電極は何をしますか？
溶接プロセスでは、電極は単なる導電性ピースではなく、溶接の滑らかな進行と最終ジョイントの品質を決定するマルチ-機能コアコンポーネントです。その役割は溶接サイクル全体を通じて実行され、各関数は、安定した信頼性の高い溶接ジョイントの形成に密接にリンクされています。
何よりもまず、電気の導電性は電極の最も基本的な機能です。溶接電源とワークピースとの間の橋のように機能し、閉じた電気回路を形成します。電極を介してワークに電極をスムーズに流れる場合にのみ、その後のエネルギー変換と溶接操作を実現できます。安定した導電率は、電流の強度が設定範囲内に残ることを保証し、アークの不安定性を回避したり、貧弱な伝導によって引き起こされた絶滅を避けたりします。
電気の伝導に基づいて、電極はアークの生成と維持に責任があります。電極がワークピースに近い場合、それらの間の空気は高電圧の作用下でイオン化され、非常に高い温度（通常は3000 - 6000度に達する）でアークを形成します。この高-温度アークは、溶接のコアエネルギー源です。溶接領域で卑金属とフィラー材料（もしあれば）を溶かし、固体金属を流れてマージできる溶融プールに変えます。タングステン電極などの非-消耗品電極の場合、それらの高い融点により、大量に溶けずにアークの高温に耐えることができ、したがって、アークの安定性を長時間維持します。スティック電極のような消耗品電極の場合、ARCを生成しながら、コーティングを介してARC特性を調整して、より濃縮して安定させ、溶接領域への十分な熱入力を確保します。
消耗品の電極については、もう1つの重要な役割がフィラー金属を提供することです。溶接中、アークが加熱され続けると、消費可能な電極のコアワイヤが液滴に溶け、溶融プールに遷移します。これらの溶融金属液滴は、溶けたベースメタルとともに混合して固化して溶接接合部を形成します。コアワイヤの化学組成は慎重に設計されています。たとえば、高{-強度鋼の溶接の場合、電極のコアワイヤーにはマンガンやシリコンなどの要素が含まれており、固化後に溶接接合部の強度と靭性を改善し、ベースメタルの性能と一致させます。
さらに、電極（特にコーティング付きの消耗品電極）も、溶接プロセスにおいて保護的な役割を果たします。スティック電極のコーティングがARCによって加熱されると、大量の保護ガス（二酸化炭素、水素など）が分解され、生成されます。これらのガスは、溶融プールの周りにガスシールドを形成し、周囲の空気（酸素、窒素、および空気中の水素を含む）から分離します。溶融金属が酸素と接触すると、酸化物が形成され、溶接接合部の細孔や亀裂などの欠陥が発生します。窒素との接触は、関節の靭性を減らします。同時に、コーティングも溶けた後にスラグを形成します。スラグは、溶融プールの冷却速度を遅くする「カバー」のように、溶融プールの表面に浮かび、溶融金属の跳ね返りを防ぎ、吸着する包含物によって溶融金属を浄化する可能性があります。
さらに、電極は溶接プロセスの性能を調整することもできます。消耗品電極のコーティングには、アーク安定剤やスラグの形成剤などの物質が含まれています。アーク安定剤は、空気のイオン化エネルギーを減らすことができ、アークの点火を容易にし、消滅しやすくなります。これは、垂直またはオーバーヘッドの位置での溶接にとって非常に重要です。スラグフォーマーは、スラグの粘度と融点を調整し、スラグがスムーズに流れ、溶融プールをよく覆うことができるようにし、溶接後に簡単に除去できるようにします。
要約すると、電極は伝導、アーク生成、フィラーの供給、保護、およびプロセス調整の機能を統合します。各機能は不可欠です。まさに、溶接プロセスがワークピースを接続し、ジョイントの品質を確保するという目的を達成できるというこれらの包括的な役割のためです。これらの機能を理解することで、オペレーターはさまざまな溶接要件とマスター溶接スキルに応じて適切な電極を選択することができます。
