Фото электроды: основные разновидности и их особенности (110 фото)

основные разновидности и их особенности (110 фото)

Современные технологии позволяют получить более 100 разновидностей сварочных электродов. Каждый из них имеет различный размер и диаметр. Некоторые марки предназначены для работы с инвекторным сварочным аппаратом.

Большинство начинающих сварщиков часто задаются вопросом: «Какие электроды выбрать?». В процессе выбора, необходимо учитывать основные характеристики данных изделий.

В нашем материале представлены советы опытных профессионалов, которые знают все тонкости сварочного процесса.

Краткое содержимое статьи:

Что такое электрод?

Электрод представляет собой длинный кусок металлической проволоки со специальной обмазкой на конце. В результате большого напряжения постоянного тока, происходит плавление центральной части.

Вместе с ним начинает обгорать защитная обмазка. Она образует химическое облако, которое постепенно оседает на раскаленном металле. Вещества в составе электрода предотвращают прямой контакт горячего железа с кислородом, тем самым блокируя процессы окисления.

В составе обмазки присутствуют легко воспламеняемые компоненты и минералы. Они обладают высокой прочностью, что отражается на качестве шва.

Диаметр сварочных электродов подбирается исходя из толщины и разновидности металлических элементов. Для тонкого железа, принято подбирать модели толщиной 3-4 мм.

Они имеют небольшой размер и тонкую обмазку. В процессе сварки они также помогают предотвратить окисление и придаёт прочность железному шву.

Перед тем как приступить к рабочему процессу, необходимо тщательно осмотреть изделие. На его поверхности не должны присутствовать осколы и трещины. Эти дефекты негативно скажутся на качестве соединений.

Хранить такие металлические изделия, рекомендуется в сухом месте. Некоторые разновидности обмазки способны впитывать жидкость из воздуха. Это приводит к плохому поджигу электрической дуги.

Разновидности электродной обмазки

В специализированных отделах представлен огромный выбор инвекторных материалов. Современные виды сварочных электродов, имеют несколько разновидностей обмазки:

• основная;
• рутиловая;
• кислая;
• целлюлозная.

Основная и целлюлозная применяется для сварочных работ на постоянном токе. Довольно часто, их применяют для ответственных швов. Благодаря такой обмазке, металлическое изделие имеет прочные крепления, которые способны выдержать любые механические нагрузки.

Рутиловые и кислые электроды применяют для сварки на переменном токе. Кислая обмазка в своем составе имеет много химических соединений. В процессе сгорания, выделяются едкие ядовитые пары. Работать с такой разновидностью в закрытом помещении строго запрещено.

Как правильно выбрать электроды для инвекторной установки?

Выбрать лучшие сварочные электроды помогут советы опытных профессионалов:

Первым делом, необходимо обратить особое внимание на состав сердечника. Он должен быть таким же как и разновидность металлических деталей;

Для домашнего использования, оптимальным вариантом будут электроды с рутиловой оболочкой. Они быстро сгорают при этом не оставляя неровностей в местах соединений.

Популярные марки сварочных электродов имеют названия: МР — 3, УОНИ, АНО 21, ОК 63.34.;

Для нержавеющей стали подойдут ОК 63. 34. Они образуют тонкий плоский шов на поверхности металла. В процессе работы, необходимо производить вертикальные движения. Если наклонить электрод в любую сторону, то образуются плотные бугристые соединения металлических элементов.

Марка АНО 21, подходит для сварки углеродистой стали. Электрическая дуга в том случае быстро зажигается и образует плотное покрытие из расплавленного металла. Довольно часто, этот тип применят для соединения водопроводной и газовой сети.

Как подобрать диаметр?

Начинающие сварщики должны соблюдать диаметр и разновидность сварочного элемента. Помимо этого, важно соблюдать мощность электрического тока и правильное его подключение. Производители электродов на обратной стороне пачки указывают тип и область применения данного изделия.

Как уже было отмечено выше, толщина изделия подбирается в соответствии с выбранным металлом.  Новичкам рекомендуется начинать сварочные работы с более тонкого железа. Оно более пластично. Изделия получаются достаточно аккуратными и изящными.

Для этого подбирают электроды диаметром в 4 мм. На фото сварочных электродов изображены современные марки, которые обеспечивают прочное и надежное соединения железных деталей между собой.

Фото сварочных электродов

Также рекомендуем посетить:

• Костюм сварщика
• Типы сварочных аппаратов
• Как залудить паяльник
• Сварочный стол
• Сварочный аппарат своими руками
• Сварочный полуавтомат
• Сварочные провода
• Плазмотрон
• Как паять
• Сварочный аппарат для дома
• Споттер
• Как запаять радиатор
• Сварочная проволока
• Сварочный трансформатор
• Сварочная горелка
• Сварка полипропиленовых труб
• Газовая сварка
• Сварочный аппарат
• Плазменный сварочный аппарат
• Сварочные работы
• Точечная сварка
• Дуговая сварка
• Как варить алюминий
• Сварочная маска
• Электрододержатель
• Какой сварочный аппарат выбрать
• Холодная сварка
• Сварочный инвертор
• Как сварить металл
• Сварочное оборудование

Сварочные электроды ЛЭЗ-46.

00. Описание, характеристики, фото

Изготавливаются сварочные расходные материалы модели ЛЭЗ-46.00 на производственных мощностях Лосиноостровского Электродного Завода. Их сфера применения – проведение ручной дуговой сварки. Данные электроды соответствуют типу Э46 по ГОСТу 9467-75. Это значит, что сваривать ими можно объекты, в качестве сырья для изготовления которых использовались стали конструкционные малолегированные и углеродистые, характеризующиеся величиной временного сопротивления внешней нагрузке, работающей на разрыв, не превышающей отметки 50 кгс/кв. мм. Проводить сварочные работы электродами модели ЛЭЗ-46.00 рекомендуется, когда швы должны соответствовать повышенным требованиям.

Технические характеристики

Сварку с помощью электродов ЛЭЗ-46.00 можно проводить в любом пространственном положении. 

Указывается это комбинацией стрелок на упаковке с изделиями (см. рис.). Ток может быть:

• постоянным обратной полярности, либо

• переменным от сварочного аппарата с 45,0 В≤U_{х. х.}≤55,0 В, где U_х.х. – напряжение холостого хода.

Рекомендуемое значение сварочного тока представлено в амперах таблице. Единица измерения диаметра электродов – миллиметры.

Диаметр электрода	Пространственное положение шва
	Сверху-вниз	Потолочное	Снизу-вверх	Нижнее
6,00	________	________	————	240,00-300,00
5,00			150,00-190,00	170,00-220,00
4,00	150,00-180,00	120,00-160,00	120,00-160,00	140,00-180,00
3,00	120,00-150,00	80,00-110,00	80,00-110,00	90,00-130,00
2,50	100,00-120,00	60. 00-100,00	60,00-100,00	70,00-90,00
2,00	40,00-60,00	40,00-60,00	40,00-60,00	40,00-60,00

Характеристики плавления

Характеристики плавления сварочных электродов предоставляют возможность определить потребность в этих изделиях на проведение работ заданного объема. Основным параметром для расчетов служит вес наплавленного металла.

А норма расхода электродов, необходимых для формирования одного погонного метра шва (обозначение Н_р.), определяется по следующей формуле:

Н_р.=В_н.м.×N, где

N= В_н.м.в.и./I_св., где

Фактически, коэффициент наплавки N отображает эффективность сварочных работ, проводимых с расходными материалами конкретной марки.

Значения вышеуказанных параметров для электродов модели ЛЭЗ-46.00 такие:

• норма расхода Н_р.=1,70 кг/пог. м.;

• коэффициент наплавки N=8,0 г/А-ч.

Механические свойства металла шва

Перечень подлежащих контролю механических характеристик металлической основы шва и их значения устанавливают нормы ГОСТа 9467-75. Они представлены ниже.

• Временное сопротивление нагрузке, действующей на разрыв (обозначение Θ). Измеряется в паскалях. Данная характеристика представляет собой пороговую величину механического напряжения, превышение которой приведет к разрыву сварного шва. Для швов, сваренных электродамиЛЭЗ-46.00, Θ=460 МПа.

• Величина относительного удлинения (δ, %). Эта характеристика определяет уровень пластических свойств металла сформированного сварного шва. Вычисляется по формуле

δ= ПДШПР/ДН×100%, где

Для металла швов, сформированных электродами ЛЭЗ-46.00, δ=20%.

• Ударная вязкость (γ, Дж/кв. см). Определяет степень устойчивости к образованию трещин при воздействии внешних импульсных нагрузок. Утверждена методика проведения испытаний сварных швов на ударную вязкость нормами OCTа 26040. Образец должен размещаться на двух опорах. При этом маятниковый копер (пример такого оборудования изображен на рисунке), служащий в качестве испытательной машины, должен обеспечивать излом исследуемого изделия однократным ударом. Для сварных швов, изготовленных с помощью электродов ЛЭЗ-46.00, ударная вязкость при температуре +20℃ такая: γ=80 Дж/кв. см, а при температуре -20℃ γ=35 Дж/кв. см.

Химический состав металла сварного шва

Химический состав металлической основы сформированного сварного шва отличается, причем, существенно, от базового материала. Причина очевидна: в данной области перемешиваются металлы основной с электродным, а также различные присадки, применяемые в ходе сварочных работ. Кроме того, определенную долю составляют продукты реакций взаимодействия средств защиты и газов атмосферы с жидкой фазой.

Химический состав металлической основы сварного шва, полученного при помощи электродов модели ЛЭЗ-46.00, представлен ниже.

Элемент	Фосфор (Р), не больше	Сера (S), не больше	Кремний (Sі)	Марганец (Мn)	Углерод (С), не больше
Содержание, %	0,045	0,04	0,090-0,350	0,350-0,7	0,12

Особенности покрытия

У электродов модели ЛЭЗ-46. 00 покрытие рутилово-целлюлозное. Его основным компонентом является природный концентрат, в котором диоксида титана (формула ТіО₂) содержится 90%. Это вещество на латыни называется rutіlus. Второй составляющей обмазки рассматриваемых сварочных расходников является целлюлоза. Для производства стержней-сердечников используется стандартизованный длинномерный метиз – проволока марки CB-08. В ходе нанесения покрытия роль связующего элемента играет обыкновенное жидкое стекло.

У электродов с такой обмазкой имеются свои особенности, часть из которых можно рассматривать в качестве несомненных плюсов, а другие – уже как минусы.

Преимущества

К преимуществам рутилово-целлюлозного покрытия эксперты относят:

• очень незначительное содержание токсичных веществ. Таким образом, при разложении обмазки вредные газы выделяются в атмосферный воздух в малом количестве. Для состояния здоровья сварщика и его ассистентов – это весьма немаловажно. В сравнении с электродами иных типов, например, с кислыми, ферромарганцевых компонентов в рутилово-целлюлозном покрытии содержится очень немного, а соединения СаF вообще нет;

• невысокая активность входящего в обмазку оксида кремния (SіО₂), и, кроме того, отсутствие в ней окисей элементов Fе (железо) и Мn (марганец) обеспечивают невысокую степень окисления шлака. Наличие же целлюлозы в сочетании с малой концентрацией природного мрамора приводит к снижению окислительной способности газовой фазы;

• в ходе сварки наблюдается более высокий уровень образования шлака, чем при работе с электродами, имеющими чисто целлюлозную обмазку. Данное явление, наряду с повышением защиты наплавленного металла от контакта с атмосферным воздухом, обеспечивает улучшение металлургической самообработки сформированного шва посредством шлака;

• состав рутилово-целлюлозной обмазки включает двуокись титана и мрамор, но там отсутствует фтористый кальций (СаF₂), снижающий стабильность горения электродуги. Поэтому ей присущи высокие сварочно-технологические свойства. Этот плюс покрытия данного типа предоставляет возможность применения для сварки аппаратов переменного тока;

• состав металла сформированного шва полностью совпадает с этой же характеристикой спокойной стали. Поэтому его показатель раскисления считается хорошим. Сварные соединения также обладают повышенной пластичностью и ударной вязкостью;

• когда варятся многопроходные швы в вертикальном пространственном положении с перемещением электродов ЛЭЗ-46.00 сверху вниз, отмечается рост производительности сварочных работ примерно на 17-20 процентов;

• расходные сварочные материалы с покрытием, имеющим добавки железного порошка, характеризуются более высоким коэффициентом наплавки металла. И при этом: отделение шлака не сопряжено со сложностями; уровень потерь металла на разбрызгивание минимален; формирование шва осуществляется, практически, идеально.

Недостатки

Из минусов электродов ЛЭЗ-46.00 с рутилово-целлюлозной обмазкой можно выделить:

• большая концентрация целлюлозы требует проведение процедуры прокаливания при температуре Т≤110℃. В связи с этим влага удаляется из покрытия довольно-таки плохо. Гигроскопичность повышенного уровня вызывает необходимость тщательного соблюдения всех правил хранения электродов. В складских помещениях, где эти изделия будут находиться продолжительный отрезок времени, температура не должна быть ниже +15℃, а влажность воздуха – не превышать 50%. Прокаливание проводится в муфельных печах. Непосредственно после этой процедуры электроды должны помещаться в стандартные сушильные шкафы либо специальные термопеналы, в которых температура поддерживается в диапазоне 80℃≤Т≤90℃.;

• расплавленный металл без добавок порошка железа в ходе сварки значительно разбрызгивается;

• должная дефосфорация и десульфурация металла шлаком не обеспечивается. Из-за этого в шве содержатся в избыточном количестве фосфор и сера. Поэтому в сварном соединении возможно появление разрушений в виде горячих межкристаллических трещин и, кроме того, ему характерна относительно невысокая механическая прочность;

• в металле шва отмечается повышенная концентрация элемента Н (водород). Это увеличивает угрозу возникновения уже холодных межкристаллических трещин. По данной причине не рекомендуется сваривать электродами ЛЭЗ-46.00 объекты из высоколегированных сплавов.

Маркировка

Чтобы потребитель знал специфику применения электродов, на упаковку наносится определенная буквенно-цифровая последовательность. Рассмотрим вопрос, как она расшифровывается.

Например, на прилавке магазина стройматериалов находится пачка сварочных расходных материалов с такой маркировкой: Э-46-ЛЭЗ-46.00-УД Е 43 1(3) PЦ-13. Согласно ГОСТу 9466-75, характеристики этих изделий могут обозначаться одним либо группами символов. В частности,

• сочетание литеры «Э» с числом «46» говорит, что это электроды типа Э-46. Об их предназначении речь шла в начале статьи;

• далее следует марка расходников. У нас это электроды ЛЭЗ-46.00;

• идущая затем буква «У» указывает на тип подходящих для работы сталей – конструкционные малолегированные и углеродистые с показателем сопротивления нагрузке, действующей на разрыв, не превышающей отметку 60 кгс/кв. мм;

• литера «Д» информирует, что покрытие является толстым. Такая «размытая» формулировка уточняется конкретными цифрами. В целом, при установлении показателя «толщина обмазки», нормы ГОСТа 9466-75 учитывают значение соотношения D_п./d_с., где D_п. – диаметр покрытия; d_с. – диаметр стержня. Если в маркировке имеется буква «Д», значит соотношение этих диаметров находится в диапазоне 1,45≤D_п. /d_с.≤1,8;

• литерой «Е» принято обозначать на международном уровне покрытые плавящиеся электроды;

• число «43» отображает предельную прочность сварного шва по отношению к нагрузке, действующей на растяжение – у нас это примерно 43 кгс/кв. мм;

• цифра «1» – показатель относительного удлинения – не больше 20 процентов;

• стоящая в скобках цифра «3» обозначает минимальную температуру, при которой вязкость металла шва остается равной 34 Дж/кв. см. В данном случае Т=-20℃;

• сочетание букв «PЦ» говорит, что покрытие рутилово-целлюлозное;

• идущая далее цифра «1» свидетельствует о допустимости проведения сварки в любом пространственном положении;

• завершающая цифра «3» обозначает, что электрод работает на постоянном обратном токе и на переменном токе от источника с 45,0 В≤U_{х. х.}≤55,0 В.

Заключение

Работы по нанесению покрытия проводятся на специальном агрегате в автоматическом режиме.  Благодаря этому, они отличаются высокой производительностью. Твердые компоненты подвергаются подсушиванию с последующим измельчением. Фрагменты просеивают с целью отделения фракций требуемых размеров. Для удаления серы смесь обжигается. Потом она подается в смеситель, предварительно наполненный жидким специальным составом. Завершающий этап заключается в погружении стержней в подготовленную смесь.

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.comments powered by Disqus

Фотоэлектрохимическое производство водорода из нейтрального фосфатного буфера и морской воды с использованием микроструктурированных p-Si фотоэлектродов, функционализированных растворными методами

Фотоэлектрохимическое производство водорода из нейтрального фосфатного буфера и морской воды с использованием микроструктурированных p-Si фотоэлектродов, функционализированных растворными методами†

Анураг Каудэ, ^аб Алагаппан Аннамалай, ^c Люсия Амидани, ^б Мануэль Бониоло, ^д Вай Линг Квонг, ^д Анита Зельштедт, ^е Питер Глатцель, ^б Томас Вогберг ^c а также Йоханнес Мессингер * ^{объявление}

Принадлежности автора

* Соответствующие авторы

^и Университет Умео, химический факультет, Швеция
Электронная почта: johannes. [email protected]

^б Европейский центр синхротронного излучения (ESRF), Гренобль, Франция

^с Университет Умео, факультет физики, Швеция

^д Молекулярная биомиметика, Химический факультет – Лаборатория Ангстрема, Упсальский университет, Швеция

^и Университет Умео, кафедра физиологии растений, Центр изучения растений Умео (UPSC), Умео, Швеция

Аннотация

rsc.org/schema/rscart38″> Ожидается, что солнечное топливо, такое как H ₂ , полученное из солнечного света и морской воды с использованием земных материалов, станет важным компонентом возобновляемой энергетики следующего поколения. Здесь мы сообщаем о систематическом анализе фотоэлектрохимических характеристик TiO ₂ coated, microstructured p-Si photo-electrodes (p-Si/TiO ₂ ) that were functionalized with CoO _x and NiO _x for H ₂ поколение. Эти фотокатоды были синтезированы из коммерческих пластин p-Si с использованием мокрых химических методов. В нейтральном фосфатном буфере и стандартном солнечном освещении 1 p-Si/TiO ₂ /NiO _x фотоэлектрод показал плотность фототока −1,48 мА·см ⁻² при нулевом смещении (0 В _RHE ), что в три и в 15 раз лучше плотности фототока p- Si/TiO ₂ /CoO _x и p-Si/TiO ₂ соответственно. Никакого снижения активности не наблюдалось в течение пятичасового периода испытаний, что дало фарадеевскую эффективность 96% для H9.0072 ₂ производство. Основываясь на электрохимических характеристиках и обнаруженной флуоресценцией с высоким энергетическим разрешением рентгеновской абсорбционной ближней краевой структуре (HERFD-XANES) и измерениях эмиссионной спектроскопии, выполненных на флуоресцентной линии Ti Kα ₁ , превосходные характеристики p-Si/ TiO ₂ /NiO _x фотоэлектрод был приписан улучшенным свойствам переноса заряда, вызванным NiO _x Покрытие на защитном Tio ₂ Слоя, в комбинации с более высокой каталитической активностью NIO _x для H ₂ -EVLOUT. Кроме того, здесь мы сообщаем о превосходных фотоэлектрохимических характеристиках фотоэлектрода p-Si/TiO ₂ /NiO _x в агрессивной искусственной морской воде (pH 8,4) с беспрецедентной плотностью фототока 10 мА см ⁻² при приложенном потенциале −0,7 В _RHE и 20 мА см ⁻² при −0,9 В _RHE . Эффективность преобразования фотона в ток при приложении смещения (ABPE) при -0,7 В _RHE и 10 мА см ^-2 составила 5,1%.

• Эта статья входит в тематические подборки: 3-я Международная конференция по солнечному топливу и Международная конференция по искусственному фотосинтезу и искусственному фотосинтезу — от солнечного света к топливу и ценным продуктам для устойчивого будущего

Рассмотрим стабильность фотоэлектродов

Ассоциация немецких исследовательских центров им. Гельмгольца

Масштабируемый фотоанод BiVO ₄ большой площади на FTO с никелевыми токосъемниками. 1 кредит

Водород — это универсальное топливо, которое может накапливать и выделять химическую энергию, когда это необходимо. Водород можно производить экологически нейтральным способом путем электролитического расщепления воды на водород и кислород с использованием солнечной энергии. Это может быть достигнуто фотоэлектрохимически (ФЭХ), и для этого подхода необходимо иметь недорогие фотоэлектроды, которые обеспечивают определенное фотонапряжение при освещении и остаются стабильными в водных электролитах.

Однако здесь кроется главное препятствие; обычные полупроводники очень быстро подвергаются коррозии в воде. Тонкие пленки оксида металла гораздо более стабильны, но со временем все же подвергаются коррозии. Одним из наиболее удачных фотоанодных материалов является ванадат висмута (BiVO ₄ ), сложный оксид металла, в котором фототоки уже близки к теоретическому пределу. Но самая большая проблема для коммерчески жизнеспособного расщепления воды PEC в настоящее время заключается в оценке и повышении стабильности материалов фотоэлектродов во время их работы PEC.

С этой целью команда Института солнечного топлива HZB под руководством профессора Роэля ван де Крола (HZB) вместе с группами из Института исследований железа им. Макса Планка, Института возобновляемых источников энергии Гельмгольца в Эрлангене-Нюрнберге, Университета Фрайбурга и Имперского колледжа Лондона использовали ряд современных методов характеризации для понимания процессов коррозии высококачественных фотоэлектродов BiVO ₄ .

«До сих пор мы могли исследовать фотоэлектроды только до и после фотоэлектрохимической коррозии», — говорит доктор Ибби Ахмет, который инициировал исследование вместе с Сиюань Чжан из Института Макса Планка. «Это было похоже на чтение только первой и последней глав книги и незнание того, как умерли все персонажи». В качестве первого шага для решения этой проблемы химик предоставил серию высокочистых BiVO 9.0073 4 тонкие пленки, которые исследовались в проточной кювете новой конструкции с различными электролитами при стандартном освещении.

Результатом является первое исследование стабильности работы высокочистых фотоанодов BiVO ₄ во время фотоэлектрохимической реакции выделения кислорода (OER). Используя масс-спектрометрию плазмы in-situ (ICPMS), они смогли определить, какие элементы были растворены с поверхности фотоанодов BiVO4 во время фотоэлектрохимической реакции в режиме реального времени.

«Из этих измерений мы смогли определить полезный параметр — число стабильности (S)», — говорит Ибби. Это число стабильности рассчитывается из отношения между произведенными молекулами O ₂ и числом растворенных атомов металла в электролите, и фактически является идеальной сопоставимой мерой стабильности фотоэлектрода. Стабильность фотоэлектрода высока, если расщепление воды происходит быстро (в данном случае выделение О ₂ ) и в электролит поступает мало атомов металла. Этот параметр также можно использовать для определения изменения стабильности фотоэлектродов в течение срока их службы или для оценки различий в стабильности BiVO 9 . 0073 4 в различных рН-буферных боратных, фосфатных и цитратных электролитах (поглотитель дырок).

Эта работа показывает, как в будущем можно будет сравнивать стабильность фотоэлектродов и катализаторов. Авторы продолжили сотрудничество и теперь используют эти ценные методы и идеи для разработки жизнеспособных решений для повышения стабильности фотоанодов BiVO ₄ и обеспечения их долгосрочного практического применения.

---

Узнайте больше

Более пристальный взгляд на потенциал солнечного топлива расщепления воды

---

Дополнительная информация: Siyuan Zhang et al., Различная фотостабильность BiVO ₄ в электролитах с почти нейтральным pH, ACS Applied Energy Materials (2020). DOI: 10.1021/acsaem.0c01904

Предоставлено Ассоциация немецких исследовательских центров имени Гельмгольца

Цитата : Солнечный водород: рассмотрим стабильность фотоэлектродов (2020, 26 октября) получено 29 октября 2022 г.