Lựa chọn điện cực cho SMAW phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm vật liệu hàn, vị trí hàn và đặc tính mối hàn mong muốn. Điện cực được phủ một hỗn hợp kim loại gọi là thuốc hàn, giải phóng khí khi phân hủy để ngăn ngừa nhiễm bẩn mối hàn, đưa chất khử oxy vào để làm sạch mối hàn, tạo thành xỉ bảo vệ mối hàn, cải thiện độ ổn định của hồ quang và cung cấp các nguyên tố hợp kim để cải thiện chất lượng mối hàn. Điện cực có thể được chia thành ba nhóm - nhóm được thiết kế để nóng chảy nhanh được gọi là điện cực "làm đầy nhanh", nhóm được thiết kế để đông đặc nhanh được gọi là điện cực "làm đông nhanh" và nhóm điện cực trung gian được gọi là điện cực "làm đầy-làm đông nhanh" hoặc "làm theo nhanh". Điện cực làm đầy nhanh được thiết kế để nóng chảy nhanh để có thể tối đa hóa tốc độ hàn, trong khi điện cực làm đông nhanh cung cấp kim loại phụ đông đặc nhanh, giúp hàn ở nhiều vị trí khác nhau có thể thực hiện được bằng cách ngăn không cho vũng hàn dịch chuyển đáng kể trước khi đông đặc.
Thành phần của lõi điện cực thường tương tự và đôi khi giống hệt với thành phần của vật liệu cơ bản. Nhưng mặc dù có một số tùy chọn khả thi, một sự khác biệt nhỏ trong thành phần hợp kim có thể ảnh hưởng mạnh đến các đặc tính của mối hàn tạo ra. Điều này đặc biệt đúng đối với thép hợp kim nhưthép HSLA. Tương tự như vậy, các điện cực có thành phần tương tự như các điện cực của vật liệu cơ bản thường được sử dụng để hàn các vật liệu không chứa sắt như nhôm và đồng. Tuy nhiên, đôi khi người ta muốn sử dụng các điện cực có vật liệu lõi khác biệt đáng kể so với vật liệu cơ bản. Ví dụ, điện cực thép không gỉ đôi khi được sử dụng để hàn hai mảnh thép cacbon và thường được sử dụng để hàn các phôi thép không gỉ với các phôi thép cacbon.
Lớp phủ điện cực có thể bao gồm một số hợp chất khác nhau, bao gồmrutil, canxi florua, xenlulozơ, và bột sắt. Điện cực rutile, được phủ 25%–45% TiO2, được đặc trưng bởi tính dễ sử dụng và vẻ ngoài đẹp của mối hàn tạo ra. Tuy nhiên, chúng tạo ra mối hàn có hàm lượng hydro cao, khuyến khíchsự giònvà nứt. Các điện cực chứa canxi florua (CaF2), đôi khi được gọi là điện cực cơ bản hoặc điện cực hydro thấp, làhút ẩmvà phải được bảo quản trong điều kiện khô ráo. Chúng tạo ra mối hàn chắc chắn, nhưng có bề mặt mối hàn thô và lồi. Các điện cực được phủ xenluloza, đặc biệt là khi kết hợp với rutil, tạo ra mối hàn thâm nhập sâu, nhưng do hàm lượng ẩm cao nên phải sử dụng các quy trình đặc biệt để ngăn ngừa nguy cơ nứt quá mức. Cuối cùng, bột sắt là một chất phụ gia phủ phổ biến giúp tăng tốc độ điện cực lấp đầy mối hàn, nhanh gấp đôi.
Để xác định các điện cực khác nhau, Hiệp hội hàn Hoa Kỳ đã thiết lập một hệ thống chỉ định các điện cực bằng một số có bốn hoặc năm chữ số. Các điện cực được phủ bằng thép hợp kim nhẹ hoặc thấp có tiền tố E, theo sau là số của chúng. Hai hoặc ba chữ số đầu tiên của số chỉ định độ bền kéo của kim loại hàn, tính bằng nghìnpound trên inch vuông(ksi). Chữ số áp chót thường xác định các vị trí hàn được phép với điện cực, thường sử dụng các giá trị 1 (thường là điện cực đông nhanh, ngụ ý tất cả các vị trí hàn) và 2 (thường là điện cực làm đầy nhanh, ngụ ý chỉ hàn ngang). Dòng điện hàn và loại lớp phủ điện cực được chỉ định bằng hai chữ số cuối cùng cùng nhau. Khi áp dụng, một hậu tố được sử dụng để biểu thị nguyên tố hợp kim được điện cực đóng góp.
Các điện cực phổ biến bao gồm E6010, một điện cực đông nhanh, mọi vị trí với độ bền kéo tối thiểu là 60 ksi (410Mpa) được vận hành bằng DCEP. E6011 cũng tương tự, ngoại trừ lớp phủ thông lượng cho phép sử dụng với dòng điện xoay chiều ngoài DCEP. E7024 là điện cực điền đầy nhanh, chủ yếu được sử dụng để hàn phẳng hoặc hàn ngang bằng AC, DCEN hoặc DCEP. Ví dụ về điện cực điền đầy-đóng băng là E6012, E6013 và E7014, tất cả đều cung cấp sự thỏa hiệp giữa tốc độ hàn nhanh và hàn mọi vị trí.
Biến thể quy trình
Mặc dù SMAW hầu như chỉ là một quy trình hàn hồ quang thủ công, nhưng vẫn có một biến thể quy trình đáng chú ý, được gọi là hàn trọng lực hoặc hàn hồ quang trọng lực. Nó đóng vai trò là phiên bản tự động của quy trình hàn hồ quang kim loại được bảo vệ truyền thống, sử dụng giá đỡ điện cực gắn vào thanh nghiêng dọc theo chiều dài của mối hàn. Khi đã bắt đầu, quy trình tiếp tục cho đến khi điện cực hết, cho phép người vận hành quản lý nhiều hệ thống hàn trọng lực. Các điện cực được sử dụng (thường là E6027 hoặc E7024) được phủ nhiều chất trợ dung và thường dài 71 cm (28 in) và dày khoảng 6,35 mm (0,25 in). Giống như trong SMAW thủ công, nguồn điện hàn dòng điện không đổi được sử dụng, với dòng điện một chiều có cực âm hoặc dòng điện xoay chiều. Do việc sử dụng các quy trình hàn bán tự động như hàn hồ quang lõi thuốc ngày càng tăng, nên tính phổ biến của hàn trọng lực đã giảm vì lợi thế kinh tế của nó so với các phương pháp như vậy thường là tối thiểu. Các phương pháp khác liên quan đến SMAW thậm chí còn ít được sử dụng hơn bao gồm hàn pháo hoa, một phương pháp tự động để tạo mối hàn giáp mép và hàn góc, và hàn điện cực lớn, một quy trình hàn các thành phần hoặc cấu trúc lớn có thể tạo ra tới 27 kg (60 lb) kim loại hàn mỗi giờ.
