystykę zajarzenia łuku i przenoszenie materiału do jeziorka spawalniczego.
Optymalizacja ustawień urządzenia do spawania pod kątem eliminowania tych problemów może poprawić jakość spoiny lub przynajmniej ułatwić osiągnięcie pożądanego rezultatu.
Typy elektrod klasyfikuje się zazwyczaj według składu chemicznego powłoki elektrody i rdzenia. Gdy oprócz składu chemicznego brane są pod uwagę zachowanie łuku i wymagania dotyczące ustawień urządzenia do spawania, zarówno w teorii, jak i w praktyce sprawdza się następująca klasyfikacja:
- elektrody zasadowe
- elektrody rutylowe
- elektrody ze stali nierdzewnej
- elektrody celulozowe
Zwykle zajarzenie łuku jest słabe w przypadku elektrod zasadowych, zwłaszcza, gdy wypali się grafitowa końcówka przy pierwszym zajarzeniu. Aby poprawić zajarzenie łuku podczas stosowania elektrod zasadowych, należy używać prądu zajarzenia łuku (gorący start), który ma wyższą wartość niż prąd spawania. W przypadku elektrod zasadowych materiał jest przenoszony w formie dużych kropli wskutek silnych zwarć. W związku z tym do optymalnego działania elektrody zasadowe wymagają stosunkowo dużej siły łuku, co oznacza jego nierównomierną dynamikę. Ze względu na swój charakter poziom przerwania łuku w przypadku elektrody zasadowej nie powinien być ograniczany z powodu dużych kropli i silnych zwarć.
Elektrody rutylowe są dość często używane na całym świecie. Zwykle umożliwiają dobry zapłon uderzeniowy. Z tego powodu elektrody rutylowe nie wymagają tak intensywnego ciepła na początku procesu, jak elektrody zasadowe. Elektrody rutylowe tworzą drobniejsze kropelki niż elektrody zasadowe. Oznacza to, że użytkownicy mogą spawać z mniejszą siłą łuku niż w przypadku elektrod zasadowych, a łuk jest bardziej miękki. Aby zminimalizować ślady przypaleń podczas stosowania elektrod rutylowych, poziom przerwania łuku może być dość niski.
Elektrody ze stali nierdzewnej również zazwyczaj posiadają powłokę rutylową. Ze względu na przewodność elektryczną i przepływ materiału podstawowego, użytkownicy najczęściej uzyskują najlepsze wyniki przy zastosowaniu elektrod ze stali nierdzewnej z wyższymi ustawieniami gorącego startu i mocy łuku. Wybór tych ustawień jest zalecany w przypadku spawania przy niższym prądzie, co w przypadku stali nierdzewnych zdarza się dość często.
Elektrody o wysokiej wydajności zazwyczaj zachowują się podobnie do elektrod rutylowych w porównaniu z elektrodami zasadowymi. Napięcie łuku w ich przypadku, czyli jego długość, jest jednak jeszcze większe, co oznacza, że nie potrzebują one zbyt dużo ciepła na początku, by nie dochodziło do przywierania. Oprócz tego, transfer materiału odbywa się w formie drobnych kropelek, dzięki czemu ewentualne zwarcia są małe i nieznaczne. To pozwala spawać z niską energią łuku przy użyciu elektrod o wysokim współczynniku wykorzystania metalu spawanego do tworzenia spoiny. A ponieważ łuk jest długi, próg przerwania łuku powinien być tylko nieco niższy.
Elektrody celulozowe są wykorzystywane m.in. do spawania rurociągów na placach budowy. Do pewnego stopnia są to również elektrody ogólnego przeznaczenia. W przypadku tych elektrod ponowne zajarzenie łuku jest zwykle utrudnione, ponieważ powłoka elektrody często wypala się od krawędzi wcześniej niż od rdzenia. Dlatego elektrody celulozowe często wymagają umiarkowanie intensywnego gorącego startu. Spawanie rur za pomocą elektrod celulozowych wymaga stosowania specjalnej techniki, w której długość łuku znacznie się zmienia. Podczas spawania w pobliżu materiału podstawowego wymagana jest bardzo duża siła łuku w celu zapobiegania przywieraniu. Z drugiej strony podczas spawania z dala od materiału podstawowego potrzebna jest duża rezerwa napięcia, by nie dopuścić do zerwania łuku. Ze względu na te technikę nie należy ograniczać poziomu przerwania łuku podczas stosowania elektrod celulozowych.