ตามสถานการณ์ที่แตกต่างกัน มีวิธีจำแนกสามวิธีสำหรับอิเล็กโทรดเชื่อม: การจำแนกประเภทตามวัตถุประสงค์ของอิเล็กโทรด การจำแนกประเภทตามองค์ประกอบทางเคมีหลักของการเคลือบ และการจำแนกตามลักษณะของตะกรันหลังจากการหลอมละลายของสารเคลือบ ตามการใช้ลวดเชื่อมมีการแสดงออกสองรูปแบบ หนึ่งจัดทำขึ้นโดยกระทรวงอุตสาหกรรมเครื่องจักรเดิม ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นแท่งเชื่อมเหล็กโครงสร้าง, แท่งเชื่อมเหล็กทนความร้อน, แท่งเชื่อมสแตนเลส, แท่งเชื่อมพื้นผิว, แท่งเชื่อมเหล็กอุณหภูมิต่ำ, แท่งเชื่อมเหล็กหล่อ, นิกเกิลและ แท่งเชื่อมโลหะผสมนิกเกิล, แท่งเชื่อมโลหะผสมทองแดงและทองแดง, แท่งเชื่อมอลูมิเนียมและอลูมิเนียมและลวดเชื่อมวัตถุประสงค์พิเศษ ประการที่สองคือมาตรฐานแห่งชาติซึ่งรวมถึงอิเล็กโทรดเหล็กคาร์บอน, อิเล็กโทรดโลหะผสมต่ำ, อิเล็กโทรดสแตนเลส, อิเล็กโทรดพื้นผิว, อิเล็กโทรดเหล็กหล่อ, อิเล็กโทรดทองแดงและโลหะผสมทองแดง, อลูมิเนียมและอิเล็กโทรดโลหะผสมอลูมิเนียม ไม่มีความแตกต่างในหลักการระหว่างทั้งสอง อันแรกแสดงโดยแบรนด์เชิงพาณิชย์และอันหลังตามรุ่น หากจำแนกตามองค์ประกอบทางเคมีหลักของการเคลือบอิเล็กโทรด อิเล็กโทรดสำหรับเชื่อมสามารถแบ่งออกเป็นอิเล็กโทรดไททาเนียมออกไซด์ อิเล็กโทรดแคลเซียมไททาเนียมออกไซด์ อิเล็กโทรดอิลเมไนต์ อิเล็กโทรดเหล็กออกไซด์ อิเล็กโทรดเซลลูโลส อิเล็กโทรดไฮโดรเจนต่ำ อิเล็กโทรดกราไฟต์ และอิเล็กโทรดฐาน หากจำแนกตามลักษณะของตะกรันหลังจากการหลอมเคลือบอิเล็กโทรด อิเล็กโทรดสามารถแบ่งออกเป็นอิเล็กโทรดกรดและอิเล็กโทรดอัลคาไลน์ ส่วนประกอบหลักของการเคลือบอิเล็กโทรดกรดคือออกไซด์ของกรด เช่น ซิลิกอนไดออกไซด์ ไททาเนียมไดออกไซด์ เฟอริกออกไซด์ เป็นต้น การเคลือบอิเล็กโทรดอัลคาไลน์ประกอบด้วยอัลคาไลน์ออกไซด์เป็นส่วนใหญ่ เช่น หินอ่อนและฟลูออไรต์ มีหลายวิธีในการจำแนกประเภทอิเล็กโทรด ซึ่งสามารถจำแนกได้จากมุมมองที่แตกต่างกัน เช่น การใช้งาน ความเป็นด่างของตะกรัน ส่วนประกอบหลักของการเคลือบอิเล็กโทรด และลักษณะการทำงานของอิเล็กโทรด วิธีการจัดประเภทลวดเชื่อมในปัจจุบันของจีนนั้นอิงตามมาตรฐานแห่งชาติของลวดเชื่อมและตัวอย่างผลิตภัณฑ์ของวัสดุเชื่อมที่จัดทำโดยกระทรวงอุตสาหกรรมเครื่องจักรดั้งเดิมเป็นหลัก รุ่นอิเล็กโทรดแบ่งออกเป็น 8 ประเภทตามมาตรฐานแห่งชาติ และยี่ห้ออิเล็กโทรดแบ่งออกเป็น 10 ประเภทตามการใช้งาน
ส่วนใหญ่จะแบ่งตามความเป็นด่างของตะกรันเชื่อม กล่าวคือ สัดส่วนของออกไซด์ของด่างและกรดออกไซด์ในตะกรัน
อิเล็กโทรดกรด
สารเคลือบผิวประกอบด้วยตะกรันกรดจำนวนมาก เช่น TiO2 และ SiO2 และคาร์บอเนตจำนวนหนึ่ง ตะกรันมีความสามารถในการออกซิไดซ์สูง และค่าสัมประสิทธิ์ความเป็นด่างของตะกรันน้อยกว่า 1 อิเล็กโทรดที่เป็นกรดมีกระบวนการเชื่อมที่ดี มีส่วนโค้งที่เสถียร และสามารถใช้ได้ทั้งกับไฟฟ้ากระแสสลับและไฟฟ้ากระแสตรง โดยมีการกระเด็นเล็กน้อย การไหลและการขจัดตะกรันที่ดี ตะกรันส่วนใหญ่มีลักษณะเป็นแก้ว หลวม และมีประสิทธิภาพในการขจัดตะกรันที่ดี ลักษณะรอยเชื่อมมีความสวยงาม การเคลือบอิเล็กโทรดที่เป็นกรดประกอบด้วยซิลิกอนไดออกไซด์ เหล็กออกไซด์ และไททาเนียมออกไซด์มากขึ้น โดยมีความสามารถในการออกซิไดซ์สูง ปริมาณออกซิเจนในโลหะเชื่อมสูง ส่วนประกอบของโลหะผสมถูกเผาไหม้มากขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนผ่านของโลหะผสมมีค่าน้อย และปริมาณไฮโดรเจนในโลหะที่สะสมไว้ก็สูงเช่นกัน ดังนั้นโลหะเชื่อมจึงมีความเป็นพลาสติกและความเหนียวต่ำ
ชนิดอัลคาไลน์ไฮโดรเจนต่ำ
ผิวยาประกอบด้วยตะกรันอัลคาไลน์จำนวนมาก (หินอ่อน ฟลูออไรต์ ฯลฯ) และสารดีออกซิไดเซอร์และสารผสมจำนวนหนึ่ง อิเล็กโทรดอัลคาไลน์ส่วนใหญ่อาศัยการสลายตัวของคาร์บอเนต (เช่น CaCO3) เพื่อผลิต CO2 เป็นก๊าซป้องกัน ความดันบางส่วนของไฮโดรเจนในบรรยากาศอาร์คคอลัมน์ต่ำ นอกจากนี้ แคลเซียมฟลูออไรด์ในฟลูออไรต์จะรวมตัวกับไฮโดรเจนเพื่อสร้างไฮโดรเจนฟลูออไรด์ (HF) ที่อุณหภูมิสูง ซึ่งจะลดปริมาณไฮโดรเจนในเนื้อเชื่อม ดังนั้นอิเล็กโทรดอัลคาไลน์จึงเรียกว่าอิเล็กโทรดไฮโดรเจนต่ำ เมื่อใช้วิธีกลีเซอรีนในการวิเคราะห์ ปริมาณไฮโดรเจนที่แพร่ได้ในทุก 100 กรัมของโลหะที่สะสมไว้คือ 1~8 มล. สำหรับอิเล็กโทรดพื้นฐาน และ 17~50 มล. สำหรับอิเล็กโทรดกรด ปริมาณของ CaO ในตะกรันอัลคาไลน์มีมาก ความสามารถในการกำจัดกำมะถันของตะกรันนั้นแข็งแกร่ง และความสามารถของโลหะที่สะสมไว้เพื่อต้านทานการแตกร้าวที่ร้อนนั้นแข็งแกร่ง ยิ่งไปกว่านั้น อิเล็กโทรดอัลคาไลน์ยังมีความเป็นพลาสติกสูงและมีความเหนียวต่อแรงกระแทกเนื่องจากปริมาณออกซิเจนและไฮโดรเจนในโลหะเชื่อมต่ำและมีสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะน้อยกว่า เนื่องจากการเคลือบของอิเล็กโทรดอัลคาไลน์มีฟลูออไรต์มากกว่า ความเสถียรของอาร์คจึงไม่ดี โดยทั่วไปจะใช้การเชื่อมต่อแบบย้อนกลับ DC เฉพาะเมื่อการเคลือบมีสารกันโคลงมากขึ้นเท่านั้น จึงสามารถใช้ AC และ DC แบบคู่ได้ อิเล็กโทรดอัลคาไลน์มักใช้กับโครงสร้างการเชื่อมที่สำคัญกว่า เช่น โครงสร้างที่รับแรงไดนามิกหรือมีความแข็งแกร่งมากกว่า
การจำแนกประเภทตามคุณสมบัติของลวดเชื่อม
อิเล็กโทรดที่จำแนกตามประสิทธิภาพคืออิเล็กโทรดพิเศษทั้งหมดที่ผลิตขึ้นตามประสิทธิภาพการใช้งานพิเศษ เช่น อิเล็กโทรดไฮโดรเจนต่ำพิเศษ อิเล็กโทรดฝุ่นต่ำและความเป็นพิษต่ำ อิเล็กโทรดแนวตั้งลง อิเล็กโทรดเชื่อมนอน อิเล็กโทรดไพรเมอร์ อิเล็กโทรดผงเหล็กประสิทธิภาพสูง อิเล็กโทรดป้องกันความชื้น อิเล็กโทรดใต้น้ำ อิเล็กโทรดแรงโน้มถ่วง ฯลฯ
บนพื้นฐานของการตรวจสอบความปลอดภัยและความเป็นไปได้ของโครงสร้างการเชื่อม การเลือกลวดเชื่อมจะต้องขึ้นอยู่กับการตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางกล ความหนาของแผ่นและรูปแบบรอยต่อของวัสดุที่จะเชื่อม ลักษณะของ โครงสร้างการเชื่อม สถานะความเค้น ข้อกำหนดของเงื่อนไขการใช้งานโครงสร้างเกี่ยวกับประสิทธิภาพการเชื่อม เงื่อนไขการก่อสร้างการเชื่อม ผลประโยชน์ทางเทคนิคและเศรษฐกิจ ฯลฯ และลวดเชื่อมจะต้องถูกเลือกอย่างตั้งใจ หากจำเป็น ให้ทำการทดสอบความสามารถในการเชื่อม
① พิจารณาคุณสมบัติทางกลและองค์ประกอบทางเคมีของโลหะเชื่อม สำหรับเหล็กโครงสร้างทั่วไป โดยทั่วไปจำเป็นต้องมีความแข็งแรงของโลหะเชื่อมและโลหะฐาน และลวดเชื่อมที่มีความต้านทานแรงดึงของโลหะที่เคลือบเท่ากับหรือสูงกว่าโลหะฐานเล็กน้อยจะต้องเป็น เลือกแล้ว สำหรับเหล็กโครงสร้างผสม บางครั้งจำเป็นต้องมีส่วนประกอบของโลหะผสมให้เหมือนกันหรือใกล้เคียงกับโลหะพื้นฐาน ภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยของโครงสร้างการเชื่อมที่มีความแข็งแกร่งสูง ความเค้นร่วมสูงและรอยเชื่อมแตกง่าย ควรพิจารณาลวดเชื่อมที่มีความแข็งแรงต่ำกว่าโลหะฐาน เมื่อปริมาณคาร์บอน ซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัส และองค์ประกอบอื่นๆ ในโลหะพื้นฐานสูงเกินไป รอยร้าวจะเกิดขึ้นได้ง่ายในแนวเชื่อม และควรเลือกอิเล็กโทรดไฮโดรเจนอัลคาไลน์ต่ำที่มีความต้านทานการแตกร้าวที่ดี
② เมื่อพิจารณาถึงประสิทธิภาพการบริการและสภาพการทำงานของส่วนประกอบการเชื่อม นอกเหนือจากการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความแข็งแรงแล้ว แนวเชื่อมที่แบกรับภาระและภาระกระแทกจะต้องทำให้แน่ใจว่าโลหะเชื่อมมีความเหนียวและความเป็นพลาสติกสูง และอิเล็กโทรดไฮโดรเจนต่ำที่มีความเป็นพลาสติกและความเหนียวสูง สามารถเลือกดัชนีได้ สำหรับรอยเชื่อมที่สัมผัสกับตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน จะต้องเลือกอิเล็กโทรดเหล็กกล้าไร้สนิมหรืออิเล็กโทรดที่ทนต่อการกัดกร่อนอื่นๆ ตามลักษณะและลักษณะการกัดกร่อนของตัวกลาง สำหรับการเชื่อมที่ทำงานภายใต้อุณหภูมิสูง อุณหภูมิต่ำ ทนต่อการสึกหรอหรือสภาวะพิเศษอื่น ๆ ควรเลือกเหล็กทนความร้อน เหล็กอุณหภูมิต่ำ พื้นผิวหรืออิเล็กโทรดสำหรับวัตถุประสงค์พิเศษอื่น ๆ
③ เมื่อพิจารณาถึงลักษณะเฉพาะของโครงสร้างการเชื่อมและสภาวะความเค้น สำหรับรอยเชื่อมที่หนาและขนาดใหญ่ที่มีโครงสร้างที่ซับซ้อนและความแข็งแกร่งสูง เนื่องจากความเค้นภายในขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นในกระบวนการเชื่อม มันจึงเป็นเรื่องง่ายที่จะแตกรอยเชื่อม ดังนั้นอิเล็กโทรดไฮโดรเจนอัลคาไลน์ต่ำที่มี ควรเลือกที่ทนต่อการแตกร้าวได้ดี สำหรับการเชื่อมที่มีความเค้นเล็กน้อยและยากต่อการทำความสะอาดชิ้นส่วนเชื่อม ควรเลือกอิเล็กโทรดกรดที่ไม่ไวต่อการเกิดสนิม ผิวออกไซด์ และคราบน้ำมัน ต้องเลือกลวดเชื่อมที่เหมาะสมสำหรับการเชื่อมทุกตำแหน่งสำหรับแนวเชื่อมที่ไม่สามารถกลับด้านได้เนื่องจากสภาวะ
④ เมื่อคำนึงถึงเงื่อนไขการก่อสร้างและผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ จะต้องเลือกอิเล็กโทรดกรดที่มีความสามารถในการแปรรูปที่ดีภายใต้เงื่อนไขที่ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ ควรใช้อิเล็กโทรดกรดหรืออิเล็กโทรดฝุ่นต่ำในสภาพการระบายอากาศที่แคบหรือไม่ดี สำหรับโครงสร้างที่มีปริมาณงานเชื่อมมาก ควรใช้แท่งเชื่อมที่มีประสิทธิภาพ เช่น แท่งเชื่อมผงเหล็ก แท่งเชื่อมแรงโน้มถ่วงที่มีประสิทธิภาพ ฯลฯ ควรใช้เท่าที่เป็นไปได้เมื่อเงื่อนไขอนุญาต หรือแท่งเชื่อมพิเศษ เช่น แท่งเชื่อมชั้นล่างและแนวดิ่งลง ควรใช้แท่งเชื่อมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อม
① เหล็กกล้าคาร์บอนบวกเหล็กกล้าผสมต่ำ (หรือเหล็กกล้าผสมต่ำผสมเหล็กกล้ากำลังสูงผสมต่ำ) ที่มีระดับความแข็งแรงต่างกัน โดยทั่วไปกำหนดให้ความแข็งแรงของโลหะเชื่อมหรือรอยต่อต้องไม่ต่ำกว่าความแข็งแรงขั้นต่ำของทั้งสองชนิด โลหะเชื่อม ความแข็งแรงของโลหะที่เคลือบของอิเล็กโทรดที่เลือกต้องทำให้มั่นใจว่าความแข็งแรงของรอยเชื่อมและรอยต่อจะต้องไม่ต่ำกว่าของโลหะฐานที่มีความแข็งแรงต่ำกว่า ในขณะเดียวกัน ความเป็นพลาสติกและความเหนียวต่อแรงกระแทกของโลหะเชื่อมจะต้องไม่ต่ำกว่าโลหะฐานที่มีความแข็งแรงสูงกว่าและความเป็นพลาสติกที่ด้อยกว่า ดังนั้นจึงสามารถเลือกลวดเชื่อมได้ตามเหล็กที่มีระดับความแข็งแรงต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม เพื่อป้องกันรอยเชื่อม กระบวนการเชื่อมจะต้องพิจารณาตามเกรดเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงและความสามารถในการเชื่อมไม่ดี รวมถึงข้อกำหนดการเชื่อม อุณหภูมิอุ่น และการรักษาความร้อนหลังการเชื่อม
② ลวดเชื่อมสำหรับเหล็กกล้าผสมต่ำและเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกจะต้องเลือกตามค่าจำกัดขององค์ประกอบทางเคมีของโลหะที่เคลือบ โดยทั่วไป ลวดเชื่อมเหล็กกล้าออสเทนนิติก Cr25-Ni13 ที่มีปริมาณโครเมียมและนิเกิลสูงและมีความเหนียวและต้านทานการแตกร้าวที่ดีจะต้องถูกเลือกเพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าวที่เกิดจากโครงสร้างชุบแข็งที่เปราะ อย่างไรก็ตาม กระบวนการเชื่อมและข้อมูลจำเพาะจะต้องพิจารณาตามเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีความสามารถในการเชื่อมต่ำ
③ ต้องเลือกอิเล็กโทรดสามชนิดที่มีคุณสมบัติต่างกันสำหรับการเชื่อมชั้นฐาน ชั้นหุ้ม และชั้นทรานซิชันของแผ่นเหล็กกล้าผสมสเตนเลส สำหรับการเชื่อมของฐาน (เหล็กกล้าคาร์บอนหรือเหล็กกล้าผสมต่ำ) จะต้องเลือกอิเล็กโทรดเหล็กโครงสร้างที่มีระดับความแข็งแรงที่สอดคล้องกัน ชั้นหุ้มจะต้องสัมผัสโดยตรงกับตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน และจะต้องเลือกอิเล็กโทรดสเตนเลสสตีลออสเทนนิติกที่มีองค์ประกอบสอดคล้องกัน กุญแจสำคัญคือการเชื่อมชั้นทรานซิชัน (เช่น ส่วนต่อประสานระหว่างชั้นคอมโพสิตและชั้นฐาน) ต้องพิจารณาผลการเจือจางของวัสดุฐาน ควรเลือกอิเล็กโทรดเหล็กออสเทนนิติก Cr25-Ni13 ที่มีปริมาณโครเมียมและนิเกิลสูง มีความยืดหยุ่นดี และต้านทานการแตกร้าว
ความสนใจ
1. เหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียมมีความทนทานต่อการกัดกร่อน (กรดออกซิไดซ์ กรดอินทรีย์ การเกิดโพรงอากาศ) ทนความร้อน และทนต่อการสึกหรอ โดยปกติจะใช้สำหรับโรงไฟฟ้า อุตสาหกรรมเคมี ปิโตรเลียม และอุปกรณ์และวัสดุอื่น ๆ เหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียมมีความสามารถในการเชื่อมได้ไม่ดี ดังนั้นควรให้ความสนใจกับกระบวนการเชื่อม สภาวะการให้ความร้อน และการเลือกอิเล็กโทรดเชื่อมที่เหมาะสม
2. เหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียม 13 มีความสามารถในการชุบแข็งสูงหลังการเชื่อม และแตกง่าย หากใช้อิเล็กโทรดโครเมียมสเตนเลสสตีลชนิดเดียวกัน (G202, G207) ในการเชื่อม จะต้องทำการอุ่นที่อุณหภูมิสูงกว่า 300 องศาและทำความเย็นอย่างช้าๆ ที่ประมาณ 700 องศาหลังการเชื่อม หากการเชื่อมไม่สามารถรักษาความร้อนหลังการเชื่อมได้ ให้ใช้อิเล็กโทรดเหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียมนิกเกิล
3. เพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและความสามารถในการเชื่อมของเหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียม 17 จึงมีการเพิ่มองค์ประกอบเสถียรภาพที่เหมาะสม เช่น Ti, Nb และ Mo ความสามารถในการเชื่อมของเหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียม 17 นั้นดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียม 13 เมื่อใช้อิเล็กโทรดเหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียมชนิดเดียวกัน (G302, G307) จะต้องทำการอุ่นที่อุณหภูมิสูงกว่า 200 องศาและอบอุณหภูมิหลังการเชื่อมที่ประมาณ 800 องศา หากการเชื่อมไม่สามารถรักษาความร้อนได้ ให้เลือกอิเล็กโทรดสเตนเลสสตีลโครเมียมนิกเกิล
4. อิเล็กโทรดสเตนเลสสตีลโครเมียมนิกเกิลมีความต้านทานการกัดกร่อนและต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้ดี และใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตสารเคมี ปุ๋ย ปิโตรเลียม และเครื่องจักรทางการแพทย์
5. เมื่อเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิม Cr Ni คาร์ไบด์จะตกตะกอนด้วยความร้อนซ้ำๆ ซึ่งจะลดความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติเชิงกล
6. ลวดเชื่อมควรเก็บไว้ให้แห้งระหว่างการใช้งาน ชนิดไททาเนียมแคลเซียมจะต้องทำให้แห้งที่อุณหภูมิ 150 องศาเป็นเวลา 1 ชั่วโมง และชนิดไฮโดรเจนต่ำจะต้องทำให้แห้งที่อุณหภูมิ 200-250 องศาเป็นเวลา 1 ชั่วโมง (ไม่อนุญาตให้ทำให้แห้งซ้ำ มิฉะนั้นการเคลือบจะแตกและหลุดล่อนได้ง่าย) เพื่อป้องกันไม่ให้สารเคลือบของลวดเชื่อมติดน้ำมันและสิ่งสกปรกอื่น ๆ เพื่อไม่ให้เพิ่มปริมาณคาร์บอนในแนวเชื่อมและส่งผลต่อคุณภาพของแนวเชื่อม
7. เพื่อป้องกันการกัดกร่อนตามขอบเกรนเนื่องจากความร้อน กระแสเชื่อมไม่ควรใหญ่เกินไป น้อยกว่าอิเล็กโทรดเหล็กกล้าคาร์บอนประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ ส่วนโค้งไม่ควรยาวเกินไป และควรระบายความร้อนระหว่างชั้นอย่างรวดเร็ว ดังนั้นมัน จะดีกว่าถ้าจะทำให้รอยเชื่อมแคบลง
8. การเคลือบเหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียมนิกเกิลประกอบด้วยไททาเนียมแคลเซียมและไฮโดรเจนต่ำ ประเภทไททาเนียมแคลเซียมสามารถใช้สำหรับการเชื่อม AC และ DC แต่การเจาะตื้นระหว่างการเชื่อม AC และทำให้เกิดสีแดงได้ง่าย ดังนั้นควรใช้แหล่งจ่ายไฟ DC ให้มากที่สุด เส้นผ่านศูนย์กลาง 4.0 และด้านล่างสามารถใช้สำหรับการเชื่อมทุกตำแหน่ง และ 5.0 และด้านบนสามารถใช้สำหรับการเชื่อมแนวราบและการเชื่อมแนวเรียบ