Rodzaje elektrod: podział, typy i oznaczenia

Elektroda E7018 do stali konstrukcyjnej, elektroda E308L-16 do stali nierdzewnej, elektroda ENiCl do żeliwa – każda cyfra i litera w oznaczeniu mówi coś o spoiwie, otulinie i właściwościach złącza. Wybierz złą elektrodę i połączenie pęknie przy pierwszym obciążeniu zmiennym.

Podział elektrod według zastosowania

Elektrody dzielimy według kilku kryteriów:

Według materiału podstawowego:

  • Elektrody do stali niestopowej i niskostopowej (najszerszy wybór)
  • Elektrody do stali nierdzewnej (oznaczenia z literą E3xx)
  • Elektrody do żeliwa (ENi, ENiCl, ENiFe)
  • Elektrody do aluminium i stopów aluminium
  • Elektrody do napawania (twardszy materiał na zużyte powierzchnie)

Według metody spawania:

  • Elektrody otulone do spawania MMA (ręcznego)
  • Elektrody wolframowe do TIG (nie topią się)
  • Drut elektrodowy do MIG/MAG i spawania podłukowego

Elektrody otulone – typy i oznaczenia

Elektrody rutylowe (R, RR)

Elektroda rutylowa to najpopularniejszy wybór dla spawaczy początkujących i przy spawaniu stali konstrukcyjnych w warunkach normalnych. Otulina zawiera TiO₂ (rutyl), który stabilizuje łuk i ułatwia zajarzenie.

Charakterystyka: łatwe zajarzenie, gładka spoina, dobra odrywalność żużla. Ograniczenie: nie nadają się do złączy narażonych na uderzenia i wibracje w niskich temperaturach – udarność spoin rutylowych jest niższa niż zasadowych.

Typowe oznaczenia: E6013, E4313. Cyfry oznaczają: 60/43 – wytrzymałość na rozciąganie w ksi/MPa, 1 – pozycja spawania (all position), 3 – charakterystyka prądowa i otulina.

Elektrody zasadowe (B)

Elektrody zasadowe (otulina z CaCO₃ i CaF₂) dają spoiny o najwyższej udarności, odporności na pękanie i wodoroodporności. Stosowane w spawaniu odpowiedzialnych konstrukcji: mosty, ciśnieniowe zbiorniki, rurociągi.

Wymaganie: elektrody zasadowe muszą być suszone przed użyciem – 300–350°C przez 1–2 godziny. Wilgotna otulina zasadowa uwalnia wodór do spoiny (pękanie zimne). Przechowuj w suszarkach do elektrod lub szczelnych pojemnikach.

Typowe oznaczenia: E7018, E7018-1. Cyfry: 70 ksi = 480 MPa wytrzymałości, 1 – wszystkie pozycje, 8 – zasadowa otulina, prąd AC/DC.

Elektrody do stali nierdzewnej

Do stali nierdzewnych austenitycznych (304, 316) stosuje się elektrody otulone z rdzeniem ze stali nierdzewnej i rutylow-zasadową otuliną.

Oznaczenia wg normy AWS: E308L-16, E316L-16. Znaczenie cyfr i liter: 308 – skład chemiczny stopiwa, L – niska zawartość węgla (max 0,03%), 1 – pozycja, 6 – prąd DC elektrodą dodatnią lub AC.

Gatunek staliElektrodaUwagi
AISI 304 / 1.4301E308L-16Standard do zbiorników i rur
AISI 316 / 1.4401E316L-16Środowiska chlorkowe, morskie
AISI 321 / 1.4541E347-16Podwyższona temperatura do 425°C
AISI 309 (heterogeniczne)E309L-16Łączenie stali nierdzewnej ze zwykłą

Elektrody do żeliwa i materiałów specjalnych

Elektrody do napawania

Napawanie to nanoszenie twardej warstwy na zużytą lub nową powierzchnię. Elektrody do napawania (np. E Fe8, E CrC) dają twardość 40–65 HRC. Stosuje się je do regeneracji: narzędzi górniczych, łyżek koparek, walców, narzędzi tnących.

Przeczytaj także:  Klej akrylowy. Czym jest i w jakich branżach znajduje zastosowanie?

Elektrody do aluminium

Aluminium spawane elektrodami otulonymi wymaga specjalnej techniki: podgrzanie do 150–200°C, szybkie tempo, natychmiastowe usunięcie żużla (jest higroskopijna i niszczy metal). W praktyce aluminium spawane jest prawie wyłącznie metodą TIG lub MIG.

Elektrody wolframowe w metodzie TIG

W metodzie TIG (GTAW) elektroda wolframowa nie topi się – służy tylko do podtrzymywania łuku. Spoiwo jest podawane oddzielnie.

Rodzaje elektrod wolframowych według koloru końcówki (ISO 6848):

KolorSkładZastosowanie
ZielonyCzysty wolfram (WP)AC, aluminium
SzaryWCe20 (cerowany)DC, stal, nierdzewna
ZłotyWLa15 (lantanowany)AC/DC, wszechstronny
FioletowyWLa20DC+, duże prądy
CzerwonyWT20 (torowany)DC, stal – wycofywany (radioaktywny)

Średnica elektrody wolframowej: 1,6 mm do 150 A, 2,4 mm do 250 A, 3,2 mm do 400 A. Zbyt mała elektroda do prądu przepali się; zbyt duża – trudne zajarzenie i gorszy łuk.

Oznaczenia i klasyfikacja elektrod według norm

Normy stosowane w Polsce:

  • AWS A5.1/A5.1M – elektrody otulone do stali niestopowej (USA, najszerzej stosowana)
  • EN ISO 2560 – europejski odpowiednik, oznaczenia E 38 0 RC 11
  • EN ISO 3580 – elektrody do stali żarowytrzymałych
  • EN ISO 14172 – elektrody do żeliwa

Ważna różnica: elektroda E7018 wg AWS to elektroda zasadowa o wytrzymałości 70 ksi = 480 MPa. Ta sama elektroda w normie EN: E 48 6 B 42 H5. Liczba 48 to wytrzymałość w kN/mm² (×10 = MPa), 6 to udarność w temperaturze -60°C, B to zasadowa.

Przechowywanie i przygotowanie elektród

Elektrody rutylowe: temperatura otoczenia, suche pomieszczenie. Wchłonięcie wilgoci objawia się syczeniem podczas spawania i porowatą spoiną.

Elektrody zasadowe (E7018): suszenie po otwarciu opakowania: 300–350°C przez 1–2 h. Po wysuszeniu przechowuj w suszarce do elektród lub hermetycznym pojemniku. Elektroda narażona na wilgoć przez więcej niż 4 godziny wymaga ponownego suszenia.

Elektrody do stali nierdzewnej i specjalnych: minimum 250°C przez 1 godzinę, osobna suszarka (zanieczyszczenie manganem z elektrod do stali węglowej może pogorszyć właściwości antykorozyjne spoin nierdzewnych).

FAQ – najczęściej zadawane pytania

Jaka elektroda do spawania stali nierdzewnej?

Do standardowej stali AISI 304: elektroda E308L-16 (niska zawartość węgla redukuje ryzyko uczulenia granicznego przy wielościegowaniu). Do stali 316 w środowisku chlorków: E316L-16 z molibdenem. Do łączenia nierdzewnej ze stalą węglową: E309L-16. Zawsze stosuj elektrody o niskiej zawartości węgla (litera L) przy grubszych materiałach lub spawaniu wielościegowym.

Czy można spawać żeliwo zwykłą elektrodą?

Nie – spawanie żeliwa zwykłą elektrodą stalową skończy się pęknięciami w obszarze wpływu ciepła. Żeliwo wymaga specjalnych elektród niklowych (ENiCl – dla żeliwa szarego, spoina jest jak nickel, plastyczna) lub zasadowych elektrod żeliwnych (ENiFe-Cl – spoiny mocniejsze, ale twardsze). Wymagane jest też powolne nagrzewanie do 250–350°C i bardzo powolne studzenie po spawaniu.

Jak długo suszyć elektrody zasadowe?

Elektrody zasadowe E7018 i podobne: 300–350°C przez 1–2 godziny w piecu lub suszarce do elektrod. Po wyjęciu z pieca: używaj w ciągu 4–8 godzin lub przechowuj w suszarce podtrzymującej 80–100°C. Elektrody mokre (zalane lub długo narażone na wilgoć): nie susz ponownie więcej niż 3 razy – degradacja otuliny.

Czym różni się elektroda E6013 od E7018?

E6013 (rutylowa): 60 ksi wytrzymałości, pozycja 1, łatwe spawanie, dobry wygląd spoiny, niższa udarność. Do zastosowań ogólnobudowlanych i lekkich konstrukcji stalowych. E7018 (zasadowa): 70 ksi wytrzymałości, wymagane suszenie, wyższa udarność (do -20°C lub -40°C dla E7018-1), odporna na pękanie zimne. Do odpowiedzialnych złączy: mosty, zbiorniki, rurociągi wysokiego ciśnienia.