Rodzaje elektrod – jak dobrać elektrodę do spawania

W warunkach domowych powszechnie stosowane są spawarki, które wykorzystują łuk elektryczny – dostarcza on ciepło niezbędne do rozgrzewania i stapiania łączonych materiałów. Aby łuk został wytworzony, konieczna jest elektroda, która zamyka obieg prądu, co jest konieczne do połączenia. To właśnie między elektrodą a powierzchnią, którą chcemy stopić, pojawia się napięcie powodujące znaczny wzrost temperatury. Ponadto niektóre metody spawania opierają się na tym, że spoiwo łączące materiały powstaje z topiącej się elektrody. Dobór elektrody do spawania zależy od rodzaju spawarki, a także od rodzaju spawanych powierzchni i pożądanej spoiny. Jakie są rodzaje elektrod? Jak dobrać elektrodę do spawania? Do czego służą elektrody zasadowe? Elektroda rutylowa a zasadowa – która lepsza? Czy kolory elektrod mają znaczenie? Odpowiedzi na te pytania i wiele innych znajdziesz w tym poradniku. 

Rodzaje elektrod do spawania

Jakie są rodzaje elektrod spawalniczych? Wśród majsterkowiczów najczęściej wykorzystywane są elektrody otulone, które wykorzystywane są w elektronarzędziach łączących materiały metodą MMA. Elektrody otulone składają się z metalowego rdzenia otoczonego specjalną powłoką. Wytwarza ona gazową osłonę, w której jarzy się łuk spawalniczy. Gdy elektroda zetknie się ze spawaną powierzchnią, następuje połączenie elementów. Podczas spawania elektroda stapia się i skraca, a z otuliny pozostaje warstwa żużlu pokrywającego miejsce spawania. Co ważne, stosowanie elektrod otulonych eliminuje konieczność stosowanie butli z gazem osłonowym. Poniżej opisujemy rodzaje elektrod otulonych – mają różne właściwości, a co się z tym wiąże i zastosowania.

Elektrody rutylowe (symbol R). Elektroda rutylowa jest uniwersalna i łatwa w użyciu, więc jeśli jesteśmy początkującym spawaczem, właśnie po nią powinniśmy sięgnąć. W jej otulinie znajduje się rutyl oraz odtleniacze (żelazomangan i żelazokrzem). Zalet ma sporo: łatwo się topi, tworzy gładką spoinę, wykorzystamy ją do połączenia niewielkich elementów (nawet cienkich blach), a spawanie możemy przeprowadzać niemal w każdej pozycji (wyjątkiem jest spawanie pionowe). Ponadto żużel powstający po spawaniu usuniemy bez najmniejszych problemów. Niestety, rutylowa elektroda nie jest pozbawiona wad – łatwo pęka i często się kruszy.

Elektrody zasadowe (symbol B). Inaczej elektrody niskowodorowe. Elektrody rutylowe a zasadowe? W przypadku tych drugich w otulinie zasadowej znajduje się mniejsza ilość wodoru, a także fluoryt oraz węglany magnezu i wapnia. Taki skład wymusza wysuszenie elektrod przed użyciem – tylko wtedy uzyskamy trwałą i odporną na pękanie spoinę. Suszenie jest dość uciążliwe w domowych warunkach – wymagana jest temperatury 300-350^oC przez kilka godzin. Aby w wysuszonych elektrodach zasadowych nie zwiększyła się zawartość wodoru, należy przechowywać je w specjalnych termosach.

Elektrody celulozowe (symbol C). Wykorzystywane są zazwyczaj w trudnych warunkach, nawet na zewnątrz, gdyż są odporne na czynniki atmosferyczne. Ponadto dzięki elektrodom celulozowym metale można łączyć we wszystkich pozycjach – także pionowo. Zaletą jest również to, że złącze nie musi być przygotowane bardzo dokładnie. Chociaż elektrody celulozowe wtapiają się głęboko we wtapiany materiał, to niestety wykonana spoina nie należy do najmocniejszych.

Spawanie elektrodą zasadową sprawdzi się podczas łączenia grubych i sztywnych elementów, niestety nie jest najlepszym wyborem, jeśli chcemy wykonać pionową spoinę. 

Elektrody kwaśne (symbol A). W ich składzie znajdują się tlenki żelaza i odtleniacze. Dzięki ich zastosowaniu stworzymy płaskie i gładkie połączenie, jednak nie będzie ono zbyt wytrzymałe. Elektrody kwaśne możemy spawać w kilku pozycjach, m.in. tzw. nabocznej czy podolnej. Zazwyczaj nie ma konieczności ich suszenia przed użyciem.  

Elektrody topliwe – podział elektrod bez otuliny

Spawanie możemy przeprowadzić za pomocą migomatu – połączenie elementów następuje w osłonie gazów obojętnych dostarczanych ze specjalnej butli. Spawanie metodami MIG i MAG wykonywane jest przy użyciu elektrod topliwych bez otuliny. Przyjmują one formę drutu spawalniczego, który stapia się podczas spawania. Co ważne, spawarką migomat można pracować we wszystkich pozycjach oraz łączyć powierzchnie różnej grubości. Grubość drutu należy dobrać do grubości elementów – najpopularniejsze są te o średnicy 0,6-2 mm.  

Elektrody nietopliwe – rodzaj elektrod spawalniczych w osłonie gazowej

Spawając w osłonie gazowej pochodzącej z butli, możemy również zastosować elektrody nietopliwe – niezbędne są spawarki wykorzystujące metodą TIG. Takie elektrody – jak można się domyślić – nie skracają się podczas spawania. Wykonane są z wolframu, a ten metal odznacza się wysoką temperaturą topnienia i elektroda nie niszczy się podczas warunków towarzyszących łukowi elektrycznemu. Elektrody z wolframu mogą zawierać w swoim składzie dodatkowe komponenty, jednak ich zawartość jest znikoma, zazwyczaj to maksymalnie 2%. Elektrody z wolframu (bez żadnych dodatków) są idealnie do połączenia aluminium i magnezu, natomiast te z lantanem sprawdzą się w przypadku stali nisko- i wysokostopowych oraz stóp miedzi, aluminium i niklu. Na rynku dostępne są również elektrody nietopliwe z domieszką ceru czy toru – gwarantują stabilność łuku oraz wytrzymałość połączenia. Dzięki wykorzystaniu elektrod nietopliwych praca jest precyzyjna, a spoina trwała, sprawdzą się do połączenia nawet niewielkich elementów. 

Elektrody spawalnicze – oznaczenia pod kątem zastosowania

Elektrody spawalnicze są odpowiednio oznaczone, co ma na celu ułatwić nam wybór odpowiedniej. Wyjątkiem od tej reguły są elektrody przeznaczone do spawania stali węglowych i niskostopowych – te nie mają oznaczenia. Natomiast we wszystkich innych przypadkach stosuje się następujące oznaczenia elektrod spawalniczych:

• ES – elektrody przeznaczone do połączenia konstrukcji ze stali niskostopowych, które pracują w podwyższonych temperaturach oraz do stali wysokostopowych,
• EN – elektrody przeznaczone do napawania,
• EŹ – elektrody do żeliwa,
• E + symbol metalu lub stopu bądź oznaczenia zawartości procentowej pierwiastków, do której przybliżony jest skład chemiczny spoiwa – elektrody do spawania metali nieżelaznych, np. aluminium.

Pamiętajmy, że kolory elektrod spawalniczych nie mają większego znaczenia i nie są jednakowe na całym świecie, np. w Polsce elektroda rutynowa może być różowa, a już w Niemczech szara. Najważniejszy jest rodzaj elektrody do spawania.