Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки

Вольфрамовые электроды: основные характеристики

Что такое вольфрамовый электрод и где он применяется?

Вольфрамовый электрод — это пруток круглого сечения из чистого вольфрама или из вольфрама с добавлением присадок (легирующих добавок). Вольфрам используется при аргонодуговой сварке TIG неплавящимся электродом.

Если у вас возник вопрос, почему «неплавящимся», то ответ очень прост. Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления среди чистых металлов (3422°C). Поэтому аргонодуговая сварка производится на прямой полярности, потому что температура катодного пятна (-) достигает 3000 °C, а температура анодного пятна (+) достигает 4000°C. Из-за этого электрод не расходуется во время сварки, а выгорает.

Электроды могут иметь чистую поверхность или шлифованную. Отличительная особенность чистых электродов заключается в том, что они химически очищены, т.е. происходит травление заготовок с целью удаления окислов и загрязнений с поверхности.

Это наиболее трудоемкая и затратная процедура, поэтому применяется значительно реже в промышленном производстве. Шлифованная поверхность электродов говорит о том, что электроды могли быть обработаны ковкой, протяжкой или бесцентровым шлифованием. Последний метод наиболее популярный, в результате такого изготовления улучшается теплопроводность электродов.

Диаметр и длина вольфрамовых электродов может варьироваться. Стандартные электроды имеют длину от 50 до 175 мм, а номинальный диаметр от 0,5 до 10 мм. В России электроды изготавливают по ГОСТ 23949-80, ТУ 48-19-27-91, ТУ 48-19-39-85, 48-19-221-83 и ТУ 48-19-527-83 из чистого вольфрама и вольфрама с активирующими легирующими добавками редкоземельных металлов.

При этом типе сварке используется химически инертный газ (благородный газ). К таким газам относится гелий, аргон и специальные сварочные смеси. Отличительная особенность данных газов в том, что у них очень низкая химическая реактивность, иными словами — не взаимодействуют с металлом сварного шва. Ещё эти газы не обладают цветом и запахом.

Применять приспособления для сварки, предотвращающие образование деформаций

Маркировка вольфрамовых электродов

В аргонодуговой сварке используют вольфрамовые электроды. Использование вольфрама в этом случае оправдано, так как он тугоплавкий – способен выдерживать высокие температуры не плавясь.

В настоящий период времени наша промышленность выпускает электроды длиной 175 мм и такими диаметрами: 1 мм; 1,6 мм; 2 мм; 2,4 мм; 3,2 мм; 4 мм. Разница между размерами обусловлена необходимостью работы при определённых диапазонах сварочных токов:

• 1 мм – до 50 А;
• 1,6 мм – до 100 А;
• 2 / 2,4 мм – до 200 А;
• 3,2 мм – до 300 А;
• 4 мм – свыше 300 А.

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки производятся из чистого вольфрама, а также тарированного и лантанированного, что способствуют повышению качества и стабильности сварочной дуги. Марка электродов квалифицируется от процентного содержания примесей и добавок. В настоящее время существует всего три категории вольфрамовых сварочных электродов:

• постоянного тока (WY, WT);
• переменного тока (WZ, WP);
• универсальные (WL, WC).

Расход количества электродов при использовании аргонной сварки зависит от типа самой сварки, диаметра применяемого прутка, вида тока и ещё ряда дополнительных показателей.

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки имеют следующую маркировку, обозначенную цветовыми кодами:WP (зелёный): электроды состоят из чистого вольфрама, используются для сварки таких металлов, как магний, алюминий и их разнообразных сплавов. Ток переменный, на постоянном не применяются, так как заточить их гораздо сложнее, чем другие.WZ (белый): состав этих электродов включает оксид циркония. Дуга при сварке имеет высокую стабильность. Применяются при сварке бронзы, алюминия, никеля, а так же их сплавов.WT (красный): в качестве добавки к основным химическим элементам используется оксид тория. Эта марка электродов имеет широкое применение, но необходимо помнить, что торий является низкорадиоактивным металлом. При использовании аргонной сварки необходимо соблюдать дополнительные требования безопасности. Помещение должно быть оснащено системой вентиляции. Данные электроды необходимы при сварке деталей из нержавеющей стали, тантала, молибдена.WY (тёмно-синий): применяются в особых случаях для сварки ответственных, сложных соединений в конструкциях как из углеродистых сталей, так и из низколегированных. Необходим также при сварке нержавеющих сталей и титана.WL (золотистый): эти электроды универсального действия. Ими осуществляется сварка самых разных составов сталей и сплавов. Неоходимы для переменного и постоянного тока.WC (серый): также универсальный электрод для аргонной сварки как на переменном, так и на постоянном видах электрического тока. В качестве добавки служит оксид церия.

Типы вольфрамовых электродов и их предназначение

Плавящимся электродом

Электроды из вольфрама, их маркировка

Вольфрамовые электроды используются в среде инертного газа при сварке с аргоном. Они качественные и безопасные, поэтому их можно использовать для работы даже новичкам сварочного дела. Символы и цвет маркировки, нанесенные на каждый электрод, указывают на его тип и состав. Так, о присутствии вольфрама говорит буква W . Вторая, следующая за ней буква, означает оксид того элемента, который выступает в роли легирующей добавки.

В качестве легирующих оксидов в составе электрода могут присутствовать:

• С – оксид церия;
• Z – оксид циркония;
• L – оксид лантана;
• T – оксид тория ;
• Р – чистый вольфам без легирующих добавок.

Следом за второй буквой, обозначающей легирующее вещество, идет цифра, которая обозначает процент такого вещества. Например, если стоит цифра 20, то это говорит о присутствии легирующего вещества в составе 2 процентов. Далее через дефис идет следующее число – это длина в миллиметрах, чаще всего это 175 мм, но есть и 50, и 75 и 150 мм соответственно. А диаметр электродов из вольфрама может составлять от 1 до 6,4 мм.

Например, такая маркировка, как WL 15 — 175, говорит о следующих характеристиках электрода:

• он включает вольфрам;
• содержит в себе легирующие добавки из лантана в размере 1,5 процента ;
• длина элемента составляет 175 мм.

Однако при приобретении электрода для сварки следует обращать внимание не только на буквы и цифры, но и на цвет изделий. Маркировка целиком включает в себя все необходимые характеристики изделия, согласно которым можно сделать правильный выбор

Ниже приводим таблицу маркировки вольфрамовых электродов:

• WP зеленого цвета – в таких электродах вольфрам является ключевым элементом, его содержится здесь более 99 процентов. Их используют при сварке алюминия и магния, сам процесс совершается с применением синусоидального тока. Защитными газами являются гелий и аргон;
• WC-20 серого оттенка включает в себя оксид церий в составе 2 процентов от состава электрода. Он относится к универсальным элементам, его применяют при сварке с использованием переменного тока с положительной полярности. Также их можно задействовать при соединении трубопроводов в неповоротных стыках;
• WL-15 и WL-20 синего оттенка на 1,5 и 2 процента соответственно состоят из лантана, что позволяет сделать устойчивую дугу и повторный розжиг. Часто такие электроды применяются в промышленных целях, также лантан увеличивает рабочий ток и наполовину снижает износ. Сделанные с их помощью швы долговечны и менее подвержены загрязнениям, чем другие. Для работы электрода нужно придать его концу сферичную форму;
• WT-20 красного цвета. В состав такого элемента входит торий , пыль которого может представлять некоторую опасность для здоровья. Но даже несмотря на этот факт, подобный электрод многие применяют гораздо чаще, чем сделанные целиком из вольфрама. Все это за счет свойств тория, который может мгновенно соединить даже самые трудно соединяемые металлы. Для сварки желательно использовать постоянный ток, поскольку синусоидальный может спровоцировать «прыжки» дуги по поверхности свариваемых материалов, а это приведет к их порче;
• WZ-8 белого оттенка. В таком электроде присутствует оксид циркония в количестве чуть меньше процента. При сварке обязательно следите за чистотой поверхности, также используйте переменный ток. Концу прибора лучше всего придавать сферическую форму. Такой элемент лучше всего подходит для сварки деталей из алюминия;
• WY-20 темно-синего цвета. Такие вольфрамовые электроды имеют тонкое покрытие на основе итрия . Они отличаются своей устойчивостью, поэтому часто они используются при сварке очень важных и ответственных конструкций;
• WL 30 фиолетовый – на три процента состоит из оксида тория ;
• WL 40 оранжевого оттенка включает в себя 4 процента оксида тория .

Перед тем как выбирать электрод для сварки, выберите ее метод, а также уточните все свойства материала, с которым планируете работать. Иногда, чтобы соединить одну конструкцию, потребуются вольфрамовые электроды разных видов и с разными маркировками.

Особенности и способы заточки

Заточка вольфрамовых электродов – это важный параметр, на который следует обращать особое внимание. От формы заточки неплавящегося электрода зависят такие важные параметры, как давление сварочной дуги и распределение энергии, которую она передает металлу соединяемых деталей

Именно поэтому от того, как заточен электрод, зависят размеры зоны проплавления соединяемого металла и, соответственно, глубина, а также ширина сварного шва.

Так, для изделий марки WP, WL 10, WL 20 и WL 15 используют сферическую заточку рабочего конца, так как тепловая нагрузка на него не такая значительная. А на концах электродов WT 20, в отличие от изделий марок WP, WL 10 и др., делают лишь небольшую выпуклость. На форму заточки также оказывает влияние тип используемого для сварки тока. Познакомиться с точными параметрами заточки вольфрамовых электродов и рекомендациями по ее выбору можно в справочной литературе.

Машинка для заточки вольфрамовых электродов

Заточка неплавящихся электродов, обучиться которой несложно даже по видео, может выполняться при помощи:

• такого приспособления, как машинка для заточки вольфрамовых электродов;
• настольного точильного станка;
• автоматизированного станка;
• химических средств.

Источник

Вольфрамовые электроды — марки

Маркировка вольфрамовых электродов

Вольфрам идеально подходит в качестве тугоплавкого материала, который предназначен для стабилизации образующейся дуги. К особенностям этого расходного материала отнесем следующие моменты:

1. Выдерживает длительную работу под высоким напряжением.
2. Применяемый материал при изготовлении способен выдерживать длительное воздействие высокой температуры.
3. Плавится вольфрам намного медленнее, чем другие материалы, применяемые при изготовлении электродов.

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки классифицируются по цветам и многим другим признакам. Деление на классы позволяет существенно упростить выбор. При выборе учитываются многие особенности процесса сварки металлов. Маркировка электродов проводится для обозначения размера прутка и химического состава, а также других значимых характеристик.

Характеристики различных марок вольфрамовых электродов

Уделяя внимание обозначению маркировки вольфрамовых электродов ТИГ и других вариантов, исполнения следует отметить нижеприведенные моменты:

1. Первый символ в маркировке, который указывает на применение вольфрама в качестве основного материала при изготовлении электродов, всегда «W».
2. Следующий символ предназначается для обозначения металлов. Как правило, концентрация примесей указывается в процентном соотношении. К примеру, число 20 говорит о концентрации примеси 2%.
3. Следующее число указывает на длину прутка. Наиболее распространенным вариантом исполнения можно назвать вольфрамовый электрод с длиной 175 мм. На рынке можно встретить и другие варианты исполнения рассматриваемого изделия.

Стоит учитывать, что пруток из чистого вольфрама на сегодняшний день применяется крайне редко, так как с ним могут работать исключительно сварочные аппараты TIG (даже при их использовании может возникнуть много трудностей). Примеси применяются для изменения следующих показателей:

1. проводимости;
2. плавкости;
3. дугообразования;
4. прочности.

Международные стандарты, применяемые при обозначении, определяют следующие моменты:

1. WP – обозначение, которое используется для электродов с чистым вольфрамом. На примеси уходит менее 0,5%. Как ранее было отмечено, подобные варианты исполнения довольно трудно применять при сварке.
2. С – символ, применяемый для обозначения примеси Церия. Стоит учитывать, что для данного варианта исполнения применяется также серый цвет обозначения. Подходит вольфрамовый электрод с подобной примесью для многих аппаратов
3. Т – применяется для обозначения диоксида тория. Для маркировки подобного стержня принято использовать красный цвет. Область применения весьма обширна, как правило, проводится плавка цветных металлов, к примеру, нержавеющей стали. При выборе этого варианта исполнения следует помнить о его существенном недостатке – применяемая лигатура зачастую радиоактивная. Именно поэтому при изготовлении применяется столь яркий цвет. Во время проведения работы нужно соблюдать технику безопасности. Достоинством этого типа прудков можно назвать высокую прочность.
4. Z–обозначение оксида циркония. Для обозначения данной примеси применятся белый цвет. Чаще всего подобный вариант исполнения вольфрамового электрода используется при работе с медью или алюминием. За счет определенной концентрации оксида циркония повышается стабильность образующейся дуги.
5. Y – диоксид иттрия. Для обозначения этого легирующего элемента применяется темно-синий оттенок. Область применения – производственные цехи, в которых получают конструкцию, рассчитанную на выдерживание высокой нагрузки. Подходит для сваривания меди, титана и некоторых сталей.
6. L – обозначение оксида лантана. Стоит учитывать, что данный вариант исполнения может маркироваться самым различным образом. Изделие считается универсальным предложением, которое подходит для работы с постоянным и переменным током. Основными эксплуатационными качествами можно считать высокую прочность и устойчивость к воздействию критических температур.

Цветовая маркировка вольфрамовых электродов

Цветная маркировка вольфрамовых электродов применяется для того, чтобы упростить процесс подбора расходного материала к определенным условиям работы.

Заточка и еще раз заточка

Одной из главных особенностей вольфрамовых электродов является обязательность заточки их концов. Плавящиеся наконечники в этом отношении намного удобнее и «лояльнее» к мастеру – они готовы к работе сразу же, даже после первичного использования. Неплавящиеся же вольфрамовые электроды нужно постоянно контролировать. Все дело в потоках электронов, которые движутся к концу прутка, и от которых зависит давление дуги на свариваемую поверхность. А от такого давления зависит все: качество и габариты шва, глубина проварки.

Заточка вольфрамового электрода и его форма подпадают под жесткие правила и зависит от конкретной марки расходника:

• Форма шарика на кончиках в марках WP и WL.
• Форма конуса в марках WC, WY, WT, WZ.

Как затачивать вольфрамовые электроды.

Кроме длины заточки важен и ее угол. Если сварка будет проходить на невысоком токе, угол заточки должен составлять 10 – 20 градусов. Для тока средней силы подходит угол радиусом от 20-ти до 30-ти градусов. При мощном токе нужен угол от 60-ти до 120-ти градусов. Почему важен угол: его величина влияет на устойчивость дуги и на долговечность работы самого электрода.

Самые распространенные размеры угла заточки находятся в диапазоне от 20-ти до 90-та градусов. Если угол меньше 20-ти градусов, электрод будет быстро изнашиваться. Если больше 90 градусов, появится риск неустойчивости горения дуги аргоновой сварки. Угол заточки конца расходника не зависит от материала, из которого он сделан, здесь имеют значение только характеристики тока.

Если заточка вольфрамовых электродов игнорирована или не соответствует правилам, последствия проявятся обязательно: первым делом это будет не полностью проваренный шов с некачественным креплением. Несимметричная форма заточки обязательно собьет дугу с правильного направления. Слишком острые или слишком тупые углы приведут к высокому изнашиванию расходника или к мелкой проварке шва. Также нужно контролировать два дополнительных критерия:

• степень остроты или притупления кончика;
• появление рисок в процессе заточки.

Уровень притупления конца электрода нужно подобрать под диаметр стержня и показатели тока. Риски размещаются вдоль заготовки. После заточки изделие лучше отполировать.

Заточка настолько важна, что выпускаются и продаются специальные устройства:

• G–Tech от знаменитого шведского производителя ESAB – это машинки с алмазными дисками с системой всасывания пыли.
• ESG Plus от немецкого производителя Orbitalum для работы с шестью видами сечений и четырьмя вариантами углов заточки.
• EWM TGM 40230 от немецкого производителя EWM HighTec Welding GmbH – компактный ручной станок для заточки под углами от 0° до 90°.

При чем здесь волчьи сливки?

Схематическая сварка вольфрамовым электродом.

Вольфрам и высокие температуры – понятия в современной технике неразделимые. Его главное свойство – чрезвычайно высокая тугоплавкость, что и определяет значение и место вольфрама в отраслях промышленности. Это значение трудно переоценить: появление вольфрама в качестве тугоплавкого компонента в самых разнообразных сплавах можно назвать настоящим промышленным переворотом. Открыли вольфрам очень давно – в 18-ом веке.

За светло-серый цвет он получил весьма экзотическое название от немецких слов Wolf – волк и Rahm – сливки: волчьи сливки. Но промышленный триумф этого чудесного металла состоялся только в начале 20-го века. В сварочном деле альтернативы вольфраму нет: вольфрамовый электрод с добавками или без них является лучшим помощником для варки самых проблемных или капризных металлов и сплавов. Промышленный вольфрамовый переворот произошел с паролем из двух слов: «электроды вольфрам».

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки

Постоянное применение в данной сварке имеют газовые составляющие. И действительно, аргон не образует с атмосферой взрывоопасной смеси. Он немного тяжелее чем воздух и более практичен при сварке, чем гелий. Но сама дуга при применении гелия имеет в 1,5–2 раза больше энергии, чем при использовании того же аргона. Повсеместное применение при проведении сварочных работ имеет смесь с такими составляющими: 35–40% чистого аргона плюс 60–65% чистого гелия. Аргон полностью стабилизирует дугу, а гелий качественно сплавляет металл.

У аргонодуговой сварки всего два международных названия. TIG – сварка неплавящимися специальными электродами из вольфрама в среде инертного газа. MIG/MAG – сварка самой электродной проволокой непосредственно в среде инертного аргона или даже углекислого газа.

Общие сведения о способах сварки

Базовыми методами сварочной обработки титана можно назвать дуговой ручной и автоматический способы. Что касается оптимальных сред, то наиболее эффективными считается гелий и аргон

Но важно учитывать, что в первом случае требуется включение в среду некислородного флюса. Также распространен метод электрошлаковой сварки. Его обычно используют в работах с толстыми заготовками, требующими к тому же высокой термической накалки

При грамотной организации неплохой результат обеспечивает и контактная сварка. Данный процесс требует, в частности, устройства сбалансированной защиты газом. Если применять в работе подкладки, то обеспечится высококачественная сварка титана. Технология плавления, например, подразумевает организацию специальной защиты оборотной части заготовки с помощью аргоновых газов. В свою очередь подкладка может обеспечить этой стороне дополнительное предохранение в условиях повышенной температурной нагрузки, об опасностях которой говорилось выше

Его обычно используют в работах с толстыми заготовками, требующими к тому же высокой термической накалки. При грамотной организации неплохой результат обеспечивает и контактная сварка. Данный процесс требует, в частности, устройства сбалансированной защиты газом. Если применять в работе подкладки, то обеспечится высококачественная сварка титана. Технология плавления, например, подразумевает организацию специальной защиты оборотной части заготовки с помощью аргоновых газов. В свою очередь подкладка может обеспечить этой стороне дополнительное предохранение в условиях повышенной температурной нагрузки, об опасностях которой говорилось выше.

Рассмотрим перечень основных марок вольфрамовых электродов.

Электрод с содержанием вольфрама, не опускающимся ниже 99,5%, известен также под названием «чистый вольфрам». Обеспечивает отличную устойчивость дуги при работе на переменном токе. Приоритетной областью использования изделия является сварка на переменном токе таких металлов, как алюминий, магний и их сплавы. Подходит для использования в аргоновой и гелиевой защитной среде. Отличительной особенностью сварки также можно считать то, что электрод не затачивают, как в случае с другими электродами, а формируют сферу с рабочей стороны электрода. Сферическая форма у вольфрамового электрода получается под воздействием высоких температур в процессе сварки. Данная марка вольфрамового электрода характеризуются относительно небольшим сроком службы и безопасностью для здоровья сварщика.

Электрод с 2-процентной добавкой диоксида тория. Это самые популярные легированные электроды, именно они впервые продемонстрировали превосходство легированных электродов над классическими изделиями при работе в условиях постоянного тока. Приоритетной областью использования изделия считается сварка нержавеющих, углеродистых, низколегированных сталей, а также меди, титанов и их сплавов. При сварке торированным электродом необходимо менять угол заточки в зависимости от тока сварки, чтобы подстраиваться под любую задачу.

Универсальный электрод с 2-процентной добавкой диоксида церия. Это вещество повышает допустимый диапазон значений тока сварки. Но даже при малых значениях тока цериевые электроды превосходят изделия из чистого вольфрама. Подходит для работы с любыми типами сталей и сплавов (включая молибден, никель, титан, бронзу) в условиях переменного и постоянного тока. Отличаются высоким сроком службы. Наиболее яркий недостаток материала – концентрация оксида церия на раскаленном конце электрода при сварке с большими значениями тока.

Электрод с добавкой диоксида иттрия, размер которой может составлять 1,8-2,2%. Иттрированные вольфрамовые электроды являются наиболее устойчивыми из используемых сегодня неплавящихся электродов. Применяются для сварки особо ответственных соединений на постоянном токе прямой полярности. Подходит для сварки углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей, титана, меди и их сплавов.

Электрод с содержанием 0,8% оксида циркония. Подходит для работ с алюминием, магнием и их сплавами в условиях переменного тока. Идеальное решение для задач, при которых недопустим даже минимум загрязнения сварочной ванны. Изделия позволяют создать максимально стабильную дугу.

Электроды с добавкой 1,5% и 2% оксида лантана. Изделия обеспечивают чрезвычайно легкий запуск дуги, устойчивость дуги на всем протяжении работ и превосходные показатели повторного запуска дуги. Оксид лантана снижает износ рабочего конца изделия и повышает токовую нагрузку на 50% в сравнении с электродом из чистого вольфрама при одинаковом типоразмере. Равномерное распределение оксида лантана по всей длине изделия позволяет сохранять изначальную заточку электрода в ходе длительных работ. Электроды полностью безопасны для здоровья сварщика.

Компания GlobalWeldingCompany предлагает приобрести вольфрамовые электроды с легирующими добавками и унифицированной маркировкой, рабочие характеристики которых отвечают современным мировым стандартам. Огромный ассортимент профессиональных сварочных материалов напрямую от поставщиков всегда в наличии в Москве — чтобы вы могли сделать выбор в пользу баланса цены и качества. У нас вы найдете как стандартные типоразмеры вольфрамовых электродов с требуемой маркировкой, так и редкие, которые другие поставщики не предлагают или обычно возят под заказ.

Источник