Характеристика графитовых электродов для сварки: как и где применяются, плюсы и минусы

Характеристика графитовых электродов для сварки: как и где применяются, плюсы и минусы

Плавкие и неплавкие — это два главных вида на которые можно разделить электроды. Графитные стержни относятся к неплавким электродам и известны для сварочных работ.

Однако они не используют в приватной области, поскольку процедуры, в которых они задействованы, проводятся очень нечасто.

На данный момент существует широкий ассортимент графитовых стержней.

  • Общая характеристика
  • Преимущества и минусы
  • Свойства графитовых электродов, их состав
  • Известные модели
  • В чем основные отличия угольного от графитированного стержня?

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.

Недостатки графитовых электродов

  • Графитовые электроды обладают узким спектром действия и для нескольких типов работ требуется иметь различные материалы с разными видами наконечников;
  • Во время работы электрод может повышать содержание углерода в основном металле;
  • Изделия не выпускаются в слишком тонких вариантах и наименьшей моделью является 6 мм стержень, что ограничивает их применение.

Физико-химический состав

Графитовый электрод для сварки состоит из двух частей, правой и левой. Между ними находится прокладка, выполняющая изолирующую функцию. В ней имеются частицы окиси железа, креолита, меди, алюминия и магния. Вместо магния иногда добавляют другой металл, который должен быть более активным в химическом в плане, чем железо. Алюминий в прокладке содержится в качестве порошка.

Сами части основной конструкции состоят из кокса специального состава или прессованного угля. Именно по этой причине при взаимодействии с различными металлами графитовые электроды обогащают их углеродом.

Технические характеристики графитовых электродов

Все модели обладают техническими характеристиками, в зависимости от их состава и физических параметров. Среди основных характеристик встречаются такие как максимальная толщина срезаемого металла, размер канавки, которую можно сформировать, диапазон рабочего тока и прочее. На примере, какие технические характеристики имеют графитовые электроды ЭГП/НР можно ознакомиться с их свойствами:

Технические характеристики Ед.
измерения
Значение параметров
Величина диаметра м 0,75-1,5 2-3,5 4-6 7
Плотность объема г/см 3 1,61 1,61 1,61 1,58
Наличие примесей золы % 0,2 0,2 0,3 0,3
Удельное электрическое сопротивление мкОм•м 8,0 8 8 8,5
Коэффициент термического линейного расширения при температуре от 20 до 520 градусов Цельсия 10 -6 •1/°С 2,4 2,4 2,4 2,5
Предел прочности при изгибе МПа 11 11 9 8
Модуль Юнга (упругости) ГПа 9 7 7 7

Популярные марки

  • ЭГ – являются графитированными материалами. Их изготавливают из каменноугольного пека и нефтяного кокса. Такие марки предназначаются при работе с плотностью тока не больше, чем 25 А/см в квадрате. Некоторые производители комплектуют их вместе с ниппелями. Электроды графитированные используются в электротермических устройствах, на электродуговых аппаратах и в руднотермических печах. Выделяют такие распространенные марки как ЭГ 1 и ЭГ 2, отличие в которых состоит в удельном сопротивлении.

Сварочные графитовые электроды марки ЭГ 1

  • ЭГС – эти материалы изготавливаются из каменного пека и игольчатого кокса. Их применяют на руднотремических печах, в сталеплавильной сфере и рафинировочных устройствах. Производится одна марка данного типа с названием «ЭГС».

Сварочные графитовые электроды марки ЭГС

  • ЭГП – графитовые электроды для резки пропитанные. В основу состава входит нефтяной кокс, каменноугольный пек, а также имеется дополнительная пропитка материалов при помощи пека. Используется в металлолитейной отрасли, в ферросплавных печах и электродуговых аппаратах. Здесь также всего одна марка, носящая название «ЭГП».

Сварочные графитовые электроды марки ЭГП

  • ЭГСП – в основу материала входит игольчатый кокс и специально пропитанный пеком каменноугольный пек. Графитовые электроды применяются в электротермических устройствах, на электродуговых аппаратах и в руднотермических печах. Удельное сопротивление определяется диаметром изделия. Существуют такие марки как ЭГСП 1 и ЭГСП 2.

Сварочные графитовые электроды марки ЭГСП

Обозначение и маркировка

Маркировка данных изделий достаточно проста, так как каждая буква в ней имеет одно значение и ее наличие говорит о том, что представляет собой конкретный электрод. Среди имеющихся обозначений встречаются такие:

  • П – пропитанный (зачастую пропитка осуществляется пеком);
  • С – специальный (имеет дополнительную сферу применения);
  • Г – графитированный;
  • Э – электрод.

Различия угольных и графитовых электродов

Графитовый электрод для сварки проводов оказывается намного более практичным, чем угольный. Он намного лучше поддается обработке, а также на угольном не бывает омедненной поверхности. Угольные модели оказываются более твердыми, но уступают в электропроводности, которая ниже, примерно, в 4 раза из-за высокого сопротивления. Для угольных требуется специальный держатель и они применяются при значительно меньшей плотности тока. Угольные имеют черный цвет, тогда как другие – серые.

Выбор графитовых электродов

Подбирая изделия для сварки и резки, требуется ориентироваться на мощность аппарата, чтобы он смог работать с тем или иным диаметром электродов. Также нужно обратить внимание на материал изготовления, так как для некоторых процедур требуются специальные добавки, что имеются далеко не во всех моделях. Одним из основных пунктов выбора является наконечник, так как от формы может зависеть, для каких функций он предназначается.

Если электрод используется для сварки, то требуется подбирать как можно меньший диаметр.»

Основные режимы и нюансы сваривания

Плотность используемого тока является основным параметром использования для данных изделий. Не рекомендуется превышать максимальное значение параметра, иначе материал может прийти в негодность.

Популярные марки

Сегодня производство графитированных электродов обрело широкий спрос, с такими изделиями вы можете осуществлять сварку своими руками. Рассмотрим, какие разновидности стержней с графитом существуют:

  • ЭГ – графитированные материалы, которые производятся из каменноугольного пека и нефтяного кокса. Подобные изделия применяются для работы с плотностью тока не выше, чем 25 А/см². Отдельные производители выпускают их совместно с ниппелями. Очень часто применяются графитированные электроды для электродуговых печей. Самые популярные марки ЭГ1 и ЭГ2, основное различие которых заключается в удельном сопротивлении.

графитированные электроды ЭГ1

  • ЭГС – для изготовления таких материалов необходим каменный пек и игольчатый кокс. Используются такие графитированные электроды для электродуговых печей, руднотермических конструкций и рафинировочных приборов.

электроды ЭГС

  • ЭГП – изделия для резки пропитанные. Изготавливаются они из нефтяного кокса каменноугольного пека. Помимо этого для достижения лучшего эффекта при сварке они дополнительно пропитываются посредством пека. Свою широкую популярность обрел в металлолитейной отрасли, в ферросплавных печах и электродуговых аппаратах.
Читайте также  Сварка труб отопления

электроды ЭГП

  • ЭГСП – в данном случае материал состоит из игольчатого кокса и пропитанного пеком каменноугольного пека. Удельное сопротивление выявляется диаметром изделия. Присутствуют такие модели как ЭГСП 1 и ЭГСП 2.

Электроды ЭГСП

На заметку! П – пропитанный (зачастую пропитка осуществляется пеком); С – специальный (имеет дополнительную сферу применения); Г – графитированный; Э – электрод.

Советы по сварке

Рекомендуемый угол заточки торцов угольных стержней — 60÷70°, но для сварки цветных металлов их необходимо затачивать под углом 20÷40°. Листовую медь толщиной до 4 мм можно сваривать без использования присадочных прутков (но с обязательной отбортовкой кромок), а свыше 4 мм — встык с присадочным материалом и разделкой кромок под углом 45°. Технология сварки латуни требует разделки кромок под углом 60÷70° с притуплением торцов на 1÷2 мм. Сварка производится путем погружения конца стержня, который должен быть полностью окутан парами цинка.

Графитовый электрод с медным покрытием

Но для того, чтобы работать с изделиями из меди используется другая модификация – графитовый омедненный электрод. Иначе их называют «карандаши». Производители изготавливают несколько видов графитовых омеднённых электродов:

  • Круглый. Диаметр может варьировать от 0,32 до 1.9 см. Это изделие широкого применения.
  • Бесконечный. Это экономичный вариант исполнения. В процессе работы отходы не остаются. Сечение – круглое. Используется с помощью специальной машинки. Диаметр варьируется от 0,8 до 2,5 см.
  • Плоский. Сечение – квадрат или прямоугольник. Типовой диаметр от 0,8 до 2,5 см. На заказ можно приобрести изделия с другими параметрами.
  • Полукруглый. Наиболее востребованный тип изделия, с одного конца сечение – круглое, в другого – плоское. Он оптимален для выполнения резательных операций. Диаметр изделия варьируется от 1,0 до 1,9 см. Маркировка выполняется тремя цифрами, среди которых: ширина, радиус и длина.
  • Полый. Эти изделия используют для формирования канавок и строжки. Сечение варьируется от 0,5 до 1,3 см. Преимущественно это продукция зарубежных производителей, на российском рынке она представлена мало.

Ассортимент модификаций позволяет расширить применение изделий, например, вполне доступна сварка медных труб графитным электродом. Вопреки расхожему мнению изделия с медным покрытием имеют практически туже стоимость, что и без металлического слоя, поскольку себестоимость изделий увеличивается не более чем на 5%. В результате, учитывая наценки продавцов, цена получается тождественная, как у изделий с покрытием, так и без него.

Достоинства графита, принцип сварки проводов

Особенностью этого вида электродов является их способность проводить ток и при этом не плавиться, что свойственно электродам иных типов. Графитовый электрод может выпускаться с разными формами наконечников, различной длины. Бывает обычный или омеднённый (имеющий медное покрытие, до 5% состава). Среди достоинств этого вида электродов выделяют следующие:

  • невысокая цена, доступность, медленный расход;
  • материал стержня не прилипает к соединяемым элементам;
  • графит нагревается до температуры плавления металла очень быстро;
  • для появления дуги достаточно тока 5–10 А.

Кроме того, если сварка медных проводов осуществляется графитовым электродом, то получаемое соединение получается устойчивым к коррозии и термостойким, а сами электроды не склонны к образованию трещин в процессе работы.

Для того, чтобы не допустить плавления изоляции проводов к месту выхода скрутки из изоляции присоединяют металлический радиатор (чаще всего медный, поскольку медь имеют высокую теплопроводность). Тепло от скрутки отводится за счёт большой площади контакта. Перед сваркой медных проводов их нужно подготовить, очистить от изоляции и/или лакового покрытия. Скрутку нужно делать плотно, чтобы витки тесно прилегали друг к другу, длина скрутки должна составлять 5-6 см. Концы проводов должны быть отрезаны на одинаковом расстоянии, чтобы ни один из них не оказался вне зоны действия сварки.

В месте крепления радиатора к проводам присоединяется зажим «массы» аппарата, после чего к обрезанным краям подносится графитовый электрод. Контакт должен быть кратковременным, не более 1 секунды. После прекращения контакта на конце скрутки образуется шарообразный участок расплавленной меди.

Состав и структура электродов

Электрод графитовый состоит из нескольких частей. В качестве основных материалов используются две рабочие части прессованного угля. Между ними устанавливается прокладка (чаще всего из порошка алюминия), которая препятствует соприкосновению двух частей. За счет входящего в состав угля при сварке в металле увеличивается содержание углерода. Графит отличается электропроводностью, прочностью и хрупкостью. И эти показатели улучшаются при нагреве. Плавится он при температуре 3,5 тысячи градусов Цельсия.

Диаметр графитовых стержней изменяется в пределах от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Одна из сторон электрода выполняется в форме клина (угол его до 70 градусов) или конуса. Длина стержня может быть от пары до 70 сантиметров.

Необходимые знания техники безопасности

При выполнении работ необходимо знать и соблюдать меры безопасности:

  • провода, на которых производится сварка медных жил, должны быть предварительно обесточены;
  • обязательное использование средств индивидуальной защиты (спецодежды, перчаток, маски, спецобуви);
  • место, где вы производите сварочные работы, необходимо очистить от предметов, которые могут воспламениться;
  • так как в распределительном щите или коробке находятся более двух скруток, не стоит торопиться и сваривать следующею, так как вы можете получить ожог;
  • лучше дождитесь, когда остынет первая сваренная вами скрутка;
  • после выполнения сварных работ скрутки необходимо заизолировать. Это можно выполнить термоусадочной трубкой или изолентой. Термоусадка надевается на провода и затем с помощью фена подогревается.

Выполняя наши рекомендации по сварке жил проводов, процесс соединения пройдет без проблем. Надеемся наша статья станет вам полезной инструкцией.