Theo các tình huống khác nhau, có ba phương pháp phân loại chođiện cực hàn: phân loại theo mục đích của điện cực, phân loại theo thành phần hóa học chính của lớp phủ và phân loại theo đặc tính của xỉ sau khi lớp phủ nóng chảy. Theo việc sử dụng que hàn, có hai hình thức biểu hiện. Một loại do Bộ Công nghiệp Máy móc ban đầu chuẩn bị, có thể chia thành que hàn thép kết cấu, que hàn thép chịu nhiệt, que hàn thép không gỉ, que hàn bề mặt, que hàn thép nhiệt độ thấp, que hàn gang, niken và que hàn hợp kim niken, que hàn đồng và hợp kim đồng, que hàn nhôm và hợp kim nhôm và que hàn chuyên dụng. Thứ hai là tiêu chuẩn quốc gia, bao gồm điện cực thép carbon, điện cực hợp kim thấp, điện cực thép không gỉ, điện cực bề mặt, điện cực gang, điện cực hợp kim đồng và đồng, điện cực hợp kim nhôm và nhôm. Không có sự khác biệt về nguyên tắc giữa hai. Cái trước được đại diện bởi thương hiệu thương mại và cái sau được đại diện bởi người mẫu. Nếu được phân loại theo thành phần hóa học chính của lớp phủ điện cực, điện cực hàn có thể được chia thành điện cực oxit titan, điện cực canxi titan oxit, điện cực ilmenite, điện cực oxit sắt, điện cực cellulose, điện cực hydro thấp, điện cực than chì và điện cực bazơ. Nếu phân loại theo đặc điểm của xỉ sau khi nóng chảy của lớp phủ điện cực, điện cực có thể được chia thành điện cực axit và điện cực kiềm. Các thành phần chính của lớp phủ điện cực axit là các oxit axit, chẳng hạn như silicon dioxide, titan dioxide, oxit sắt, v.v. Lớp phủ của điện cực kiềm chủ yếu bao gồm các oxit kiềm, chẳng hạn như đá cẩm thạch và fluorit. Có nhiều cách để phân loại điện cực, có thể được phân loại theo các quan điểm khác nhau như sử dụng, độ kiềm của xỉ, thành phần chính của lớp phủ điện cực và đặc điểm hoạt động của điện cực. Phương pháp phân loại que hàn hiện tại ở Trung Quốc chủ yếu dựa trên tiêu chuẩn quốc gia về que hàn và Mẫu sản phẩm Vật liệu hàn do Bộ Công nghiệp Máy móc ban đầu chuẩn bị. Các mô hình điện cực được chia thành 8 loại theo tiêu chuẩn quốc gia và các nhãn hiệu điện cực được chia thành 10 loại theo cách sử dụng.
Nó chủ yếu được chia theo độ kiềm của xỉ hàn, nghĩa là tỷ lệ oxit kiềm và oxit axit trong xỉ.
điện cực axit
Lớp phủ chứa một lượng lớn xỉ axit như TiO2 và SiO2, và một lượng cacbonat nhất định. Xỉ có khả năng oxy hóa mạnh và hệ số kiềm của xỉ nhỏ hơn 1. Điện cực axit có khả năng hàn tốt, hồ quang ổn định và có thể được sử dụng cho cả AC và DC, với tia lửa nhỏ, tính lưu động của xỉ tốt và khử xỉ. Xỉ chủ yếu là thủy tinh, lỏng lẻo và có hiệu suất khử xỉ tốt. Sự xuất hiện của mối hàn là đẹp. Lớp phủ của điện cực axit chứa nhiều silicon dioxide, oxit sắt và oxit titan, có khả năng oxy hóa mạnh. Hàm lượng oxy trong kim loại hàn cao, các nguyên tố hợp kim bị đốt cháy nhiều hơn, hệ số chuyển tiếp hợp kim nhỏ và hàm lượng hydro trong kim loại lắng đọng cũng cao, do đó kim loại hàn có độ dẻo và độ bền thấp.
Kiềm thấp loại hydro
Da thuốc chứa một lượng lớn xỉ kiềm (đá cẩm thạch, fluorite, v.v.), và một lượng chất khử oxy và chất hợp kim nhất định. Các điện cực kiềm chủ yếu dựa vào sự phân hủy cacbonat (chẳng hạn như CaCO3) để tạo ra CO2 làm khí bảo vệ. Áp suất riêng phần hydro trong khí quyển cột hồ quang thấp. Ngoài ra, canxi florua trong fluorite kết hợp với hydro để tạo thành hydro florua (HF) ở nhiệt độ cao, làm giảm hàm lượng hydro trong mối hàn. Do đó, điện cực kiềm còn được gọi là điện cực hydro thấp. Khi phương pháp glycerin được sử dụng để xác định, hàm lượng hydro khuếch tán trong mỗi 100g kim loại lắng đọng là 1 ~ 8mL đối với điện cực cơ bản và 17 ~ 50mL đối với điện cực axit. Lượng CaO trong xỉ kiềm lớn, khả năng khử lưu huỳnh của xỉ mạnh và khả năng chống lại các vết nứt nóng của kim loại lắng đọng rất mạnh. Ngoài ra, điện cực kiềm có độ dẻo và độ bền va đập cao do hàm lượng oxy và hydro thấp trong kim loại mối hàn và ít tạp chất phi kim loại hơn. Bởi vì lớp phủ của điện cực kiềm chứa nhiều fluorit hơn nên độ ổn định của hồ quang kém. Nói chung, kết nối ngược chiều DC được sử dụng. Chỉ khi lớp phủ chứa thêm chất ổn định hồ quang thì mới có thể sử dụng kép AC và DC. Các điện cực kiềm thường được sử dụng cho các cấu trúc hàn quan trọng hơn, chẳng hạn như các cấu trúc chịu tải trọng động hoặc có độ cứng cao hơn.
Phân loại theo tính chất que hàn
Các điện cực được phân loại theo hiệu suất là tất cả các điện cực đặc biệt được sản xuất theo hiệu suất sử dụng đặc biệt của chúng, chẳng hạn như điện cực hydro cực thấp, điện cực ít bụi và độc tính thấp, điện cực dọc xuống, điện cực hàn nằm, điện cực mồi, điện cực bột sắt hiệu quả cao, điện cực chống ẩm, điện cực dưới nước, điện cực trọng lực, v.v.
Trên cơ sở đảm bảo sử dụng an toàn và khả thi kết cấu hàn, việc lựa chọn que hàn phải dựa trên việc kiểm tra toàn diện thành phần hóa học, tính chất cơ học, độ dày tấm và dạng liên kết của vật liệu hàn, đặc tính của vật liệu hàn. cấu trúc hàn, trạng thái ứng suất, các yêu cầu của điều kiện sử dụng kết cấu đối với hiệu suất hàn, điều kiện thi công hàn, lợi ích kỹ thuật và kinh tế, v.v., và các que hàn phải được lựa chọn có mục đích. Nếu cần, phải tiến hành thử khả năng hàn.
① Xem xét các tính chất cơ học và thành phần hóa học của kim loại mối hàn Đối với thép kết cấu thông thường, thường yêu cầu cường độ của kim loại mối hàn và kim loại cơ bản, và que hàn có độ bền kéo của kim loại lắng đọng bằng hoặc cao hơn một chút so với kim loại cơ bản phải là đã chọn. Đối với thép kết cấu hợp kim, đôi khi thành phần hợp kim được yêu cầu phải giống hoặc gần với kim loại cơ bản. Trong các điều kiện bất lợi về độ cứng lớn của kết cấu hàn, ứng suất mối nối cao và mối hàn dễ bị nứt, que hàn có độ bền thấp hơn kim loại cơ bản phải được xem xét. Khi hàm lượng carbon, lưu huỳnh, phốt pho và các nguyên tố khác trong kim loại cơ bản quá cao, các vết nứt dễ xuất hiện trong mối hàn và nên chọn các điện cực hydro có tính kiềm thấp có khả năng chống nứt tốt.
② Xem xét hiệu suất sử dụng và điều kiện làm việc của các bộ phận hàn, ngoài việc đáp ứng các yêu cầu về độ bền, các mối hàn chịu tải trọng và tải trọng tác động chủ yếu phải đảm bảo rằng kim loại mối hàn có độ bền và độ dẻo cao, và các điện cực hydro thấp có độ dẻo và độ bền cao chỉ mục có thể được chọn. Đối với các mối hàn tiếp xúc với môi trường ăn mòn, các điện cực bằng thép không gỉ hoặc các điện cực chống ăn mòn khác phải được lựa chọn theo tính chất và đặc điểm ăn mòn của môi trường. Đối với các mối hàn làm việc ở nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, chịu mài mòn hoặc các điều kiện đặc biệt khác, thép chịu nhiệt tương ứng, thép nhiệt độ thấp, bề mặt hoặc các điện cực mục đích đặc biệt khác phải được chọn.
③ Xem xét các đặc điểm của cấu trúc hàn và điều kiện ứng suất, đối với các mối hàn dày và lớn, có cấu trúc phức tạp và độ cứng lớn, do ứng suất bên trong lớn được tạo ra trong quá trình hàn, rất dễ bị nứt mối hàn, do đó, điện cực hydro có tính kiềm thấp với khả năng chống nứt tốt nên được lựa chọn. Đối với các mối hàn có ứng suất nhỏ và khó làm sạch các bộ phận hàn, nên chọn các điện cực axit không nhạy cảm với rỉ sét, lớp oxit và vết dầu. Phải chọn que hàn thích hợp cho mọi tư thế hàn đối với các mối hàn không thể lật do điều kiện.
④ Khi xem xét các điều kiện xây dựng và lợi ích kinh tế, các điện cực axit có khả năng xử lý tốt sẽ được chọn với điều kiện đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất của sản phẩm. Điện cực axit hoặc điện cực ít bụi phải được sử dụng trong điều kiện thông gió hẹp hoặc kém. Đối với các kết cấu có khối lượng công việc hàn lớn, nên tận dụng tối đa các loại que hàn hiệu quả như que hàn bột sắt, que hàn trọng lực hiệu quả, v.v., hoặc các loại que hàn đặc biệt như que hàn lớp đáy và que hàn thẳng đứng. que hàn sẽ được sử dụng để nâng cao năng suất hàn.
① Thép cacbon cộng với thép hợp kim thấp (hoặc thép hợp kim thấp cộng với thép cường độ cao hợp kim thấp) với các mức cường độ khác nhau thường yêu cầu cường độ của kim loại mối hàn hoặc mối nối không được thấp hơn cường độ tối thiểu của hai loại kim loại hàn. Độ bền của kim loại lắng đọng của điện cực được chọn phải đảm bảo độ bền của mối hàn và mối nối không thấp hơn độ bền của kim loại cơ bản có độ bền thấp hơn. Đồng thời, độ dẻo và độ bền va đập của kim loại mối hàn không được thấp hơn so với kim loại cơ bản có độ bền cao hơn và độ dẻo kém hơn. Vì vậy có thể chọn que hàn theo thép có cấp độ bền thấp hơn. Tuy nhiên, để ngăn ngừa các vết nứt hàn, quy trình hàn phải được xác định theo các loại thép có độ bền cao và khả năng hàn kém, bao gồm đặc điểm kỹ thuật hàn, nhiệt độ nung nóng trước và xử lý nhiệt sau hàn.
② Que hàn cho thép hợp kim thấp cộng với thép không gỉ austenit phải được lựa chọn theo giá trị giới hạn của thành phần hóa học của kim loại lắng đọng. Nói chung, que hàn thép austenit Cr25-Ni13 có hàm lượng crôm và niken cao, độ dẻo tốt và khả năng chống nứt sẽ được chọn để tránh các vết nứt do cấu trúc cứng giòn gây ra. Tuy nhiên, quy trình hàn và thông số kỹ thuật sẽ được xác định theo thép không gỉ có khả năng hàn kém.
③ Ba loại điện cực có đặc tính khác nhau sẽ được chọn để hàn lớp nền, lớp phủ và lớp chuyển tiếp của tấm thép composite không gỉ. Để hàn vật liệu cơ bản (thép cacbon hoặc thép hợp kim thấp), phải chọn điện cực thép kết cấu có cấp độ bền tương ứng; Lớp phủ phải tiếp xúc trực tiếp với môi trường ăn mòn và phải chọn điện cực bằng thép không gỉ austenit có thành phần tương ứng. Điều quan trọng là hàn lớp chuyển tiếp (tức là giao diện giữa lớp composite và lớp cơ sở). Hiệu ứng pha loãng của vật liệu cơ bản phải được xem xét. Nên chọn điện cực thép austenit Cr{{0}Ni13 có hàm lượng crôm và niken cao, độ dẻo tốt và khả năng chống nứt.
Chú ý
1. Thép không gỉ crom có khả năng chống ăn mòn nhất định (axit oxy hóa, axit hữu cơ, xâm thực), khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn. Nó thường được sử dụng cho nhà máy điện, công nghiệp hóa chất, dầu khí và các thiết bị và vật liệu khác. Inox crom có tính hàn kém nên cần chú ý đến quy trình hàn, điều kiện nhiệt luyện và lựa chọn điện cực hàn phù hợp.
2. Thép không gỉ crom 13 có độ cứng cao sau khi hàn và dễ bị nứt. Nếu sử dụng cùng một loại điện cực thép không gỉ crom (G202, G207) để hàn, thì phải tiến hành gia nhiệt trước trên 300 độ và xử lý làm nguội chậm ở khoảng 700 độ sau khi hàn. Nếu mối hàn không thể xử lý nhiệt sau hàn, điện cực thép không gỉ crom niken sẽ được sử dụng.
3. Để cải thiện khả năng chống ăn mòn và khả năng hàn của thép không gỉ crom 17, các nguyên tố ổn định thích hợp như Ti, Nb và Mo được thêm vào. Khả năng hàn của thép không gỉ crom 17 tốt hơn so với thép không gỉ crom 13. Khi sử dụng cùng một loại điện cực thép không gỉ crom (G302, G307), phải tiến hành gia nhiệt trước trên 200 độ và ủ sau khi hàn ở khoảng 800 độ. Nếu mối hàn không thể được xử lý nhiệt, điện cực thép không gỉ mạ crôm niken sẽ được chọn.
4. Điện cực bằng thép không gỉ mạ crôm niken có khả năng chống ăn mòn và chống oxy hóa tốt, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất máy móc hóa chất, phân bón, dầu khí và y tế.
5. Khi hàn thép không gỉ Cr Ni, cacbua được kết tủa bằng cách nung nóng nhiều lần, làm giảm khả năng chống ăn mòn và tính chất cơ học.
6. Que hàn phải được giữ khô trong quá trình sử dụng, loại titan canxi được sấy khô ở 150 độ trong 1 giờ, và loại hydro thấp sẽ được sấy khô ở 200-250 độ trong 1 giờ (không được phép sấy nhiều lần , nếu không thì lớp sơn rất dễ bị nứt và bong tróc), để tránh cho lớp sơn của que hàn bị dính dầu và các chất bẩn khác, để không làm tăng hàm lượng cacbon trong mối hàn và ảnh hưởng đến chất lượng của mối hàn.
7. Để ngăn ngừa sự ăn mòn giữa các hạt do nung nóng, dòng điện hàn không được quá lớn, ít hơn khoảng 20% so với điện cực thép carbon, hồ quang không được quá dài và lớp xen kẽ phải được làm lạnh nhanh chóng. tốt hơn là thu hẹp đường hàn.
8. Lớp mạ crom niken inox bao gồm loại titan canxi và loại ít hydro. Loại canxi titan có thể được sử dụng để hàn AC và DC, nhưng độ ngấu nông khi hàn AC và dễ bị đỏ, vì vậy nên sử dụng nguồn điện DC càng nhiều càng tốt. Đường kính 4.0 trở xuống có thể được sử dụng cho tất cả các mối hàn vị trí và đường kính 5.0 trở lên có thể được sử dụng để hàn phẳng và hàn phi lê phẳng.