Графитовые электроды – это проводники, в составе которых присутствует углерод-графит. Визуально они отличаются блеском поверхности и серым цветом. Электрод имеет гибкую текстуру, поэтому вы легко сможете нарезать необходимый размер. Проводники актуальны для сварки цветных сплавов. Графитовые электроды также используют для соединения твердых металлов. По мнению экспертов, графитовые считаются более практичными в отличие от угольных.
Если обратимся к свойствам самого графита, температура плавления – около 3500 градусов. Единой технологии производства стержней не существует. Их изготавливают из остатков электродов плавильных печей. Для получения нужной формы наконечника электрод затачивают. В работе графитовые электроды демонстрируют меньшее сопротивление. Если сравнивать с угольными, графит используют для сварки под большой силой тока.
Специфика применения графитовых электродов:
- образовывается сварочная дуга за счет соприкосновения электрода и металлического основания. Кромка материала плавится, в результате чего образовывается сварочная ванна. Она и образует шов;
- для работы с графитовыми электродами нужен постоянный ток. Только при прямой полярности дуга будет стабильной. Непрямая полярность встречается при резке металлических изделий;
- особенность графитовых электродов – экономия стержней, которые практически не трескаются. Минимальный расход материала привлекает сварщиков, которые чаще всего выбирают графитовые расходники именно по этой причине.
Плюсы и минусы графитового электрода
Если вы раньше не работали с графитовыми электродами, важно оценить сильные стороны и недостатки материала.
Плюсы графитового электрода:
- их изготавливают из остатков стержней из плавильных печей. Именно поэтому электрод прост в использовании;
- способность электрода выдерживать высокие показатели силы тока;
- выступают отличными электропроводниками, что положительно сказывается на качестве сварки;
- долговечность электрода из-за стойкости к агрессивным факторам воздействия, не окисляются.
К минусам графитовых электродов относят:
- серьезные требования к форме и заточке наконечников электродов;
- в процессе сварки электродами есть вероятность увеличения количества углерода;
- минимальный диаметр – 6 мм, что сужает круг применения электрода из графита.
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
Расход графитового электрода
В процессе плавки графитовый стержень расходуется. Несмотря на то, что материал считается устойчивым к плавке, медленное плавление происходит. Этот процесс существенно замедлен в отличие от других видов расходников. Если при воздействии высоких температур диаметр стержня уменьшается и становится меньше нормы, тогда необходимо наращивание. Для этого и используют ниппели, которые иногда прилагаются в комплекте от производителя.
При стандартной работе печи расход составляет от 4 до 8 кг на тонну. Чтобы снизить затраты на расходные материалы и сделать процесс более экономичным, нужно контролировать ряд параметров:
- качество используемых расходников;
- особенности печи для плавки;
- режим термической обработки и установленная температура;
- качество стали и тип горелки.
В целом, графитные электроды практически не расходуются. Потери массы расходных материалов происходят из-за испарения самого графита.
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.
Особенности графитового электрода
По своей структуре стержень состоит из двух элементов с изолирующей прокладкой. В качестве изолятора используют окиси меди или алюминия. Графитовые электроды производят из прессованного угля. По этой причине в металле может увеличиваться процентное содержание углерода в процесс варки металла.
Состав и технические особенности электрода зависят от производителя. Для получения исчерпывающей информации по электроду расшифруйте маркировку изделия. Все расходники должны выпускаться по стандартам ГОСТ и другим нормативным документам. К техническим характеристикам графитового электрода относят следующие показатели: плотность, примеси золы, сила сопротивления, прочность, упругость.
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.
Где применяют графитовый электрод?
Расходники достаточно популярны, поэтому область их применения широкая. Графитовые электроды используют для выполнения ряда задач. Графитовые стержни подходят для обработки металлической поверхности перед сваркой, зачистки деталей.
С помощью графитовых электродов реально снизить риски брака и избежать дефектов швов. Определяют несколько основных направлений в использовании расходных материалов:
- сварка цветных сплавов;
- устранение дефектов при создании литого сплава;
- наплавление твердых сплавов на основу из металла.
Назначение
Сварка графитовым электродом производится в тех случаях, когда металлическое соединение должно быть максимально прочным. Кроме соединения нескольких частей, электроды данного вида позволяют убрать конструктивные дефекты металлических элементов, возникающих на стадии их литья.
Кроме этого, электрод графитовый применяется при подготовке металла к технологическим процессам различного рода. Он используется для разрезания металлических деталей воздушно-дуговым способом. Еще один способ использования – обработка кромок металла. Этот процесс принято называть строжкой.
Марки графитовых электродов
Чтобы определиться, какой расходник подойдет для выполнения конкретной задачи, нужно рассмотреть наиболее популярные марки электродов.
- ЭГ или графитированные изделия. В составе присутствуют кокс из нефти и угольный пек. Между собой модели могут отличаться сопротивлением. Некоторые производители выпускают вместе с ниппелями.
- ЭГС производят на основе игольчатого коса и пека из камня. Актуальны для сталеплавильного производства.
- ЭГП используются для резки металла. Наряду с нефтяным коксом в составе и угольным пеком дополнительно электроды еще пропитывают пеком. Используются в промышленности на ферросплавных цехах и в металлолитейной сфере.
- ЭГСП используются в электродуговой сварке. Стержни изготовлены из игольчатого кокса и каменноугольного пека.
Виды стержней
По своему составу электрод графитовый может быть нескольких видов:
- ЭГ – наиболее простой вид стержней, подходящих для использования в домашних условиях. Он рекомендуется для сварки материалов с плотностью до 25 А/см. В их состав входят пек и кокс.
- ЭГС позволяют достичь максимального качества и прочности соединений. Кроме того, с их помощью можно устранить трещины в литых элементах. Данный вид стержней может быть использован в плавильной сфере.
- ЭГП рекомендуется применять с целью резки металлических деталей. Он получил распространение при работе с электродуговыми аппаратами, в плавильной и металлолитейной отрасли.
- ЭГПС. Стержни данного вида изготавливаются из кокса. Для улучшения характеристик кокс пропитан каменноугольным пеком. Благодаря этому соединение металлических элементов получается прочным и надежным. Подходит для работы с электродуговыми аппаратами.
Наличие нескольких видов материалов позволяет расширить область применения электродов данного вида.
Как производят графитовый электрод?
Преимущественно для изготовления стержней используют уголь. Он может быть натуральным или искусственным. Дальше включают связующие добавки. Примеси могут отличаться в зависимости от модификации и особенностей продукции. Производство включает в себя несколько этапов:
- экструзия или продавливание материала под воздействием высоких температур;
- создание нужной формы или конфигурации;
- разметка резьбовых соединений;
- обработка электрода медным слоем для защиты от окисления и придания ему долговечности.
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.
Для выпуска изделий определенного назначения в материал добавляют небольшие количества металлических присадок.
Сварка меди графитовым электродом
Медные проводы можно варить с помощью электродов. Это отличная альтернатива другим способам. Профессиональные сварщики выделяют ряд преимуществ такой технологии:
- удается достичь максимальной надежности, создавая качественное соединение;
- основания спаиваются с торца, основная поверхность остается нетронутой. За счет этого удается избежать перегрева конструкции. Следовательно, можно увеличивать нагрузки;
- оперативность процесса. Нагрев осуществляется пару секунд, что упрощает работу с графитовыми электродами.
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.
Техника безопасности при использовании графитовых электродов
При работе со сваркой и резкой металла обязательно нужно придерживаться техники безопасности. Графитовые электроды используются для работы с невысоким напряжением, но без знания мер предосторожности можно столкнуться с негативными последствиями для здоровья.
Выделяют несколько базовых правил:
- Обязательно использование защитных средств в виде маски сварщика, одежды и краги.
- Подготовить рабочую зону. Уберите легковоспламеняющиеся предметы. Минимальное расстояние от места сварки – 5 метров.
- Перед началом работы убедитесь в исправности оборудование, которое вы хотите использовать.
- Обесточьте провода, которые намерены варить.
Требования достаточно простые, но их выполнение защитит вас от необратимых последствий. При выборе графитного электрода учитывайте диаметр заготовок для спаивания, особенности сварочного аппарата.
Подготовительные работы
Перед началом работы с проводами нужно еще раз проверить отсутствие на них напряжения.
Для дальнейшей работы понадобятся нож или специальные разделочные приспособления, наждачная шкурка, растворитель, плоскогубцы или пассатижи, изоляционная лента или термоусадочная трубка. Если для изоляции применяется термоусадочная трубка, очень удобно использовать фен, дающий плотное облегание пленкой.
Для получения качественного соединения проводится подготовительная работа в такой последовательности:
- с жилы бережно снимают участок изоляционного покрытия не менее 7 см для жилы сечением 1,5 мм². Если провода толще, то на каждые 0,5 мм² диаметра жилы убавляют 5 мм изоляции. Разделку проводят вдоль проводника ножом или специальным инструментом — стриппером;
- оголенные участки провода зачищают наждачной шкуркой;
- поверхность проводников обезжиривают ацетоном или уайт-спиритом;
- аккуратно, чтобы не повредить провода, скручивают их в жгутик руками или плоскогубцами, стараясь обеспечить их плотное прилегание друг к другу;
- кусачками или монтажными ножницами отрезают кончик жгута для выравнивания жил.
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.
