Что варят вольфрамовыми электродами?

Сварка вольфрамовым электродом: особенности и преимущества

Содержание:

• Особенности вольфрамовых электродов и сварки ими.
• Технологические характеристики сварки вольфрамовым электродом.
• Отличительные черты аргонодуговой сварки алюминия вольфрамовым электродом.
• Некоторые нюансы аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом.

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).

Маркировка вольфрамовых электродов для аргонодуговой сварки по цветам

Вольфрамовый электрод – неплавящийся проводник, используемый для сварочных работ в среде защитного газа аргона или гелия. В отличие от других видов сварки, данный электрод только вызывает образование дуги и удерживает ее, не являясь при этом припоем.

Вольфрам как нельзя лучше подошел для этих целей, как самый тугоплавкий металл, известный на данный момент. Вольфрамовые электроды могут проводить ток, длительное время выдерживать высокие температуры и плавится при этом в десятки раз медленней, чем другие металлы в аналогичных условиях. Сейчас на рынке этот материал получил обширную классификацию, что позволяет подбирать качественный электрод под сварочные условия.

Маркировка и характеристики вольфрамовых электродов

Вольфрамовые электроды разделяют на классы, облегчающие работу сварщиков по подборке прутков, подходящих под условия сварки. Так, чтобы получить качественный шов на постоянном токе прямой и обратной полярности нужны разные неплавящиеся электроды, а ведь есть еще и переменный ток. Эти и другие критерии и обуславливают существующую классификацию вольфрамовых стержней.

Все существующие обозначения электродов вольфрамовых подходят под международные стандарты DIN EN 26848 , а значит, независимо от места производства, согласно маркировке вы можете подобрать нужный материал.

Маркировка отражает все необходимые характеристики электрода – химический состав, размер прутка.

Всегда первый символ в маркировке «W» – обозначающий металл вольфрам. Второй символ обозначает тип металла, или металлов. Первым числом идет число, обозначающее долю лигатур на 1000 долей вольфрама, то есть число 20 будет означать 2% примесей, 8 – 0.8% и так далее. Второе число обозначает длину электрода, самым распространенным размером считается пруток 175 мм, но на рынке доступны изделия длиной 50, 175, 150 мм.

Чистые вольфрамовые электроды с трудом используют сварочные аппараты TIG, поэтому к сплаву добавляют различные примеси. Лигатуры нужны, чтобы придать электроду требуемых характеристик плавкости, дугообразования, проводимости, прочности и др.

• “WP” – международное обозначение электродов из чистого вольфрама, а точнее в таком изделии не меньше 99.5% металла. Как уже говорилось ранее изделие специфическое имеет ряд условий для использования и заточки. Маркируются зеленым цветом.
• “C” – данный символ в маркировке обозначает примесь Церия (нерадиоактивного редкоземельного металла). Маркируются изделия серым цветом. WC неплавящиеся электроды – универсальные и подходят как для работы с постоянным, так и с переменным током.
• “Т” — диоксид тория. Такие стержни маркируют красным цветом. Их используют для большей части работ с цветными металлами, низколегированными сталями, углеродистыми сплавами, нержавейкой. Благодаря длинному перечню доступных для работы сплавов ториевые стержни стали одними из наиболее используемых. Но есть один весомый недостаток, связанный с радиоактивностью лигатуры. Именно поэтому стержни маркируются ярким цветом. Чтобы избежать неприятных последствий рекомендую строго соблюдать все требования безопасности, начиная с использования защитной одежды и маски, заканчивая тщательной вентиляцией рабочего помещения. Еще один плюс WТ прутков – прочность, которая даже больше, чем сварка вольфрамовым электродом из чистого металла.
• “Y” — диоксид иттрия. Стержни применяемые при работах на прямой полярности постоянного тока, маркируются темно-синим цветом. Ими варят конструкции, которые должны выдерживать высокую силу тока. Подходит электрод Y неплавящийся для работы с титаном, медью, высоколегированными и низколегированными сталями.
• “Z” — оксид циркония. Используется при работе переменным током с алюминием и медью. Изделия маркируются белым цветом. Сплав в котором всего 0.8% оксида циркония позволяет получать идеально стабильную дугу, но с условием должной зачистки сварочной плоскости.
• “L” — оксид лантана. Данный металл в изделиях продается с различной маркировкой, обозначающей 1.5% примеси (наконечник окрашен в цвет золота) и 2% лантана (наконечник светло-синего цвета). Изделия относят к универсальным, способным работать с переменным и постоянным током. Характеризуют высокой прочностью самого сплава, способностью работать при высоких мощностях и стойкостью к удерживанию заточки прутка. Применение данных стержней на аргоновой сварке позволяет реже проводить ревизию заточки.

Предлагаем ознакомиться с особенностями применения каждого вида электродов посредством сравнительной таблицы.

Хочется отметить ,что на рынке встречаются отечественные электроды длиной 1000 мм и диаметров 1.6; 2,0, 3.0, 4.0 мм. Их маркировка отличается от международной:

• “ВЛ/ЭВЛ-2” -Универсальный вольфрамовый электрод с оксидом лантана La2O3 сварка всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе.
• “ЭВИ-1/СВИ-1” – Иттрированный электрод. Сварка особо ответственных конструкций из углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей, титана, меди и их сплавов на постоянном токе

Заточка вольфрамовых электродов

Сварочные инверторы TIG технологии позволяют получить ровный шов, который зависит от множества технологических процессов, в их число входит знание, как заточить неплавящийся вольфрамовый электрод.

Каждый сварщик, работающий с аргонодуговым аппаратом должен знать все особенности этого процесса. Наконечник неплавящегося прутка играет роль проводника тока, вызывает образование дуги и отвечает за ее удержание. Если электрод будет заточен неправильно или вовсе не будет заточен, то дуга начнет «скакать», а значит получить качественный, ровный шов уже не получится.

Обратите внимание! Форма заточки зависит от типа электрода, а также от свариваемого металла.

Грубо говоря, существует лишь две формы, по которым необходимо делать заточку, это:

1. Сфера;
2. Конус.

Под сферу затачиваются окончания прутков из чистого вольфрама и с примесью лантана, то есть марки WP, WL. На грани между двумя формами располагаются электроды из вольфрама WT, которые имеют скругленное окончание конуса. Марки вольфрамовых электродов не вошедших в описание затачиваются строго под конус.

При сварке алюминия электроды для аргонодуговой сварки должны быть сферической формы на конце, но «шарик» формируется сам в процессе варки, поэтому делать его вручную нецелесообразно.

Особенности заточки

С формой заточки мы разобрались, но как узнать угол и длину затачиваемого участка? Чтобы узнать длину необходимо воспользоваться простой формулой. Для этого берем диаметр прутка и умножаем его на 2.5. Полученное число (в миллиметрах) и есть длина участка для заточки. Выдержать оптимальный угол заточки сложней.

Согласно ГОСТ вольфрамовые электроды точатся так, чтобы угол конуса составлял 28-30 градусов.

Споры по поводу оптимального угла заточки ведутся и по сей день, ведь при более остром угле в 17 градусов, можно получить наиболее качественный провар, что очень важно при работе с толстым металлом и несущими конструкциями. С другой стороны угол 60 градусов стабилизирует дугу, поэтому сам процесс сваривания проходит быстрей и проще, но при этом снижается провар. Поэтому используйте оптимальный угол заточки, подобранный под все случаи.

Ручная заточка – процесс не сложный, но выдержать значения, в пределах допуска заточки очень сложно. Наиболее точный результат можно получить если зажать пруток в патрон дрели и на малых оборотах точить наждаком или болгаркой.

Чтобы избежать погрешностей, можно приобрести специальное точильное оборудование. Оно позволит добиться идеальной, станочной заточки. Состоит такой станок из электродвигателя, алмазного диска, регулятора оборотов и угла заточки.

При ручной заточке могут проявиться следующие ошибки:

• Ширина больше или меньше нормы – приводит к снижению проплавления шва.
• Несимметричная заточка – неконтролируемое передвижение сварочной дуги.
• Слишком острый угол – электрод вольфрамовый начинает быстро плавится.
• Тупой угол заточки – снижается проварка шва.
• Риски – блуждание дуги.

Как видите, заточка влияет на множество параметров сварки, поэтому пренебрегать ее качеством не стоит. Если вы проводите много времени работая, с аргонодуговой сваркой, то есть смысл приобрести специальный затачивающий станок. В случае если сварочные работы проводятся нечасто, можно затачивать прутки у специалистов. Не забывайте и про то, что электроды вольфрамовые точатся не только под марку электрода, но и под конкретный металл.

Вольфрамовые электроды

Вольфрамовые электроды

Применяются при аргонодуговой сварке практически любых марок сталей.

Длина электрода — 175мм.

Упаковка — пластиковый пенал:
10шт. — для диаметров до 4,0мм;
5шт. — для диаметров более 4,0мм.

Вольфрамовые электроды WP (Зеленый)

Сварка Al, Mg и их сплавов на переменном токе (AC).
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.

Вольфрамовые электроды WL-15 (Золотистый)

Универсальные вольфрамовые электроды, сварка всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе (AC/DC).
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% 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.

Вольфрамовые электроды WL-20 (Синий)

Универсальные вольфрамовые электроды, сварка всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе (AC/DC).
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 2,0% 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.

Вольфрамовые электроды WT-20 (Красный)

Сварка углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей, титана, меди и их сплавов на постоянном токе (DC).
Наиболее распространенные вольфрамовые 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.

Вольфрамовые электроды WC-20 (Серый)

Универсальные вольфрамовые электроды, сварка всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе (AC/DC).
Сплав вольфрама с 2% оксида церия 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.

Вольфрамовые электроды WY-20 (Темно-синий)

Сварка углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей, титана, меди и их сплавов на постоянном токе (DC).
Иттрироване вольфрамовые электроды наиболее стойкие 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.

Вольфрамовые электроды WZ-8 (Белый)

Сварка Al, Mg и их сплавов на переменном токе (AC).
Вольфрамовые 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.

Вольфрамовые электроды ВЛ / ЭВЛ-2 (Отечественные)

Универсальные вольфрамовые электроды, сварка всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе AC/DC.
Электроды из сплава вольфрама с оксидом лантана La2O3 имеют очень легкий первоначальный запуск дуги, низкую склонность к прожогам, устойчивую дугу и отличную характеристику повторного зажигания дуги. Добавление 1,0 — 2,0% 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.
Поверхность вольфрамового прутка шлифованная, ровная, без заусенцев, трещин, сколов, следов смазки и прочих дефектов.

Вольфрамовые электроды ЭВИ-1 / СВИ-1 (Отечественные)

Сварка углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей, титана, меди и их сплавов на постоянном токе (DC).
Иттрированые вольфрамовые электроды наиболее стойкие из используемых сегодня неплавящихся электродов. Используется для сварки особо ответственных соединений на постоянном токе прямой полярности, содержание окисной добавки — 1,8-2,2%, иттрия повышает стабильность катодного пятна на конце электрода, вследствие чего улучшается устойчивость дуги в широком диапазоне рабочих токов. Поверхность вольфрамового прутка шлифованная, ровная, без заусенцев, трещин, сколов, следов смазки и прочих дефектов.

Таблица соответствия различных стандартов:

Вольфрамовые электроды

Сварка, выполняемая в среде защитного газа (гелия или аргона), требует наличия вольфрамовых электродов, которые относятся к категории неплавящихся. За счет своей тугоплавкости вольфрамовый электрод выдерживает большие температуры и длительный беспрерывный срок работы. В настоящее время этот сварочный материал имеет достаточно обширную классификацию, где присутствует довольно большое количество типов, разделенных по маркам.

Маркировка и характеристики вольфрамовых электродов

Маркировка вольфрамовых электродов оговорена международными стандартами. Поэтому их легко выбрать по необходимому назначению в любой стране, в какой бы вы не находились. Именно маркировка отражает и тип выбранного электрода, и его химический состав.

Маркировка начинается с буквы «W», которая обозначает сам вольфрам. В чистом виде металл в изделии присутствует, но характеристики такого электрода не очень высокие, потому что это слишком тугоплавкий элемент. Улучшить сварные качества ему помогают легирующие добавки.

• Пруток из чистого вольфрама обозначается «WP». Наконечник прутка зеленого цвета. Можно говорить, что относится он к категории вольфрамовых электродов для сварки алюминия и меди переменным током. Содержание вольфрама в сплаве – не менее 99,5%. Недостаток – ограничения в тепловой нагрузке. Поэтому заточка вольфрамового электрода (его окончания) «WP» производится в виде шарика.
• «C» — это оксид церия. Пруток с серым наконечником. Именно эта добавка позволяет использовать электрод при работе с любым видом тока (постоянным или переменным), поддерживает стабильную дугу даже при небольшом токе. Содержание – 2%. Кстати, церий единственный нерадиоактивный материал из серии редкоземельных металлов.
• «Т» — диоксид тория. Пруток с красным наконечником. Такие электроды используются для сварки цветных металлов, низколегированные и углеродистых сталей, нержавейки. Это часто используемый электрод при проведении сварочных работ аргоновой сваркой. У него есть один минус – радиоактивность тория, поэтому рекомендуется сварку проводить в открытых зонах и в хорошо вентилируемых помещениях. Сварщик должен соблюдать меры безопасности. Отметим, что торированные вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки хорошо держат свою форму при самых высоких токах. С такими нагрузками не справляется даже «WP» марка (чистый вольфрам). Содержание – 2%.
• «Y» — диоксид иттрия. Пруток с темно-синим наконечником. С его помощью обычно варят ответственные конструкции из разных металлов: титан, медь, нержавейка, углеродистые и низколегированные стали. Работа проводится только на постоянном токе (полярность прямая). Иттриевая добавка увеличивает такой показатель, как стабильность катодного пятна на конце самого электрода. Именно это является причиной того, что он может работать в достаточно широких пределах сварочного тока. Содержание – 2%.
• «Z» — оксид циркония. Пруток с белым наконечником. Используется для аргонной сварки алюминия и меди переменным током. Этот тип электродов обеспечивает очень стабильную дугу. При этом элемент достаточно требователен к чистоте сварочного стыка. Содержание – 0,8%.
• «L» — оксид лантана. Здесь две позиции: WL-15 и WL-20. Первый пруток с золотистым наконечником, второй с синим. Сварка вольфрамовым электродом с добавлением оксида лантана – это возможность использовать как переменный ток, так и постоянный. Приплюсуем сюда легкость запуска дуги (первоначальную и при повторном зажигании), у этого вида самый малый износ конца прутка, стабильная дуга при самых больших показателя тока, низкая склонность к прожогам, несущая способность в два раза выше, чем у чистого вольфрамового прутка. Содержание оксида лантана в WL-15 – 1,5% и в WL-20 – 2%.

Классификация по цифровой маркировке следующая. Первые после букв цифры обозначают содержание в сплаве легирующих добавок. Вторая группа цифр, отделенная от первых дефисом, это длина вольфрамового прутка. Самый распространенный размер – 175 мм. Но на рынке можно встретить и 50-миллимтровую длину, 75 и 150. К примеру, WL-15-75 – это электрод с оксидом лантана, в котором содержится 1,5% добавки. Длина прутка – 75 мм. Его наконечник – золотистый.

Способы заточки вольфрамовых электродов

Заточка вольфрамовых электродов – наиважнейшая составляющая правильно проведенного сварочного процесса. Поэтому все сварщики, занимающиеся сваркой в среде аргона, очень тщательно проводят эту операцию. Именно от формы наконечника зависит, как правильно будет распределяться энергия, передаваемая от электрода двум свариваемым металлам, каково будет давление дуги. А от этих двух параметров уже будет зависеть форма и размеры зоны проплавки шва, а соответственно его ширина и глубина.

Внимание! Параметры и форма заточки выбирается от вида используемого электрода и от параметров двух свариваемых металлических заготовок.

• Рабочий конец электродов марки WP, WL – это сфера (шарик).
• На WT также делают выпуклость, но небольшого радиуса. Скорее, просто обозначают скругленность электрода.
• Остальные виды затачиваются под конус.

Когда варится алюминиевый стык, на электроде сфера образуется сама. Поэтому, проводя сварку алюминия, нет необходимости проводить заточку электрода.

Какие ошибки заточки к чему могут привести.

• Ширина заточки сильно отличается от нормы, то есть, может быть очень широкой или очень узкой. В этом случае вероятность непроплавления шва сильно увеличивается.
• Если проведена несимметричная заточка, то это гарантия отклонения сварочной дуги в одну из сторон.
• Угол заточки слишком острый – снижается срок эксплуатации электрода.
• Угол заточки слишком тупой – уменьшается глубина проплавки шва.
• Риски, оставленные от абразивного инструмента, расположены не вдоль оси прутка. Получите такой эффект, как блуждание дуги. То есть, нарушается стабильное и равномерное горение сварной дуги.

Кстати, существует простая формула, определяющая длину затачиваемого участка. Она равна диаметру прутка, умноженного на постоянный коэффициент – 2,5. Существует и таблица, в которой обозначается соотношение диаметра электродов с длиною затачиваемого конца.

Точить конец вольфрамового прутка надо поперек, как карандаш. Можно точить на электрическом наждаке или на болгарке. Чтобы добиться равномерного снятия металла по всей зоне заточки, можно закрепить пруток в патроне дрели. И вращать его на малых оборотах электроинструмента.

В настоящее время производители специального электрического оборудования предлагают станок для заточки неплавящихся вольфрамовых электродов. Удобный и точный вариант сделать заточку качественной. В состав станка входит:

• Алмазный диск.
• Фильтр для сбора пыли.
• Настройка оборотов рабочего вала.
• Настройка угла заточки. Этот параметр варьируется в пределах 15-180°.

Исследования, найти оптимальный угол заточки, проводятся постоянно. В одном НИИ был проведен тест, где электрод из вольфрама марки WL проверялся на качество сварного шва путем его заточки под разные углы. Были выбраны сразу несколько угловых размеров: от 17 до 60°.

Были определены точные параметры сварочного процесса:

• Сваривались два металлических листа из коррозионностойкой стали толщиною 4 мм.
• Ток сварки – 120 ампер.
• Скорость – 10 м/ч.
• Положение сварки – нижнее.
• Расход инертного газа – 6 л/мин.

Результаты эксперимента таковы. Идеальный шов получился, когда использовался пруток с углом заточки в 30°. При угле в 17° форма шва была конусной. При этом сам процесс сварки проходил нестабильно. Ресурс электрода резки уменьшался. При больших углах заточки менялась и картина сварного процесса. При 60° увеличивалась ширина шва, но уменьшалась его глубина. И хотя сам процесс сварки стабилизировался, назвать его высококачественным нельзя.

Как видите, угол заточки играет важную роль в сварочном процессе. И неважно, используются электроды по нержавейке, стали или меди. При любых вариантах нужно правильно заточить пруток, ведь последствия могут быть крайне отрицательными. Описание прутков по цветам и химическим характеристикам помогает правильно сделать выбор, а заодно и выбрать форму заточки.

Вольфрамовые электроды

Каталог

Товары из каталога соответствуют стандартам качества и имеют официальную гарантию от производителя!

Пожалуйста заполните форму заказа. Наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время.

*Обязательные поля для заполнения

Пожалуйста заполните форму заказа. Наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время.

*Обязательные поля для заполнения

Вольфрамовые электроды:
виды, назначение и маркировка

Вольфрамовые электроды – это важный компонент аргонодуговой сварки. Это небольшие металлические стержни, главной функцией которых является подвод тока к свариваемым изделиям. Существует много разновидностей вольфрамовых электродов, которые для удобства маркируются буквенным и цветным обозначением. Использование вольфрама в сварке объясняется его физико-химическими характеристиками – это очень тугоплавкий металл, который остается прочным даже при самой длительной сварке. Это экономичный расходный материал, которого хватает надолго.

Совет. Одни из самых крупных запасов вольфрама находятся в Китае, так что в этом случае надпись “Made in China” является гарантией того, что вы не переплачиваете лишних денег за воздух. Можете смело искать именно такие электроды.

Виды вольфрамовых электродов

Сварочный материал можно условно поделить на три вида электродов:

1. Электроды постоянного тока. Содержат примеси таких металлов, как торий или иттрий. При использовании этого вида электродов не следует забывать о радиоактивности тория, поэтому варить металлы при помощи таких электродов можно только на открытом воздухе или в хорошо вентилируемых помещениях. Вольфрамовые электроды постоянного тока используются для сварки углеродистых сплавов, бронзы, тантала, никеля, титана, меди и стали, не подверженной к появлению коррозии.
2. Электроды переменного тока. Используются для сварки алюминиевых и магниевых сплавов.
3. Универсальные электроды. Используются для сварки всех вышеперечисленных металлов или их комбинаций. Работать такими электродами проще, так как они одинаково хорошо сваривают металл как на постоянном, так и на переменном токе. Еще одним важным преимуществом этого вида электродов является то, что с их помощью можно сваривать листовой металл (например, трубы) так, чтобы шов был максимально незаметным.

Маркировка вольфрамовых электродов

Маркировка и условные обозначения – это удобный способ различения электродов по их характеристикам. Вольфрамовые электроды могут иметь следующую маркировку:

• Зеленые (обозначаются буквами WP) – электроды, на 99,5% состоящие из вольфрама. Такие электроды применяются для сварки алюминиевых и магниевых сплавов. Во время работы используется синусоидальный ток и два вида защитных газов: гелий и аргон.
• Синие (вольфрамовые электроды WL-20 и WL-15). Имеют примесь лантана, что обеспечивает повторный розжиг и устойчивость дуги во время сварки. Очень популярны среди сварщиков, благодаря своей универсальности и оптимальным характеристикам. Содержание лантана в таких электродах увеличивает срок эксплуатации и рабочий ток во время сварки.
• Серые (WC-20). Эти электроды имеют примесь церия (2%). Также являются универсальными, потому что во время работы с ними можно использовать как переменный, так и постоянный ток. Используются для сварки труб в неповоротных стыках.
• Темно-синие (WY-20) – электроды, имеющие тонкое покрытие иттрием. Считаются самыми устойчивыми электродами и используются при сварке ответственных несущих конструкций.
• Белые (WZ-8). Содержат менее 1% циркония и чаще используются для работы с переменным током для сварки алюминия. Во время сварки такими электродами очень важно соблюдать чистоту.
• Красные (WT-20) – электроды с примесью тория. Как мы уже упоминали выше, торий может быть опасен для здоровья, поэтому во время работы обязательно нужно защищать органы дыхания и работать в проветриваемом помещении. Несмотря на эту особенность, такие электроды очень надежно соединяют металлы, с которыми другие электроды бессильны, поэтому вольфрамовые электроды с торием используются достаточно часто. Во время работы лучше использовать постоянный ток.

Неплавящийся вольфрамовый электрод – это удобный и повсеместно используемый инструмент, являющийся незаменимым во время работы.

Где купить вольфрамовые электроды в Нижнем Новгороде?

Можно ли в Нижнем Новгороде купить вольфрамовые электроды, низкая цена которых будет сочетаться с высоким качеством? Такое возможно, заказывая продукцию на сайте нашей компании! Мы предлагаем широкий выбор сварочных аппаратов, расходных материалов и других составляющих безопасной и профессиональной работы сварщика. Каждый товар имеет подробное описание с указанием характеристик и параметров.

Если у вас возникнут сложности с выбором, то позвоните нам по номеру +7 (831) 413-83-01 или свяжитесь другим удобным способом – нашу контактную информацию можно найти здесь.

Как использовать вольфрам для сварки

Из всех существующих видов соединений металлов и сплавов, пожалуй, самым распространенным является сварка. Из множества существующих разновидностей сварки, одной из самых надежных и качественных является аргоновая сварка вольфрамовым электродом. Вольфрамовую сварку проводят так же в среде углекислоты и смеси газов.

Особенности

Сварка с использованием вольфрама очень эффективна. Вольфрам является настолько тугоплавким металлом, что выдерживает температуры, при которых другие металлы плавятся. Поэтому, в отличие от плавящихся электродов, вольфрамовый можно использовать в течение длительного времени для производства большого объема работ.

Такая особенность позволяет изготовить непрерывные сварочные швы большой длины при постоянных параметрах сварки. Так как вольфрамовый электрод не оплавляется, для заполнения сварочной ванны металлом почти всегда используется присадочная проволока.

Еще одной особенностью сварки вольфрамовыми электродами является электрическая схема. При сварке вольфрамом полярность постоянного тока меняют на обратную.

По причине того, что электрод не плавится, зажигать дугу касанием свариваемых деталей не рекомендуется, так как вольфрамовый электрод теряет свои свойства из-за наслоения побочных продуктов, образующихся при сгорании металла.

В этом случае для бесконтактного зажигания дуги используется осциллятор-стабилизатор сварочной дуги (ОССД), работа которого заключается в инвертировании переменного напряжения промышленной частоты в импульсы высокой частоты, необходимые для розжига. Осциллятор должен подключаться к источнику сварочного тока последовательно.

Применение аргона

Для повышения качества сварных швов при сварке вольфрамом используется аргон. Этот инертный газ, будучи тяжелее воздуха, вытесняет его, опускаясь на дно сварочной ванны.

Сам аргон практически нейтрален при взаимодействии с вольфрамом и свариваемым металлом. При горении дуги он препятствует образованию соединений металла с составляющими воздуха.

Для уменьшения пористости шва иногда в аргон добавляется кислород в количестве 2-5% от объема инертного газа. Это помогает защитить металл от загрязнений, влаги и прочих включений, которые попадают в область вольфрамовой сварки.

Кислород способствует повышению температуры дуги в среде аргона. Большинство посторонних неметаллических частиц сгорает еще до твердения присадочного металла в шве или всплывает на его поверхность.

При малой толщине свариваемых деталей допускается сварка вольфрамовым стержнем без применения присадочного материала.

Применение аргоновой сварки и вольфрама наиболее эффективно при использовании сварочных автоматов. При малой длине швов или их разной ориентации использование автоматической сварки неприменимо, а темп ручной сварки очень низок.

Сварка в аргоне происходит при помощи специальной горелки, внутрь которой по специальному шлангу подается инертный газ. При помощи двух кабелей – питающего и управляющего – подается ток на электрод.

Цветная и буквенная маркировка

Электроды из вольфрама различаются по материалу легирующих присадок, применяемых при их изготовлении. Эти добавки увеличивают долговечность электродов. Они же и определяют свойства изделий при их использовании для сварки соответствующих материалов.

Тип вольфрамового электрода определяется по содержанию буквенно-цифровой информации и по цветам маркировки, нанесенной на стержень. Буквенно-цифровая и цветовая маркировки соответствуют друг другу.

Буквенная

Первой буквой идет всегда W. Она указывает на материал, из которого изготовлен электрод – вольфрам. Вторая буква латинского алфавита указывает на тип легирующей добавки:

• C – оксид церия. Это универсальный вольфрамовый проводник. Его можно применять для сварки постоянным и переменным током. Горение сварочной дуги происходит даже при незначительной величине тока;
• Z – оксид циркония (наиболее тугоплавкий). Пригоден для сварки переменным током. Крайне важно соблюдать требования к чистоте сварочной ванны. Недопустимо малейшее загрязнение. Сварка отличается стабильной и мощной дугой;
• L – окись лантана. При использовании вольфрамовых стержней с этой добавкой происходит быстрый и легкий розжиг дуги и стабильное ее горение. Практически устраняется возможность прожига свариваемых деталей. Электроды, в составе которых содержится оксид лантана, наиболее долговечны;
• T – окись тория. Эта добавка позволяет с высоким качеством сваривать заготовки из коррозионностойкой стали. Сварка при этом должна производиться на постоянном токе. При работе вольфрамовыми электродами с торием предъявляются высокие требования к подготовке свариваемых поверхностей, иначе дуга может «перескакивать» с одного «микровыступа» на другой. Очевидно, что шов будет не проваренным. Из-за высокой радиоактивности тория рабочее место должно быть оборудовано идеальной вентиляцией, иначе пары могут оказать вредное влияние на здоровье;
• Y – иттрий. Сварка постоянным током с помощью этих вольфрамовых изделий осуществляется при изготовлении наиболее ответственных конструкций, так как подобные электроды являются наиболее устойчивыми к разрушению;
• P – без добавок. В изделиях с такой маркировкой содержание вольфрама должно быть не ниже 99,5 %. Такие электроды обеспечивают устойчивое горение дуги при использовании переменного тока. Это делает их наиболее востребованными при сварке алюминия в среде аргона.

Чтобы донести более полную информацию о характеристиках вольфрамовых электродов, на стержнях после латинских букв указываются два цифровых значения через дефис. Число в первом показывает процентное содержание присадки, увеличенное в десять раз, во втором – длину стержня в миллиметрах. Например, маркировка WL 15-150 указывает, что в составе вольфрамового стержня, длиной 150 миллиметров, содержится 1,5 % оксида лантана.

Цветовая

Цветовое обозначение применяется для большего удобства при необходимости выбора вольфрамовых прутков. Оно представляет собой окраску концов стержня в один из следующих цветов:

• зеленый – изделия без присадок, обозначаемые символами WP;
• серый – вольфрамовый электроды с 2,0 % окиси церия, имеющие обозначение WC 20;
• черный – изделия, содержащие 1,0 % оксида лантана, обозначаемые WL 10;
• золотистый – прутки с 1,5 % оксида лантана, на которых проставлено WL 15;
• синий – стержни с 2,0 % окиси лантана, маркируемые как WL 20;
• белый – изделия с оксидом циркония с содержанием его 0,8 %. Обозначение таких изделий – WZ 8;
• желтый – прутки, имеющие в своем составе 1,0 % окиси тория. Их маркировка – WT 10;
• красный – изделия из вольфрама, изготовленные с добавлением 2,0 % оксида тория, имеющие обозначение WT 20;
• фиолетовый – прутки с 3,0 % оксида тория и с маркировкой WT 30;
• оранжевый – стержни, в состав которых включены 4,0 % оксида тория. Обозначение таких электродов – WT 40;
• темно-синий – электроды с иттрием в соотношении 2,0 % к вольфраму. Их обозначение WY 20;

Таким образом, идентификация нужного вида вольфрамовых электродов упрощается.

Для алюминия

Соединение алюминиевых деталей должно быть легким и прочным. Эти требования возможно выполнить, используя сварку. Но вся проблема в том, что при отличных эксплуатационных качествах, алюминий очень сложно сваривать.

Проблемы при сваривании обусловлены химическими и физическими свойствами металла. На поверхности изделий всегда присутствует алюминиевая окисная пленка, которая имеет температуру плавления более 2000 °C при том, что сам алюминий плавится уже при 650 °C. Это требует от сварщика удаления и прожигания окисной пленки до прогрева алюминия.

Алюминий на воздухе, да еще в разогретом состоянии быстро окисляется, что создает предпосылки для образования тугоплавкой пленки на расплавленном металле.

В результате шов получается неоднородным. Для устранения этого фактора необходимо обеспечить отсутствие доступа воздуха в зону сварки, что и делает аргон при вольфрамовом методе.

Текучесть алюминия в расплавленном состоянии требует применения различных теплоотводящих подкладок. Водород, выходящий из алюминия наружу при разогреве, создает множество пор, приводящих к ослаблению сварочного шва.

Большой коэффициент температурного расширения и возникающая поэтому усадка при остывании приводит к значительной деформации изделия. Высокая теплопроводность материала требует применения тока, который превосходит по значению ток, необходимый для соединения более тугоплавких материалов.

Для качественного соединения свариваемых деталей с учетом вышеописанных свойств, применение вольфрамового электрода для аргонодуговой сварки алюминия становится наиболее целесообразным. Лучшим решением в этом случае будет применение вольфрамовых стержней без добавок.

Для устранения окисной пленки на поверхности материала необходимо сварку производить непременно током обратной полярности.

Заточка вольфрамовых электродов

Качество сварочных работ, помимо выбора типа электрода и параметров сварочного тока, зависит еще и от правильной заточки стержня. От формы наконечника неплавящегося электрода будет зависеть ширина и глубина зоны проплавления металла.

Форма заточки зависит еще и от применяемого тока и его значения. Требования по заточке в справочной литературе могут различаться, но эти различия существенного влияния на качество вольфрамовой сварки не окажут.

Общая рекомендация по заточке следующая – стержни марок WP, WL необходимо затачивать до состояния полусферы, в то время, как для марки WT достаточно лишь обозначить небольшую выпуклую форму. Остальные типы вольфрамовых электродов затачиваются конусом.

Важным условием правильной заточки является недопустимость ошибок. Не должно быть несимметричной заточки, вызывающей отклонение дуги в сторону от шва, и наличия рисок от заточки, не совпадающих по направлению с осью стержня, что также может вызвать блуждание дуги.

При правильном выборе материалов и обеспечении необходимой среды, с помощью вольфрамовой сварки возможно соединение практически любых металлов и сплавов.