Семь главных советов для качественной сварки вольфрамовым электродом

Приведенные ниже советы для сварки неплавящимся электродом или как ее еще называют — сварка аргоном, помогут вам сберечь время, нервы и деньги на исправление дефектов и обеспечить высокое качество сварки. Соблюдение последовательности действий помогут выполнить работу в срок и избежать лишних проблем в процессе и после сварки.

В статье о сварке аргоном есть подробное объяснение почему сварку неплавящимся (вольфрамовым) электродом называют:

• TIG
• РАД
• аргонная сварка
• аргоновая сварка
• аргонодуговая сварка

Аргонодуговая сварка создает ряд трудностей, которые впоследствии влияют на качество и прочностные характеристики сварного шва, поэтому соблюдение данных семи советов существенно уменьшат вероятность попадания в затруднительную ситуацию.

Знать какой материал предстоит сваривать

Независимо от способа сварки, особое внимание необходимо обратить на марку и характеристики свариваемых деталей. Также важно знать условия, в которых будет эксплуатироваться сварной шов и конструкция в целом.

Прежде всего, данный фактор влияет на выбор правильной марки сварочных материалов, которые лучше всего подходят для данных условий.

Например, если предъявляются высокие требования к структурной однородности сварного шва с основным металлом, необходимо выбирать сварочные материалы, которые в полной мере удовлетворяют всем требованиям.

Прежде чем приступить к сварке алюминия или сварке нержавейки необходимо знать марку металла, чтобы подобрать правильные сварочные материалы. т.к. в зависимости от химического состава разные сплавы проявляют склонность к повышенной деформации и образованию трещин. Некоторые металлы и их сплавы требуют предварительного нагрева или термообработки, что оказывает влияние на выбор правильного сварочного материала.

При сварке изделий из стали 20 толщиной до 100 мм не требуется проведение предварительного нагрева, а из стали 12Х1МФ начиная с толщины 6 мм необходим предварительный подогрев изделий до минимальной температуры 200°С и последующая термическая обработка сварного шва.

Перед TIG сваркой алюминиевых сплавов неплавящимся электродом, всегда необходимо знать какую именно марку алюминия предстоит сварить, чтобы правильно подобрать сварочный материал. Обычно производители на упаковке указывают для каких марок сплавов предназначаются данные сварочные материалы.

Выбрать правильный вольфрамовый электрод

Немаловажным фактором при аргонодуговой сварке является правильно подобранный вольфрамовый электрод, проводящий сварочный ток к дуге. На правильный выбор влияют два фактора:

• толщина свариваемого метала
• величина сварочного тока

В зависимости от стандарта на изготовление электроды поставляются различных диаметров, обычно от 1 до 4 мм, и длиной 150 или 175 мм.

Согласно ISO 6848 «Дуговая сварка и резка. Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся. Классификация» электроды поставляются длинами и диаметрами, указанными в таблицах ниже.

Стандартный диаметр электродов из вольфрама и допуск (ISO 6848)

Диаметр, мм	Допуск, мм
0,25	±0,02
0,30
0,50	±0,05
1,0
1,5
1,6
2,0
2,4	±0,1
2,5
3,0
3,2
4,0
4,8
5,0
6,3
6,4
8,0
10,0

Длина электродов из вольфрама и допуск (ISO 6848)

Длина, мм	Допуск, мм
50	±1,5
75	+2,5 -1,0
150	+4 -1
175	+6 -1
300	+8 -1
450	+8 -1
600	+13 -1

Ознакомится с сортаментом электродов по ГОСТ можно перейдя по ссылке ГОСТ 23949.

В состав электродов входит чистый вольфрам и вольфрам с активирующими присадками (редкоземельными элементами и их оксидами):

• окись лантана
• окись иттрия
• двуокись тория
• тантал
• церий

Во избежание путаницы при выборе типа, в зависимости от вида присадки каждый вольфрамовый электрод имеет цветовую маркировку на конце.

Химический состав и цвет маркировки согласно ISO 6848

Классификационные символы	Химический состав				Код цвета, RGB значение цвета
	Добавление оксида		Примеси, %	Вольфрам,%
	Главный оксид	%
WP	Нет	—	0,5 максимум	99,5 минимум	Зеленый #008000
WCe 20	CeO2	1,8 — 2,2	0,5 максимум	остальное	Серый #808080
WLa 10	La2O3	0,8 — 1,2	0,5 максимум	остальное	Черный #000000
WLa 15	La2O3	1,3 — 1,7	0,5 максимум	остальное	Золотой #FFD700
WLa 20	La2O3	1,8 — 2,2	0,5 максимум	остальное	Голубой #0000FF
WTh 10	ThO2	0,8 — 1,2	0,5 максимум	остальное	Желтый #FFFF00
WTh 20	ThO2	1,7 — 2,2	0,5 максимум	остальное	Красный #FF0000
WTh З0	ThO2	2,8 — 3,2	0,5 максимум	остальное	Фиолетовый #EE82EE
WZr 3	ZrO2	0,15 — 0,50	0,5 максимум	остальное	Коричневый #A52A2A
WZr 8	ZrO2	0,7 — 0,9	0,5 максимум	остальное	Белый #FFFFFF

Химический состав и цвет маркировки по ГОСТ 23949

Марка	Массовая доля, %						Цвет
	Вольфрам, не менее	Присадки				Примеси, не более
		Окись лантана	Окись иттрия	Двуокись тория	Тантал	Алюминий, железо, никель, кремний, кальций, молибден (сумма)
ЭВЧ	99,92	—	—	—	—	0,08	Не маркируется
ЭВЛ	99,95	1,1 — 1,4	—	—	—	0,05	Черный
ЭВИ — 1	99,89	—	1,5 — 2,3	—	—	0,11	Синий
ЭВИ — 2	99,95	—	2,0 — 3,0	—	0,01	0,05	Фиолетовый
ЭВИ — 3	99,95	—	2,5 — 3,5	—	0,01	0,05	Зеленый
ЭВТ — 15	99,91	—	—	1,5 — 2,0	—	0,09	Красный

В таблице ниже указаны рекомендации по выбору типа тока в зависимости от вида свариваемого материала.

Рекомендации по выбору типа тока в зависимости от вида свариваемого метала

Тип метала или сплава, который необходимо сварить	Постоянный ток		Переменный ток
	Прямая полярность (- на электроде)	Обратная полярность (+ на электроде)
Алюминий и его сплавы толщиной менее 2,5 мм	допускается	допускается	самый подходящий
Алюминий и его сплавы толщиной более 2,5 мм	допускается	не рекомендуется	самый подходящий
Магний и его сплавы	не рекомендуется	допускается	самый подходящий
Нелегированные и низколегированный стали	самый подходящий	не рекомендуется	не рекомендуется
Нержавеющая сталь	самый подходящий	не рекомендуется	не рекомендуется
Медь	самый подходящий	не рекомендуется	не рекомендуется
Бронза	самый подходящий	не рекомендуется	допускается
Алюминиевая бронза	допускается	не рекомендуется	самый подходящий
Кремниевая (кремнистая) бронза	самый подходящий	не рекомендуется	не рекомендуется
Никель и его сплавы	самый подходящий	не рекомендуется	допускается
Титан и его сплавы	самый подходящий	не рекомендуется	допускается

Каждый вариант имеет характеристики, подходящие для применения в определенных ситуациях или для РАД сварки металлов:

• алюминий и его сплавы сваривают переменным током электродом из чистого вольфрама;
• электроды, легированные церием, являются универсальными и поэтому их применяют практически для аргонодуговой сварки всех типов металлов, а с лантаном или торием применяют для сварки нержавейки, а также меди и титана, и их сплавов;
• торированные электроды обеспечивают преимущество из-за увеличения плотности выделения электронов. При этом необходимо учитывать, что они имеют небольшой уровень радиоактивности.

Правильно заточить вольфрамовый электрод

Заточка вольфрамового электрода, точнее способ и угол заточки, оказывают существенное влияние на форму дуги и ее поведение и, как следствие, на форму сварного шва и срок службы неплавящегося электрода.

Для заточки необходимо применять круги с мелким абразивным зерном (идеальный вариант – это алмазный круг). Целесообразно применять шлифовальные круги с зернистостью 40 и менее (размер абразивных части менее 400 мкм), поскольку в данном случае риски от абразива на поверхности будут менее глубокие и в процессе заточки будет стачиваться меньше драгоценного вольфрама. Глубокие канавки от абразива вызывают потери энергии и нестабильное поведение дуги. Желательно на абразивном круге, где производится зачистка не работать с другими материалами т.к. их частички могут осаживаться на поверхность электрода.

Заточку вольфрамового электрода необходимо производить в продольном (по оси электрода), а не в поперечном направлении.

Поскольку вольфрамовые электроды в процессе изготовления имеют структуру зерна, которая расположена вдоль оси и заточка в поперечном направлении является шлифованием поперек зерна. Но это является не столь существенным как тот факт, что электроны текут с большой плотностью по поверхности электрода и, если на нем канавки от заточки расположены поперек – электронам тяжелее их преодолевать. Поскольку дуга ищет места с наименьшим сопротивлением – она может возникнуть не на конце вольфрамового электрода, а в канавках от шлифования и будет вращаться вокруг заостренного конца, что в свою очередь вызывает перегрев электрода и его быстрый износ.

Если следы от абразива расположены вдоль – электроны текут равномерно к заостренному концу электрода с меньшим сопротивлением. В данном случае дуга зажигается на конце, является более стабильной и менее нагревает вольфрамовый электрод, что увеличивает срок его службы.

В процессе заточки следить чтобы металл не перегревался. Признаком перегрева является изменение цвета поверхности и показывает, что на поверхности образовались оксиды, которые имеют большее сопротивление чем вольфрам и будут препятствовать зажиганию дуги.

Угол заточки вольфрамового электрода, играет главную роль при сварке аргоном.

Чем тупее угол заточки >30°:

• тяжелее зажигание дуги;
• более узкий сварной шов;
• необходима больше сила сварочного тока;
• увеличение возможности блуждания дуги;
• возрастание глубины проплавления металла;
• дольше срок службы электрода из вольфрама.

Чем острее угол заточки <30°:

• легче зажигание дуги;
• более широкий сварной шов;
• необходима меньше сила сварочного тока;
• уменьшение возможности блуждания дуги;
• снижение глубины проплавления металла;
• меньше срок службы электрода из вольфрама.

В процессе аргонной сварки на переменном токе на конце неплавящегося электрода выделяется значительное количество тепла, которое расплавляет вольфрам, поэтому необходимо делать небольшое притупление, которое позволит сформировать шарик расплавленного вольфрама на конце.

Машинка для заточки вольфрамовых электродов позволяет выполнить идеальную заточку.

Сохранять чистоту

Чистота поверхности является важным показателем для каждого процесса сварки, но для сварки аргоном она особенна важна. Загрязненность поверхности может привести к образованию пор и, следовательно, потребует дополнительных трудозатрат на их исправление. Особенно это важно при TIG сварке дорогостоящих металов, таких как титан, алюминий и медь.

Перед началом процесса поверхность необходимо очистить чистой, сухой и мягкой тканью с применение чистящих и обезжиривающих средств от масел, смазки и грязи. Для титана и его сплавов ткань дополнительно должна быть безворсовой и работать необходимо в нитриловых перчатках, которые устойчивы к маслам и жирам. При выборе очищающего средства обращайте внимание на то, чтобы в его составе отсутствовал хлор т.к. он может привести к проблемам со здоровьем.

Из-за высокой температуры сварочной дуги хлор испаряется и попадает в легкие сварщика.

Также важным является правильное обращение с присадочным материалом. Храните прутки (или куски, отрезанные от бухты с проволокой) чистыми, сухими и закрытыми в контейнере. Для предотвращения окисления необходимо поддерживать влажность и температуру окружающей среды в местах хранения согласно рекомендациям производителя данных сварочных материалов
Правильное хранение основных материалов является немаловажным фактором. Перекрестное загрязнение частичками другого материла лежащего рядом или при проведении зачистки в непосредственной близости к месту ТИГ сварки может вызвать образование дефектов в сварном шве. Для предотвращения загрязнения необходимо использовать предназначенные для данного типа металла специальные абразивные материалы и щетки. Необходимо иметь ввиду, что абразивная пыль титана и магния огнеопасна и может оказать пагубное влияние на свариваемость других металлов. Хранить абразивные материалы для этих металлов необходимо вдали от открытых источников огня и отдельно от других материалов.

В процессе выполнения всех работ, связанных со сваркой нержавейки необходимо применять оборудование и инструмент предназначенный исключительно для этой группы сталей. Нержавеющие стали необходимо предохранять от возможного контакта или загрязнений свинцом, цинком, медью и ее сплавами, а также нелегированными и низколегированными сталям. Более подробную информацию об общих требованиях при сварке нержавейки можно узнать из видео.

Применять приспособления для сварки, предотвращающие образование деформаций

Правильная фиксация свариваемых деталей является важным требованием не только при сварке вольфрамовым электродом и помогает избежать многих проблем в том числе и деформирования. Чем меньше толщина свариваемых деталей, тем важнее выбор подходящих приспособлений для сборки и сварки.

Зажимайте детали в нескольких местах для предотвращения линейных деформаций и следите за соблюдением зазоров и углов применяя при этом магнитные угольники, угловые струбцины, клещи для сварки и другой инструмент.

Необходимо запастить терпением и временем для правильной сборки и фиксации деталей, имеющих сложную конфигурации. В данном случае хорошо себя зарекомендовало приспособление «третья рука», которое помогает надежно удерживать детали после сборки и в процессе сварки. Третья рука имеет множество разных конструкций и форм, но обычно это тяжелый предмет, который кладется или опирается на деталь и удерживает ее на месте для сварки.

Можно использовать специальные приспособления, которые помогают удерживать руку в процессе сварки. Использование опор для рук и локтей помогает сохранять устойчивость и уменьшает утомляемость.

Процесс подготовки может показаться трудоемким, и в некоторых случаях занимать больше времени, чем сама сварка, но он очень важен для изготовления качественной сварной конструкции.

Использовать газовую линзу

Качественная защита газом имеет прямое влияние на металл сварного шва. Использование газовой линзы для TIG горелки, которая изменяет вид потока газа из сопла (турбулентный на ламинарный) для улучшения покрытия (обволакивания) защитным газом металла сварного шва, является одним из способов обеспечения наилучшего качества сварного соединения.

Расходные материалы для газовой горелки включают в себя:

• керамическая чашка
• цанга
• колпачок

Газовая линза заменяет корпус цанги, который является стандартным в горелке TIG. Стандартная цанга обычно имеет 4 отверстия для распределения газа, а газовая линза представляет собой мелкоячеистую сетку. Поток защитного газа проходя через газовую линзу равномерно распределяется вокруг вольфрамового электрода, сварочной дуги и сварочной ванны, подобно аэратору на кране, который рассекает поток воды на множество мелких.

Газовая линза обеспечивает намного лучшую защиту расплавленного металла сварочной ванны, что является очень важным при аргонодуговой сварке таких металлов как нержавеющая сталь, титан. Также газовая линза предоставляет преимущества при сварке сталей и алюминия. Использование горелок с газовыми линзами является обязательным, когда существует необходимость повышения уровня защиты сварочной ванны или для сварки в трудностопуных местах, требующих большого вылета вольфрамового электрода. Необходимо принять во внимание тот факт, что горелки с газовыми линзами предполагают использование керамических чашек гораздо большего диаметра, чем со стандартной цангой.

Предварительно сварить образец

Чтобы убедиться, что все подготовительные операции сделаны правильно, если это возможно, необходимо произвести сварку аргоном тестового образца в идентичных условиях. Чем более ответственное является изделие и чем дороже свариваемый материал, тем важнее проводить TIG сварку тестового образца. Затратив время для этого вначале, можно избежать многих проблем в будущем, особенно для уникальных деталей или ответственных сварных швов. Применение идентичных сварочных материалов поможет понять, какое влияние оказывает изменение режимов на поведение сварочных материалов и основного металла в процессе сварки.

Сварка образца — это дополнительный шаг в подготовке, который сэкономит много времени позже, в процессе серийного изготовления изделий.

Как выбрать вольфрамовые электроды — NGSGROUP

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.

Основные свариваемые материалы: алюминий, магний и их сплавы.

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.

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.

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).

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.

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.

Советы по аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом

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 700 до 850, присадка подается приблизительно под углом 200 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.

особенности работы с металлом, различные сплавы, пайка, какие электроды нужны

Технический прогресс привел к необходимости проведения сварочных работ с применением новых электродов, которые до этого не использовались и имеют уникальные свойства. В отечественной промышленности не обходится без химических активных и тугоплавких металлов. Речь идет о молибдене, вольфраме и цирконии. Начали разрабатываться революционные методики сварки, в основание которых были положены новейшие научные исследования. Сварка вольфрама проводится с использованием специальных электродов.

Вольфрам и его сплавы

Вольфрам принято считать самым тугоплавким металлом, так как плавится он при температуре 3422 градуса Цельсия. На его основе изготавливают сплавы.

К примеру, добавление кобальта и хрома придает повышенную твердость, стойкость и износоустойчивость.

Серебро и медь — для высокой тепло- и электропроводности, стойкости к механическим повреждениям. Их применяют при изготовлении электродов для завершения точечных сварок. Сварка вольфрамовым электродом дает возможность выполнять поставленные задачи, экономя расходные материалы.

Главный минус — хрупкость при снижении температуры до 20 градусов, потому механические обработки должны проводиться при значениях, превышающих предел хрупкости, — 300−500 градусов.

Вольфрамовые электроды

Давая ответ на вопрос, вольфрамовые электроды, для чего нужны — следует знать, какими они бывают:

1. Переменные. Их посредством проводится сваривание с использованием переменного напряжения. Есть чистые и циркониевые, посредством данных изделий обрабатывают алюминий, магний и сплавы из них. Первый с зеленым оттенком, а второй — с белым.
2. Универсальные. Процесс сварки возможен с использованием двух разных видов напряжения (переменное и постоянное). К данному типу принадлежат цериевые и лантарированные. У первых серый цвет, у вторых — синий и золотистый.

Особенности работы с металлом

Следует знать, что сварка может проводится в ручном, автоматическом либо полуавтоматическом режиме. Работу делают и не применяя присадку, пользуясь только расплавленным металлом с кончиков элементов для сварных швов, что значительно сокращает рабочие затраты. Необходимо учитывать ряд моментов:

• пайка вольфрама возможна даже в тех случаях, если толщина элементов менее 0,1 мм;
• во время работы воздушные массы должны устраняться с действующей зоны, расход газа зависит от показателя толщины изделия, скорости пайки, типа соединений;
• дуга может поджигаться, не касаясь металла, в таком случае понадобится осциллятор;
• нужно тщательно следить за выбором полярности тока, что позволит уменьшать трату электродов за счет сокращения нагревания металла;
• аргон создает защитный шар, предотвращая окисление и уменьшая использование материалов.

Существует ряд требований относительно работы. Их следует обязательно придерживаться для сохранения высокого качества изделий, в частности:

• следить за точным соблюдением размеров для получения швов высочайшего качества;
• пользоваться определенными приспособлениями, упрощающими сборку;
• обезжирить кончики электродов и обрабатываемые поверхности;
• правильно подбирать силу тока для экономии электродов и сохранения формы их заточек;
• не забывать вытеснять воздух из зоны работ;
• если используются инертные защитные газы, нужно постоянно следить, чтобы газовое облако закрывало не только сварную ванну, но и электрод с кончиком разогретой проволоки;
• при ускорении сваривания должна возрасти и скорость подачи инертных газов.

Ручная методика имеет ряд особенностей. Работы выполняются справа налево. Если сваривают самые тонкие компоненты, то горелку нужно держать под углом 60 градусов, если более толстые — 90 градусов. При выборе методики установки присадки учитывают толщину изделий.

У автоматического и полуавтоматического режимов также имеются особенности. Так, направление работы должно помогать перемещению присадочного прутка в передней части дуги. Электроды размещают в перпендикулярном положении к сварочным поверхностям, а присадка и проволока — под углом 90 градусов.

Сварка вольфрамовыми электродами

Трансформаторы выступают главными источниками питания, когда используется переменный ток, генераторы и выпрямители — если постоянный. У всех источников должна быть крутопадающая характеристика, которая поддержит постоянную величину напряжения, если нарушена длина дуги из-за перепадов.

Относительно того, что варят вольфрамовыми электродами. Такой тип сваривания используют при работе с молибденом, никелем, титаном и высоколегированными сталями. Источник высокой температуры — ток.

Компоненты — специальный электрод и газ аргон, то есть процесс происходит уже в защищенной среде, что приводит к улучшению характеристик сварочных швов, упрощая саму работу и делая ее более эффективной.

Применение вольфрама | СпецМеталлМастер

Использование вольфрама (W) в разных отраслях промышленности позволяет изготовить качественные металлические конструкции. Они могут выдерживать даже низкие или высокие температуры, что обеспечивает безопасность и надежность технологических процессов.

Огромной популярностью пользуются и соединения вольфрама, в частности сплавы. Из них изготавливают танковую броню, детали для машино- и самолетостроения, а также внешние оболочки для снарядов или торпед.

Вольфрам, применение которого возможно даже для текстильной промышленности, — незаменимый тугоплавкий металл. Ежегодно объем его производства составляет до 30 тысяч тонн.

Для чего нужен вольфрам?

W – обязательная составляющая инструментальной стали. С ее помощью производят надежные инструменты для резки, обработки и вытачивания деталей и запчастей. Около 95 % этого элемента поглощает металлургия, остальное – другие отрасли промышленности. При этом применяют не только чистый, но и «грязный» элемент.

Например, сплав ферровольфрам считают «грязным» и самым бюджетным (экономным) сплавом. Он состоит из 20 % железа и 80 % вольфрама. Производят его в специальных электродуговых печах и применяют для потребностей черной металлургии.

Где используют вольфрам?

W и его сплавы обладают прекрасными физическими и химическими свойствами. Среди них можно выделить прочность, ковкость и инертность. Поэтому их можно использовать даже для хранения радиоактивных веществ. Например, таким сплавом есть сплав из Ni, Cu и W. Из него изготавливают специальные контейнеры, где можно сохранять радиоактивные отходы или вещества. Также его используют для потребностей радиотерапии. Ученые доказали: такой сплав на 40 % надежнее, чем сплав из свинца.

Одним из прочных сплавов является соединение кобальта (16 %) и карбида вольфрама. По твердости он может подменить даже алмаз во время сверления скважин различной глубины.

Нельзя обойти вниманием и псевдосплавы из W. Например, его смешивание с медью и серебром считают отличной основой для изготовления выключателя или рубильника электрического тока. По сравнению с простыми медными контактами их эксплуатируют до 6 раз дольше.

Что делают из вольфрама?

Область применения вольфрама различна. Особое место занимают вольфрамовые нити для электроламп. В этой отрасли W заменить практически невозможно. Например, из 1 кг W можно вытянуть проволоку длиной до 3,5 км, из которой получают до 23 тысяч нитей для ламп мощностью в 60 Вт. Это выгодно для всей мировой электропромышленности. Ведь всего 100 тонн W в год целиком удовлетворяет запросы потребителей на электролампы.

Отдельное применение нашли и химические соединения, в составе которых присутствует элемент. Например, для изготовления лаков и устойчивых к свету красок применяют фосфорно-вольфрамовые гетерополикислоты. А вот использование вольфрамата натрия делает ткани огнестойкими и водонепроницаемыми. При этом для производства лазера или светящейся краски тоже не обойтись без вольфрамата со щелочноземельным металлом и кадмием.

Кроме того, применение карбид вольфрама для изготовления режущих инструментов делает строительную отрасль одной из самих перспективных. Ведь с его помощью можно изготовить различные резцы, сверла и фрезы, а также долота для бурения.

Сварка алюминия Вольфрамовым электродом

Для того, чтобы работать в аргоновой дуговой сварке существуют специальные электроды, которые несут предназначение именно для данного случая – вольфрамовые. Если говорить о качествах вольфрама, то температура, при которой он будет плавиться составляет 3422 градуса по Цельсию. Говоря откровенно, стоит заметить, что из существующих , это самый тугоплавкий металл.

Где используют?

Первое, что хотелось бы сказать – такие электроды гарантируют практическое отсутствие шва. При ручной сварке или же автоматической, вольфрам будет гарантией «аккуратной» сварки. Как правило, используют при автомобилестроении. Сварочные аппараты, при этом остаются очень экономными, а расход вольфрама будет очень маленьким.

Существует, естественно и специальный подход к работе, так сказать, процесс, которого обязательно нужно придерживаться, чтобы избежать плачевных последствий. Чтобы не образовывалась оксидная пленка которая будет мешать сварке алюминиевой детали, варить нужно обязательно в инертной среде. Для этого принято использовать инертные газы:

Кроме того, для качественной работы можно использовать и другие газы при отсутствии вышеперечисленных: гелий, азот или же смеси из тех, которые описаны выше.

Если говорить о ценовой политике, то наиболее доступным считается аргон. Именно поэтому, использовать его в работу сегодня стало наиболее популярно.

Для того, чтобы шов был наиболее эффективным, он покрывается специальными элементами – оксидами церия, тория, циркония и т.д. Таким образом, подобный слой может оградить расплавленный металл от взаимодействия с кислородом. Также будет стабилизирована сварочная дуга и рафинирован металл.

При каких условиях производится вольфрамовая сварка?

Электроды вольфрама могут гарантировать качественный шов сварки – для этого нужно будет с особой точностью соблюдать самые точные размеры, а также ручной прихваткой собрать кромки. Это касается, в особенности, конструкций с тонкими листами. Более того, рекомендуется использовать еще и специально предназначенные для этого приспособления.

Обязательно учитывайте!

Для того, чтобы сварочный шов был надежным, конец электрода, который предназначен для работы, обязательно чистый должен быть. Когда образуется вольфрамовая сварка, дугу нужно возбудить осциплятором, при этом прикасаться к расплавленному металлу торцом или к проволоке для присадки категорически запрещается.

Если вы правильно подберете силу тока, то и форма заточка электрода будет правильной, и расход порадует вас минимализмом. Помните, что сварной шов будет наиболее точным, если из зоны сварки будет оттеснен (защищенно место сварки инертным газом) воздух надежным образом.

Где и как лучше использовать?

Нужно отметить, что данные электроды будут актуальны для того, чтобы соединять изделия, толщина которых составляет порядка 6 мм. В таком случае совершенно не понадобится присадка, если у вас получится слепить шов, когда кромки изделий расплавятся. В том случае, если вы таки применяете присадочную проволоку, то ее нужно сложить в разделку.

 

Руководство по вольфрамовым электродам

| Подготовка вольфрамового электрода

Геометрия электрода

Вольфрамовые электроды могут использоваться с наконечниками различной геометрии. При сварке на переменном токе обычно используются электроды из чистого или циркониевого вольфрама, которые плавятся, образуя скругленный конец. Этот раздел руководства посвящен заточке электродов для сварки постоянным током. Полная геометрия для сварки на постоянном токе состоит из диаметра электрода, прилегающего угла (также известного как конус) и диаметра кончика (плоского).Кроме того, важна чистота шлифованной поверхности.

Рисунок 2: Геометрия электрода

Выбор наилучшей геометрии электрода требует компромисса между различными атрибутами, такими как: от более короткого до более длительного срока службы электрода, от более легкого до более сложного зажигания дуги, от более глубокого или более мелкого проплавления сварного шва и от более широкой до более узкой формы дуги (и, следовательно, формы и размера валика). Какая бы геометрия ни была выбрана, ее следует последовательно использовать как часть успешной процедуры сварки.

Для достижения наилучших результатов конфигурацию электродов следует проверять во время разработки процедур сварки; его следует отметить как критическую переменную процесса для процедуры сварки; и для всех последующих сварных швов должны соблюдаться строгие допуски.

Диаметр электрода: Рекомендации производителя сварочного оборудования почти всегда лучший способ выбрать электрод диаметра для использования. Есть также руководящие принципы, опубликованные Американским сварочным обществом, которые дублируются в таблице 2 этого руководства.Обратите внимание, что большие диаметры могут выдерживать более высокие токи; а электроды большего диаметра служат дольше, чем электроды меньшего диаметра, но электроды меньшего диаметра легче зажигают дугу. Использование более высоких уровней тока, чем те, которые рекомендуются для данного размера электрода, приведет к более быстрому ухудшению качества или разрушению вольфрама. По мере того как наконечник разрушается, вероятность попадания частиц вольфрама в сварочную ванну и загрязнения сварного шва намного выше. Если используемый ток слишком мал для определенного диаметра электрода, может возникнуть нестабильность дуги.

Для данного уровня тока постоянный ток с положительным электродом требует гораздо большего диаметра, потому что наконечник не охлаждается за счет испарения электронов, а нагревается за счет их удара; и поэтому он станет горячим и подвержен эрозии. Фактически, электрод, используемый с DCEP, может выдерживать только 10% тока, который он мог бы использовать с отрицательным электродом. При сварке на переменном токе наконечник охлаждается во время отрицательного цикла электрода и нагревается в положительном. Таким образом, электрод на переменном токе может выдерживать ток где-то между емкостью электрода на DCEN и DCEP и примерно на 50% меньше, чем у DCEN.

Наконечник электрода / плоский: Форма наконечника вольфрамового электрода является важным параметром процесса при прецизионной дуговой сварке. Хороший выбор размера наконечника / плоского наконечника уравновесит необходимость нескольких преимуществ. Чем больше плоская поверхность, тем больше вероятность отклонения дуги и тем сложнее будет ее зажигание. Однако увеличение плоской поверхности до максимального уровня, при котором дуга все еще разрешается и исключается блуждание дуги, улучшается проплавление сварного шва и увеличивается срок службы электрода.Некоторые сварщики до сих пор обтачивают электроды до острой формы, что облегчает зажигание дуги. Однако они рискуют снизить производительность сварки из-за плавления наконечника и возможности выпадения наконечника в сварочной ванне. В ситуациях, когда используется очень низкая сила тока или используются короткие сварочные циклы (т.е. одна секунда или меньше), желателен заостренный электрод; однако в других ситуациях было бы полезно подготовить плоскую поверхность на конце электрода.

Рекомендации по тестированию можно найти в таблице 6; также ознакомьтесь с рекомендациями производителя сварочного оборудования.Во время сварки точно заземленный кончик вольфрамового электрода имеет температуру, превышающую 3000 ° C (5500 ° F). Неправильный или несоответствующий диаметр плоского конца вольфрамового электрода может привести к следующим проблемам:

• Острие электрода падает в сварочную ванну, создавая дефект сварного шва
• Уменьшение срока службы электрода
• Нестабильность дуги
• Изменение напряжения дуги от одного электрода к другому из-за неправильной формы наконечника

При сварке на переменном токе электроды из чистого или циркониевого вольфрама плавятся, образуя полусферический скругленный конец.Для сварки постоянным током обычно используются электроды из торированного, церированного или лантано-вольфрамового сплава. В последнем случае конец обычно шлифуется до определенного угла, часто с усеченным концом. Различная геометрия наконечников электрода влияет на форму и размер сварного шва. Как правило, с увеличением угла наклона проплавление увеличивается, а ширина сварного шва уменьшается. Хотя электроды малого диаметра могут использоваться с квадратным концом для подготовки DCEN (электрод постоянного тока с отрицательным электродом), конические наконечники обеспечивают улучшенные сварочные характеристики.

Таблица 6: Рекомендации для наконечников в зависимости от диаметра электрода

Диаметр электрода	Общие рекомендации по наконечнику
0,020 дюйма (0,5 мм)	0 — 0,005 дюйма
0,040 дюйма (1,0 мм)	0 — 0,020 дюйма
1/16 дюйма (1,6 мм)	0 — 0,030 дюйма
3/32 дюйма (2,4 мм)	.005 ”- .030”
1/8 дюйма (3,2 мм)	.010 ”- 0,040”
5/32 дюйма (4,0 мм)	0,010 дюйма — 0,050 дюйма
3/16 дюйма (4,8 мм)	0,010 дюйма — 0,060 дюйма
1⁄4 дюйма (6,4 мм)	0,010 дюйма — 0,070 дюйма

Угол / конус в комплекте с электродом: Электроды для сварки постоянным током следует шлифовать продольно и концентрически алмазными кругами до определенного угла в сочетании с подготовкой наконечника / плоской поверхности. Под разными углами образуются дуги разной формы и обеспечивается разная проникающая способность.В целом, более тупые электроды с большим углом прилегания обеспечивают следующие преимущества:

• Длится дольше.
• Лучшее проплавление шва.
• Имеют более узкую форму дуги.
• Может выдерживать большую силу тока без размывания.

Более острые электроды с меньшим углом наклона обеспечивают:

• Предлагаем меньше дуговой сварки
• Имеют более широкую дугу
• Иметь более ровную дугу

Вольфрам большего диаметра и более высокие токи обычно сочетаются с большими конусами в диапазоне включенных углов от 25 ° до 45 °, чтобы увеличить срок службы электрода и обеспечить более стабильную дугу.Более острые наконечники в диапазоне включенных углов от 10 ° до 25 ° используются для более низкого тока.

Шероховатость поверхности угла электрода: Гладкость поверхности подготовленного кончика электрода будет определять некоторые характеристики процесса сварки. В общем, острия следует отшлифовать как можно тоньше, чтобы улучшить сварочные свойства и увеличить срок службы электрода. Слишком грубая шлифовка электродов приводит к возникновению нестабильной дуги.

Чистота поверхности обычно выражается как среднеквадратическое значение (RMS) или как средняя шероховатость (Ra).RMS — это сравнительное число, относящееся к чистоте поверхности, измеренной профилометром. Чистовая чистовая обработка находится в диапазоне 20-40 RMS, механически обработанная обработка часто находится в диапазоне 80-120RMS, а поверхности после пескоструйной обработки будут в диапазоне 400-500 RMS. Значение Ra определяется как среднее значение отклонений от его средней линии на заданной длине выборки. Измеренные значения, выраженные как RMS, будут примерно на одиннадцать процентов выше, чем значения, выраженные в Ra. (Микродюймы x 1,11 = RMS).

Стандартная отделка со среднеквадратичным отклонением около 20, которая по-прежнему показывает невооруженным глазом продольные линии шлифовки, является универсальной качественной отделкой для любого применения. Полированная или зеркальная отделка со среднеквадратичным значением 6-8, на которой видно мало линий или совсем без них, лучше для долговечности электрода, потому что без какой-либо песка на поверхности электрода вероятность загрязнения гораздо меньше. «Прилипают» к острию электрода, и поэтому эрозия уменьшается. Однако для источников питания для сварки, которые не обладают характеристиками сильного зажигания дуги, окончательная обработка приблизительно 20 среднеквадратичных значений лучше, потому что продольные заземляющие линии помогут устойчиво направлять электроны к крайней точке электрода, что способствует зажиганию дуги.Некоторые производители предварительно заземленных сварочных электродов обеспечивают более грубую отделку в диапазоне от 30 до 40 RMS; однако они служат недолго, они создают нестабильную дугу и имеют тенденцию быть слишком жесткими для длительного и эффективного зажигания дуги.

Типичная геометрия, рекомендуемая производителями: Многие производители предоставляют информацию о рекомендуемой геометрии электродов, поскольку они уже провели предварительные испытания, чтобы определить, какая геометрия электродов является наиболее выгодной для их оборудования в различных областях применения.Однако, когда эта информация недоступна, лучшим источником этой информации является Diamond Ground Products, Inc. или другие отраслевые эксперты.

Допуски, необходимые для различных применений: Многие сварочные работы считаются крайне важными и требуют строгих допусков по длине, конусу и плоской поверхности в дополнение к высокополированной поверхности. Эти области применения включают орбитальную сварку труб высокой чистоты, фармацевтику, аэрокосмическую промышленность, производство фитингов и многие другие.Основные требования к допускам в этих приложениях: ± 0,002 дюйма для длины, ± ½ ° для конуса и ± 0,002 дюйма для наконечника / плоскости. Там, где требуется, чтобы электроды производились с такими крайними допусками, необходимо использовать такое оборудование, как оптический компаратор, микроскоп и микрометр, в дополнение к точному шлифовальному станку для вольфрамовых электродов, который требуется почти для всех приложений. В других приложениях часто требуются собственные допуски. Если не указано иное, соблюдайте разумные допуски для вида выполняемой работы и оставайтесь максимально последовательными.

.

Что такое вольфрам? (с иллюстрациями)

Вольфрам — это металлический химический элемент, относящийся к переходным металлам периодической таблицы элементов. Он хорошо известен своей прочностью и долговечностью, что делает его чрезвычайно полезным в широком спектре промышленных применений. Некоторые потребители также владеют продуктами, содержащими вольфрам или произведенными из металла. Основными мировыми источниками этого элемента являются Россия, Австрия, Китай и Португалия, где он добывается из таких минералов, как шеелит и вольфрамит.

Вольфрам используется в качестве нити накаливания в лампах накаливания.

Этот элемент не встречается в природе в чистом виде. В изолированном состоянии вольфрам представляет собой очень твердый, хрупкий металл от серого до белого цвета, который чрезвычайно устойчив к коррозии.У него самая высокая точка плавления и предел прочности на разрыв среди всех металлов, а также самая низкая точка давления пара. Металл обозначен символом W в периодической таблице элементов, отсылкой к его альтернативному названию, вольфрам. Атомный номер вольфрама 74.

Из-за его высокой прочности на разрыв и температуры плавления вольфрам используется для изготовления многих тяжелых инструментов.

Люди знали о существовании вольфрама по крайней мере с начала 1700-х годов, когда наблюдатели заметили, что металл взаимодействует с оловом. В 1784 году братьям де Эльхуяр удалось выделить его в Испании, используя вольфрамовую кислоту, извлеченную из вольфрамита. Вольфрам традиционно считался очень ценным металлом, поскольку его долговечность и прочность делают его чрезвычайно полезным для использования в военных и промышленных целях.Название элемента происходит от шведского tung , или «тяжелый», и sten , что означает «камень».

Вольфрам обозначается символом W в периодической таблице элементов, а его атомный номер 74.

Одно из самых известных применений вольфрама — это нить накаливания в лампах. Металл также используется в ряде сплавов для повышения их твердости и прочности на разрыв. Его используют во многих конструкционных металлических сплавах, поскольку металл имеет чрезвычайно высокую температуру плавления, а также этот элемент используется для изготовления износостойких инструментов. Хотя эти инструменты могут быть дорогими, они нравятся многим рабочим из-за их долговечности и долговечности.

Tungsten требует некоторых мер безопасности. Пыль от металла может быть легковоспламеняющейся или взрывоопасной, а также раздражать слизистые оболочки, например, внутри носа и рта. В некоторых регионах вольфрам был связан с серьезными инфекциями легких у людей, которые регулярно работают с этим элементом без надлежащей защиты.Воздействие металла также коррелировало с повышенным уровнем заболеваемости раком, хотя убедительных доказательств того, что эта корреляция превратилась в причинно-следственную связь, обнаружено не было.

Россия — один из основных мировых источников вольфрама. .