Classificazione degli elettrodi
Dopo aver letto questo articolo imparerai a conoscere la classificazione degli elettrodi.
Elettrodi rivestiti leggeri:
I rivestimenti applicati su uno strato sottile a un'asta metallica servono solo allo scopo di stabilizzare l'arco, motivo per cui sono noti anche come rivestimenti stabilizzanti. In questi rivestimenti non è incluso alcun gradiente in entrata per evitare l'ossidazione del metallo e quasi nessuna scoria si forma sulla saldatura, né le proprietà meccaniche del metallo di saldatura sono migliorate. Per questo motivo gli elettrodi leggermente rivestiti (o lavati) possono essere utilizzati solo per la saldatura di lavori non essenziali.
Di tutti i rivestimenti stabilizzanti si fa largo uso di quello preparato sciogliendo da 80 a 85 parti in peso di gesso macinato e gettato (carbonato di calcio, CaCO 3 ) in 20-15 parti (in peso) di silicato di sodio (vetro d'acqua) che funge da legante. Altri rivestimenti leggeri hanno composizioni più complicate.
Elettrodi rivestiti pesanti:
Gli elettrodi rivestiti pesanti sono a volte indicati come elettrodi ad arco schermato. Questi sono usati per ottenere un metallo di saldatura di alta qualità, paragonabile e persino superiore al metallo genitore in termini di proprietà meccaniche.
I rivestimenti per elettrodi per saldatura ad arco a basso tenore di carbonio rivestiti pesanti possono essere classificati in cinque tipi principali, a seconda della loro natura chimica e della basicità della scoria:
(i) Rivestimenti ad alta cellulosa,
(ii) rivestimenti a base di Titania,
(iii) rivestimenti acidi,
(iv) rivestimenti all'ossido,
(v) rivestimenti di base, e
(vi) Rivestimenti in polvere di ferro.
(i) Rivestimenti ad alta cellulosa:
Si basano su sostanze volatili (cellulosa di legno o di cotone) e silicati naturali (come caolino, mica, talco, feldspato) e ferroleghe (come ferro-manganese, ferro-silicio, ferro-titanio) come agenti riducenti. Questi elettrodi producono meno volume di scoria e le reazioni riducenti avvengono in un'atmosfera di idrogeno che circonda il bagno di saldatura.
Queste reazioni sono di due tipi:
(i) Su ossido di ferro FeO + → Fe + H 2 O
(ii) Su nitruro di ferro 2Fe 4 N + 3H 2 → 8Fe + 2NH 2
Il metallo depositato dagli elettrodi con questi rivestimenti è a grana fine e contiene pochissimo ossigeno (<0-020%) ma contiene un'alta percentuale di idrogeno (15, 25 ml / 100 g di metallo di saldatura). La saldatura prodotta è di profonda penetrazione con aspetto piuttosto ruvido e spruzzi elevati.
Gli elettrodi ad alta cellulosa vengono utilizzati per la saldatura posizionale, in particolare quando è richiesto un buon grado di penetrazione. Questo perché l'idrogeno molecolare sviluppato dalla combustione della cellulosa si decompone alla temperatura dell'arco assorbendo 102 Kcal / mole ** e questo viene poi rilasciato come calore addizionale nel bagno di saldatura.
Il rivestimento ad alta cellulosa fornisce ottime proprietà meccaniche soprattutto dopo l'invecchiamento. È ampiamente utilizzato per le condotte che attraversano il paese utilizzando la tecnica di saldatura in discesa.
Questi rivestimenti corrispondono al tipo 1 del Bureau of Indian standards No.IS: 815 -1974 e E6010 (silicato di sodio, legante) e E6011 (legante al silicato di potassio) di AWS (American Welding Society).
In generale, gli elettrodi con rivestimenti contenenti legante di silicato di sodio sono utilizzati con dc mentre quelli con legante di silicato di potassio possono essere utilizzati sia con ac che con dc.
(ii) Rivestimenti a base di Titania o Rivestimenti di Rutilo:
Questo tipo di rivestimenti contiene rutilo (biossido di titanio naturale, TiO 2, puro al 95%) o ilmenite (titanio di ferro FeTiO 3 ) e includono anche silicati naturali e ferroleghe come agenti chiarificanti.
Le cante formate hanno una reazione acida che tendono a dissolvere gli ossidi di base. Tuttavia, la loro reazione acida è meno pronunciata rispetto a quella delle scorie dei rivestimenti acidi.
Gli elettrodi con rivestimenti di base rutili offrono saldature a media penetrazione di buona estetica con proprietà meccaniche molto elevate. Producono un arco silenzioso con un basso livello di spruzzi. Inoltre, hanno l'ulteriore vantaggio dell'elevata stabilità dell'arco e delle proprietà di saldatura posizionali. Pertanto, rappresentano una gamma di elettrodi molto sviluppati con basso livello di spruzzi.
Secondo Indian Standard questi rivestimenti si trovano nel caso degli elettrodi di tipo 2 e di tipo 3. Nel tipo 2 i rivestimenti contengono un'alta percentuale di titanio (TiO 2 ) e un alto contenuto di ionizzatori (silicati, carbonati, ossido di ferro, ecc.). Questa combinazione offre eccellenti proprietà di saldatura. Corrisponde a E6012 (legante silicato di sodio) di AWS.
Nel tipo 3 i rivestimenti contengono una quantità apprezzabile di titania, ma l'aggiunta di materiali di base produce una scoria molto più fluida di quella prodotta dai rivestimenti di tipo 2. Produce un arco di scorrimento regolare molto silenzioso. La maggior parte degli elettrodi rivestiti per uso generale utilizzati per la saldatura di acciai strutturali a basso tenore di carbonio sono di questo tipo. Il corrispondente codice AWS è E6013 (legante al silicato di potassio).
(iii) Rivestimenti acidi:
Questi rivestimenti sono basati su ossidi e silicati naturali, ma includono un'alta percentuale di disossidanti e denitruri sotto forma di ferroleghe.
Le scorie prodotte hanno una reazione acida e, quindi, dissolvono l'ossido basico come MnO; di conseguenza una grande quantità di manganese viene trasferita alla scoria.
Il manganese accumulato nella scoria ne abbassa la viscosità; questo tende a migliorare l'aspetto del cordone di saldatura e consente di depositare il metallo di saldatura in tutte le posizioni.
Gli elettrodi di tipo 4 di IS: 815-1974 appartengono a questa categoria.
(iv) Rivestimenti di ossido:
Questi rivestimenti consistono principalmente in una miscela di ossidi di ferro, silice, silicati naturali (caolino, talco, mica, feldspato, ecc.) Con disossidanti piccoli o nulli.
Si dice che gli elettrodi con questi rivestimenti siano del tipo ossido o ossidante perché il metallo fuso assorbe una grande quantità di ossigeno o ossido ferroso, FeO e azoto sotto forma di nitruri, Fc 4 N. Il contenuto di azoto del metallo di saldatura prodotto può variare tra 0-030 e 0-040%. Le leghe nell'acciaio vengono trasferite alla scoria. Le saldature prodotte sono di media penetrazione con bassi spruzzi.
I rivestimenti di ossido sono usati sui tipi più comuni di elettrodi. Hanno basse proprietà meccaniche ma danno un aspetto di saldatura molto piacevole nei filetti.
Gli elettrodi di tipo 5 IS: 815-1974 che hanno rivestimenti spessi costituiti principalmente da ossidi di ferro con o senza ossidi di manganese appartengono a questa categoria. Il corrispondente codice AWS per l'alto rivestimento di ossido di ferro con legante di silicato di sodio è E6020.
Gli elettrodi con questo tipo di rivestimento sono raramente commercializzati su base regolare e di solito sono fabbricati in base a ordini specifici.
(v) rivestimenti di base:
Questi rivestimenti consistono in miscele contenenti carbonati di calcio o di magnesio che presentano elevate temperature di formazione. Contengono anche un flusso lungo con agenti riducenti e azotati sotto forma di ferro-leghe. In questi rivestimenti non si fa uso di cellulosa, argille, amianto e altri minerali che contengono acqua combinata. Ciò garantisce il più basso contenuto possibile di idrogeno nel metallo di saldatura. Questo è il motivo per cui sono noti anche come elettrodi a basso tenore di idrogeno.
Le scorie prodotte da questi elettrodi sono altamente basiche nella reazione che sono altamente stabili.
È anche noto che una parte del ferro fuso può combinarsi per formare la ferrite di calcio, 2CaO. Fe 2 O 3 che ha un alto calore di formazione (21 Kcal / mole). L'allumina utilizzata deve essere nello stato combinato poiché ad alte temperature le sue proprietà di base predominano sulle sue proprietà acide.
Gli elettrodi a basso tenore di idrogeno hanno proprietà di saldatura superiori con la massima duttilità di uno qualsiasi dei depositi di saldatura. Le saldature sono, quindi, resistenti alle fessurazioni.
Gli elettrodi di tipo 6 di IS: 815-1974 che contengono quantità apprezzabili di carbonato di calcio e fluoruro appartengono a questa categoria. Questi sono adatti per la saldatura di acciai strutturali a media e alta resistenza. Utilizzato anche per la saldatura di acciai con contenuto di carbonio e zolfo superiore a quello dei normali acciai strutturali. Gli elettrodi di questa categoria con rivestimenti spessi sono anche noti come elettrodi a contatto in quanto possono essere utilizzati toccando direttamente l'elettrodo sul pezzo in lavorazione, il che è possibile a causa della minore velocità di fusione dei rivestimenti rispetto a quella del filo di anima.
I codici AWS per questi rivestimenti sono Exxx5 per il legante di silicato di sodio ed Exxx6 per il legante di silicato di potassio.
(vi) Rivestimenti in polvere di ferro:
La polvere di ferro viene aggiunta ai rivestimenti degli elettrodi per aumentare la loro efficienza di deposizione fino a un massimo di circa il 210%. Ciò aiuta anche ad aumentare la velocità di saldatura grazie a maggiori capacità di trasporto di corrente di tali rivestimenti. Questi rivestimenti sono codificati in base all'entità delle polveri di ferro in essi. La polvere di ferro nei rivestimenti viene utilizzata con rivestimenti di rutilo, ossido e base.
I codici AWS per elettrodi in polvere di ferro rutile sono Exxx4, Exx14 ed Exx24; i codici corrispondenti per gli elettrodi a polvere a basso tenore di idrogeno sono Exxx8, Exx18 ed Exx28 mentre per gli elettrodi in polvere di ferro-ossido di ferro è Exx27.
