Le choix de l'électrode pour le soudage SMAW dépend d'un certain nombre de facteurs, notamment du matériau de soudure, de la position de soudage et des propriétés de soudure souhaitées. L'électrode est recouverte d'un mélange métallique appelé flux, qui dégage des gaz lors de sa décomposition pour éviter la contamination de la soudure, introduit des désoxydants pour purifier la soudure, provoque la formation de scories protectrices de soudure, améliore la stabilité de l'arc et fournit des éléments d'alliage pour améliorer la qualité de la soudure. Les électrodes peuvent être divisées en trois groupes : celles conçues pour fondre rapidement sont appelées électrodes « à remplissage rapide », celles conçues pour se solidifier rapidement sont appelées électrodes « à congélation rapide » et les électrodes intermédiaires sont appelées électrodes « à remplissage-congélation » ou « à suivi rapide ». Les électrodes à remplissage rapide sont conçues pour fondre rapidement afin que la vitesse de soudage puisse être maximisée, tandis que les électrodes à congélation rapide fournissent un métal d'apport qui se solidifie rapidement, ce qui rend le soudage dans diverses positions possible en empêchant le bain de soudure de se déplacer de manière significative avant de se solidifier.
La composition du noyau de l'électrode est généralement similaire et parfois identique à celle du matériau de base. Mais même si un certain nombre d'options possibles existent, une légère différence dans la composition de l'alliage peut avoir un impact important sur les propriétés de la soudure obtenue. Cela est particulièrement vrai pour les aciers alliés tels queAciers HSLADe même, des électrodes de compositions similaires à celles des matériaux de base sont souvent utilisées pour souder des matériaux non ferreux comme l'aluminium et le cuivre. Cependant, il est parfois souhaitable d'utiliser des électrodes dont les matériaux de base sont sensiblement différents de ceux du matériau de base. Par exemple, les électrodes en acier inoxydable sont parfois utilisées pour souder deux pièces en acier au carbone et sont souvent utilisées pour souder des pièces en acier inoxydable avec des pièces en acier au carbone.
Les revêtements d’électrodes peuvent être constitués d’un certain nombre de composés différents, notammentrutile, fluorure de calcium, celluloseet de la poudre de fer. Les électrodes rutiles, revêtues de 25 à 45 % de TiO2, se caractérisent par leur facilité d'utilisation et la bonne apparence de la soudure obtenue. Cependant, elles créent des soudures à forte teneur en hydrogène, ce qui favorisefragilisationet la fissuration. Les électrodes contenant du fluorure de calcium (CaF2), parfois appelées électrodes basiques ou à faible teneur en hydrogène, sonthygroscopiqueet doivent être stockées dans des conditions sèches. Elles produisent des soudures solides, mais avec une surface de joint grossière et de forme convexe. Les électrodes recouvertes de cellulose, en particulier lorsqu'elles sont combinées avec du rutile, permettent une pénétration profonde de la soudure, mais en raison de leur teneur élevée en humidité, des procédures spéciales doivent être utilisées pour éviter tout risque excessif de fissuration. Enfin, la poudre de fer est un additif de revêtement courant qui augmente la vitesse à laquelle l'électrode remplit le joint de soudure, jusqu'à deux fois plus vite.
Pour identifier les différentes électrodes, l'American Welding Society a établi un système qui attribue aux électrodes un numéro à quatre ou cinq chiffres. Les électrodes enrobées en acier doux ou faiblement allié portent le préfixe E, suivi de leur numéro. Les deux ou trois premiers chiffres du numéro précisent la résistance à la traction du métal soudé, en millierslivres par pouce carré(ksi). L'avant-dernier chiffre identifie généralement les positions de soudage autorisées avec l'électrode, en utilisant généralement les valeurs 1 (normalement des électrodes à congélation rapide, impliquant le soudage dans toutes les positions) et 2 (normalement des électrodes à remplissage rapide, impliquant uniquement le soudage horizontal). Le courant de soudage et le type de revêtement de l'électrode sont spécifiés par les deux derniers chiffres ensemble. Le cas échéant, un suffixe est utilisé pour désigner l'élément d'alliage apporté par l'électrode.
Les électrodes courantes comprennent l'E6010, une électrode à congélation rapide et toutes positions avec une résistance à la traction minimale de 60 ksi (410Mpa) qui fonctionne avec DCEP. L'E6011 est similaire, sauf que son revêtement de flux lui permet d'être utilisé avec du courant alternatif en plus du DCEP. L'E7024 est une électrode à remplissage rapide, utilisée principalement pour réaliser des soudures plates ou horizontales en utilisant le courant alternatif, le DCEN ou le DCEP. Les exemples d'électrodes à remplissage-gel sont les E6012, E6013 et E7014, qui offrent toutes un compromis entre des vitesses de soudage rapides et le soudage toutes positions.
Variations de processus
Bien que le SMAW soit presque exclusivement un procédé de soudage à l'arc manuel, il existe une variante notable du procédé, connue sous le nom de soudage par gravité ou soudage à l'arc par gravité. Il s'agit d'une version automatisée du procédé traditionnel de soudage à l'arc sous électrode blindée, utilisant un porte-électrode fixé à une barre inclinée sur toute la longueur de la soudure. Une fois démarré, le processus se poursuit jusqu'à ce que l'électrode soit épuisée, ce qui permet à l'opérateur de gérer plusieurs systèmes de soudage par gravité. Les électrodes utilisées (souvent E60}27 ou E7024) sont fortement enduites de flux et mesurent généralement 71 cm (28 pouces) de longueur et environ 6,35 mm (0,25 pouce) d'épaisseur. Comme dans le SMAW manuel, une alimentation de soudage à courant constant est utilisée, avec un courant continu à polarité négative ou un courant alternatif. En raison de l'augmentation de l'utilisation de procédés de soudage semi-automatiques tels que le soudage à l'arc avec fil fourré, la popularité du soudage par gravité a diminué car son avantage économique par rapport à ces méthodes est souvent minime. D'autres méthodes apparentées au SMAW, encore moins fréquemment utilisées, comprennent le soudage par pétards, une méthode automatique de réalisation de soudures bout à bout et d'angle, et le soudage par électrodes massives, un procédé de soudage de composants ou de structures de grande taille qui peut déposer jusqu'à 27 kg (60 lb) de métal de soudure par heure.
