Процесс просушки (прокаливания) – это обработка температурами, при которых влага удаляется с поверхностей. Избыточное наличие воды в напылении электродов приводить к осыпанию последнего со стержня.

Таким электродом невозможно работать, он тяжело поддается поджиганию, качество работы не удовлетворительно.

Приходится покупать новую пачку, что не экономично. Рекомендуем перед сварочными работами проверить электроды, в случае необходимости провести их подготовку. Начинающие сварщики интересуются: зачем применять просушку и прокалку при подготовке?

Существует несколько ситуация при которых необходимо применить просушивание:

1. Стержни долго хранились не в вакуумной упаковке.
2. Место хранение, характеризуется повышенной влажностью.
3. Электроды намокли.

Запомните! Просушка сварочных стержней перед сварочными работами – важный процесс, не выполнение которого повлияет на результат вашей работы.

При этом помните, такую работу нельзя выполнять более двух раз иначе напыление стержня полностью отслоится.

Интересный факт, прокалка сварочных стержней повышает терморежим затрат материалов перед работой. Некоторое сырье из-за больших перепадов температур искажает сварочную ванну, что делает сварочный шов непрочным.

Для избежание дефектов прибегают к предварительной просушке.

Агрегаты для прокаливания

Просушка сварочных стержней в домашней среде возможно при наличии специальных приспособлений.

Рекомендуем применять:

1. Электрическую печь с регулятором температур. Агрегату характерны небольшие размеры, его можно легко перемещать с одного места в другое. В основе работы лежат ТЭНы управляемые автоматически с помощью регуляторов. Работает такая печь в обычной сети дести двадцать вольт. Мощность такого вида механизма лежит в пределах от одного до трех киловатт. Максимальная нагрузка составляет пятьдесят килограммов.
2. Электрическую печь с функцией осушения. В современных моделях встроен микропроцессор, с помощью которого возможно осуществлять регулировку всей работы. Характерным свойством для данного агрегата является теплоизоляция. Равномерное прогревание сварочных стержней достигается с помощью встроенных теплоэкранах. Обычная сеть не подходит, для такой аппаратуры необходимо иметь три фазы на 380 Вт. Максимальные мощность 8,5 кВт и нагрузка до 160 кг.
3. Термопенал. Так называемая «сушилка» для сварочных стержней. Герметичная теплоизолированная конструкция, которую можно использовать как тару для сохранения. Устройство оптимальных габаритов, что позволяет хранить на рабочем месте сварщиков. Основной способностью данной техники – возможность прогреть сварочные стержни от трансформатора или обычной сети 220. Вместимость таких пеналов 10 кг стержней.

Принцип дегидратации

Для разных видов электродов необходимо правильно определить температуру и время просушки. Для этого, перед началом прокаливания изучите инструкцию в/на упаковке для правильно определения параметров сушки.

Обратите внимание, иностранные производители часто не указывают нужную информацию. Поэтому рекомендуем, посетить их сайт, там вы обязательно найдете интересующие параметры.

Запомните! Сварочные стержни из целлюлозы не подлежат прокаливанию. При этом они должны иметь минимум воды в напылении, для этого их продают в стальных банках.
Основываясь на опыте, прокалить такие электроды можно при этом температура не должна превышать 70 градусов, в противном случае вы повредите покрытие.

Просушка своими руками

Как упоминалось, основной целью прокаливания — является уменьшение объёма влаги, приникшая в напыление металлического стержня. Процесс прост и не трудоёмок.

Главное ознакомиться с инструкцией на упаковке, найти температуру и время, для конкретного вида электродов эти параметры разные.

Зачастую, просушка занимает 1,5-2 часа при температуре в пределах двухста-двухста пятидесяти градусов Цельсия. Применять вы можете любой нагревающийся прибор в наличии в хозяйстве.

Рекомендуем использовать духовой шкаф. При такой процедуре немного теряется качество чем при прокалке в печи или пенале. В целях экономии семейного бюджета это лучший вариант.

Просушка УОНИ13/55

Стержни УОНИ13/55 незаменимы при сваривании ответственных элементов и конструкций. Они наиболее нужные и популярны. Прокалить (просушить) сварочные стержни УОНИ13/55 нужно перед использованием.

Тем самым вы создадите стабильное горение дуги и высокое качество шва. Вводные параметры для осушения: 250-300 градусов Цельсия, время – 1 час. Лучшего результат можно достичь производя такую процедуру в электропечах в спецтаре.

Подытожим

Прокалка (просушка или дегидратация) металлических стержней – процедура необходимая, даже обязательная.

Применять рекомендуем специальные печи для прокалки металлических стержней.

Просушив электроды перед началом сварочных работ вы значительно упростите работу с ними и повысите шанс на получение качественного результата.

Термопеналы для просушки и хранения электродов

Зачем нужен?

Обмазка электродов во время хранения впитывает в себя влагу. Технологически она представляет собой флюс, влияющий на создание сварочной ванны, сплошность шва и скорость охлаждения сваренного металла. Сырые электроды при сварке видно сразу:

• образуется много брызг;
• дуга постоянно тухнет;
• слой шлака неравномерно покрывает шов и плохо отбивается.

Дополнительно внутри шва образуются пузыри воздуха, остается часть флюса, не всплывшего наверх. Все эти дефекты ухудшают прочность и качество шва, делают его непригодным.

Во время обязательного прокаливания влага удаляется с электродов. Печи, нагревающиеся до 400⁰C обычно стационарные, и находятся в стороне от сварочных постов. Они не герметичные и после отключения остывают, в них заходит влажный воздух снаружи.

• легко переносится и всегда под рукой;
• при транспортировке на любые расстояния электроды остаются сухими;
• подогрев от сети и сварочника до 110⁰C и выше;
• исключает повторную прокалку не израсходованных материалов.

Работая на выезде, например ремонтные бригады, сварщик не знает точно, сколько электродов ему понадобится. Вдали от печи он может находиться несколько дней. Расходные материалы сохраняются сухими и подогреваются подключением термопенала для электродов к сети 220В и току от сварочного аппарата.

Заведующий исследовательской лаборатории сварки и технологий при ИИСиСМ Павлоградский Ю. С.: На упаковке отечественных электродов всегда указывается время и температура прокалки. Но не на всех есть предупреждение, что прокаливать их можно только 3 раза. Состав обмазки сложный, многокомпонентный. При высокой температуре некоторые элементы разрушаются, другие вступают в химическую реакцию с водой и составляющими воздуха. Металл стержня в зависимости от состава, окисляется или образует соединения с азотом. Качество электродов и сделанных ими швов падает».

Инструкция прокалки

Чтобы результат был качественным, требуется знать как прокалить электроды. В первую очередь специалисты отмечают, что сам процесс не должен занимать более двух часов. Для этого процесса нужно использовать только сухие электроды, так что их предварительно помещают в пенал, поддерживающий заданную температуру.

Для каждого типа электродов требуется свой режим, поэтому, желательно иметь универсальное оборудование с плавной настройкой температуры. Несмотря на то, что в данных зачастую дается запас времени на прокаливание, превышать заданные лимиты не стоит. Нельзя производить эту операцию для одних и тех же электродов более двух раз.

Характеристики

При выборе термопеналов для электродов, следует изучить их эксплуатационные характеристики:

• максимальный вес загружаемых электродов;
• размеры устройства;
• мощность;
• температура нагрева и наличие терморегулятора;
• вес при полной загрузке;
• источники питания;
• наличие удобной ручки для транспортировки.

• ток бытовой 220В;
• промышленный трехфазный 380В;
• постоянный от сварочного аппарата;
• комбинированное подключение.

Специалисты рекомендуют комбинированный вариант подключения. Надо только выбрать сочетание переменного и постоянного токов, которые совпадают с имеющимися источниками. Например, в мастерской ток 220В переменный и постоянный, выдаваемый инвертором.

Пеналы термосы и термопеналы

Часто так случается, что сварочные работы ведутся на улице или в условиях повышенной влажности, поэтому электроды могу быстро отсыреть и вновь прийти в негодность. Для таких случаев специально разработаны пеналы. Они герметичны и имеют термоизоляцию, позволяя электродам длительное время находится в сухом состоянии. По конструкции различают пеналы термосы и термопеналы.

Пеналы термосы небольшого размера и имеют теплоизолирующее внутреннее покрытие. Они особенно удобны для хранения уже просушенных электродов на объектах строительства в любую погоду и пору времени. Пенал для сушки электродов оснащен нагревательными элементами, термостатом и позволяет проводить сушку прямо на месте. Он небольшого размера и может высушить около 10 килограмм электродов за раз. Термопеналы имеют два типа подключения – к розетке и к сварочному трансформатору.

Сушильное оборудование дает возможность получения различных температурных режимов и точный контроль по времени, позволяя прокаливать электроды различных марок и производителей. Оно восстанавливает рабочие свойства электродов, ускоряет работу сварщика и экономит деньги на покупке новых электродов. Просушить электроды намного быстрее и проще, чем переделывать потом некачественный сварной шов.

Конструкция и функционал

• корпус;
• камера;
• нагревательный элемент;
• электроизоляция;
• теплоизоляция;
• передняя крышка для загрузки камеры;
• задняя крышка и блок управления нагревом;
• провода.

Перед тем как просушить прокаленные электроды, их помещают в камеру и плотно закрывают крышкой. Затем с обратной стороны провода подключаются в источнику питания. Включается нагревательный элемент – спираль, обвивающая снаружи камеру.

Камера сначала покрывается изоляцией, только потом укладывается спираль, чтобы ток не бил при касании к электродам и внутренней поверхности термопенала.

Нагревательный элемент поднимает температуру внутри устройства до 110⁰C. Этого достаточно, чтобы влага испарилась. Через 2 часа можно начинать работать.

В условиях домашней мастерской, при небольшом объеме сварочных работ, пользуются чехлами для электродов, имеющими пластиковый герметичный корпус. Они сохраняют тепло положенных внутрь горячих предметов и не пропускают воздух. Прутки с обмазкой остывают несколько часов, оставаясь герметично закрытыми.

Как использовать

Использование печи зависит от модели и производителя. Ведь каждый бренд старается внедрить новые функции в свои сушильные машины, которых нет у конкурентов. Поэтому прочтите инструкцию по эксплуатации перед тем, как приступить к сушке электродов.

Время и температура сушки зависят от электродов. Поэтому такую информацию тоже нужно уточнять отдельно для каждой используемой вами марки. Посмотрите ниже обзор на печь для просушки электродов ПСПЭ модель 10 400. Она работает от обычной сети 220в. В обзоре показаны основные регуляторы и функции печи

Обратите внимание на модели 20 400 и 40 400.  Также внимания заслуживает печь для сушки электродов ЭПСЭ

Принцип их работы схож.

Как выбрать

Существует два типа печей для сушки: стационарные и переносные. Стационарные печи зачастую представляют собой большой сушильный шкаф для прокалки электродов. Их устанавливают в цеху или на крупном заводе. Нет необходимости покупать такой аппарат для гаража, поскольку он предназначен для сушки большого количества стержней при высоких температурах. А его габариты неудобны для домашнего сварщика.

Мобильные печи также называют просто термопенал для электродов, поскольку они имеют небольшой размер и удобную ручку для переноски. Такие печи часто используются не только для сушки, но и для хранения. Это хороший выбор для домашней сварки.

Также производители выпускают печи с различным функционалом. В моделях попроще может быть только функция сушки. Тогда как в более дорогих аппаратах могут быть комбинированные режимы сушки и прокалки. Выбирайте исходя из своих потребностей.

При этом внутреннее наполнение и внешний вид плюс-минус схожи. Вне зависимости от модели и производителя. В большинстве случаев печь для электродов — это шкаф или маленький ящик, у которого есть выдвигающиеся лотки или полки. На них необходимо класть электроды для прокалки.

Но на этом сходства заканчиваются

И начинаются различия, на которые вам и стоит обратить внимание при покупке

Обратите внимание на вместимость камеры. Обычно у нее есть предельное значение, оно измеряется в килограммах

Если вы покупаете печь для дома, то можно выбрать модель с минимальным объемом сушильной камеры.

Также обратите внимание на мощность печи. Чем мощность больше, чем больший диапазон температур вам доступен

Для домашнего использования хватит маломощной печки.

Если вы выбрали переносную модель, то учитывайте, что в ней вряд ли будет функция прокалки. Только сушка. Все из-за ограниченного размера корпуса.

Как сушить электроды в домашних условиях

Главной целью прокалки является уменьшение процентного содержания влаги в покрытии сварочных электродов, структура при этом никоим образом не меняется. Чтобы высушить электроды не нужно владеть особыми навыками или знаниями. Достаточно посмотреть на упаковке температуру и время проведения процесса. В среднем советуется проводить процедуру при температуре 220 – 250 градусов в течение 1,5 – 2 часов.

Для этого можно воспользоваться любым нагревательным прибором, который у вас есть дома. Отлично подойдет электродуховка или газовая духовка. Электродуховка более пригодна для сушки, чем газовая, так как в газу содержится некоторое количество воды и ни в коем случае нельзя проводить прогрев на открытом огне. Качество такого способа ни сравнится с результатом, используя профессиональный шкаф или пенал.

В данной ситуации самым неправильным решением будет совсем не прокаливать электроды. Это приведет к увеличенному расходу материалов, некачественному шву, и потери времени, а в худшем варианте переделке всей работы.

Виды оборудования

Сушка и прокалка сварочных электродов может производиться несколькими способами, в зависимости от требуемого режима и имеющегося оборудования. Для промышленной сферы используются специализированные виды техники, такие как:

• Электропечь, которая оснащается термометром. Средний рабочий диапазон такого оборудования составляет 100-400 градусов Цельсия. Это достаточно компактные виды техники, так что их можно даже переносить самостоятельно. Принцип работы основан на ТЭНах, которые управляются автоматически. Такая печь может включаться в стандартную сеть 220 В. Мощность зависит от модели и составляет от 1 до 3 кВт. Максимальная загрузка электродами составляет до 50 кг.
• Электропечи для прокалки, которые имеют дополнительные функции сушки. Современные модели имеют микропроцессорный регулятор, который помогает программировать весь процесс. Техника обладает высокой теплоизоляцией и работает в стационарном режиме. В пределах рабочего объема электроды прогреваются равномерно за счет наличия тепловых экранов. Максимальная температура достигает 400 градусов Цельсия, с учетом плавной регулировки, загруженность идет до 160 кг, а максимальная мощность составляет 8,5 кВт, хотя на некоторых моделях этот показатель равен 3 кВт. Здесь уже потребуется для подключения трехфазная сеть на 380 В.
• Термопеналы – данное оборудование используется для сушки. Это теплоизолированная герметичная тара, которая может использоваться для хранения расходных материалов. Благодаря своей компактности она может располагаться на рабочем месте сварщика. Главной ее особенностью является возможность подогревать электроды непосредственно от энергии трансформатора, или при стандартном подключении к сети 220 В. Максимальна загрузка термопеналов составляет 10 кг.
• Пеналы-термосы – во многом напоминают термопеналы, но они могут сохранять температуру внутри и без подогрева. Для них характерно длительное остывание, так что температура со 150 градусов Цельсия до 80 будет опускаться в течение 4 часов, а до 18 градусов – 10-ти часов.

Электропечь для прокалки сварочных электродов

Термопеналы для электродов ТП.

Технические характеристики и размеры термопеналов для электродов ТП:

Как производится сушка

Для разных электродов температура и время выдержки разные, поэтому прежде чем приступить к сушке внимательно изучите упаковку. Зарубежные производители на своих коробках не всегда указывают параметры сушки, что бы их узнать нужно зайти на сайт производителя, где выложены более подробные технические характеристики. Так как целлюлозные электроды в процессе работы должны иметь наименьшее содержание влаги в покрытии, то их упаковывают в металлические банки и данный вид электродов прокаливать не рекомендуют. На практике же их можно прокаливать при температуре не выше 70 градусов, иначе покрытие разрушится.

Для этого разработаны специальные приспособления:

• печь;
• шкаф;
• пенал.

Кроме этого, существуют «народные» способы – как сушить электроды без применения специального оборудования. Прокалку и просушку рекомендуют проводить не более 3 раз. Практика показала, что при большем количестве прокаливаний обмазка крошится и осыпается.

Конструкция термопенала

Конструкция термопеналов выполнена в виде небольшого ящика с дверцей. Внутри данного корпуса, имеется специальное термоустройство, которое и выполняет процесс поддержания температуры. Вообще работа термопенала основана на принципе работы термоса, то есть на сохранении нужного уровня температуры, за счет термостата.

Камера с размешены внутри термостатом непременно отделывается слоем термоизоляции. Для достижения наибольшего эффекта. Сам термопенал имеет два вида крышек, одна из которых имеет поворотную систему, другая является прочно прикрепленной к корпусу. Конструкция подразумевает разделение на отделы, в которых можно хранить различные виды электродов.

Термопенал является чрезвычайно удобным и необходимым элементом оснащения при любом виде сварочных работ. Поскольку при сварочной работе возникает необходимость передвижения с одного рабочего места на другое, есть вероятность попадания электродов под дождь или снег, таким образом, существует опасность намокания электродов. В данном же случае при использовании термопенала такая вероятность исключается, к тому же при нечаянном намокании электроды могут быть высушены посредством термопенала.

Когда производится сушка

Если электроды хранились на складе более 3-х месяцев, их нужно подвергнуть просушке, даже если при визуальном осмотре не обнаружено явных признаков повышенной влажности. Также поступают с электродами, которые пролежали более пяти дней без герметичной упаковки. Их технические характеристики ухудшаются, создавая неравномерную дугу и неправильный прогрев металла, как следствие получается некачественный шов. Поэтому, для электродов существуют четкие правила хранения, а также параметры прокаливания и сушки в шкафу, печи или пенале.

Сырые электроды приводят к дефектам сварного шва:

• происходит образование пор;
• возможно возникновение свищей;
• образуются трещины;
• происходит частое залипание электрода.

Если сварочный шов получается некачественный, возникли проблемы с прилипанием электрода или зажиганием дуги, то в первую очередь необходимо просушить электроды. Это даст не только качественный шов, но и уменьшает расход электродов. Не всегда получается хранить электроды в идеальных для этого условиях. На больших строительных объектах или предприятиях они закупаются крупными партиями и сберегаются достаточно продолжительное время. В домашних условиях электроды также портятся из-за длительного хранения в гараже, подвале или на даче.

Характеристики термопенала

Их вес не обладает большими размерами, и в зависимости от модели и модификации термопенала, может варьироваться в разных пределах. Однако средний вес термопенала равен порядка трем килограммам

А вот количество вмещаемых электродов является уже важной характеристикой термопенала, которую необходимо рассматривать при выборе данного оборудования. средним весом электродов, которые могут быть загружены в термопенал, является вес в три килограмма

Однако, опять же от модельного вида термопенала, данные характеристики могут быть другими, и в большую и в меньшую сторону.

Температура, которую способен выдавать термопенал может иметь различия и варьируется в диапазоне от нуля градусов до ста двадцати градусов. То есть является достаточно большой, для поддержания нужного состояния электродов. Термопеналы могут функционировать от самого сварочного аппарата, а так же от сети, однако потребление ими мощности, является достаточно экономичным. Рабочей мощностью термопеналов может быть мощность, не выходящая за пределы ста Ватт.

Стационарные печи для сушки электродов

В стационарных условиях используют электронагревательную печь. Это металлический шкаф со специальными лотками под электроды. Для поддержания заданной температуры все стенки в нем отделаны теплоизолирующими материалами. Она снабжена термостатом средних температур в пределах 60 – 500 градусов для того, чтобы проводить сушку в строгом соответствии с требованиями производителя. Это гарантирует равномерный нагрев и сохранение температуры на протяжении всего процесса. В зависимости от размеров и количества лотков, печь может быть рассчитана на одновременную загрузку партий весом от 10 до 250 кг.

Процесс сушки очень прост – электроды помещаются внутрь печи на требуемое время. Температура нагрева регулируется и поддерживается автоматически. В новых моделях имеется таймер, который через строго указанное время отключит печь. За счет термоизоляции процесс остывания происходит равномерно. После этого электроды уже готовы к использованию.

Популярные модели

По обозначению модели определяются основные характеристики термопенала. Первые буквы ТП обозначают термопенал, ПЭ – пенал электрический. Цифра за ними указывает максимальный вес загрузки. Через дробь пишется температура, которую может набрать оборудование.

ТП5/150

Любители и сварщики в небольших мастерских часто используют ТП5/150. Объема камеры хватает на проведение ремонтных работ в поле и сварки в домашних условиях. Температура 150⁰ подходит для просушки длительное время хранящихся электродов. Подключается к сети 220В и сварочному аппарату.

Вес с полной загрузкой 10 кг позволяет легко переносить его в руках. Обратная сторона поворотной ручки служит упорами в рабочем положении.

ТП-6/130

Работает от сварочного аппарата. Корпус может иметь металлический и стеклопластиковый. Предназначен для стационарных постов. Отличается хорошей термоизоляцией. Электроды долго остаются горячими при отключенных нагревательных элементах.

ТП8/130

Камера с 2 отделениями удобная для проведения разноплановых работ с использованием материалов разных марок. Легко переносится с места на место.

ТП10/150

Профессиональное оборудование с приспособлениями для автоматического поддержания и регулировки температуры. Используется в основном на производстве со стационарными сварочными постами. При весе Термопенала 9 кг, в него можно загрузить электродов до 10 кг.

В крайнем случае, в термопенал можно укладывать сырые расходные материалы и доводить их сушкой до рабочего состояния. Сварщики, делающие качественные швы и сваривающие ответственные конструкции, прокаливают расходные материалы в печи. Пенал используют для хранения и подогрева.

Что представляет собой прокалка электродов перед сваркой?

Прокалка электродов в домашних условия – это термическая обработка, которая позволяет избавиться от влаги в их покрытии. Лишнее количество влаги приводит к тому, что электрод сложно поджигать и его покрытие начинает осыпаться. Все это самым непосредственным образом сказывается на качестве работы. Именно поэтому, прежде чем сваривать что-то электродом, нужно их тщательно проверить и произвести их подготовку.

Многие пользователи задаются вопросом: с какой целью производят прокалку?

Выполнять ее нужно в таких ситуациях:

• материалы хранились длительный период времени,
• электроды находились в местах, где слишком большой уровень влажности,
• на изделия попала влага.
• в процессе работы вы заметили, что на них слишком много влаги.

Прокаливать электроды нужно еще и в тех случаях, когда необходимо повысить температурный режим расхода материалов перед работой. Не со всеми из них можно работать без предварительного разогрева, поскольку из-за слишком большого перепада температур можно изувечить сварочную ванну, и в конченом итоге вы будете иметь некачественный шов.

Прокалка и сушка в домашних условиях

Любители интересуются, как просушить электроды в домашних условиях, если нет специальных печей. Для этого используют обычные духовки, в которых пекут пироги.

1. Распаковать электроды и взять нужное для работы количество.
2. Положить в духовку. Желательно использовать не лист, а решетку.
3. Включить интенсивный всесторонний нагрев.
4. Выставить температуру более 200⁰, какую можно получить в данной модели духовки.
5. Выдержать 2 часа.
6. Переложить в термопенал.

Духовка используется электрическая. Газовый фитиль выделяет при горении копоть, влагу и другие вещества, оседающие на обмазке и ухудшающие ее свойства.

Сушку электродов в домашних условиях можно проводить с помощью термопенала. Надо взять паспорт и посмотреть максимальную температуру нагрева. Затем свериться с таблицей на упаковке электродов. Она зависит от материала стержня. Нагреть камеру до максимума, через 2 часа переключить на 110⁰. Такой температуры достаточно, чтобы высушить электроды.

В дом обычно идет от столба провод, рассчитанный на 2 КВт. Он может не выдержать нагрузки от термопенала.

Некоторые умельцы, много занимающиеся сваркой, рекомендуют электроды просто укладывать в пачке на радиатор отопления. Они утверждают, что за несколько дней происходит полноценная просушка обмазки. Для простых конструкций, не требующих особо прочных швов, такой способ может и подойти.

Правильный нагрев проводится температурой больше 100⁰, чтобы вода испарялась. Количество воздуха должно быть небольшим с минимальным содержанием влаги.

Изготовление пенала для электродов своими руками не представляется сложным. Он похож на маленькую муфельную печь. В качестве теплоизолятора используется минвата или асбестовая труба.

Камера изготавливается из листа нержавейки толщиной 2 мм. сверху покрывается изоляционной тканью. Затем наматывается спираль. В качестве материала для камеры можно использовать пожарный рукав. Он способен выдержать температуру до 200⁰C, не пропускает влагу и сделан из электроизолирующей ткани. Концы от спирали выводятся назад и все закрывается минватой.

Корпус можно сделать из металлического листа, использовать остатки ламинированной кровли и металлопрофиля. Он делится на 2 части. Передняя большая, вмещает в себя термокамеру. Сзади небольшое пространство для установки переключателя и вывода проводов. Сверху крепится ручка для перемещения. Впереди монтируется скоба – упор.

Обмотанная минватой камера помещается в корпус и крепится. Крышка двойная, внутри слой теплоизолятора.

Калить электроды в самодельной камере сложно. Она используется скорее как сушилка.

Как закалить электрод в домашних условиях?

Необходимые материалы

Чтобы начать изготавливать самодельные электроды для сварки, надо позаботиться о том, чтобы в наличии были все необходимые для этого материалы. К ним относятся:

1. Проволока, изготовленная из стали с низким содержанием углерода. Ее диаметр не должен быть слишком большим.
2. Жидкое стекло, играющее роль связующего звена.
3. Порошок из мела или известняк.
4. Также понадобятся малярная кисточка или валик.

Поподробнее следует рассказать о жидком стекле. Оно представляет собой силикатный клей, который является универсальным вспомогательным средством во многих областях промышленности и в быту. Основу жидкого стекла составляет раствор в водно-щелочном растворителе силиката натрия или калия.

Используется свойство силикатного клея хорошо прилипать к поверхности и образовывать там пленку, обеспечивающую надежную защиту от влаги. Жидкое стекло является безопасным для человека. Диаметр выбранной проволоки для того, чтобы правильно изготовить сварочные электроды своими руками должен находиться в пределах 2-3 миллиметров. Проволока продается в виде мотков в строительных магазинах.

В дальнейшем, изготавливая самодельные электроды, моток проволоки придется нарезать на куски длиной порядка 25 сантиметров. Перед нарезкой проволоку необходимо выровнять. Обмазка для электродов состоит из двух составляющих — мела и жидкого стекла. Если мел имеется в виде кусков, то предстоит растолочь его до состояния порошка. Его частицы должны быть мелкими и однородными. Это можно делать вручную или с помощью блендера.

Как сделать самодельный электрод для сварки меди?

Медь – один из древнейший известных металлов, которым пользовались еще несколько тысяч лет назад. Многие его считают универсальным и до сих пор, поэтому широкое применение меди в наше время никого не удивляет. Смотря на широкое применение меди Вы, может быть, задумаетесь над сваркой какого-нибудь медного изделия.

Медь обладает рядом прекрасных качеств, которые не свойственны другим металлам. К ним относится высокая электро- и теплопроводность, коррозионная устойчивость и пластичность. Также к ее техническим качествам можно отнести эстетичность, из-за которой металл очень востребован в декоративной отделке.

Итак, сварка меди – это очень востребованное дело, потому что медь имеет широкое применение. Однако электроды для сварки меди стоят немалых денег, и многие люди находят выход в изготовлении самодельных электродов, для собственного пользования. Для того чтобы произвести сварку меди Вам нужно очистить медную поверхность металла от окисления, потому что медь – это сильноокисляемый металл. Также при сварке меди Вам нужно использовать всевозможные присадки, например кремний или фосфор.

Так как у меди плохие литейные свойства, то рекомендуется использовать присадочные материалы. В основном используются материалы, в которых в большом количестве содержится фосфор, цинк, иногда серебро и т.п. Для сварки меди практически всегда используются угольные электроды, которые славятся своей невысокой ценой и качеством.

Для того чтобы сделать электроды для сварки меди своими руками Вам нужно, прежде всего, запастись всеми материалами, которые нужны для того, чтобы сделать правильное покрытие. Это такие материалы: ферромарганец 50%, плавиковый шпат 10%, жидкого стекла 20% и 8% ферросилиция. Все эти составляющие нужно тщательно перемешать и нанести на электродный стержень одинаковым слоем. Сам стержень должен быть сделан из медного прута длиной 30 – 40 сантиметров.

Нанести слой покрытия Вы можете, просто окунув его в раствор или сделать специальное приспособление, которое будет оппресовывать стержень. Однако многие люди не идут на такие жертвы и покупают обычные угольные электроды или наносят покрытие способом окунания стержня в жидкую массу покрытия. После нанесения покрытия на электрод ему нужно дать время на засыхание, а потом его требуется поместить в специальную печь для прокалки электродов при температуре 500 – 600 градусов в течение 50 минут или одного часа.

После прокалки электроды должны остыть от оптимальной температуры и полностью готовы к использованию. Однако многим людям кажется, что изготавливать электроды самостоятельно сложно и долго, поэтому они готовы купить их у нас. Если относите себя к этим людям, то можете оформить покупку у наших заводов-изготовителей, которые выпускают только качественную продукцию. Для того чтобы оформить заказ перейдите в пункт меню «Контакты» и сделайте необходимый заказ по разумной цене.
Сварочные электроды озл-36 Сварка плавящимся электродом Популярные заводы электродов

Процесс изготовления

Если нарезана проволока и измельчен мел, то можно приступать к изготовлению электродов. Разбираясь, как сделать электрод, следует понимать, что предварительно смешивать порошок мела и силикатный клей не обязательно.

Следует взять кусок проволоки, положить его на ровную горизонтальную поверхность, и обмазать набранным из банки с помощью кисти жидким стеклом. Обмазанные прутья следует поместить в мел, можно неоднократно. Нанесение должно носить равномерный характер. Один из концов проволоки длиной порядка 3-3,5 сантиметра надо оставлять необмазанным.

Вторым способом является предварительное приготовление обмазки, которую можно получить, смешав растолченный мел и жидкое стекло в виде силикатного клея. Проволоку следует окунать в эту смесь и медленно извлекать из нее, держась за сухой конец. Сушить обмазанные электроды удобно на бельевой веревке с помощью прищепок в вертикальном положении.

После того, как обмазка окончательно высохнет, полученный самодельный электрод необходимо подвергнуть прокалке. Осуществлять прокаливание следует в электрической духовке, включив режим проветривания. Время этого процесса составляет не менее получаса, а температура должна быть приблизительно 100 градусов. Это позволит обмазке загустеть и образовать прочную оболочку.

Прекрасно, если полученные электроды можно будет тут же проверить на имеющемся оборудовании, и при необходимости внести в процесс изготовления коррективы.

Электроды для алюминия

Сварка изделий из алюминия является непростым делом и имеет свои особенности. На поверхности этого металла имеется оксидная пленка, что вносит свои трудности при работе с этим металлом. Быстрое окисление алюминия ведет к образованию тугоплавкой пленки, что препятствует образованию цельного шва на соединениях.

Присутствие в сплавах на основе алюминия такого элемента, как кремний, приводит к формированию трещин между кристаллами металла. Возникновение шлака при остановках техпроцесса приводит к затруднению вторичного разжигания дуги. Сварочный валик при затвердевании может потерять свою форму вследствие высокого значения коэффициента линейного расширения.

Однако с этими проблемами могут справиться с большим или меньшим успехом самодельные электроды по алюминию. Для получения качественного шва необходимо, чтобы состав стержня электрода по своему составу соответствовал основному материалу. Поэтому для сварки алюминиевых изделий следует использовать алюминиевую проволоку в качестве стержня для самодельного электрода.

Чтобы получить качественный результат, используя электроды по алюминию своими руками, необходимо тщательно очистить поверхности соединяемых алюминиевых деталей. Это можно сделать с помощью различных растворителей типа технического спирта. Также помогут щелочные ванны.

Если изготавливаются электроды по алюминию для дуговой сварки своими руками, то при их использовании необходимо обращать внимание на значении выставленного на оборудовании тока. Он должен быть минимальным.

Чтобы получить электроды для сварки алюминия своими руками, надо подготовить проволоку, изготовленную из алюминия, диаметр которой не превышает 4 миллиметра, и нарезать ее на отрезки длиной приблизительно 20-25 миллиметров. По своему усмотрению можно немного скорректировать эти значения.

Затем следует приступить к приготовлению обмазки. Для этого тщательно измельченный мел, обычно белого цвета, надо смешать с приобретенным в магазине силикатным клеем, называемым часто жидким стеклом. Эту смесь следует перемешать до получения жидкой консистенции. Затем надо начинать обмакивать в ней поочередно нарезанные прутки, оставляя сухим небольшой конец. Толщина покрытия не должна превышать два миллиметра и за этим необходимо тщательно следить.

Далее электроды следует оставлять на просушку, дождавшись, чтобы покрытие в виде обмазки прочно затвердело. Прокаливание самодельных алюминиевых электродов надо проводить в течение двух часов при температуре не меньше, чем 200 градусов.

Сварку с помощью алюминиевых электродов надо проводить, используя постоянный ток, установив на применяемом оборудовании обратную полярность. Если предполагается сваривать толстостенные изделия, то проволоку для изготовления электродов надо выбирать большого диаметра.

Оцинковка

Цинковый электрод служит источником электронов при гальванизации, которые поступают во внешнюю цепь. Цинковый электрод при этом считается отрицательным. В качестве положительного элемента выступает медный электрод.

Чтобы выполнить цинковый электрод своими руками, придется совершить ряд особых действий. Нанесение цинкового покрытия особо сложным не является. Цинк для этого можно взять из солевых батареек, удалив из их корпуса все ненужное. При работе цинковый электрод необходимо оборачивать тряпкой или диском из ваты.

Разновидности оборудования для прокалки

Сушка электродов в домашних условиях производится в специальных приспособлениях. Для этого вы можете использовать:

• Электропечь для прокалки электродов своими же руками, оборудованная терморегулятором. Этот вид техники отличается небольшими габаритами, поэтому вы можете переносить ее с одного места на другое при необходимости. Принцип функционирования базируется на ТЭНах, управление которыми осуществляется в автоматическом режиме. Такая печка может включаться в стандартную сеть 220 В. Мощность приборов, в зависимости от конкретной модели, варьируется в диапазоне от 1 до 3 кВт. Максимальная загрузка электродами – 50 кг.
• Электропечь для прокалки с дополнительными функциями сушки. Выпускаемые сегодня модели снабжены микропроцессорным регулятором, благодаря которому можно программировать весь процесс работы. Техника характеризуется высокими показателями теплоизоляции и функционирует в стационарном режиме. За счет того, что в конструкцию входят тепловые экраны, электроды прогреваются равномерно. Максимальная температура доходит до 400°С, загруженность – 160 кг, максимальная мощность – 8,5 кВт. Для подключения таких приборов нужна трехфазная сеть на 380 Вт.
• Термопенал – своеобразная сушилка для электродов. Это теплоизолированная герметичная тара, которая может выступать как место для хранения расходных материалов. Такие устройства – небольшие по размеру, поэтому размещать их можно на рабочем месте сварщика. Главная отличительная особенность – это способность подогревать электроды от энергии трансформатора или при стандартном подключении к сети 220 В. Объем термопеналов вмещает 10 кг электродов.

электропечь для прокалки сварочных электродов

Поместите изогнутую часть («U») в самую горячую часть пламени, удерживая стержень за два конца. Самая горячая часть пламени — маленький конус посередине пламени. Вращайте, пока он нагревается пламенем, чтобы нагрев был равномерным. Тепло от паяльной лампы «возбуждает» атомы и они становятся более подвижными, начиная перестраиваться.

Точечная контактная сварка

Точечная или иначе контактная сварка — это надежный метод соединения металлических деталей, совпадающих по конфигурации и составу. Их соединение осуществляется вследствие мгновенных касаний электродом, при которых происходит сильное разогревание поверхности в этом месте. Благодаря простоте процесса и небольшим затратам на расходные материалы в виде электродов, такой способ соединения приобрел большую популярность.

Точечная сварка может применяться только для соединения деталей небольшой толщины. Электроды, применяемые для контактной сварки, по внешнему виду имеют большое отличие от обычных видов расходников. Электроды для точечной сварки своими руками выполняются с учетом специфики этого способа сварочного процесса. Материал для их изготовления следует подбирать подобный тому, из которого состоят соединяемые изделия. Схожий состав необходим для получения качественного результата.

Наиболее часто бывают нужными электроды прямой формы. Однако, в некоторых случаях, например, для работы в труднодоступных местах, требуются электроды сложной формы.

Изготавливая электроды для контактной сварки своими руками, предварительно надо выполнить их модель в полную величину. Это позволит еще на стадии проектирования учесть все имеющиеся недочеты.

Лайфхак для сварщика: как просушить электроды в домашних условиях

Поскольку новички часто сталкиваются с вопросом, как прокалить электроды в домашних условиях, мы подготовили для вас пошаговый обзор. Важно понимать, что поверхность электрода – это смазка с пористой структурой. При попадании влаги она может отслаиваться, сыреть, что приводит к негодности проводников. По этой же причине сварщики сталкиваются с проблемой прилипания, искажением шва и другими трудностями.
Чтобы электроды оставались пригодными к использованию, их хранят в герметичной упаковке. Если же производитель не придерживается правил хранения, транспортировки, а реализатор вовсе не знал о правилах хранения проводников, вы сталкиваетесь с отсыревшим расходным материалом. Именно поэтому нужно понимать, как просушить электроды в домашних условиях, чтобы использовать их для сварки. Существует несколько видов сушки. Рассмотрим плюсы и минусы каждой технологии, определимся с наиболее простым способом прокалывания.

журнал, нужно ли, время прокаливания, сколько раз можно

Прокалка – электрод

Прокалка электродов должна проводиться в печах, которые обеспечивают равномерную температуру в подовом пространстве. После прокалки электроды должны остыть в помещении с положительной температурой. [2]
Прокалка электродов производится в камерных электрических печах. Электроды с газозащитным или комбинированным покрытием прокаливаются при температуре 150 – 200 С, с шлакозащитным покрытием-при 250 – 300 С. На американских заводах сушка и прокалка осуществляются в конвейерных камерных электрических печах со строгой регулировкой степени увлажнения воздуха при первых этапах сушки и температуры камеры в процессе прокалки. [3]

Прокалка электродов может производиться не более трех раз. Число прокалок порошковой проволоки и флюса не ограничивается. Если электроды после трех прокалок показали неудовлетворительные сварочно-технологические свойства, то применение их для сварочных работ, выполняемых по настоящему РД, не допускается. [4]

Прокалка электродов производится с целью окончательного удаления влаги. [5]

Прокалка электродов обычно ведется в специальных печах с электрическим обогревом. Выбор типа оборудования определяется объемом производства и номенклатурой изготовляемых электродов. [6]

Прокалка электродов перед их применением повышает качество сварного шва. [7]

Для прокалки электродов может быть использовано jiepe – носное приспособление ( рис. 27), представляющее собой цилиндрический металлический футляр. [9]

Режим прокалки электродов : температура 150 – 200 С; время 60 мин. [10]

Сушка и прокалка электродов выполняется в специальных печах с температурой прокалки в зависимости от марки электродов от 200 до 450 С. Если цех применяет электроды разных марок, требующие разной температуры прокалки, для этого следует использовать не одну, а две или несколько печей. Емкость печей должна обеспечивать сменную ( или полусменную) потребность в электродах. [12]

Печи для прокалки электродов должны находиться под разрежением. У печей рекомендуется устраивать камеры для остывания электродов. Рекомендуется также применять печи тоннельного типа периодического или непрерывного действия. [13]

Сушка и прокалка электродов должны удалить воду из покрытия. При этом следует учитывать, что воды в покрытиях много. Для примера оценим количество воды, которое должно быть удалено из покрытия, нанесенного окунанием. [15]

На этой странице рассмотрим подробно и со всех сторон прокалку (или сушку, как еще называют) покрытых сварочных электродов. Для чего она нужна.

Как прокалить электроды дома в духовке

Наиболее простым и эффективным способом прокаливания электродов дома, является использование духовки. Лучше взять электрическую духовку, чем газовую.

Всё дело в том, что в газе может присутствовать некоторое количество влаги, а это отрицательным образом скажется на прокаливании. Также, прогрев электродов нельзя осуществлять на открытом огне.

Процесс прокаливания электродов в духовке выглядит так:

• Предварительно нужно разогреть электрическую духовку до температуры 200 градусов. Если на пачке с электродами указана какая-то другая температура, то следует использовать именно рекомендованную производителем электродом температуру прокалки;
• Затем электроды нужно поместить в духовку и плотно прикрыть дверцу;
• Время прокалки электродов не менее 1,5 часа, а для некоторых марок потребуется и целых 2 часа.

После того, как прокалка завершена, электроды нужно выложить из духовки, дав им время постепенно остыть до комнатной температуры. Не нужно резко охлаждать электроды, поскольку это приведёт к негативным последствиям.

Важно знать, что прокалка электродов решает многие проблемы при сварке металлов. Однако важно и надлежащее хранение электродов, в подходящих для этого местах.

Сразу после прокалки, когда электроды остыли, их нужно поместить в специальный футляр, который защищал бы их обмазку от воздействия влаги. Хранить электроды нужно только в сухом месте, а после долгого хранения их лучше просушить.

Помимо этого, чтобы электроды не впитывали в себя влагу, их нужно брать только определённое количество, чтобы использовать все, и за один раз. Сухие электроды — это залог безупречного сварочного шва и спокойной работы без нервов.

Требования к прокалке

Основными показателями при прокалке являются следующие параметры: необходимость проведения процедуры сушки, её режимы и количество прокалок.

Отсутствие термообработки может привести к увеличенному расходу материалов, получению некачественного шва, потери времени, а иногда и к переделке всей работы. Поэтому, если существует неуверенность в условиях и продолжительности хранения электродов или в покрытии присутствует влага, то необходимо обязательно произвести прокаливание.

• Оптимальный режим просушки материалов указан на упаковке или в технической документации.
• Электроды проходят заводскую прокалку, поэтому проводить их обработку снова можно не более трех раз.

Просушить и прокалить — это не одно и то же

Прокалка электродов осуществляется строго по инструкции, и никак иначе. Заменить прокалку неспособна батарея отопления, на которую многие выкладывают электроды зимой, чтобы их подсушить. Главная цель сушки электродов заключается в удалении влаги с обмазки.

Однако на радиаторах отопления добиться полноценной прокалки электродов, увы, невозможно. Для этих целей применяются специальные печи, в которых электроды проходят термическую обработку. Что же касается домашних условий, то о способах прокалки электродов, в данном случае, будет рассказано ниже.

Журнал прокалки электродов

Журнал ведется в одном экземпляре, прошнуровывается, пронумеровывается, скрепляется печатью и заверяется подписью ответственного за делопроизводство на объекте лица.

Журнал можно приобрести в типографии на платной основе или ознакомиться с образцом документа в Интернете.

Виды оборудования для прокалки

Прокалка электродов перед сваркой делается с целью уменьшения влаги в их покрытии. Ее наличие приводит к проблемам с поджигом электрода, его залипанию и обсыпанию покрытия. В результате качество работы может значительно ухудшаться.

Следует сразу заметить, что увлекаться данными операциями не стоит. Дело в том, что после двух прокалок покрытие может отслоиться от электрода. В связи с этим необходимо заранее рассчитывать их необходимо количество.

Если после работы останутся неиспользованные стержни, в следующий раз они должны быть использованы в первую очередь.

Иногда просушить электроды необходимо, чтобы поднять температуру расходных материалов. Большой перепад температур может негативно сказаться на конечных характеристиках шва.

Осуществлять прокалку и сушку необходимо в специализированном оборудовании. В этих целях используют электронагревательные печи. В их камере создается необходимая температура, которая варьируется от 100 до 400°С в зависимости от решаемой задачи.

Главным достоинством электропечей является высокий ресурс работы. В них используются ТЭН, рассчитанные на длительную эксплуатацию. Кроме того в случае поломки они могут быть с легкостью заменены.

Если во время прокалки необходимо защитить стержни от воздействия окружающей среды, следует использовать термопеналы. Установленный уровень температуры в таких устройствах поддерживается автоматически.

Работаю данные агрегаты от сети с напряжением 36-60 В. Камера, которая находится внутри корпуса термопенала оснащается терморегулятором и нагревательным элементом. Между камерой и корпусом устройства выполнена качественная теплоизоляция.

Хранить просушенные и прокаленные горячие стержни следует в пеналах-термосах. Их конструкция представляет собой герметично закрываемые емкости на подобии термосов. Их камера отделена от корпуса слоем теплоизоляционного материала.

Стационарные печи для сушки электродов

В стационарных условиях используют электронагревательную печь. Это металлический шкаф со специальными лотками под электроды. Для поддержания заданной температуры все стенки в нем отделаны теплоизолирующими материалами. Она снабжена термостатом средних температур в пределах 60 – 500 градусов для того, чтобы проводить сушку в строгом соответствии с требованиями производителя. Это гарантирует равномерный нагрев и сохранение температуры на протяжении всего процесса. В зависимости от размеров и количества лотков, печь может быть рассчитана на одновременную загрузку партий весом от 10 до 250 кг.

Процесс сушки очень прост – электроды помещаются внутрь печи на требуемое время. Температура нагрева регулируется и поддерживается автоматически. В новых моделях имеется таймер, который через строго указанное время отключит печь. За счет термоизоляции процесс остывания происходит равномерно. После этого электроды уже готовы к использованию.

Особенности прокаливания в домашних условиях

Итак, из всего вышесказанного понятно, прокаливание и сушка электродов – это важный этап подготовки к сварочным работам. От правильности выполнения данной процедуры зависит качество полученного соединения.

Параметры термообработки определяются типом стержней. Обычно эта информация указывается на упаковке.

Любители, конечно, зачастую не имеют в наличии профессиональное оборудование для прокалки. Например, при выполнении какой-либо работы на даче, необходимость в покупке специальных устройств попросту невыгодна. Проделать данную операцию можно и своими руками.

Обработать материал можно в духовке. Необходимо установить температуру от 190 до 210 градусов и выдержать стержни в течение 30 минут. Некоторые сварщики рекомендуют использовать более высокие температуры вплоть до 300 градусов.

Многие также сталкиваются с вопросом, как сушить электроды для сварки в домашних условиях? Отличным вариантом выполнения подобной процедуры станет использование котла. Стержни необходимо просто оставить в нем на один-два месяца, после чего их следует завернуть в пищевую пленку.

Описанный вариант подойдет в случае просушке в зимнее время года, а весной можно смело приступать к работе.

На самом деле в процессе термообработке в домашних условиях можно воспользоваться любым нагревательным прибором или какой-либо самодельной электросушилкой.

Стоит также учитывать, что если стержень сильно пострадал от действия влаги, то его ни в коем случае нельзя сразу же подвергать действию высоких температур. Перед прокалкой его необходимо выдержать при 100°С не менее двух часов, после чего необходимо повысить температуру.

Это связано с тем, что при быстром нагреве влага испарится, и оставит на электродах налет соли и извести.

сравнение, что лучше, какие преимущества, рекомендации по применению, фото и видео

Рынок сварочных материалов изобилует множеством марок покрытых электродов. С одной стороны это дает возможность опытным сварщикам подобрать оптимальный вариант для проведения сварочных работ, с другой — новичкам трудно разобраться в этом большом количестве разных наименований. В помощь начинающему сварщику будет совет сразу определиться с покрытием расходника. По существу в торговых точках представлены расходники с основным и рутиловым покрытиями. Если предстоит сваривать ответственную конструкцию, где предъявляются повышенные требования к пластичности и прочности шва, то марка УОНИ с основным покрытием будет лучшим вариантом для выбора.
Тут мы не будем говорить о технических характеристиках марок. Подробнее о характеристиках смотрите в справочнике на страницах этих марок, ссылки на которые представлены тексте.

УОНИ или рутиловые (МР3, АНО-21, ОК 46 ЕСАБ, ОЗС) — в чем разница

Все марки перечисленных электродов одинаковы по применению — они используются для сварки углеродистых и низколегированных сталей, широко применяемых в промышленности и быту. Разница между УОНИ и их рутиловыми собратьями в технологичности процесса сварки и технических параметрах соединения.

Если появилась необходимость отремонтировать или выполнить монтаж с помощью сварки рам самодельного оборудования (циркулярная пила, трубогиб и другие подобные устройства), турника, на котором собираетесь крутить «солнышко», то лучше воспользоваться электродами с основным покрытием. Сварочные швы, выполненные этими расходными материалами, гарантируют более надежную и безопасную работу этих устройств, чем использование технологии с рутиловыми расходниками.

В случае отсутствия навыка работы с расходниками с основным покрытием, найдется немало сварочных работ с применением рутиловых электродов. Легкость начального и повторного зажигания дуги, отсутствие необходимости за контролем ее длины дает новичкам возможность испытать сопричастность с контингентом людей, владеющих сварочным делом. При этом, в отличие от расходников с основным покрытием, нет необходимости в очистке свариваемых кромок от ржавчины, остатков покрытия и других загрязнений. В частном доме приходится иногда ремонтировать течь трубопроводов — наличие влаги не препятствие для ремонтных сварочных работ с помощью рутиловых расходников. Тонкостенные заготовки типа, например, профильных труб новичкам лучше сваривать рутиловыми электродами.

Подготовка материалов к сварке

Электроды требуется тщательно просушить. Если в условиях производства для этого используют специальные печи, то в домашней обстановке можно оставить электроды в обычной духовке на несколько (3-4) часов, выставив максимальную температуру.

Чаще всего из чугуна делают литые детали – элементы автомобилей, станков. Лопнувшие элементы нужно предварительно обработать:

1. Промыть от грязи, масла.
2. Просушить.
3. Разделать кромки с помощью болгарки так, чтобы очистить поверхности от графита.
4. Острые кромки притупить зачистным кругом для предотвращения возникновения напряжений по время сварки.

Перед началом рекомендуется обезжирить поверхности ацетоном.

Преимущества УОНИ 13/55 перед рутиловыми

Основные преимущества УОНИ.

Малое количество образующегося шлака, он хрупкий как стекло и его легко сбить. У рутиловых электродов шлак пластичный, поэтому его труднее удалять.

Сварочный шов, выполненный УОНИ 13/55, вследствие хорошей текучести, хорошо виден сварщику, что облегчает его качественное формирование — шов получается ровным и красивым. Рутиловые электроды образуют достаточно большое количество шлака, который затрудняет контроль за качеством шва, что создает условия к образованию сварочных дефектов (непровары и другие).

Прочностные характеристики сварочного шва, выполненного УОНИ 13/55, превышают соответствующие параметры соединения изготовленного рутиловыми электродами.

УОНИ 13/55 рекомендуется применять при сварке протяженной длины швов без отрыва. (Есть мнение, с которым мы не совсем согласны.) Такие сварочные соединения при помощи этой технологии может быть сложно выполнить рутиловыми электродами, частое прерывание на повторный поджиг сказывается на производительности работ.

Процесс сварки

Для соединения двух чугунных деталей их нужно сложить на верстаке или сварочном столе, желательно зафиксировать при помощи струбцин, зажимов, специальных приспособлений для уменьшения вероятности появления деформаций. Если же требуется заварить трещину, крепить элементы необязательно. Существует два способа сварки чугуна при помощи покрытого электрода и инвертора.

Горячий способ с предварительным подогревом

Полностью соблюсти технологию сварки в домашних условиях сложно из-за необходимости прогрева деталей до высоких температур. Принцип метода описан в ГОСТ 30430-96:

1. Собирают изделие на прихватки.
2. Свариваемые элементы нагревают до 400-600 градусов.
3. Производят сварку, тщательно перемешивая расплавленный металл. Важно не прерывать процесс до того, как графит не сгорел в сварочной ванне. В конце нужно вывести электрод за пределы стыка и прервать сварку на основном металле.
4. После этого деталь снова нагревают и дают ей медленно остыть.

Для контроля над температурным режимом используют термокарандаши, плавящиеся при определённых температурах (ставят метки на чугуне) или переносные пирометры. Чтобы изделие медленно остыло, его помещают в песок.

При необходимости сварки чугуна в домашних условиях можно нагревать детали при помощи газового резака или горелки.

Холодный способ без подогрева

Универсальный способ подойдёт для применения в полевых условиях – в гараже или на даче. Но для осуществления сварки необходимо использовать соответствующие электроды. Суть процесса:

1. После подготовки детали размещают на верстаке, если нужно – закрепляют.
2. Нужно сделать несколько прихваток, дать материалу остыть. Проверить размеры изделия.
3. Варить следует небольшими участками, избегая перегрева. Шлак после остывания нужно удалять, обрабатывать корщёткой до металлического блеска.

При появлении дефектов – трещин, свищей, пор – нужно удалить их с применением зачистного круга. Произвести сварку вновь.

Преимущества рутиловых перед УОНИ 13/55

Основные преимущества рутиловых электродов (МР3, АНО-21, ОК 46 ЕСАБ, ОЗС).

Рутиловые электроды легко зажигаются как в начале работ, так и в случае необходимости повторного розжига для их продолжения. Легкое зажигание дает возможность работать на малом токе, что позволяет варить тонкостенные заготовки без прожига (находится способ в арсенале новичков). Применение технологии сварки прихватками рутиловыми электродами основано на без проблемном повторном зажигании.

Изменение длины дуги при работе рутиловыми электродами не критично для устойчивости проведения технологического процесса. УОНИ 13/55 работают только на короткой дуге, сохранять которую могут только сварщики с опытом.

Рутиловые электроды не требуют тщательной подгонки свариваемых кромок друг к другу, зачищать их от ржавчины, остатков прежних покрытий и других загрязнений нет необходимости. УОНИ 13/55 на грязной и плохо сопряженной свариваемой поверхности будут гаснуть и прилипать к ней.

Рутиловые электроды менее требовательны к источнику питания, чем расходники с основным покрытием. Сварка выполняется ими как на постоянном токе, так и на переменном. УОНИ 13/55 качественный сварочный шов образуют только на постоянном токе обратной полярности.

Особенности технологии

Чтобы не прожечь металл, нужно как можно быстрее провести электрическую дугу вдоль стыка. Расходник нужно вести равномерно, без остановок в каком-либо месте. Рабочий ток для выполнения таких операций снижается до минимума, ниже которого выполнение операции просто невозможно.

Для сварки тонких листов металла нужен сварочный аппарат с плавной регулировкой силы тока на выходе. Чтобы избавиться от возможных проблем с поджигом сварочной дуги, используются аппараты с напряжением холостого хода не ниже 70В. В процессе сваривания листовых материалов следует внимательно следить за геометрией кромок. Она может деформироваться под воздействием высокой температуры. Чтобы этого не допустить, следует придерживаться нескольких простых правил.

Прежде всего, важно тщательно подготовить заготовки к предстоящей операции. Кромки зачищаются, освобождаются от ржавчины, краски, технических жиров и прочего. Если требуется, заготовки выравниваются и закрепляются. Хорошее и прочное соединение можно получить только при условии ровных и чистых кромок свариваемых заготовок. По завершению подготовительных работ кромки прихватываются через каждые 7-10 см. И только поле этого можно приступать к формированию сплошного шва.

Если планируется сваривать два тонких листа внахлест, то можно установить немного больший ток, чем при соединении встык. Сдвоенные листы заготовок существенно снижают негативное воздействие высокой температуры на поверхность заготовок. Вероятность прожога поверхности уменьшается в несколько раз, а деформация практически не наблюдается.

Опытные сварщики советуют прибегнуть к небольшой хитрости при сварке тонкого металла электродом. Свести к минимуму влияние высокой температуры можно, подложив под заготовки листовую медь. Цветной металл имеет отличную теплопроводность и эффективно отводит избыточное тепло от рабочей зоны. Благодаря этому снижается вероятность деформации листов или прожига металла. Есть нет медного листа, то можно использовать проволоку, которая укладывается в месте сварки.

УОНИ 13/55 и ЛБ – 52U

Расходники УОНИ 13/55 и ЛБ-52U являются по сути, в контексте нашей статьи, не абсолютно полными, но аналогами, так как помимо общей применяемости для сварки углеродистых и низколегированных сталей, имеют близкие сварочные характеристики, обусловленные схожестью материала обмазки, относящегося к основному покрытию. Некоторые отличия имеют место в связи с различиями технологии производства российских и японских производителей.

Почему электроды УОНИ наиболее востребованы

Отличительной особенностью электродов данной марки является то, что их можно использовать в условиях низких температур. Основные проблемы возникают при остывании шва, и когда оно происходит быстро, возможно появление трещин, усадочных раковин и прочих дефектов. Впоследствии они приведут к тому, что сваренные детали попросту отделятся друг от друга.

Высокое качество, а также отсутствие дефектов при застывании обусловлено тем, что химический состав получаемого шва предполагает достаточно высокую пластичность и ударную вязкость. Это в будущем продлит жизнь данному соединению, особенно, если сваренные детали предполагается эксплуатировать в условиях сурового и морозного климата.

Именно, исходя из этих полезных свойств и качеств, электроды УОНИ получили такую высокую популярность среди пользователей.

Стоит отметить, что данный соединительный материал считается более профессиональным, нежели, например, АНО. Поэтому простому обывателю будет достаточно сложно работать, используя эту марку.

Преимущества ЛБ – 52U перед УОНИ 13/55

Японские расходники ЛБ-52U производят сварку как на постоянном, так и на переменном токе, в отличие от УОНИ 13/55, работающем только на постоянном.

Более глубокое проплавление шва электродом ЛБ-52U позволяет усилить прочность обратной стороны шва. Возможность выполнения качественной герметичной односторонней сварки — отличительная черта марки ЛБ-52U в сравнении с аналогами, включая УОНИ 13/55.
Важно: на рынке присутствует много подделок под маркой ЛБ-52U, не соответствующих по качеству оригиналу. Здесь следует найти надежного продавца и пользоваться его продукцией.

Как варить тонкий металл инвертором

Когда требуется сварить тонкие листы железа с использованием инвертора, то специалисты прибегают к методу обратной полярности. Он состоит в том, что «масса» присоединяется к заготовке, а положительный полюс – к держателю. При таком способе подключения сильнее нагревается электрода, а металл – меньше. благодаря этому минимизируется вероятность прогорания заготовки или деформации кромки. Сварочные работы проводятся быстрее, а шов получается качественным.

Еще одна особенность, позволяющая повысить качество сварки тонкостенных материалов – использование расходников малого диаметра. В нашем случае используются электроды диаметром до 2 мм. Желательно выбирать марки электродов с высоким коэффициентом плавления. Это позволяет снизить силу тока при работе, что положительно сказывается на качестве сварного соединения.

Перемещение электрода по стыку должно быть плавным, а сам он располагается к поверхности металла углом вперед (45-90 градусов).

ЭЭГ-хакер: самодельные пассивные электроды

После проблемы с приобретением приличной электроники для ЭЭГ следующая самая трудная часть — это приобретение приличных электродов для ЭЭГ. Конечно, есть много того, что можно купить, но некоторые люди не заинтересованы в том, чтобы платить 8-20 долларов за электрод (плюс доставка), потому что они знают, что им нужно купить 6-10 таких электродов и, ну, что становится много денег. Итак, я решил попробовать сделать свои собственные самодельные электроды для ЭЭГ. Вот моя история… (и для вас, нетерпеливые люди… да, там довольно счастливый конец)

Идея: используйте дешевые детали из аппаратного ящика

Когда я смотрю на пассивные электроды ЭЭГ, я вижу просто кусок плоского металла с прикрепленным проводом. Конечно, я вижу использование причудливых металлов (золото, серебро/хлорид серебра), но действительно ли это необходимо? Для исследования ЭЭГ или ЭЭГ-медицины необходимы качество и повторяемость, обеспечиваемые причудливыми металлами. Для взлома ЭЭГ? Я не уверен. Итак, если электрод — это просто кусок плоского металла с прикрепленной к нему проволокой, похоже, я смогу сделать его сам.

Я начал с того, что порылся в своем ящике с оборудованием, чтобы найти подходящий кусок металла, маленький и плоский. Я нашел несколько стопорных шайб с язычком под пайку (см. рисунок внизу слева). Это очень простой и недорогой компонент. Я почти уверен, что мои от Mouser и стоят 0,24 доллара за штуку. Вы, вероятно, можете получить их дешевле.

Затем я взял кусок провода, зачистил конец и вставил его в язычок на шайбе. Похоже, это будет хорошо (см. рисунок вверху справа). Чтобы припаять провод к шайбе, я просто поместил его в пластиковые тиски, нагрел и припой (фото ниже). Если у вас нет тисков, сгодится и традиционное паяльное приспособление «третья рука». Это не модная работа, которой мы здесь занимаемся.

Как только провод был припаян к шайбе, я понял, что должен был надеть на провод кусок термоусадочной трубки, чтобы закрыть место пайки. Но после того, как он был спаян, было слишком поздно добавлять термоусадочную трубку (на другом конце моего провода уже был разъем).

С завершенным рабочим концом электрода я мог бы рассмотреть другой конец провода… конец, который обычно включен, добавил бы разъем для подключения к электронике ЭЭГ. Поскольку я украл свой провод из старого провода отведения ЭКГ, у меня на концах электродов есть «защищенные от прикосновения» разъемы. Но вам не нужно ничего такого необычного, если вы хотите потратить меньше денег.

Наименее затратным подходом для «разъемов» будет припайка штырькового или гнездового разъема, что стоит всего около 0,04 доллара США за соединение. Этот тип соединения идеально подходит для подключения к OpenBCI, который построен на основе традиционных штыревых разъемов с шагом 0,1 дюйма. Таким образом, если вы наденете ответную часть штыревого разъема на самодельные электроды, они могут подключаться прямо к плате OpenBCI. Отлично! В качестве альтернативы , если вы используете OpenEEG, вам нужно будет подключить провод электрода к 3,5-мм стереофоническому штекеру. Это то, на чем построен OpenEEG. Эти детали стоят около 0,50 долларов США каждая.

Таким образом, общая стоимость каждого из этих электродов, по моим оценкам, составляет: 0,24 доллара США за шайбу, около 0,36 доллара США за метр многожильного провода (он более гибкий, чем одножильный провод) и 0,50 доллара США за разъем 3,5 мм. Это 1,10 доллара за детали, что является хорошим снижением по сравнению с коммерчески доступными электродами, ссылка на которые приведена в верхней части этого поста.

Но работают ли мои самодельные электроды?

Самодельные электроды для ЭКГ

Как обсуждалось в моем предыдущем посте, мне всегда нравится начинать тестирование с измерения ЭКГ. Поскольку сигналы сердца очень сильны, это простой способ убедиться, что ваша система ЭЭГ (и электроды ЭЭГ) в какой-то степени работает. Итак, я достал свой тюбик с проводящей пастой Ten20 и прикрепил электрод к запястью. Я прикрепил один электрод к левому запястью, а другой к правому запястью.

Насколько хорошо они приклеились? Ну, не так хорошо, как самоклеящиеся одноразовые электроды ЭКГ. Но площадь поверхности этих липких электродов ЭКГ ОГРОМНА, поэтому, конечно, мои маленькие электроды тоже не будут прилипать. Однако, учитывая, насколько маленькими были мои электроды, я думаю, что они достаточно хорошо держались. Я думаю, что большая дыра в середине стиралки не поможет. Если бы она была твердой, я думаю, что эти электроды держались бы лучше. Я вспомню об этом, когда пойду делать свой следующий набор самодельных электродов.

Как только я прикрепил электроды к своим запястьям, я подключил их к своей плате OpenBCI и, как обычно, заставил Arduino передавать данные на мой компьютер. Пример данных ЭКГ с этих электродов показан ниже. Я показываю 6 ударов сердца. Как видите, и острые зубцы R, и широкие зубцы T очень четкие. Амплитуда ЭКГ аналогична той, что я показал вчера в своем посте, когда использовал настоящие электроды ЭКГ. Итак, хотя моя трассировка сигнала выглядит немного более шумной, чем вчера, я бы сказал, что это успешный тест!

Самодельные электроды для ЭЭГ 9

Поскольку мне удалось снять ЭКГ, я сделал следующий шаг и использовал самодельные электроды для получения некоторых сигналов ЭЭГ.

Следуя упрощенной версии моей предыдущей процедуры, я поместил один электрод на макушку возле Cz и один на левую сторону головы возле C3. Как видно на фото, точно разместить электроды на собственной голове очень сложно. Оглядываясь назад, кажется, что тот, что на моей макушке, был слишком далеко вперед для Cz, а тот, что на моей голове, был слишком далеко назад и слишком низко для C3. В любом случае, они должны быть достаточно хороши, чтобы записать *что-то*, так что давайте посмотрим, что у меня получилось.

Используя свою электронику OpenBCI, я начал записывать данные из своего мозга. Я провел некоторое время с закрытыми глазами, чтобы генерировать альфа-волны (задний доминантный ритм), я провел некоторое время с открытыми глазами и расслабленной правой рукой и кистью (надеюсь, чтобы генерировать Мю-волны), и я провел некоторое время с открытыми глазами. и моя правая рука сжимается и разжимается. Результаты представлены ниже в виде спектрограммы. К сожалению, не очень ясно, где проходят границы между этими разными действиями, поэтому неясно, что мы *должны* видеть. Мы ясно видим альфа-волны, вызванные тем, что мои глаза закрыты. В середине графика мы также можем увидеть некоторые волны Мю, но они очень слабые. Я бы сказал, что эти результаты хороши для Альфы и плохи для Мю.

Чтобы добиться лучших результатов, я передвинул самодельный электрод, который был сбоку от моей головы. Я переместил его немного выше, чтобы быть ближе к тому месту, где должен быть C3. Затем я повторил свои записи. На этот раз я нажал кнопку на своем компьютере, чтобы отметить границу между каждым действием, чтобы упростить анализ после тестирования. Выяснилось, что простое нажатие кнопки вызвало дрожание проводов ЭЭГ, что проявляется в виде артефактов в данных. Это дает понять, когда я изменил свою деятельность. См. результаты ниже.

Как и раньше, альфа-волны достаточно четкие. Однако на этот раз я действительно думаю, что вижу волны Му в те периоды, когда мои глаза были открыты, а кисть и рука расслаблены. Затем, когда я двигал рукой, мне кажется, что я вижу, что Мю-волны уходят. Это именно то, что должно произойти! В конце, когда я снова расслабляюсь, я думаю, что интересно, что моим волнам Мю требуется некоторое время, чтобы вернуться. Очевидно, я не очень хорошо умею расслабляться. Меня это не сильно удивляет. Я могу быть весьма возбудимым… особенно когда я ВЗЛОМАЮ ЭЭГ!

Самодельные электроды кажутся хорошими!

Итак, во втором тесте я очень доволен своими самодельными электродами. Сигналы, которые я записал, были довольно хорошими. Было много шума 60 Гц (не показано на этих графиках), но это могло быть связано с тем, что я не использовал традиционное подключение третьего электрода (по-разному называемое «смещением», «ведомой землей» или «ведомой правой ногой») для этих записи. Я также чувствовал, что эти электроды не так надежно прилегают к моей голове, как золотые электроды, которые я использовал ранее. Я думаю, что липкость можно улучшить, используя кусок металла с большей площадью поверхности… может быть, обычную плоскую шайбу вместо тонкой стопорной шайбы. Тем не менее, примерно по доллару за электрод, я думаю, что результаты чертовски хороши. Я рад.

Как насчет вас… вы раньше делали свои собственные электроды? Как ты сделал это? Они работали?


Последующие действия: дополнительные графики и обсуждение данных приведены в этом посте
. Последующие действия: хотите увидеть мои данные из этого эксперимента? Загляните на мой гитхаб!

Руководство по запеканию и хранению сварочных электродов

Мне кажется, что это одна из тех тем, которые часто упускают из виду новички в сварке. Приступая к сварке, нужно многому научиться, и среди всей прочей информации люди часто упускают из виду как правильно хранить электроды . Если вы не будете соблюдать меры предосторожности при хранении стержней, это может привести к некачественным сварным швам, и вы можете даже не понять, в чем причина. Давайте рассмотрим основы правильного хранения сварочных электродов.

Если вы научитесь правильно хранить электроды, это поможет вам сэкономить деньги. Это может значительно увеличить срок службы и качество электрода в долгосрочной перспективе. Вы всегда должны получать только то количество электродов, которое вам нужно, особенно если у вас нет электродной печи для хранения большего количества. Если вы начнете свой сварочный путь с обращения с электродами, это может сделать вашу жизнь намного проще.

ПОЧЕМУ НУЖНО ПРАВИЛЬНО ХРАНИТЬ ЭЛЕКТРОДЫ?

Содержимое

Прежде чем мы продолжим разговор о том, как правильно хранить удилища, важно понять, почему нам нужно соблюдать осторожность при их хранении. Прямой ответ — обеспечить надлежащий окончательный сварной шов.

Большинство электродов должны храниться в сухом месте , и при контакте с водой или влагой качество сварки уже не будет таким же, как в сухом состоянии. Они могут привести к растрескиванию сварного шва и пористости, а также повлиять на другие факторы, такие как характеристики дуги.

Стержни с низким содержанием водорода, такие как 7018, особенно восприимчивы к влаге и влажности и могут привести к довольно неприятным последствиям, таким как водородное растрескивание, поверхностное растрескивание, поверхностная пористость и шероховатость поверхности сварного шва. Эти проблемы усугубляются при работе с более твердыми металлами, поскольку они изначально более хрупкие, а чрезмерная влага в сварочных стержнях может усугубить эту проблему, а также привести к пористости или растрескиванию под поверхностью.

Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть, как вода влияет на 7018 9стержни 0145. Мне очень понравилось видео, и я думаю, что нам всем есть чему поучиться.

Подводя итог, вы должны быть очень осторожны при хранении электродов. Вам необходимо хранить их в сухом и жарком месте, особенно если вы имеете дело с электродами с низким содержанием водорода , так как они более чувствительны к влаге. Правильное хранение удилищ может значительно увеличить срок их службы. Вам не нужно вкладывать деньги в дорогую печь с большими электродами, есть много вариантов. Даже если ваши электроды соприкасаются с водой, вы можете повторно высушить их, чтобы они вернулись в исходное состояние. Кроме того, каждый электрод имеет разные настройки температуры и времени повторной сушки. Вся эта информация может быть довольно пугающей, но если вы с самого начала примете некоторые меры предосторожности, у вас не возникнет никаких проблем.

Сравнение беспроводной системы ЭЭГ с сухим электродом и традиционной проводной ЭЭГ-системы с мокрым электродом для клинического применения

Сравнение беспроводной системы ЭЭГ с сухим электродом и традиционной проводной ЭЭГ-системы с мокрым электродом для клинического применения

Скачать PDF

Скачать PDF

• Артикул
• Открытый доступ
• Опубликовано: 23 марта 2020 г.

• Герман Хинрихс ^1,2,3,4,7 ,
• Михаэль Шольц ¹ ,
• Энн Катрин Баум ¹ ,
• Юлия В.Ю. Кам ORCID: orcid.org/0000-0002-2369-2148 ⁵ ,
• Роберт Т. Найт ^5,6 и
• …
• Ханс-Йохен Хайнце ^1,2,3,4  

Научные отчеты том 10 , Номер статьи: 5218 (2020) Процитировать эту статью

• 19 тыс. обращений

• 53 Цитаты

• 7 Альтметрический

• Сведения о показателях

Субъекты

• Когнитивное старение
• Эпилепсия
• Инсульт

Abstract

Запись электроэнцефалограммы (ЭЭГ) с сухим электродом в сочетании с беспроводной передачей данных предлагает инструмент, альтернативный традиционным системам ЭЭГ с влажным электродом. Однако остается вопрос, сравнимо ли качество сигнала записи с сухим электродом с записью с мокрым электродом в клиническом контексте. Мы записали ЭЭГ в состоянии покоя (рЭЭГ), зрительные вызванные потенциалы (ЗВП) и зрительный Р300 (Р3) у 16 ​​здоровых добровольцев (возрастной диапазон: 26–79 лет).лет) и 16 неврологических пациентов с субъективными нарушениями памяти (возрастной диапазон: 50–83 года). Каждый испытуемый участвовал в двух записях в разные дни, одна с 19 сухими электродами, а другая с 19 мокрыми электродами. Они сообщили о своей предпочтительной системе ЭЭГ. Сравнение записей rsEEG проводилось качественно путем независимой визуальной оценки двумя неврологами, которые не знали об используемой системе ЭЭГ, и количественно путем спектрального анализа rsEEG. Зрительный вызванный потенциал P100 (VEP) и связанный с событием потенциал P3 (ERP) сравнивали с точки зрения латентности, амплитуды и предстимульного шума. Большинство испытуемых предпочитали гарнитуру с сухими электродами. Оба невролога сообщили, что все кривые rsEEG были сопоставимы между гарнитурами с влажными и сухими электродами. Абсолютная мощность альфа и бета во время отдыха статистически не отличалась между двумя системами ЭЭГ (p > 0,05 во всех случаях). Однако мощность Тета и Дельта была немного выше при использовании сухих электродов (p = 0,0004 для Тета и p < 0,0001 для Дельта). Для ERP средние латентности и амплитуды P100 VEP и P3 ERP показали сопоставимые значения (p > 0,10 во всех случаях) с аналогичным пространственным распределением как для влажных, так и для сухих электродных систем. Эти результаты свидетельствуют о том, что качество сигнала, простота настройки и портативность ЭЭГ-гарнитуры с сухими электродами, используемой в нашем исследовании, соответствуют потребностям клинического применения.

Введение

Качество записи электроэнцефалограммы (ЭЭГ) скальпа в решающей степени зависит от соединения между входом усилителя и поверхностью кожи. Влажные электроды, которые основаны на проводящем геле, гарантирующем низкий уровень импеданса (<10 кОм), остаются золотым стандартом для клинических записей. Однако запись ЭЭГ с помощью влажных электродов требует истирания кожи, нанесения геля, оптимизации импеданса и очистки после записи, что требует времени. Поэтому для установки и регистрации ЭЭГ с мокрым электродом рекомендуется использовать обученных специалистов по ЭЭГ (например, см. 9).0487 1,2,3 ). Однако это представляет собой препятствие для реализации диагностических стратегий, предлагающих заменить записи ЭЭГ в клинике или кабинете врача на записи ЭЭГ на дому у пациента, что экономит время и деньги, а также улучшает здоровье и комфорт пациента ^4,5 .

Для надежной записи ЭЭГ в домашних условиях электроды должны легко накладываться и обеспечивать стабильное качество данных в течение длительных сеансов записи. Те же стандарты применимы и к другим приложениям, включая повторные записи ЭЭГ в контексте нейрореабилитации. Что касается первой ключевой проблемы, сухие электроды не требуют истирания кожи, нанесения геля или обученного специалиста; поэтому они могут быть полезны для записи ЭЭГ в домашних условиях. В отличие от этого, наложение влажных электродов может занять больше времени, и их установка плохо переносится пациентами в течение более длительных периодов записи отчасти из-за напряжения и дискомфорта, создаваемых эластичными ремнями для подбородка, которые плотно соединены, чтобы удерживать насадку ЭЭГ на месте. . Что касается второй проблемы, влажные электроды имеют тенденцию к снижению качества сигнала через несколько часов, когда проводящий гель высыхает, что не соответствует требованию стабильности качества данных 9.0487 1,2,6,7 . Для более длительных периодов записи обычно применяется модифицированный вариант мокрых электродов, при котором электроды приклеиваются к коже с помощью коллодия. Этот метод поддерживает качество сигнала в течение длительных периодов времени при условии, что проводник электрода периодически пополняется ⁸ . Однако с практической точки зрения эта процедура еще менее подходит для домашних записей по сравнению с обычными мокрыми электродами. Напротив, учитывая, что сухие электроды не требуют нанесения геля, их качество сигнала сохраняется в течение более длительных периодов времени.

Недавно были предложены системы ЭЭГ с сухими электродами (см. ² для обзора и ^9,10,11 для сравнения различных устройств в отношении исследовательских приложений) в качестве альтернативы как для клинического, так и для домашнего мониторинга, как а также применения в реальных жизненных ситуациях, например, во время занятий спортом ^3,12,13 . В большинстве этих разработок используется пучок из одного и более 20 токопроводящих контактов на электрод, где контакты покрыты серебром, золотом или никелем 9.0487 1,3,6,14,15,16,17,18,19,20,21,22 . Большинство разработок были мотивированы концепциями интерфейса мозг-компьютер (BCI), а не клиническими потребностями. Большинство приведенных устройств, за исключением систем, представленных в ^1,6,22 , не включали в себя все 21 электрод системы 10–20, что требуется для клинических применений. Международная федерация клинической нейрофизиологии ^23,24 определила анатомическое расположение этих 21 электродов, равномерно покрывающих кожу головы человека, и рекомендовала эту установку для клинических записей ЭЭГ. Еще одним практическим соображением использования сухих электродов является его сертификация Communauté Européenne (CE) , организация, которая сертифицирует медицинское устройство только в том случае, если оно соответствует правилам Европейского Союза. Эта сертификация является обязательной для медицинского применения, но не упоминается в вышеупомянутых публикациях.

Учитывая, что сухие электроды размещаются на коже без нанесения геля, сухая система ЭЭГ обычно приводит к большему импедансу по сравнению с влажными системами ЭЭГ с электродами, для которых требуется проводящий гель ^25,26 . На сегодняшний день несколько исследований напрямую сравнивали качество данных между этими двумя системами ^{6,11,18,21,27} . Остается открытым вопрос, может ли качество сигнала сухих электродов, используемых в нашем исследовании, соответствовать качеству мокрых электродов в контексте клинических применений, то есть с участием неврологических пациентов. Если это так, это будет поддерживать клинические, офисные и домашние приложения для мониторинга многоканальной сухой системы ЭЭГ, используемой в нашем исследовании.

Здесь мы сравниваем недавно разработанную сертифицированную СЕ головку для ЭЭГ с сухими электродами и встроенной беспроводной передачей данных с традиционной системой записи ЭЭГ с влажными и проводными электродами, используемой в обычных клинических условиях. ЭЭГ в состоянии покоя (rsEEG), а также два типа связанных с событиями потенциалов (ERP) были зарегистрированы у группы здоровых добровольцев, а также у пациентов с субъективными нарушениями памяти (SMI), которые были направлены из клиники деменции в Магдебургский неврологический центр. Клиника. Сравнение влажных и сухих систем ЭЭГ включало в себя отчет испытуемых об уровне их комфорта с гарнитурами, процент артефактных сегментов, исключенных из анализа, визуальную оценку rsEEG опытными неврологами, не имеющими представления об используемых системах ЭЭГ, количественные измерения спектральной мощности rsEEG, а также измерения амплитуды и латентности ERP.

Чтобы убедиться, что система электродов сухой ЭЭГ измеряет именно то, для чего она предназначена, а именно ЭЭГ, мы проверили достоверность этой системы, сравнив качество ее сигнала с современной системой влажной ЭЭГ. Сопоставимое качество сигнала между двумя системами свидетельствует о достоверности конструкции сухой системы ЭЭГ. Это важная предпосылка для поддержки будущего клинического, офисного и домашнего мониторинга. Мы предположили, что (i) качество сигнала системы ЭЭГ с сухим электродом было сравнимо с обычной клинической системой регистрации ЭЭГ с мокрыми электродами как у здоровых добровольцев, так и у неврологических пациентов по всем зарегистрированным параметрам, включая активность rsEEG с закрытыми глазами и задачи, генерирующие ERP, и (ii) здоровые добровольцы и неврологические пациенты воспринимали сухую систему ЭЭГ, по крайней мере, так же, как и обычную влажную систему ЭЭГ.

Методы

Субъекты

Шестнадцать субъектов, которые на момент регистрации были здоровы (возраст = средний: 42,3 года, диапазон: 26–79 лет) и 16 пациентов (возраст = средний: 71,0 год, диапазон: 50–83). лет) были включены в исследование. Пациенты сообщали о субъективном нарушении памяти (SMI), но, за исключением двух, не соответствовали баллам по шкале Mini Mental State Examination (MMSE) для легкого когнитивного нарушения. О сопутствующих заболеваниях не сообщалось. Здоровые испытуемые были набраны из числа студентов и сотрудников Магдебургского университета и родственников пациентов с ТПЗ. Больных с ТПЗ направляли из клиники деменции в неврологическое отделение. Субъекты были включены только в том случае, если они были в состоянии понять процесс получения согласия. Никаких дополнительных критериев исключения не применялось. Текущий эксперимент был проведен в рамках клинического исследования и был одобрен локальным комитетом по этике Университета Отто-фон-Герике. Все субъекты дали информированное согласие. Данные об остроте зрения и слуха были недоступны, но все участники смогли прочитать информационный лист и понять словесные инструкции.

Экспериментальные процедуры

Все записи проводились в одной и той же комнате неврологического отделения Магдебургского университета примерно в одно и то же время суток (прямо до или после полудня). Каждый сеанс записи включал последовательность из четырех компонентов, в которых испытуемые находились в вертикальном положении: ЭЭГ в состоянии покоя (рЭЭГ) с открытыми глазами (2 мин, чтобы испытуемые ознакомились с ситуацией записи), рЭЭГ с закрытыми глазами (5 мин). , задача визуального внимания, которая вызвала визуальный вызванный потенциал P100 (VEP), и задача обнаружения визуальной цели, которая вызвала компонент ERP P3. Каждый испытуемый участвовал в двух сеансах записи, один с использованием обычной гарнитуры с мокрым и проводным электродом, а второй с использованием гарнитуры с сухим и беспроводным электродом. Последовательность двух сеансов была рандомизирована и уравновешена между субъектами, с максимальным интервалом между сеансами записи в одну неделю.

Все записи были сделаны главным фельдшером неврологической университетской клиники с многолетним клиническим опытом ЭЭГ (запись как рЭЭГ, так и вызванных потенциалов). Впоследствии все ЭЭГ были визуально проверены и оценены ЭЭГ-неврологами с большим клиническим опытом ЭЭГ. Качество сигнала дополнительно проверяли с помощью процедуры автоматического обнаружения артефактов, как описано ниже.

Барри и др. . ²⁸ и Стаба ²⁹ показали, что rsEEG с открытыми глазами в первую очередь отражает корковую обработку зрительной информации. Эти процессы могут различаться между двумя сеансами записи и, таким образом, приводить к вариациям, не связанным с типом системы ЭЭГ. Поэтому мы представляем только результаты rsEEG, записанные при закрытых глазах.

Кроме того, мы также сообщаем о времени, которое потребовалось для установки двух типов гарнитур, включая размещение электродов.

Запись ЭЭГ с использованием мокрых электродов

Для референтной записи ЭЭГ всех 19Пассивные электроды Ag/AgCl по международной системе 10–20 (FP1, FP2, F7, F3, Fz, F4, F8, T3, C3, Cz, C4, T4, T5, P3, Pz, P4, T6, O1 и O2 согласно Jasper и коллегам (1958) ²⁴ плюс билатеральные сосцевидные отростки, которые располагались на левой и правой мочках уха. Входной импеданс усилителя ЭЭГ > 100 МОм.Частота среза 0 Гц (-3 дБ) и оцифрована с частотой дискретизации 256 Гц (разрешение 16 бит, младший значащий бит (LSB) 0,5 мкВ, шум с укороченными входами <2,5 мкВ от пика к пику).

Для размещения электродов и записи ЭЭГ испытуемых усаживали в удобное кресло. Коммерческий колпачок ЭЭГ (резиновая сетка, также известная как колпачок Шрётера, см. рис. 1) использовался для ручного размещения каждого из влажных электродов в соответствии с анатомическими положениями в соответствии с системой из 10–20 электродов (ссылка 9).0487 24 , см. ³⁰ для получения дополнительной информации). Специалист по ЭЭГ выбрал из трех возможных размеров кепку, которая лучше всего подходит для головы конкретного субъекта. Следуя рекомендациям ³¹ , при использовании этой процедуры можно ожидать среднюю точность около 4 мм по сравнению с координатами, определенными с помощью лазерно-оптической процедуры в этом исследовании.

Гарнитуры ЭЭГ. Слева: сухая и беспроводная система ЭЭГ: гарнитура F1 с электродами Ag. Модуль в верхней части гарнитуры содержит все блоки для обработки, хранения и передачи сигналов ЭЭГ. На вставке показан сухой электрод, установленный на каждом из 19 отверстий.10–20 электродных позиций. Справа: влажная и проводная система ЭЭГ: регистрирующая сеть Inomed с электродами Ag/AgCl.

Полноразмерное изображение

Запись ЭЭГ с использованием сухих электродов

Недавно разработанная сертифицированная CE сухая гарнитура ЭЭГ F1 (Nielsen TeleMedical, Магдебург/Германия) состоит из 19 сухих электродов, магнитно прикрепленных к гарнитуре, которая подключена к модулю, как показано на рисунке. на рис. 1. От субъекта, показанного на этом рисунке, было получено информированное согласие на публикацию с идентифицирующей информацией или изображениями в онлайн-публикации с открытым доступом. Этот модуль включает в себя плату с усилителем и электроникой оцифровки, что позволяет осуществлять беспроводную передачу сигнала на базовую станцию; однако в качестве альтернативы он может хранить до 24 часов данных ЭЭГ на встроенном чипе флэш-памяти, что делает возможной полную мобильность в домашних условиях записи.

Регистрирующая система состоит из сухих электродов с двумя подпружиненными серебряными штифтами на каждый электрод (см. также ^19,22,32 для аналогичных решений). Штифты доступны в двух вариантах длины (12 и 15 мм) для различных форму головы и объем волос, тем самым избегая необходимости в подбородочном ремешке. Установка с двумя штифтами на электрод соответствует результатам предыдущего исследования ³² , в котором систематически оценивались различные конструкции сухих электродов, отличающиеся количеством штифтов (называемых в их статье «пальцами») на электрод. Эти авторы пришли к выводу, что «более редкое расположение пальцев более устойчиво к различным вариантам использования и более эффективно проникает сквозь волосы на коже головы».

ЭЭГ регистрировали с 19 упомянутых выше обычных позиций с 10–20 сухими электродами, а также с дополнительными Ag-электродами на левом и правом сосцевидных отростках, которые располагались на скальпе (т. е. сзади, но не на мочках ушей) с помощью одноразовой наклейки. Заземляющий электрод и электрод сравнения располагались вблизи Fpz. На каждом участке электрода (кроме сосцевидного отростка) двойной подпружиненный серебряный штифт регистрировал сигналы ЭЭГ. Входной импеданс усилителя по постоянному току составляет 500 МОм, что соответствует высокому импедансу электродов, ожидаемому от сухих электродов, и среднему импедансу около 500 кОм, зафиксированному в этом исследовании (см. результаты). Чтобы свести к минимуму шум окружающей среды, мешающий сбору данных (например, близлежащие движущиеся объекты), гарнитура полностью пассивно экранирована. Кроме того, система оснащена активной петлей обратной связи через заземляющий электрод. После аналоговой фильтрации нижних частот (9частота среза 5 кГц) и передискретизация с частотой 1 МГц на канал, сигналы были подвергнуты цифровой низкочастотной фильтрации с частотой среза 130 Гц (-3 дБ) и, наконец, дискретизированы до 500 Гц на канал (цифровое разрешение 24 бита, LSB 0,04 мкВ, шум с укороченными входами <2,0 мкВ от пика до пика).

Размещение сухого электрода и запись проводились с использованием того же кресла, что и ранее. Гарнитура с сухими электродами F1 была установлена ​​на голове испытуемого тем же специалистом по ЭЭГ, который выполнял запись влажной ЭЭГ. Гарнитура F1 доступна в трех разных размерах для разных размеров головы. После его применения массив относительных положений электродов предопределяется соответствующей рамкой, удерживающей электроды, что позволяет избежать смещения отдельных электродов. Однако может иметь место систематическая ошибка в несколько мм, влияющая на все электроды, что также может произойти с влажными электродными колпачками с фиксированным расположением электродов.

Опросник для оценки принятия субъектами ЭЭГ-гарнитур

Всем субъектам было предложено оценить уровень комфорта и удобство использования влажных и сухих систем ЭЭГ. Для этого они заполняли письменную анкету после записи. Как показано в Таблице 1, большинство испытуемых высказались за сухую ЭЭГ-гарнитуру F1. Это относится к примерно 20-минутной записи для каждого пациента и гарнитуры (включая перерывы между четырьмя компонентами). Однако, учитывая, что несколько испытуемых выразили дискомфорт по поводу заострения штифтов в сухих электродах в конце записи, возник вопрос, будет ли в случае более длительных периодов записи (как ожидается в домашних записях) гарнитура с влажными электродами будет работать. быть выгодным. Чтобы решить эту проблему, мы набрали дополнительно 22 пациента и 20 здоровых добровольцев (общий средний возраст 46,7 лет, 25 женщин) и попросили их надеть как сухие, так и влажные гарнитуру/шапочку с электродами в течение одного часа (согласно тому же стандарту). опытный специалист во всех случаях). После 20-, 30- и 60-минутных интервалов испытуемые оценивали уровень комфорта по шкале Лайкерта от 1 (невыносимо) до 7 (не замечал). Уровень комфорта при использовании двух гарнитур также был задокументирован по той же шкале. Две гарнитуры применялись в разные дни в течение недели примерно в одно и то же время суток. Последовательность была рандомизирована и сбалансирована между двумя группами субъектов. В этом случае мы измерили время наложения наушников, включая подготовку электродов.

Полноразмерная таблица

Задача визуального обнаружения целей (P3 ERP)

Субъекты выполнили эксперимент по визуальному обнаружению целей. В парадигме обнаружения цели испытуемым предъявляли случайную последовательность из 60 синих или зеленых лягушек (горизонтальный угол обзора 7,5 градусов) с частотой 20% (синий/целевой стимул) и 80% (зеленый/стандартный стимул). См. рис. 2A для иллюстрации экспериментальной парадигмы. Используемые стимулы синей и зеленой лягушки были комплиментами Nielsen Consumer Neuroscience33.

( A ) Парадигма задачи обнаружения цели (P3): Зеленая/синяя лягушка представляет стандартный/целевой стимул с частотой появления 80/20%. Изображения лягушек предоставлены Nielsen Consumer Neuroscience. ISI = интервал между стимулами; SOA = асинхронность начала стимула. ( B ) Задача визуального внимания: Стимул шахматной доски для получения ЗВП P100.

Изображение в полный размер

Субъектам было приказано нажимать кнопку компьютерной мыши, когда они видели цель: синюю лягушку. Нажатие кнопки должно происходить в течение 100–800 мс после начала стимула, чтобы его можно было включить в последующие анализы. Длительность стимула 0,9с с асинхронностью начала стимула (SOA) 1,8  с. Задача длилась 108 секунд. Поскольку пациенты, как правило, не могли выполнять более длительные экспериментальные задачи, мы выбрали эту короткую версию задачи обнаружения цели. Для сопоставимости мы установили одинаковую продолжительность как для пациентов, так и для контрольной группы.

Задание на зрительное внимание (P1 VEP)

Прямоугольная сетка размером 18 × 12 чередующихся черных и белых квадратов в шахматном порядке (горизонтальный угол всего экрана 26,5 градусов, см. рис. 2B) с инвертированием черного и белого цветов через каждые 0,6 с (т.е. SOA = 0,6 с) было представлено на экране компьютера, чтобы выявить P1 VEP. Это наиболее часто используемая задача в клинических условиях для выявления ЗВП. Испытуемых просили не сводить глаз с фиксационного креста, расположенного в центре экрана. Задача состояла из 200 разворотов паттерна и длилась 120 секунд.

Обработка данных

Вся числовая обработка была выполнена с использованием Matlab версии R2015b ( The Mathworks ).

Все методы были выполнены в соответствии с соответствующими руководствами и правилами.

Повторная привязка

Данные ЭЭГ в состоянии покоя (rsEEG) были повторно привязаны к общему среднему эталону на основе всех 19 электродов в положении 10–20. Для обеих зрительных задач данные ЭЭГ были повторно привязаны к среднему значению электродов Т3 и Т4. ERP P3 обычно относятся к сосцевидным электродам ³⁴ . Однако, учитывая, что в нашем эксперименте расположение сосцевидных электродов немного отличалось между двумя регистрирующими системами (как описано выше), между двумя системами могли бы возникнуть систематические различия, если бы мы использовали сосцевидные электроды в качестве эталона. Поэтому мы изменили эту стандартную ссылку на среднее значение электродов Т3/Т4, что привело к небольшому изменению топографии Р3. Важно отметить, что эта схема привязки была реализована в обеих системах, что делает результаты сопоставимыми.

Обнаружение артефактов и спектральный анализ

Перед выполнением любой процедуры обнаружения или удаления артефактов каждая кривая ЭЭГ подвергалась обработке фильтром верхних частот на частоте 1 Гц и режекторным фильтром на частотах 50 Гц и 100 Гц для удаления линейного шума. Затем артефакты идентифицировали с помощью порогового критерия, применяемого к разностному сигналу (т. е. сумма абсолютных разностей (SAD)), рассчитанного по временному окну 0,5 с и порогу 8 мВ/с. Эти артефакты могли нарушить процедуру удаления ЭОГ (см. ниже) и поэтому были заменены нулями только для этой процедуры, после чего были восстановлены значения исходного сигнала.

Мигание глаз определялось по сходству формы и топографии с предопределенным фиксированным шаблоном. На рЭЭГ, зарегистрированной при закрытых глазах, таких артефактов не было. Эпоха в 1500 мс была сосредоточена вокруг каждого события ЭОГ, увеличивая доминирование ЭОГ по сравнению с лежащей в основе ЭЭГ. Преобразование минимальной фракции шума (MNF) ^35,36 было применено ко всем каналам ЭЭГ той эпохи. Преобразование MNF выводит набор компонентов, которые различаются по отношению сигнал/шум, где шум в данном случае отражает ЭЭГ. После удаления компонента с наибольшим отношением сигнал/шум обратная МНФ приводит к исходному сигналу с практически удаленным артефактом ЭОГ.