Как известно любому специалисту, для сварки, выполняемой в среде аргона, применяются вольфрамовые электроды, которые относятся к категории неплавящихся. Они отличаются большим разнообразием типов, определить каждый из которых помогает маркировка, наносимая на эти изделия в процессе производства.
Разбираемся в характеристиках вольфрамовых электродов
Вольфрамовые электроды – это тугоплавкие стержни, при помощи которых формируется электрическая дуга, необходимая для расплавления кромок соединяемых деталей и присадочного материала в процессе сварки. Используются такие электроды преимущественно для сварки в защитной среде аргона. С их помощью выполняют сварку различных конструкций, включая трубчатые. Вольфрам для этого выбран совсем не случайно, ведь именно он является самым тугоплавким металлом из всех имеющихся в природе.
Требования к маркировке, наносимой на стержни из вольфрама в процессе их производства, оговариваются в международных стандартах, что позволяет причислить эти изделия к определенному типу, в какой бы стране мира они ни были произведены. Согласно этим требованиям, в маркировке электрода должен быть отражен не только его тип, но и химический состав.
Определить вольфрамовые электроды можно по первой букве «W» (вольфрам), включенной в их обозначение. В составе большей части таких прутков присутствует небольшое количество легирующих добавок. Последние улучшают технические характеристики изделия и увеличивают срок его эксплуатации. О виде легирующего элемента, который содержится в вольфрамовом электроде, говорит вторая буква в маркировке.
В обозначении вольфрамовых прутков можно встретить следующие буквы, которые указывают на определенные легирующие добавки.
С (оксид церия)Вольфрамовые электроды, содержащие данную легирующую добавку, являются универсальными изделиями, они используются для сварки любым типом тока, поддерживают стабильное горение дуги даже при небольших его значениях.
Электроды из вольфрама, содержащие оксид церия, используются для сварки, осуществляемой на переменном токе. Применяя их, необходимо очень внимательно следить за тем, чтобы сварочная ванна не подвергалась даже минимальным загрязнениям. Дуга, создаваемая при помощи таких прутков, отличается стабильностью и высокой мощностью. По сравнению с изделиями других типов, вольфрамовые электроды с оксидом циркония способны выдерживать значительные токовые нагрузки.
L (оксид лантана)Изделия, содержащие в своем составе данную легирующую добавку, обеспечивают легкий розжиг сварочной дуги и ее высокую устойчивость, а также быстрое повторное зажигание. При использовании таких прутков уменьшается риск прожига соединяемых деталей, значительно увеличивается рабочий ток. Эти электроды относятся к долговечным, они меньше загрязняют сварочную ванну, если сравнивать их с изделиями из чистого вольфрама.
Электроды из вольфрама, содержащие в своем составе оксид тория, являются очень популярными, так как обладают массой достоинств. Чаще всего такие изделия используют для соединения заготовок из нержавеющей стали, производимой на постоянном токе. Между тем есть у этих вольфрамовых электродов и ряд недостатков. При их использовании для сварки в закрытых помещениях и при заточке следует оборудовать рабочее место вытяжной вентиляцией, так как торий – это радиоактивный металл, пары и пыль которого могут оказать негативное влияние на здоровье человека. Кроме того, при сварке такими электродами, осуществляемой на переменном токе, дуга может скакать по выступающим поверхностям, что приводит к ухудшению качества формируемого соединения.
Y (иттрий)Изделия данного типа считаются самыми устойчивыми из всех вольфрамовых электродов, именно поэтому их используют для сварки особенно ответственных конструкций. Сварку с их применением осуществляют на постоянном токе.
P (чистый вольфрам)Данная буква, присутствующая в маркировке, указывает на то, что изделие выполнено из вольфрама на 99,5%. Вольфрамовые электроды, которые не содержат в своем составе легирующих добавок, обеспечивают устойчивость дуги при сварке, осуществляемой на переменном токе. Именно такие прутки используют при деталей из алюминия.
Для того чтобы специалист мог получить более полную информацию о вольфрамовых электродах, в их маркировке присутствуют и цифровые обозначения.
Первые цифры, стоящие после букв, указывают на точное содержание легирующей добавки в процентах. Так, цифра 20 означает, что в материале электрода содержится 2,0% соответствующей добавки, цифра 15 – 1,5% и т.д. Вторые цифры в обозначении прутка, отделенные от первых дефисом, указывают на длину изделия, выраженную в миллиметрах.
Наиболее распространенной является длина 175 мм, но также выпускаются электроды длиной 50, 75 и 150 мм. Детали с разными геометрическими параметрами варятся вольфрамовыми электродами различного сечения, значение которого может составлять 1; 1,6; 2; 2,4; 3; 3,2; 4; 4,8; 5,6; 6,4 мм.
Таблица для выбора диаметра вольфрамового электрода для сварки в аргоне с учетом силы и рода тока
Для примера расшифруем маркировку электрода WL 10-75. В нем, кроме вольфрама, содержится 1,0% оксида лантана. Длина данного изделия, согласно его обозначению, составляет 175 мм.
Для того чтобы с первого взгляда можно было определить, к какому виду относится вольфрамовый электрод и для чего его можно использовать, концы изделий разных марок окрашиваются разными цветами. Такие метки могут быть нанесены одним из следующих цветов:
- зеленый – изделия из чистого вольфрама, обозначаемые буквами WP;
- серый – электроды марки WC 20, в которых содержится 2% оксида церия;
- золотой – изделия марки WL 15, их состав дополнен 1,5% оксида лантана;
- черный – прутки марки WL 10, в состав которых добавлен 1% оксида лантана;
- синий – WL 20, в таких электродах имеется 2% оксида лантана;
- белый – электроды WZ 8, состав которых обогащен 0,8% оксида циркония;
- желтый – электроды марки WT 10, содержащие 1% оксида тория;
- красный – прутки WT 20, в составе которых имеется 2% оксида тория;
- фиолетовый – электроды WT 30, содержащие 3% оксида тория;
- оранжевый – изделия марки WT 40, включающие 4% оксида тория;
- темно-синий – вольфрамовые электроды WY 20, которые содержат 2% иттрия.
Сферы использования вольфрамовых электродов различных марок
У вольфрамовых электродов, относящихся к каждому виду, есть отличительные характеристики, которые и определяют область их применения.
WP – зеленый наконечникЭлектроды, выполненные из чистого вольфрама (WP), используются преимущественно для сварки на переменном токе, выполняемой в среде аргона. С их помощью производят изделий, выполненных из алюминия, алюминиевой бронзы (медно-алюминиевый сплав), магния, никеля, а также их сплавов.
Электроды данного вида имеют такие характеристики, как:
- плохая зажигаемость дуги;
- короткий срок службы;
- плохая переносимость значительной токовой нагрузки;
Режимы сварки меди вольфрамовым электродом (для стыковых соединений на медной охлаждаемой водой подкладке или подушке из флюса)
WC 20 – серый наконечникЭлектроды WC 20 также используются для , но с их помощью получают соединения деталей, выполненных из высоколегированных, в том числе нержавеющих сталей, высокосплавляющихся металлов (молибден, тантал и др.), меди, никеля, титана, а также их сплавов. Сварку такими прутками осуществляют на постоянном токе, подключаемом по прямой полярности.
Перечислим характеристики вольфрамовых электродов данного типа:
- удовлетворительная зажигаемость дуги;
- длительный срок службы;
- безопасность для человеческого здоровья.
Электроды WZ 8 (наконечник белый) используются для сварки на переменном токе в среде аргона. Применяя их, выполняют аргонодуговую сварку изделий, выполненных из алюминия, медно-алюминиевых сплавов (алюминиевая бронза), магния, никеля и сплавов данных металлов.
К отличительным характеристикам вольфрамовых изделий данной марки относятся:
- удовлетворительная зажигаемость сварочной дуги;
- хорошая переносимость токовых нагрузок;
- безопасность для человеческого здоровья.
Изделия с маркировкой WT 20 применяются для арогонодуговой сварки на постоянном токе (используется прямая полярность). Такими изделиями варят заготовки из высоколегированных сталей, высокосплавляющихся металлов, меди, никеля, титана, их сплавов.
Характеристики вольфрамовых электродов данного вида:
- хорошая зажигаемость сварочной дуги;
- достаточно длительный срок службы;
- хорошая переносимость значительных токовых нагрузок;
- возможная опасность для человеческого здоровья.
К группе вольфрамовых электродов, в которых присутствует торий, также относятся изделия марок WT 30 и WT 40. Из-за значительного содержания данного радиоактивного элемента в составе электродов применять их не рекомендуется, пары от них наносят вред окружающей среде и человеческому здоровью.
Критерии выбора электрода из вольфрама
При выборе вольфрамовых прутков необходимо ориентироваться на такие их параметры, как:
- тип, химический состав и наличие легирующих добавок;
- диаметр, который оказывает влияние на толщину формируемого сварного шва;
- геометрия острия, определяющая многие характеристики сварочного процесса;
- качество заточки.
Естественно, на выбор электрода определенной марки значительное влияние оказывают и характеристики соединяемых деталей: размеры, состав материала и др. При выборе вольфрамовых прутков можно обращаться к справочным таблицам или собственному опыту.
Вольфрамовый электрод нашел применение в среде защитных газов (гелий, аргон). Реже используется при плазменной резке и наплавке.
Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки обладают высокой тугоплавкостью (3000 градусов). Изготовляются методом порошковой прессовки. Кроме вольфрама (температура кипения 5800 градусов) в составе в зависимости от марки изделия, присутствуют оксиды:
- церия;
- тория;
- иттрия;
- лантана;
- циркония.
Для удобства сварщиков на неплавящиеся электроды наносится цветная маркировка.
1) WP (зеленый наконечник) — содержание вольфрама 99,5%, для сварочных работ с магнием (сплавами), алюминием. Большое содержание вольфрама повышает устойчивость дуги на переменном токе в среде гелия и аргона. Рабочую зону электрода делают в виде нароста-шарика.
2) WT-20 (красный код) — добавлен диоксид тория (2%).
Соединение на постоянном токе: меди, титана и нержавеющих, низколегированных, углеродистых сталей. Марка востребованная, но торий — радиоактивный материал, при заточке торированных электродов образуется пыль вредящая здоровью человека. Рабочая зона сварщика нуждается в хорошей вентиляции. WT-20 сохраняют форму электрода при любой силе тока, а угол заточки изменяется под сварочные нужды.
3) WС-20 (серый наконечник) — добавлен диоксид церия (2%).
Марка применяется для сварки сталей и сплавов на постоянном и переменном токе. Деоксид церия (нерадиоактивный элемент) улучшает запуск дуги и повышает допустимые значения тока. WС-20 используется для сварки тонколистовой стали, трубопроводов и орбитальных труб. Недостаток цериевых изделий в концентрации оксида в рабочей зоне электрода.
4) WY-20 (тёмно-синий наконечник) с добавкой диоксида иттрия (2%).
Варят на постоянном токе медь, титан (сплавы) и стали — нержавеющие, углеродистые, низколегированные. Иттрированная добавка улучшает устойчивость дуги во всех токовых режимах.
5) WZ-8 (белая маркировка) — оксид циркония (0.8%).
Для сварки на переменном токе алюминия, магния и сплавов. Рабочая зона электродов с цирконием в форме сферы, превосходит по токовой нагрузке другие изделия.
6) Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки с включениями окиси лантана:
WL-15 (цвет золотистый), 1.5% оксида лантана;
WL-20 (код синий), 2% лантана;
WR-2 (бирюзовый наконечник) — оксид лантана (1.4%).
Изделия с оксидом лантана имеют легкий запуск и устойчивую дугу, прожоги металла минимальные, уменьшенный износ рабочей зоны электрода. Применяются для всех видов сталей и сплавов.
Размеры и цены на электроды:
- длина — 175 мм;
- диаметр от 1 до 5 мм.
Самые популярные диаметры — 1,6-2,5 мм.
Цена на вольфрамовые изделия зависит от производителя, марки и диаметра электрода.
Стоимость WL-15 из Китая (1.0 мм, универсальный) — 40 рублей. Германское изделие TBi D (3.0 мм, красный для нержавеющей стали) обойдется в 340 рублей. За китайский WT-20 (5.0 мм, красный для нержавеющей стали) придется выложить 900 рублей.
Как правильно затачивать вольфрамовые изделия
Перед работой электроды для аргонной сварки затачиваются. Для получения правильной длины заточки, аргонщики советуют простую формулу: диаметр электрода умножить на 2,5.
Например, диаметр 3,2 мм умножаем на 2,5 и получаем длину заточки 8 мм (рисунок выше).
При на переменном токе, шарик на вольфрамовом изделии образуется САМ. Специально притуплять электрод, делая полусферой — не обязательно.
Электрод стачивается вдоль, как карандаш. Если затачивать поперек, то риски от абразива создадут препятствия для стабильной дуги.
Точить можно наждаком или болгаркой, вращая изделие в руках. Для равномерной заточки, можно стержень закрепить в патроне шуруповерта или электродрели, выставив малые обороты вращения.
По технике безопасности, одевайте маску для защиты органов дыхания от пыли.
Автоматизация процесса заточки
Продаются специальные машинки для заточки вольфрамовых электродов для аргоновой сварки. В комплектацию входит — ударопрочный чемодан для хранения прибора, электромашинка, приспособление для фиксации электрода в держателе.
Устройство машинки включает:
- абразивный алмазный диск с односторонним покрытием;
- регулировка количества оборотов;
- фильтр для мелкодисперсной вольфрамовой пыли;
- регулировка угла заточки от 15 до 180 градусов.
Желающие приобретают это устройство для домашних нужд.
P.S. В процессе практики, вы отдадите предпочтение полюбившимся электродным маркам, которые будете использовать чаще всего.
Вольфрамовые электроды используются при аргонодуговой сварке, то есть сварке неплавящимся электродом в среде защитного газа аргона.
Температура плавления вольфрама – 3410 °С, температура кипения – 5900 °С. Это самый тугоплавкий из существующих металлов. Вольфрам сохраняет твердость даже при очень высоких температурах. Это позволяет делать из него неплавящиеся электроды. В природе вольфрам встречается, в основном, в виде окисленных соединений - вольфрамита и шеелита.
При аргонодуговой сварке дуга горит между свариваемой деталью и вольфрамовым электродом. Электрод находится внутри сварочной горелки. Для сварки в среде защитных газов обычно применяют постоянный ток прямой полярности. Иногда используется ток обратной полярности или переменный ток. В таких случаях целесообразно использовать вольфрамовые электроды с легирующими добавками, которые повышают стабильность и устойчивость сварочной дуги.
Для улучшения качества электрода (например, устойчивости к высоким температурам, повышения стабильности горения дуги) в чистый вольфрам вводят в качестве добавки окислы редкоземельных металлов. Существует ряд разновидностей вольфрамовых электродов, в зависимости от содержания этих добавок. Этим определяется марка электрода. Марку электрода в наше время легко запомнить по цвету, в который окрашен один конец. Вольфрамовые электроды делятся на три типа: Постоянного (WT,WY), Переменного (WP, WZ) и Универсальные (WL,WC).
Международные марки электродов
WP (зеленый) - Электрод из чистого вольфрама (содержание не менее 99,5%). Электроды обеспечивают хорошую устойчивость дуги при сварке на переменном токе, сбалансированном или не сбалансированном с непрерывной высокочастотной стабилизацией (с осциллятором). Эти электроды предпочтительны для сварки на переменном синусоидальном токе алюминия, магния и их сплавов, так как они обеспечивают хорошую устойчивость дуги как в аргоновой, так и в гелиевой среде. Из-за ограниченной тепловой нагрузки рабочий конец электрода из чистого вольфрама формируют в виде шарика.
Алюминий, магний и их сплавы.
Ознакомиться с ценами на WP (зеленые) электроды, можно по ссылке .
WZ-8 (белый) - Электроды с добавлением оксида циркония предпочтительны для сварки на переменном токе, когда не допускается даже минимальное загрязнение сварочной ванны. Электроды дают чрезвычайно стабильную дугу. Допустимая токовая нагрузка на электрод несколько выше, чем на цериевые, лантановые и ториевые электроды. Рабочий конец электрода при сварке на переменном токе обрабатывается в форме сферы.
Основные свариваемые материалы: алюминий и его сплавы, бронза и ее сплавы, магний и его сплавы, никель и его сплавы.
Ознакомиться с ценами на WZ-8 (белые) электроды, можно по ссылке .
WT-20
(красный) - Электрод с добавлением оксида тория. Наиболее распространенные электроды, поскольку они первые показали существенные преимущества композиционных электродов над чисто вольфрамовыми при сварке на постоянном токе. Тем не менее, торий - радиоактивный материал низкого уровня, таким образом, пары и пыль, образующаяся при заточке электрода, могут влиять на здоровье сварщика и безопасность окружающей среды.
Сравнительно небольшое выделение тория при эпизодической сварке, как показала практика, не являются факторами риска. Но, если сварка производится в ограниченных пространствах регулярно и в течение длительного времени или сварщик вынужден вдыхать пыль, образующуюся при заточке электрода, необходимо в целях безопасности оборудовать места производства работ местной вентиляцией.
Торированные электроды хорошо работают при сварке на постоянном токе и с улучшенными источниками тока, при этом, в зависимости от поставленной задачи можно менять угол заточки электрода. Торированные электроды хорошо сохраняют свою форму при больших сварочных токах даже в тех случаях, когда чисто вольфрамовый электрод начинает плавиться с образованием на конце сферической поверхности.
Электроды WT-20 не рекомендуется использовать для сварки на переменном токе. Торец электрода обрабатывается в форме площадки с выступами.
Основные свариваемые материалы: нержавеющие стали, металлы с высокой температурой плавления (молибден, тантал), ниобий и его сплавы, медь, бронза кремниевая, никель и его сплавы, титан и его сплавы.
Ознакомиться с ценами на WT-20 (красные) электроды, можно по ссылке .
WY-20 (темно-синий) - Иттрированый вольфрамовый электрод, наиболее стойкий из используемых сегодня неплавящихся электродов. Используется для сварки особо ответственных соединений на постоянном токе прямой полярности, содержание окисной добавки - 1,8-2,2%, иттрированый вольфрам повышает стабильность катодного пятна на конце электрода, вследствие чего улучшается устойчивость дуги в широком диапазоне рабочих токов.
Основные свариваемые материалы: сварка особо ответственных конструкций из углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей, титана, меди и их сплавов на постоянном токе (DC).
Ознакомиться с ценами на WY-20 (темно-синие) электроды, можно по ссылке .
WC-20
(серый) - Сплав вольфрама с 2% оксида церия (церий - самый распространенный нерадиоактивный редкоземельный элемент) улучшает эмиссию электрода. Улучшает начальный запуск дуги и увеличивает допустимый сварочный ток. Электроды WC-20 - универсальные, ими можно с успехом сваривать на переменном токе и на постоянном прямой полярности.
По сравнению с чисто вольфрамовым электродом, цериевый электрод дает большую устойчивость дуги даже при малых значениях тока. Электроды применяются при орбитальной сварке труб, сварке трубопроводов и тонколистовой стали. При сварке этими электродами с большими значениями тока происходит концентрация оксида церия в раскаленном конце электрода. Это является недостатком цериевых электродов.
Основные свариваемые материалы: металлы с высокой температурой плавления (молибден, тантал), ниобий и его сплавы, медь, бронза кремниевая, никель и его сплавы, титан и его сплавы. Подходит для всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе
Ознакомиться с ценами на WC-20 (серые) электроды, можно по ссылке .
WL-20
, WL-15
(синий, золотистый) - Электроды из сплава вольфрама с оксидом лантана имеют очень легкий первоначальный запуск дуги, низкую склонность к прожогам, устойчивую дугу и отличную характеристику повторного зажигания дуги.
Добавление 1,5% (WL-15) и 2,0% (WL-20) оксида лантана увеличивает максимальный ток, несущая способность электрода примерно на 50% больше для данного типоразмера при сварке на переменном токе, чем чисто вольфрамового. По сравнению с цериевыми и ториевыми, лантановые электроды имеют меньший износ рабочего конца электрода.
Лантановые электроды более долговечны и меньше загрязняют вольфрамом сварной шов. Оксид лантана равномерно распределен по длине электрода, что позволяет длительное время сохранять при сварке первоначальную заточку электрода. Это серьезное преимущество при сварке на постоянном (прямой полярности) или переменном токе от улучшенных источников сварочного тока, сталей и нержавеющих сталей. При сварке на переменном синусоидальном токе рабочий конец электрода должен иметь сферическую форму.
Основные свариваемые материалы: высоколегированные стали, алюминий, медь, бронза. Подходит для всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе.
Ознакомиться с ценами на WL-20 и WL-15 по ссылке .
На постоянном токе свариваются (сталь, нержавейка, титан, латунь, медь, чугун а также разнородные соединения). Для каждого материала нужна своя присадочная проволока и чем лучше вы подберете ту которая соответствует по химическому составу, тем крепче, красивее и надежней будет соединение. Горелка должна подключатся в «-», а зажим заземления в «+». При этом мы получаем прямую полярность, которая дает нам более стабильную направленную дугу и глубокое проплавление. При выборе вольфрамового электрода нужно обратить внимание на его диаметр т.к. он выбирается исходя из толщин свариваемых деталей.
Для сварки на постоянном токе нужно помнить самое главное требование, вольфрамовый электрод должен быть заточен очень точно и остро. На крупных предприятиях для заточки вольфрамовых электродов используют специальные машинки и станки с алмазным кругом, но не имея такового можно использовать обычный лепестковый круг с мелким зерном или точильный станок. Заточка производится к острию электрода при этом не допускать его перегрева т.к. вольфрам становится более хрупким и начинает попросту крошиться. Так же нужно помнить о защитном газе, это должен быть аргон высокой частоты (объемная доля аргона должна быть не менее. 99,998 %).
Если же газ плохой, то он сразу даст о себе знать, самый главный признак, это потемнение сварочного шва. На баллоне должен быть установлен регулятор, он может быть как с манометрами так и поплавкового типа. Все чаще большинство серьезных предприятий используют импортные редукторы с двумя ротаметрами и второй используют для поддува. Это в свою очередь дает защиту обратного валика шва (сварка листов и труб).
Сама сварка производится справа налево, в правой руке горелка, в левой руке присадочный материал (если он необходим). Если на аппарате присутствуют функции «спад тока» и «газ после сварки» то про них не нужно забывать, первая даст Вам плавный спад тока в конце сварки, а вторая продолжит защиту сварочного шва в процессе остывания. Горелка должна находиться под углом 70 0 до 85 0 , присадка подается приблизительно под углом 20 0 плавно и поступательно. По окончанию сварки не нужно торопиться и отрывать горелку от места сварки т.к. это приведет к удлинению дуги и плохой защиты шва.
На переменном токе сваривается алюминий, вольфрам при подготовке не затачивают как иглу, а только слегка закругляют. При сварке алюминия важную часть нужно уделить подготовке как материала так и присадки. Во первых, поверхность должна быть зачищена и обезжирена. Во вторых снять фаски, если толщина не позволяет сделать полный провар. К присадке тоже уделяется должное внимание, необходимо грамотно подобрать хим. состав, это может быть чистый АL 99%, AlSi (силумин) или AlMg (дюраль). В остальном нужна только практика.
Как себя обезопасить
И в конце хотелось бы отметить что при данном виде сварке нужно должным образом относиться к средствам защиты. Выбирайте только те средства защиты в которых будет не только комфортно но и безопасно т.к. при TIG сварке очень сильное ультрафиолетовое излучение, а глаза нам даны только одни.
Рекомендуем Вам рассмотреть современное высокоэффективное средство защиты -
Единственно верным выбором для сварки TIG являются электроды из вольфрама &ndash. только они способны выдерживать предельные температуры при сварке металла. Помимо этого обязательного свойства, вольфрам обладает хорошими показателями термоэлектронной эмиссии и стойкости к эрозии.
Сварку с применением инертного газа и неплавких электродов используют на постоянном токе (TIG-DC) для сталей, а на переменном (TIG-AС) для деталей из алюминия (Al) и магния (Mg).
В случае с постоянным током, электроды предварительно должны пройти подготовку к работе &ndash. заточку. В зависимости от требований сварки, допустимый угол заточки от 20°. до 90°., а наилучшая стабильность дуги наблюдается при углах 30°.-60°. (Рис.1). В зависимости от этого угла, изменяется ширина сварочного шва и проплавляющая способность электрода.
При работе сварки в режиме TIG-AC рабочий конец электрода самостоятельно принимает сферическую форму, поэтому его достаточно лишь немного обточить, либо просто сохранить первоначальную форму (Рис.2).
Успешной практикой стало добавление в вольфрамовый электрод примесей, для повышения его сварочных характеристик.
По виду внесённой примеси, различают следующие вольфрамовые электроды:
Маркировка: WP
Цветовой код: зелёный
Легирующая добавка: нет
Электрод без примесей. Имеет хорошие показатели сварочной дуги в режиме TIG-AC. С его помощью обычно варят алюминиевые и магниевые детали.
Маркировка: WT-20
Цветовой код: красный
Легирующая добавка: торий (~ 2%)
Самый популярный тип вольфрамового электрода. Некоторые и вовсе считают его универсальным и используют буквально для любых задач. Профессионалы же придерживаются несколько иного мнения &ndash. добавка тория действительно улучшила способность термоэлектронной эмиссии и сделала его лидером по показателям среди тугоплавких электродов, но целесообразнее всего его использовать для работ по нержавейке, титану и никелевым сплавам в режиме TIG-DC.
Внимание! Из-за радиоактивной природы тория, использование электродов WT-20 может спровоцировать возникновение серьёзных заболеваний. Поэтому работа с ними должна проходить в строжайшем соответствии со всеми требованиями техники безопасности и в помещениях с хорошей вентиляцией.
Маркировка: WC-20
Цветовой код: серый
Легирующая добавка: оксид церия (~ 2%)
Этот электрод имеет более высокие показатели работы сварки, по сравнению с WP и считается лучшей "чистой" альтернативой ториевого. Он обеспечивает хорошую стабильность дуги при низком токе, поэтому нашёл широкое применение в сварке тонколистного металла в режиме TIG-DC.
Маркировка: WL-15
Цветовой код: золотистый
Легирующая добавка: оксид лантана (~ 1,5%)
Ещё одна возможная замена электрода WT-20. Имеет хорошие показатели при сварке на любом токе и является лучшим вариантом для работы с алюминием.
В том случае, когда к сварному шву предъявляются особенно строгие требования, касающиеся его чистоты и точности, не обойтись без аргонодуговой сварки. Такими качествами должен обладать шов, выполняемый, например, при изготовлении автомобилей. Применяемая в данной ситуации сварка вольфрамовым электродом позволяет не только выполнить все необходимые условия, но и существенно сэкономить расход подручных материалов, то есть непосредственно самих электродов.
Особенности вольфрамовых электродов и сварки ими.
Вольфрам - это наиболее тугоплавкий из всех применяемых для изготовления электродов металлов. Температура его плавления составляет 3422 градуса Цельсия. Вследствие этого расход электродов при выполнении аргоновой сварки сводится к минимальным значениям.
Вести такую сварку можно как в ручном, так и в полуавтоматическом или автоматическом режиме. При этом можно вообще не применять присадку, используя в качестве материала для формирования сварного шва металл с расплавляемых кромок детали. Такой подход еще больше повышает экономичность сварочных работ.
Вольфрамовые неплавящиеся электроды применяют для сварки металлических изделий, толщина которых может начинаться с 0,1 мм. Максимальная толщина в данном случае не ограничена.
Одним из главных условий получения качественного и точного сварного шва является тщательная подготовка кромок и сборка свариваемых деталей. Особенно важно это в том случае, если ведется соединение заготовок из тонколистового металла. Здесь необходимо произвести предварительную сборку изделия с помощью прихваток, выполняемых тем же вольфрамовым электродом. При промышленном производстве в этом случае обычно используются специальные сборочные станки.
Еще одно важное условие - это вытеснение воздуха из зоны сварки. Для этого работы ведутся в среде защитных газов (чаще всего аргона). Количество необходимого газа зависит от многих факторов: от толщины металла, от его химического состава, от размера свариваемых деталей, от типа сварного соединения. Кроме того, на расход газа влияет и скорость сварки - чем быстрее она ведется, тем более мощным должен быть защитный газовый поток. Важно, чтобы под действие аргона попадала вся сварочная ванна, а также разогретый конец присадки (если она применяется) и сам электрод.
Существенной особенностью сварки при помощи вольфрамового электрода является то, что зажигание дуги требуется производить без прикосновения его конца к металлу свариваемого изделия. Сделать это можно при помощи осциллятора. Дело в том, что в момент зажигания дуги при контакте электрода и основного металла вольфрам на его конце сплавляется с металлом, то есть появляется состав, температура плавления которого гораздо ниже, чем у чистого вольфрама. А это приводит к снижению качества сварного соединения. Также очень важно правильно выбрать сварной ток - это позволит свести к минимуму расход электрода при сварке и надолго сохранить форму заточки его конца.
Использование прямой полярности сварного тока позволяет добиться минимального нагрева вольфрама, а значит, и снизить расход электрода. Также этому способствует и аргоновая защита электрода от окисления кислородом воздуха. В результате за час работы сварщика вольфрамовый электрод уменьшается на десятые, а иногда и на сотые доли грамма. Другими словами, одного такого изделия может хватить на несколько полных рабочих смен.
Технологические характеристики сварки вольфрамовым электродом.
Вольфрамовый электрод с успехом применяется для сварки изделий из разных видов металлов, толщина которых варьируется от самых маленьких значений до 6-8 мм. Также допускается использование данных видов электродов и для выполнения более толстых соединений, но на практике это встречается редко. Применение в таком случае плавящихся электродов позволяет получить шов с более высокими технико-физическими характеристиками и повысить производительность труда.
Выбор технологии проведения сварки зависит от того, выполняется ли она ручным способом или в автоматическом режиме.
При ручной сварке необходимо соблюдать следующие требования:
- сварка производится по направлению справа налево;
- при сварке изделий небольшой толщины горелка располагается под углом в 60 градусов к поверхности свариваемого изделия;
- если сварке подвергаются детали большой толщины, горелка располагается как при сварке угловых швов, то есть под углом в 90 градусов к поверхности детали;
- способ ведения присадочного прутка также зависит от толщины изделия. Если речь идет о деталях из тонколистового металла, пруток вводится сбоку от столба дуги при совершении возвратно-поступательных колебаний. При сварке же значительных по толщине деталей движения прутка должны быть поступательно-поперечными.
Если сварка выполняется в автоматическом или полуавтоматическом режиме, то направление выбирается таким образом, чтобы присадочный пруток шел перед дугой. При этом вольфрамовый электрод должен располагаться под углом в 90 градусов к поверхности свариваемых заготовок. Угол между электродом и присадочным прутком также должен быть прямым.
Отличительные черты аргонодуговой сварки алюминия вольфрамовым электродом.
Аргонодуговая сварка применяется сегодня при выполнении неразъемного соединения деталей из самых разных металлов: стали, никеля, меди, а также их сплавов. Но наибольшую популярность она получила при сварке алюминиевых изделий, особенно если речь идет об изготовлении ответственных конструкций для самолетостроения или машиностроения.
Теоретические рекомендации гласят, что сварка алюминия вольфрамовым электродом должна вестись на постоянном токе обратной полярности (с «плюсом» на электроде). Но практика показывает, что в данном случае добиться устойчивого, ровного горения дуги практически невозможно. А это приводит к тому, что кромки свариваемых деталей расплавляются недостаточно хорошо, а расход дорогостоящего вольфрамового электрода увеличивается в разы. Именно поэтому чаще всего практикующие сварщики производят работы с алюминием на переменном токе нормальной частоты.
В этом случае период сварки делится на два полупериода:
- в одном из них ток меньше, а на электроде находится «плюс»,
- в другом ток больше, а на электроде «минус».
В том полупериоде, когда электрод имеет положительный заряд, поверхность свариваемого металла очищается. Когда же электрод заряжен отрицательно, металл усиленно расплавляется, при этом нагрев самого вольфрама снижается. Свойство металла очищаться во время проведения сварки позволяет выполнять работы без применения специальных флюсов.
Некоторые нюансы аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом.
Одно из важных условий для получения качественного сварного соединения - это стабильная дуга. Добиться от дуги непрерывного, ровного горения помогает постоянный ток прямой полярности. При этом значения тока могут быть совсем небольшими - от 5 А, а напряжение - от 12 В. На постоянном токе производят сварку стали, меди, латуни, чугуна, титана и их сплавов.
Большое значение при сварке на постоянном токе имеет заточка вольфрамового электрода - его конец должен быть острым и четко очерченным. При промышленной сварке электроды затачивают с помощью специального оборудования - станков с алмазным кругом. При их отсутствии подойдет и обычный точильный станок или мелкозернистый круг. Заточка производится по направлению к концу электрода. При этом необходимо внимательно следить за тем, чтобы электрод в процессе подготовки не перегрелся. Превышение температуры вольфрама выше допустимых значений делает его очень хрупким - такой электрод будет просто крошиться в процессе сварки.
Кроме того, для выполнения аргонодуговой сварки необходим защитный газ высокой чистоты - в нем должно содержаться не менее 99,99% аргона. В противном случае говорить о высоком качестве сварного шва не придется. Кстати, именно сварной шов поможет определить качество аргона - если газ содержит большое количество посторонних примесей, материал сварного шва будет темнеть.
Обратите внимание! Использование аргона надежно защищает изделия от появления на их поверхности в процессе сварки оксидной пленки. Но при этом оксиды, которые находились на металле изначально, аргон не удаляет. Поэтому до начала сварки необходимо тщательно зачистить кромки свариваемых заготовок.
Сварку алюминия и его сплавов, как уже упоминалось, ведут на переменном токе. Заточка электрода здесь также имеет большое значение. Правда, в этом случае электрод не оттачивается остро, как жало - достаточно немного закруглить его конец. Кроме того, перед сваркой алюминия очень важно правильно подготовить детали и точно подобрать присадочный материал. Что касается подготовки, то это, в первую очередь, зачистка и обезжиривание свариваемых поверхностей, а также снятие с них фаски, если детали выполнены из толстого металла. В качестве присадки при сварке вольфрамовым электродом алюминия может выступать как чистый алюминий (Al 99%), так и его сплавы - силумин (сплав алюминия с кремнием AlSi) или дюраль (алюминий плюс магний AlMg).