Zváracie elektródy pre technológiu MMA

Pre technológii zvárania obalenou elektródou (MMA) sa využívajú ako zváracie elektródy plné drôty obalené vrstvou prídavných zložiek – obalené elektródy. Pri obalených zváracích elektródach dopĺňa síce zvarový kov vnútorné jadro z plného drôtu, zásadnejší vplyv na celkový priebeh zvárania má práve zloženie obalu.

Rozdelenie obalených elektród podľa druhu obalu

Podľa druhu obalu sa obalené zváracie elektródy rozdeľujú nasledovne:

• elektródy s kyslým obalom (označenie A),
• elektródy s bázickým obalom (označenie B),
• elektródy s rutilovým obalom (označenie R),
• elektródy s hrubým rutilovým obalom (označenie RR),
• elektródy s rutilovo-celulózovým obalom (označenie RC),
• elektródy s rutilovo-kyslým obalom (označenie RA),
• elektródy s rutilovo-bázickým obalom (označenie RB),
• elektródy s celulózovým obalom (označenie C).

Bázické elektródy

Elektródy s bázickým obalom sú v súčasnosti používané najčastejšie spomedzi všetkých druhov obalu. Základnými zložkami bázických obalov sú vápenec (CaCO₃) a fluorid vápenatý (CaF₂) nazývaný aj kazivec. Vďaka týmto zložkám je možné získať roztavený zvarový kov s vysokou čistotou. To sa prejaví na vysokej celistvosti a húževnatosti zvarového spoja, ako aj odolnosti voči praskaniu pri vysokých teplotách. Nevýhodou je však horšia stabilita oblúka spôsobená prítomnosťou kazivca a horšie formovanie zvaru ako u rutilových alebo kyslých elektród. Bázické elektródy sú taktiež náchylné na pohlcovanie vlhkosti, je preto dôležité zaistiť ich správne uskladnenie a sušenie. Na zaistenie stabilného zváracieho oblúka je potrebné použiť jednosmerné zapojenie DC+ (elektróda na kladnom póle zváračky).

Rutilové elektródy

Základnou zložkou elektród s rutilovým obalom je TiO₂ – rutil. Vyznačujú sa veľmi dobrými zváracími vlastnosťami a možnosťou zvárať takmer vo všetkých polohách okrem polohy zhora nadol (PG). Zvarový kov má len o niečo nižšie pevnostné a plastické vlastnosti ako u bázických elektród. Prenos kovu sa realizuje vo väčších kvapkách, čo umožňuje zvárať aj tenšie plechy, ako aj preklenúť väčšie medzery. S rutilovými elektródami je možné zvárať jednosmerným aj striedavým prúdom. Pri jednosmernom prúde sa používa pre rutilové elektródy zapojenie DC- (elektróda na zápornom póle zváračky).

Celulózové elektródy

Ako z názvu vyplýva, elektródy s celulózovým obalom obsahujú značný podiel celulózy a iných horľavých látok. Tieto elektródy dávajú stabilný oblúk a prenos kovu, čím umožňujú zváranie v rôznych polohách. Tieto elektródy je možné ako jedny z mála používať aj na zváranie v polohe PG – zhora nadol na zvislej stene. Mechanické vlastnosti zvarov však nedosahujú tak vysoké vlastnosti, ako je tomu u bázických alebo rutilových elektród.

Kyslé elektródy

Elektródy s kyslým obalom majú v obale zastúpený väčší podiel zložiek kyslého charakteru, najčastejšie kremičitany a SiO₂. Zvarová húsenica z týchto elektród je pomerne široká s plynulým prechodom do základného materiálu, jemnou a veľmi pravidelnou kresbou zvaru. Elektródy s kyslým obalom znášajú vysoké prúdové zaťaženie, čím sa dosahuje vysoký odtavovací výkon a pomerne veľká hĺbka prievaru. Nevýhodou sú však nižšie plastické vlastnosti zvarového kovu a náchylnosť na vznik kryštalizačných trhlín. Nie sú tiež veľmi vhodné na zváranie v polohách, preto sa využívajú prednostne na zváranie vo vodorovnej polohe PA. Pri zváraní je možné použiť ako jednosmerný, tak aj striedavý prúd. Najčastejšie sa však používa zapojenie DC- (elektróda na zápornom póle zváračky), čo prispieva aj k hĺbke dosiahnutého prievaru.

Ako vybrať zváracie elektródy

Najväčší vplyv na výber správnej elektródy má zváraný materiál. Vlastnosti zvarového kovu vytaveného z elektródy by vo všeobecnosti mali byť porovnateľné s vlastnosťami zváraného materiálu. U ocelí pracujúcich v bežných podmienkach sa volia elektródy s medzou klzu na úrovni 100 až 120 % hodnoty základného materiálu a pevnosťou 90 až 120 % z hodnoty pevnosti základného materiálu. Pri zváraní iných materiálov ako je oceľ je nutné brať do úvahy aj chemické zloženie a iné vlastnosti vyžadované od spôsobu použitia daného materiálu.

Veľmi výrazný vplyv na voľbu elektródy majú tiež požadované operatívne vlastnosti ako požadovaná poloha zvárania, typ zvarového spoja, požadované výkonové vlastnosti elektródy (množstvo navareného zvarového kovu), ako aj schopnosť oddelenia trosky z povrchu zvarového kovu. Tieto vlastnosti sú v najväčšej miere ovplyvnené druhom obalu elektródy. Údaje o možnostiach použitia konkrétnej elektródy uvádzajú výrobcovia elektród priamo na obale, respektíve je ich možné vyčítať z označenia elektródy podľa príslušnej normy.

Dôležitým faktorom je taktiež hrúbka zváraného materiálu, kde je na zváranie tenkých plechov vhodnejšie použiť rutilové elektródy namiesto bázických. Naopak pri potrebe veľmi hrubých materiálov sa s výhodou využívali elektródy s kyslým obalom. Ešte výhodnejšie je však použitie produktívnejších metód zvárania, napr. MIG/MAG. Aj kvôli tomu sa kyslé elektródy už takmer nepoužívajú.

Zváracie elektródy – označenie

Každý výrobca obalených elektród môže použiť svoje vlastné označenie (napr. OK 46.00, E 121 B), avšak aby ich bolo možné navzájom porovnať, musí byť uvádzané tiež označenie podľa medzinárodných noriem. Keďže zváraných materiálov existuje veľké množstvo, existuje aj veľké množstvo rôznych elektród, ktoré bývajú tiež označované poľa rôznych noriem. Na ukážku použijeme najbežnejší systém označovania podľa normy EN ISO 2560, ktorým sa označujú najčastejšie zvárané nelegované a jemnozrnné ocele.

Príklad označenia elektródy:

Označenie začínajúce za príslušnou normou (EN ISO 2560-A) sa skladá z ôsmych častí, pričom niektoré z nich môžu byť vynechané:

1. Označenie výrobku, ktorý je potrebné identifikovať – v príklade E znamená označenie obalenej elektródy.
2. Označenie hodnoty medze klzu a ťažnosti čistého zvarového kovu – v príklade číslo 42 udáva oceľ s medzou klzu minimálne 420 MPa, pevnosťou 500 až 640 MPa a ťažnosťou 20 %.
3. Označenie nárazovej práce reprezentujúcej húževnatosť materiálu – v príklade hodnota 5 udáva materiál s garantovanou minimálnou nárazovou prácou 47 J pri teplote -50 °C.
4. Označenie chemického zloženia čistého zvarového kovu – v príklade vynechané, ide o oceľ s maximálnym obsahom mangánu 2,0 %, bez výrazného zastúpenia iných legujúcich prvkov.
5. Označenie druhu obalu elektródy – v príklade B znamená bázický obal.
6. Označenie výťažnosti elektródy a druh prúdu – v príklade hodnota 4 znamená výťažnosť 105 až 125 % a možnosť použitia len jednosmerného prúdu DC.
7. Označenie polohy zvárania – v príklade číslo 2 označuje polohy PA, PB, PC, PD, PE, a PF, čiže takmer všetky okrem polohy zhora dolu na zvislej stene.
8. Označenie obsahu vodíka v zvarovom kove – v príklade H5 znamená max. 5 ml vodíka v 100 g zvarového kovu (najnižšia garantovaná hodnota u elektród).

Uvedený popis neuvádza všetky možné označenia elektród definované normou, slúži skôr na zjednodušenú orientáciu v systéme značenia. Podrobné vysvetlenie je uvedené v norme EN ISO 2560.

Je nutné podotknúť, že u elektród na zváranie iných materiálov ako sú liatiny, antikorózne ocele, zliatiny hliníka a pod. sú označenia definované podľa iných predpisov a noriem. Obsahujú teda aj iné označenia súvisiace s charakteristickými vlastnosťami konkrétnych materiálov.