電極コーティングとは、溶接コアの表面に塗布されるコーティング層を指します。
コーティングは溶接プロセスで分解・溶融してガスとスラグを形成し、機械的保護、冶金処理、プロセス性能の向上に役立ちます。
コーティングの成分には、鉱物(大理石、蛍石など)、フェロアロイおよび金属粉末(フェロマンガン、フェロチタンなど)、有機物(木粉、デンプンなど)、化学製品(チタンホワイトパウダー、水ガラスなど)が含まれます。
電極コーティングは溶接の品質を決定する重要な要素であり、溶接プロセスにおいて次のような効果をもたらします。
アーク燃焼の安定性を向上します。コーティングされていない電極はアークを点火しにくく、点火しても安定して燃焼しません。
電極コーティングには通常、カリウム、ナトリウム、カルシウムなどのイオン化ポテンシャルの低い物質が含まれており、アークの安定性を向上させ、連続溶接プロセスを確保することができます。
溶接プールを保護します。溶接プロセス中、空気中の酸素、窒素、水蒸気が溶接シームに浸透し、溶接シームに悪影響を及ぼします。気孔が形成されるだけでなく、溶接部の機械的特性が低下し、ひび割れの原因にもなります。電極コーティングが溶融した後、アークと溶融池を覆う大量のガスが発生し、溶融金属と空気の相互作用が減少します。溶接部が冷却されると、溶融コーティングがスラグ層を形成し、溶接部の表面を覆い、溶接金属を保護し、ゆっくりと冷却して、気孔の可能性を減らします。
溶接部の脱酸、脱硫、リン不純物が除去されていることを確認します。溶接プロセス中に保護が行われますが、少量の酸素が溶融池に入り、金属および合金元素を酸化し、合金元素を燃焼させ、溶接の品質を低下させることは避けられません。そのため、溶融池に入った酸化物を還元するために、電極コーティングに還元剤(マンガン、シリコン、チタン、アルミニウムなど)を追加する必要があります。
溶接部に合金元素を追加します。アークの高温効果により、溶接金属の合金元素が蒸発して燃焼し、溶接部の機械的性質が低下します。そのため、コーティングを介して溶接部に適切な合金元素を追加し、合金元素の燃焼損失を補い、溶接部の機械的性質を確保または改善する必要があります。一部の合金鋼の溶接では、コーティングを介して溶接部に合金を浸透させることも必要です。これにより、溶接金属が母材の金属組成に近づき、機械的性質が母材に追いつくか、さらには母材を超えることができます。
溶接生産性の向上電極コーティングは、溶滴を増やし、スパッタを減らす効果があります。電極コーティングの融点はコアの溶接点よりわずかに低いですが、コアはアークの中心にあり、温度が高いため、コアが最初に溶け、コーティングは少し遅れて溶けます。このようにして、電極の端に短いセクションのシーススリーブが形成され、アークの吹き付け力の影響により、溶滴が溶融池に直接噴射されるため、オーバーヘッド溶接と垂直溶接に有利になります。また、溶接コアをコーティングした後、アークの熱がより集中します。同時に、スパッタによる金属損失が減少するため、堆積係数が増加し、溶接の生産性も向上します。さらに、溶接中に発生する粉塵の量も減少します。