СВАРОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОД

Полезная модель относится к сварочной технике. В частности - к конструкциям сварочных электродов для ручной дуговой сварки и наплавки.
Известна электрошлаковая сварка (ЭШС). Сущность способа заключается в следующем: (Геворкян В.Г, «Основы сварочного дела», Москва, Высшая школа, 1985). Расплавленные флюсы образуют шлаки, которые являются проводниками электрического тока. При этом в объеме расплавленного шлака при протекании сварочного тока выделяется теплота. Сварочная техника содержит электрод и основной металл, связанные электрически через расплавленный шлак (шлаковую ванну). Выделяющаяся в шлаковой ванне теплота нагревает его выше температуры плавления основного и электродного металлов. В результате металл электрода и кромки основного металла оплавляются и ввиду большей плотности металла, чем шлака, стекают на дно расплава, образуя ванну расплавленного металла (металлическую ванну). Электродный металл в виде отдельных капель, проходя через жидкий шлак, взаимодействует с ним, изменяя при этом свой состав. Электроды могут иметь самую разнообразную форму поперечного сечения: прямоугольную, кольцеобразную (для сварки цилиндрических деталей) или фасонную.
К недостаткам способа следует отнести то, что электрошлаковая сварка технически возможна при толщине металла более 16 мм и за редкими исключениями экономически выгодна при сварке металла толщиной более 40 мм. Способ позволяет сваривать только вертикальные швы. При сварке некоторых металлов образование в металле шва и околошовной зоны неблагоприятных структур требует последующей термообработки для получения необходимых свойств сварного соединения. Для ручной дуговой сварки электроды не применяюся.
Известны также сварочные электроды для дуговой сварки (И.Н.Бондин «Справочник сварщика, Москва, Машгиз, 1959), которые можно выбрать в качестве прототипа. Сварочный электрод представляет собой круглый стержень из стальной сварочной электродной проволоки, на которую нанесено покрытие. Материал сварочной проволоки и компоненты покрытия выбирают исходя из назначения электрода, рода сварочного тока и других параметров и подразделяется на ряд типов и марок. Покрытие делают тонким или толстым в зависимости от толщины свариваемых стальных конструкций. Например, для дуговой сварки бронзы применяют покрытие, изготовленное на жидком стекле. После нанесения покрытия электроды просушиваются и прокаливаются. Основной недостаток покрытия - это плохая сцепляемость со стержнем и хрупкость. При ударном воздействии покрытие осыпается или скалывается, что приводит к браку свариваемого шва. Одним из важных технологических вопросов ручной дуговой сварки является выбор сварочного режима, в понятие которого входит также подбор диаметра электрода и силы сварочного тока. Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемых элементов конструкции, размеров деталей, вида подготовки под сварку, типа сварного соединения и пространственного положения шва. Так, для потолочных швов диаметр электрода не превышает 4 мм, а для вертикальных- 5-6 мм. При сварке, например, V образных швов листов толщиной 12 мм, приходится наносить первый шов электродом диаметром 4 мм, а последующие слои электродом диаметром 5 мм. Таким образом, выявляется и другой недостаток сварочных электродов: в зависимости от ряда параметров свариваемого шва в процессе сварки приходится менять электрод одного диаметра на электрод другого диаметра, что приводит к снижению производительности труда и перерасходу электродов вследствие их неполного использования.
Техническим результатом полезной модели является повышение механической прочности покрытия, предотвращение перерасхода сварочных электродов и повышение производительности труда сварщика.
Технический результат достигнут за счет изменения профиля сечения электрода с круглого на некруглый. При этом стержень электрода может быть, например, прямоугольного сечения с различным соотношением сторон (3Х5 мм, 4Х6 мм и т.д); прямоугольного сечения с закругленными ребрами или с закруглениями противолежащих граней электрода и т.д. При помощи электрода такой конструкции можно сваривать различные швы путем прокручивания сварочного электрода вокруг своей оси на 90 градусов, что ведет к изменению ширины свариваемого шва. Механическая прочность покрытия достигнута за счет армирования покрытия сетчатым материалом. В качестве сетчатого материала может быть использована металлическая сетка или перфорированная металлическая лента (фольга), материал которого идентичен материалу стержня электрода. Также в качестве армирующего сетчатого материала могут быть применены различные неметаллические тканные материалы (например, марля), применение которых не сказывается отрицательно на физико-химических свойствах сварного шва и на органы дыхания сварщика. При этом полосу сетчатого материала пропитывают необходимым составом и навивают вокруг стержня электрода. Армирование покрытия резко повышает его механическую прочность. Предусмотрен и другой вариант конструкции сварочного электрода, при котором весь электрод навивается (в виде рулона) из металлического сетчатого материала, на который предварительно нанесен состав покрытия. При этом одновременно формируется и стержень электрода и защитное покрытие.
Сущность полезной модели пояснена чертежами. На фиг.1 приведено сечение сварочного электрода с некруглым стержнем, на который нанесено покрытие известными из уровня техники способами. На фиг.2 приведено сечение сварочного электрода с некруглым стержнем и армированным покрытием. На фиг.3 приведено сечение сварочного электрода с навитым стержнем, выполненным из металлического сетчатого материала, пропитанного составом покрытия. Сварочный электрод включает стержень 1 сварочного электрода некруглого сечения, покрытие 2, сетчатый материал 3.
Полезная модель используется следующим образом: сварочный электрод устанавливают в специальный держатель, выбирают сварочный режим и производят сварку шва с уже подготовленными кромками известными способами. При варке широкого шва электрод поворачивают в держателе вокруг своей оси на 90 градусов.