Сварка вольфрамовым электродом: особенности и преимущества.

Неплавящиеся электроды получили такое название из-за того, что будучи токопроводящими материалами, имеют очень высокую температуру плавления и в сварочном процессе не плавятся, а только незначительно обгорают. Бывают угольные, графитовые, вольфрамовые, они выпускаются в виде прутков. Здесь мы рассмотрим электроды из вольфрама.

Вольфрам как сварочный материал

Этот элемент относится к металлам. Он самый тугоплавкий, очень твердый и хрупкий, температура его плавления составляет почти 35000 С. Электрод в составе своем имеет непосредственно самого вольфрама от 95% до 99,5%. Остальное приходится на прочие добавки- оксиды тория, церия, лантана, циркония, иттрия. Перечисленные оксиды вводят в пруток исходя из назначения конкретной марки.

Назначение

Главное назначение этого электрода – сварка спецсталей, алюминия, магния и различных легких сплавов, тугоплавких металлов и металлов малых толщин, для работы, где предъявляются очень строгие требования.

Типы

Электроды из вольфрама делятся на три типа:
1.Для переменного тока. Используются для работы с магнием, алюминием,их разновидностями и сплавами, в случае необходимости защиты ванны от грязи.
2. Для постоянного тока. В эти прутки для сварки вводят иттрий или торий. Последний элемент радиоактивный. Не рекомендуется увлекаться работой в закрытых пространствах. Применяют для сварки меди, титана, никеля, тантала, бронзы, сталей аустенитного типа(нержавейки), углеродистых сплавов.
3. Универсальные электроды. Замечательно проявляют себя в работе как на переменном, так и на постоянном токе. Применение «универсалов» распространено в работе на трубопроводах. Хорошо и незаметно соединяют тонколистовой металл.

Марки и маркировка

Электроды так же разбиваются по маркам, имеют буквенную маркировку, а концы прутков обозначаются определенны цветом.
1. WP(зеленый). Выполнен из вольфрама. Содержание в пределах 99,5%. Работают с магнием и алюминием.
2. WC-20 (серый). Содержит 2% оксида церия. Этот стержень универсальный. Применяют для сварки трубопроводов на неповоротных стыках.
3. WL-15, WL-20 (синий). С добавлением лантана, отличается устойчивой дугой. Самый используемый в промышленности. Швы из-под этого электрода долговечные и чистые. Работает на постоянном токе.
4. WT-20 (красный). В составе присутствует торий. Несмотря на радиоактивность, этот электрод очень «ходовой» благодаря отличным сварочным свойствам тория, который запросто соединяет самые «капризные» сплавы. Работает на постоянном токе.

5. WZ-8 (белый). Сюда добавляется оксид циркония. Очень любит чистоту. Рекомендуется переменный ток. Приступая к работе, следует закруглить электрод. Хорошо работает по алюминию.
6. WY-20 (темно-синий). Этот стержень покрывают тонким иттриевым слоем. Применяются для ответственных и важных конструкций.
Следует учитывать, что при выборе конкретного электрода определяют свойства свариваемого металла. Иногда для одного изделия нужны разные марки.

Область применения в сварочном производстве

Работать вольфрамовым электродом хорошо при работе с металлом толщиной от 0,1 до 6 мм. Допускается работать без присадки, при толщине стенки не пболее 2мм.Шов формируется за счет расплавленных кромок. Для более толстого металла требуется присадочный материал в виде присадочной проволоки или пластин, которые подаются в зону дуги или уложены в разделку. Стыковые и угловые швы в любом положении в пространстве выполняют автоматически, полуавтоматически или вручную.

Важнейшим условием для работы является ограждение сварочной ванны от воздействия воздуха. Поэтому сварочный процесс вольфрамом ведется в защите от инертных газов (чаще всего аргона), а сварку такой назвали аргонно-дуговой. Аргон — газ инертный. Это значит, что он не вступает в реакцию с расплавленным металлом, и поскольку аргон тяжелее воздуха, он его вытесняет и надежно защищает ванну. Необходимо, чтобы в защите аргона была вся сварочная ванна, конец присадки и сам электрод.

Подготовка и сборка кромок

Чтобы качество сварки обеспечивалось надежно, особенно когда конструкция тонколистовая, необходима правильная и точная подготовка, предварительную сборку и прихватку кромок выполнять в сборочно-сварочных приспособлениях.

Чистота соединения

Следует особое внимание обращать на чистоту свариваемого соединения и самой рабочей части стержня. Если конец электрода будет загрязненным или обгоревшим, кромки соединения не зачищены, есть опасность попадания кусочка вольфрама в ванну и образования в структуре шва вредного включения. Во избежание лишнего соприкосновения электрода с поверхностью металла, используют осциллятор – устройство для бесконтактного возбуждения дуги.

Режим сварки

Обязательно нужно строго соблюдать сварочный режим, то есть подобрать силу тока, следить за расходом газа, соблюдать скорость подачи электрода вдоль шва — это залог качества соединения.

Особенности сварки электродами из вольфрама
Главная особенность вольфрама — это его высокая температура плавления. А в совокупности с инертной аргоновой защитой эти электроды творят просто сварочные чудеса! Достаточно сказать, что диапазон толщин имеет размах от десятых долей миллиметра до десятков миллиметров, сила тока может быть от нескольких ампер до сотен ампер. Нет в природе такого металла, стали или сплава, который не мог бы быть сварен аргонно-дуговой сваркой. В последние годы, наряду с художественной ковкой, с художниками-кузнецами все больше приобретают популярность художественная аргоновая сварка и художники-сварщики.

Некоторые обязательные технологические требования:
При ручной сварке, следует соблюдать следующие требования
• движение ведется справа налево;
• при работе с изделиями толщиной до 2-2,5мм горелку необходио держать под углом 60 градусов к поверхности изделия, а когда толщина деталей больше 2-2,5мм, то угол настраивать примерно в 90 градусов .Поперечные колебания не рекомендуются.
Если процесс проходит в автоматическом или полуавтоматическом режиме, то пруток направляется так, чтобы он двигался впереди дуги.

Сварка алюминия

Ведется на переменном токе. Перед началом сварки нужно обязательно зачистить и подвергнуть травлению (смачиванию кислотой) кромок.

Недостатки аргонно-дуговой сварки вольфрамом
Как и у всякого способа сварки, этот метод так же имеет и минусы. Это проблемы при работе на улице, на сквозняке, процесс становится труднее при работе на большом токе (работа с алюминием), так как требуется принудительное охлаждение.
Некоторые обязательные правила аргонодуговой сварки

Чтобы правильно провести сварку, нужно следовать простым правилам:
1. В работе с тонколистовым металлом, для получения точности нужно использовать сборочно-сварочную оснастку.
2. Стержни должны иметь идеальную чистоту на конце.
3. Рекомендуется подобрать правильный режим сварки.
4. Надежно защищать и держать ванну под струей аргона.
Придерживаясь всех правил и пользуясь нужными знаниями для проведения сварочных работ, вы добьетесь качественного шва и наградите себя долгими годами спокойствия.

 

Вольфрамовые электроды : как выбрать правильно?

При большом разнообразии вольфрамовых электродов возникает закономерный вопрос: 
Как выбрать нужный электрод для конкретного металла?
 Попробуем дать ответ на этот вопрос.

Вольфрамовый электрод WP (зеленый) — содержание вольфрама 99,5 %.
Применяется в основном для алюминия, магния и их сплавов.
Используются только для сварки на переменном токе.
Зажечь дугу таким вольфрамовым электродом несколько сложнее, однако отличается устойчивостью и стабильностью на «переменке».
Затачивается под «сферу».
К недостаткам чистых вольфрамовых электродов стоит отнести короткий срок службы из-за высокой тепловой нагрузки на конце и засорения сварного шва вольфрамовыми вкраплениями, что сужает область применения.

Вольфрамовый электрод WL-15/ WL-20 (золотистый/светло-синий) — электрод вольфрамовый с присадкой оксида лантана (La2O3)
Пожалуй, это самые популярные из вольфрамовых электродов – хорошо работают как на постоянке так и на переменке.
Широкий спектр металлов – им варят нержавейку, чернягу, медь, бронзу и тп и тд.
Отличается легким зажиганием сварочной дуги и ее устойчивостью.
Оксид лантана значительно продлевает срок службы электрода.
Затачивается как под «сферу»( для переменного тока), так и под «конус».

 Вольфрамовый электрод WT-20 (красный) — содержит 2% тория.
Это довольно популярный электрод в силу привычки – очень долго других альтернатив не было.
Применяется для сварки нержавейки титана и других высоколегированных металлов с высокой температурой плавления.
Используются такие вольфрамовые электроды только для сварки на постоянном токе( при переменке дуга «бродит» по поверхности металла)

К основным достоинствам относится устойчивость к перегруженному режиму по току, легкое зажигание и неплохая стабильность дуги, долгий срок службы, хорошо держит заточку.
Затачивается под «конус».
Недостатки: радиоактивен.

Вольфрамовый электрод WC-20 (серый) — электрод с содержанием 2% оксида церия (СеО2).
Незаменим при работе с малыми токами — тонкий металл, мелкие детали и т.п.
Стабильная дуга при малых токах – основное преимущество данных вольфрамовых электродов.
Преимущественно вольфрамовые электроды с оксидом церия используются по постоянном токе, однако можно применять также и для переменного тока.
К недостаткам можно отнести высокий износ при повышении сварочных токов или длинных циклах сварки.
 
Вольфрамовый электрод WY-20 (темно-синий) — электрод с добавлением 2% иттрия.

Применяется при сварке ответственных узлов и конструкций из низколегированной, нержавеющей и углеродистой стали, меди, титана и сплавов
Используется только на постоянным током.
Имеет отличную стабильную дугу в широком диапазоне сварочного тока.
К недостаткам можно отнести то, что хорошие показатели иттриевый вольфрамовый электрод показывает только на постоянном токе прямой полярности.

Вольфрамовый электрод WZ-8 (белый) – электрод с добавкой 0,8% оксида циркония (ZrO2).
Электродами марки WZ-8 хорошо соединять детали из алюминия и сплавов.

Предпочтительно использовать для сварки переменным током, хотя данные электроды можно применять и на постоянном токе.
К плюсам вольфрамовых электродов WZ-8 можно отнести способность выдерживать высокие токовые нагрузки при устойчивой стабильной дуге.
 

Если подвести краткий итог вышесказанному:

• Чистый вольфрамовый электрод используется только на постоянном токе, однако ярко выраженных преимуществ не имеет.
• Иттриевый — только на переменном.
• Все остальные являются универсальными по току с рядом небольших преимуществ в каждом конкретном случае ( разная отдача тепла в изделие, провар, чистота шва и т.д.)
• Ториевые вольфрамовые электроды хороши по сроку службы, но на сегодняшний день для них есть более безопасные альтернативные варианты.
• Заточка вольфрамового электрода значительно влияет на качество шва, глубину провара и стабильность сварочной дуги.

 

Сварочные материалы » Как выбрать вольфрамовые электроды

Вольфрамовые электроды используются при аргонодуговой сварке, то есть сварке неплавящимся электродом в среде защитного газа аргона.

Температура плавления вольфрама – 3410 °С, температура кипения – 5900 °С. Это самый тугоплавкий из существующих металлов. Вольфрам сохраняет твердость даже при очень высоких температурах. Это позволяет делать из него неплавящиеся электроды. В природе вольфрам встречается, в основном, в виде окисленных соединений — вольфрамита и шеелита.

При аргонодуговой сварке дуга горит между свариваемой деталью и вольфрамовым электродом. Электрод находится внутри сварочной горелки. Для сварки в среде защитных газов обычно применяют постоянный ток прямой полярности. Иногда используется ток обратной полярности или переменный ток. В таких случаях целесообразно использовать вольфрамовые электроды с легирующими добавками, которые повышают стабильность и устойчивость сварочной дуги.

Для улучшения качества электрода (например, устойчивости к высоким температурам, повышения стабильности горения дуги) в чистый вольфрам вводят в качестве добавки окислы редкоземельных металлов. Существует ряд разновидностей вольфрамовых электродов, в зависимости от содержания этих добавок. Этим определяется марка электрода. Марку электрода в наше время легко запомнить по цвету, в который окрашен один конец. Вольфрамовые электроды делятся на три типа: Постоянного (WT,WY), Переменного (WP, WZ) и Универсальные (WL,WC).

Международные марки электродов

WP (зеленый) — Электрод из чистого вольфрама (содержание не менее 99,5%). Электроды обеспечивают хорошую устойчивость дуги при сварке на переменном токе, сбалансированном или не сбалансированном с непрерывной высокочастотной стабилизацией (с осциллятором). Эти электроды предпочтительны для сварки на переменном синусоидальном токе алюминия, магния и их сплавов, так как они обеспечивают хорошую устойчивость дуги как в аргоновой, так и в гелиевой среде. Из-за ограниченной тепловой нагрузки рабочий конец электрода из чистого вольфрама формируют в виде шарика.

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.

Как выбрать вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки (TIG)

Как выбрать вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки (TIG)

Современный мир развивается очень динамично. Это касается многих сфер жизни, в том числе и области сварки. Если несколько лет назад аргонодуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом была уделом специалистов узкого профиля и высочайшей квалификации, то теперь её могут позволить себе практически все, кто зарабатывает сварочным ремеслом на жизнь, или просто часто использует сварку. Сейчас уже многим сварщикам известно, что добиться швов высочайшего качества и при этом получить эстетически красивый продукт можно именно при использовании TIG-сварки. Она проигрывает механической полуавтоматической сварке (MIG) в скорости, но значительно превосходит по качеству и надежности. А также охватывает все сферы использования сварки (все технически сложные виды работ, в том числе сварка алюминия, будут лучше выполнены именно при использовании аргонодуговой сварки).

При освоении аргонодуговой сварки обычно много времени уделяется выбору сварочного аппарата. Но какой элемент не менее важен? От чего будет зависеть качество сварочного шва? Правильный ответ — вольфрамовый электрод! Можно сказать, что аргонодуговая сварка напрямую зависит от всех компонентов: мастерства сварщика, уровня аппарата, правильного подбора неплавящегося электрода и присадочного материала.

Как же подобрать вольфрамовые электроды? В настоящее время существует несколько основных видов неплавящихся вольфрамовых электродов, между которыми и будет стоять выбор начинающего аргонщика. Европейская маркировка выглядит следующим образом: электроды WC-20, WL-15, WL-20, WP, WT-20, WZ-8, WY-20. Отечественные электроды также являются аналогами основных европейских марок, но у них есть своя специфика: электроды имеют мерную длину до 1 м. Вольфрам довольно хрупок, поэтому в партии товара встречаются и короткие электроды около 200 мм. Это допускается по ГОСТ. Продается отечественная продукция килограммами. А электроды европейского образца (сейчас массово производятся в КНР) обычно имеют длину 175 мм и продаются поштучно (или в упаковках от 10 штук), что делает их самыми востребованными на рынке.

Начать практику в аргонодуговой сварке можно с универсальных электродов. Они способны работать как на постоянном, так и на переменном токе, а также стабильно сваривают большинство самых часто встречающихся металлов и сплавов. К универсальным вольфрамовым электродам относятся WC-20, WL—15 и WL—20. Классический тип электродов — для сварки на постоянном токе. К нему относятся WT-20 и WY-20. Первые широко известны с советских времен, но имеют важную особенность, о которой всегда говорится в их описании. Вторые являются их безопасным аналогом. К третьему типу относятся электроды для сварки на переменном токе, WP, WZ-8.

WC-20

Вольфрамовые электроды WC-20 (в состав, помимо чистого вольфрама входит 2 % оксида церия) относятся к группе универсальных, так как подходят для сварки на постоянном (прямой полярности) и переменном токе, а также для различных металлов: нержавеющих сталей, молибдена, тантала, меди, никеля, титана, а также их сплавов. Среди отличительных особенностей данного типа электродов выделяются полная безопасность для человеческого здоровья, устойчивость к повышенным значениям сварочного тока, сбалансированное расходование электрода в процессе сварки.

Следует помнить, что чем ближе значение сварочного тока к максимуму при работе с электродом WC-20, тем больше оксида церия концентрируется на стыке со сварочной дугой, и это может влиять на качество сварочного шва.

Считается, что электроды марки WC-20 отлично подходят для сварки корневых швов трубопроводов, орбитальной сварки, а также сварки изделий из тонколистовой стали.

WL-15

Вольфрамовые электроды WL—15 (в состав, помимо чистого вольфрама входит 1,5 % оксида лантана) относятся к группе универсальных, так как подходят для сварки на постоянном (прямой полярности) и переменном токе, а также для различных металлов: любых типов сталей, меди, бронзы, алюминия и его сплавов. Среди отличительных особенностей данного типа электродов выделяются полная безопасность для человеческого здоровья, высокая износостойкость, отсутствие прожигов, повышенная длительность сохранения заточки электрода (опережает даже WL-20), легкий поджиг дуги.

Электроды марки WL—15 отлично подходят для сварки любых изделий из всех типов сталей. Они хороши для новичков в аргонодуговой сварке, так как могут сглаживать в процессе работы неправильные настройки аппарата (играет роль их универсальность, безопасность и стабильность). Если провести правильную заточку электрода WL-15, он справится и со сваркой алюминия, магния, а также их сплавов.

WL-20

Вольфрамовые электроды WL—20 (в состав, помимо чистого вольфрама входит 2,0 % оксида лантана) относятся к группе универсальных, так как подходят для сварки на постоянном (прямой полярности) и переменном токе, а также для различных металлов: любых типов сталей, меди, бронзы, алюминия и его сплавов. Среди отличительных особенностей данного типа электродов выделяются полная безопасность для человеческого здоровья, высокая износостойкость, отсутствие прожигов, повышенная длительность сохранения заточки электрода (уступает лишь WL-15), легкий поджиг дуги, стабильная работа на малых токах (опережает WL-15).

Электроды марки WL—20 отлично подходят для сварки любых изделий из всех типов сталей. Они хороши для новичков в аргонодуговой сварке, так как могут сглаживать в процессе работы неправильные настройки аппарата (играет роль их универсальность, безопасность и стабильность). Если провести правильную заточку электрода WL-20, он справится и со сваркой алюминия, магния, а также их сплавов.

WT-20

Вольфрамовые электроды WT—20 (в состав, помимо чистого вольфрама входит 2,0 % оксида тория) имеют наибольшее распространение в России, так как на протяжении десятилетий показывали высокую эффективность, стабильность и относительную универсальность. Данные электроды подходят для сварки всех типов стали, а также тантала, молибдена и многих других материалов на постоянном токе. Технически способны работать и на переменном токе, но не предназначены для этого. Обладают легким поджигом дуги, относительной долговечностью. Но существенный минус WT-20 в данный момент снижает их потребление — торий является радиоактивным химическим элементом. Пыль от электрода при его заточке, вдыхаемая в легкие человека, может оказать существенное воздействие на его здоровье. Также опасны и плохо проветриваемые помещения, предназначенные для работы с WT-20, и длительный характер самих работ. Все вышеперечисленное не означает, что сразу же стоит отказаться от ториевых вольфрамовых электродов, но желательно строго соблюдать технику безопасности при работе с ними.

WY-20

Вольфрамовые электроды WY-20 (в состав, помимо чистого вольфрама входит 2 % оксида иттрия) относятся к той же группе, что и WT-20, так как созданы для сварки на постоянном токе. Но в отличие от ториевых электродов, иттриевые безопасны для здоровья человека. Считаются самыми устойчивыми к высоким сварочным токам среди вольфрамовых электродов. Не загрязняют сварочный шов. Исходя из совокупности положительных сторон, данные электроды применяются при сварке особо ответственных конструкций. Заточка электродов требует навыка, так как, по отзывам, с ней возникают проблемы.

WP

Вольфрамовые электроды WP (в состав входит не менее 99,5% чистого вольфрама) предназначены для сварки алюминия, магния и их сплавов на переменном токе. Обладают низкой устойчивостью к сварочному току (его тепловому воздействию) и долговечностью. Заточка электрода из-за этого производится в виде шарика (скругление). Несмотря на существенные недостатки, электроды WP-20 обладают важным плюсом: они не вносят никаких добавок в состав сварочного шва, так как состоят из чистого вольфрама, за что очень ценятся при работах, когда к химическому составу шва предъявляются высокие требования.

WZ-8

Вольфрамовые электроды WZ-8 (в состав входит не менее 0,8% оксида циркония) предназначены для сварки алюминия, магния и их сплавов на переменном токе. В отличие от чисто вольфрамовых электродов, обладают достаточно хорошими характеристиками поджига и стабильного горения электрической дуги, а также устойчивости к высоким токам и долговечности . Заточка электрода производится в виде шарика (скругление).

Вольфрамовые электроды для сварки аргоном

Если сравнить неплавкие электроды, то можно встретить совершенно различные инструменты, предназначенные для того, чтобы выполнять те свойства, которые не в состоянии сделать все остальные электроды. Электроды данного типа применяются для создания электрических дуг необходимый мощности, и для плавки присадочного металла или сварочной проволоки. Защитной средой здесь является аргоновый газ, поэтому нет необходимости устанавливать проволочное покрытие. Изделия такого образца имеют долгий срок эксплуатации и прекрасной устойчивостью к различным температурам.

Вольфрамовые электроды выглядят как тоненькие стержни, произведенные из нескольких металлических частей прессованных. Вольфрам считается довольно трудноплавким материалом, поэтому он предназначен для производства изделий данного образца. Электроды производят не из цельного материала, а из спрессованных маленьких частей, которые проходят обработку высокими температурами. Они сильно напоминают внешний вид литого металла. Выпускаются электроды со специализированными покрытиями для стабилизации дуг, а также раскисляют металлы. Электроды из вольфрама производятся по всем государственным нормативам.

Сварка при использовании вольфрамовых электродов является одной из наиболее качественных и прочных, чем все остальные способы. В процессе не остается никаких остатков обмазки. Материал является полностью универсальным, поэтому негативных последствий при использовании инструмента ждать не стоит. Однако для использования в домашних условиях он может оказаться дорогим, но на производстве считается практически необходимым.

Разновидности вольфрамовых электродов

Электроды данного типа в первую очередь имеют разные цвета:

• Зеленый (WP) – такая модель содержит большое количество металла в чистом виде, ну а примесей в нем меньше половины одного процента. Если применять переменный ток, то они обеспечивают прекрасное горение дуги. Баланс можно существенно улучшить, если стабилизировать осциллятор на высокой частоте. Свойства становятся максимально результативными при переменном синусоидальном токе. Вольфрамовые электроды также применяются при сварке алюминия и магния, а также сплавов из них. При ограниченной тепловой нагрузке обычно кончик инструмента произведен в форме шарика.
• Белый (WZ8) – данная модель содержит в себе дополнительно оксиды циркония. В этом случае сварочная ванна должна быть абсолютно чистой и не содержать каких-либо загрязнений. Необходимо пользоваться им на переменном токе. Инструмент стабилизирует стабильную дугу. Здесь необходима высокая нагрузка тока, которую отлично выдерживают цериевые, лантановые и ториевые электроды. Вольфрамовые электроды в этом случае выполняются в сферическом виде. Они используются для пайки различных видов материалов.
• Красный (WT20) – такая модель содержит в своем составе оксиды тория. Такие электроды наиболее распространены, ведь при воздействии постоянного тока проявляют себя лучше других. Торий является радиоактивным материалом, поэтому пагубно влияет на здоровье профессионала и окружающую среду. Если использовать данный материал периодически, то вред для здоровья окажется незначительным, однако если использовать его постоянно, то здоровье человека сильно пострадает. Вольфрамовые электроды для сварки аргоном и торием прекрасно работают не только на постоянном, но и на переменном токе. Можно вполне изменить заточку наконечника по своему усмотрению. Они не расплавляются даже при постоянном токовом напряжении. Заточка стандартного типа производится на площадке с несколькими выступами. Используются для самых разнообразных материалов и металлов.
• Синий (WY20) – данная модель иттрированная, поэтому прекрасно справляется с высокими температурами и их воздействием. Применяется только при постоянном токе. Необходимо использовать для конструкций повышенной важности, добавка оксида здесь около 2 %. При иттировании катодное пятно стабилизируется, поэтому даже переменный ток не может помешать этому. Вольфрамовые электроды при сварке могут спаивать нержавеющую сталь, а также углеродистые металлы.
• Серый (WC20) – такая модель содержит 2 % оксида церия. Этот металл не является радиоактивным, поэтому хорошо влияет на электродную эмиссию. Запускается в разы легче, чем другие разновидности, поэтому ток может быть при работе как постоянным, так и переменным. Этот инструмент является универсальным, поэтому и применяются при разном электричестве. Стабильность здесь довольно высокая вне зависимости от тока. Необходимы для использования трубопроводов и металлически тонких конструкций.
• Золотой и синий (WL15 и WL20) – эти марки включают в себя оксид латана. Дуга изначально запускается очень легко. Металл прожечь становится очень сложно, что является немаловажным плюсом при его использовании. Дуга постоянно ведет себя устойчиво. Обычно его используют при сваривании стальных элементов, при спаивании бронзы, алюминия или медных деталей.

Характеристики вольфрамовых электродов

Большинство разновидностей электродов содержат в себе около 97 % вольфрама. Все марки имеют собственные параметры, которые немного различаются, но в основном в них имеется содержание чистого металла. Только небольшое количество добавок может присутствовать в изделиях:

• оксиды церия;
• оксиды лантана;
• оксиды циркония;
• оксиды тория.

Как выбрать вольфрамовые электроды?

Необходимо при выборе электродов отталкиваться от того, для чего они будут необходимы. Если необходимо произвести сварку при переменном токе, то рекомендуется сделать выбор в пользу чистого вольфрама. Если в электродах присутствуют добавки циркония, то можно использовать их при максимальных температурах, ведь дуга постоянно находится в стабильности. Оксид тория обеспечивает температурное сопротивление, поэтому электроды могут принимать самые разнообразные формы. Иттрированный вольфрам намного лучше стабилизируют дугу. Церий делает изделие абсолютно универсальным, поэтому можно его использовать при любых видах напряжения и токовой активности.

Важно! Любые модели вольфрамовых электродов требуют особого внимания, ведь необходимо обязательно позаботиться о технике безопасности, так как работать приходится при максимальных значениях тока.

Как применять вольфрамовые электроды

При использовании инструментов данного типа необходимо подобрать токовый режим правильно, выбрать его род и полярность, ведь все характеристики электродов имеют свои особенности и различия.

Что варят вольфрамовыми электродами

Вольфрамовые электроды являются прутками из вольфрама, которые очень распространены как сварочный материал для сваривания аргонодуговой сваркой. Как правило, их используют для сваривания особо ответственных соединений с использованием постоянного тока обратной полярности, а также для сваривания большинства нержавеющих и высоколегированных сталей. Помимо этого ними сваривают жаропрочные сплавы и цветные металлы.

Технология сваривания, а также производства вольфрамовых электродов работает таким образом, что данный вид электродов обеспечивает стабильное сваривание, стабильную сварочную дугу, а также термостойкость и устойчивость к эксплуатации.

С помощью вольфрамовых сварочных электродов производят сваривание высококачественных сварочных швов. Примечательно, что для сваривания вольфрамовыми электродами не обязательно, чтобы свариваемые детали были разного химического состава. Широкую популярность приобрело сваривание вольфрамовыми электродами в аргоновой среде. Это сильно влияет на процесс сваривания в лучшую сторону. Такое сваривание сразу же прекрасно зарекомендовало себя, особенно при появлении таких металлов, как титан, никель, молибден и высоколегированные стали.

Вольфрамовые электроды являются неплавящимися, однако при сваривании используются вместе с присадочной проволокой. В основном такие электроды применяют для сваривания цветных металлов, а также их сплавов. Помимо этого нередко можно заметить использование вольфрамовых электродов для сварки высоколегированных сталей. Также вольфрамовые электроды используются для получения сварочного шва высокого качества из металлов одного или разных составов.

Неплавящиеся сварочные электроды из вольфрама имеют некоторые отрицательные качества. Среди этих недостатков не очень хорошая зажигаемость сварочной дуги. Для этого нужно совершать зажигание дуги в три этапа:

• Короткое замыкание электрода на заготовке; • Отведение электрода от свариваемого материала на небольшое расстояние; • Возникновение устойчивой сварочной дуги;

Для того чтобы улучшить качество поджога сварочной дуги, а также достичь высокой стабильности при сваривании вольфрамовыми электродами иногда добавляют цирконий. Это позволяет улучшить качество сваривания, а также использовать данный вид электродов в различных токовых средах.

Данный вид сваривания прекрасно зарекомендовал себя для сваривания молибдена, никеля, титана и высоколегированных сталей. В данном случае источником высокой температуры является электрический ток. При таком сваривании основными элементами при сваривании является вольфрамовый электрод и газ аргон. При сваривании неплавящимся электродом подается газ аргон, и сваривание производится уже в защищенной среде. Такая защита прекрасно повышает характеристики сварочного шва, а также делает сам сварочный процесс намного проще и эффективнее.

свойства и требования к сварке, сварочные материалы и оборудование, техника безопасности

В связи с техническим прогрессом возникла потребность в сварке с использованием новых, ранее не применявшихся электродов, с уникальными свойствами. В современной промышленности: авиационной, атомной, приборостроительной и других, широко применяются химические активные и тугоплавкие металлы — молибден, вольфрам, цирконий и др. Их использование способствовало разработке новых методов сварки, которые основаны на современных научных принципах.

Вольфрам и его сплавы

Вольфрам — самый тугоплавкий металл, так как температура его плавления равна 3422 градусов С. Существует несколько сплавов с вольфрамом, например, с кобальтом и хромом, которые характеризуются большой твердостью, стойкостью и износоустойчивостью. Сплавы с серебром и медью имеют высокую тепло- и электропроводность, а также стойкость к износу. Они применяются в производстве электродов для выполнения точечной сварки. Сварка вольфрамовыми электродами позволяет выполнить все поставленные производственные задачи и сэкономить расход сварочных материалов, в том числе электродов вольфрама.

Недостаток металла — это его хрупкость при 20 градусов С, поэтому обработку механическим способом возможно производить при температуре выше предела хрупкости, то есть от 300 до 500 градусов С.

Электроды из вольфрама

Вольфрамовые электроды бывают:

1. Переменными, предназначенными для осуществления сваривания переменным током. К этим электродам относятся вольфрамовый чистый и циркониевый, используемые для сварки алюминия, магния и их сплавов. Первый имеет зеленый цветовой код, а второй — белый.
2. Универсальными, при которых процесс сварки происходит постоянным и переменным током. К данным электродам относятся цериевые и лантарированные. Первые характеризуются серым цветом, а вторые синим и золотым. Эти электроды используются для сварки большинства сплавов и стали.

Особенности сварки электродами из вольфрама

• Сварку можно вести в нескольких режимах (ручной, автоматический и полуавтоматический). Осуществлять сварку можно без применения присадки и использовать расплавленный металл с краев деталей для сварного шва, что повышает экономичность всего процесса.
• Сварку можно применять к изделиям толщиной меньше 0,1 миллиметров.
• Важным условием процесса сваривания является то, что при работе воздух должен вытесняться из зоны действий. Величина расхода газа зависит от толщины металла, скорости процесса сварки, типа соединения и других показателей.
• При этой сварке можно производить поджигание дуги без соприкосновения электрода с рабочим металлом, при помощи осциллятора. Как правило, при контактировании металла изделия и электрода во время поджига дуги, сплавляется вольфрам со свариваемым металлом и появляется следующий состав, температура сплава которого ниже температуры чистого вольфрама. Это способствует понижению прочности соединения сварки.
• Необходимо подобрать электрический ток сварки нужной полярности, что приведет к минимизации расхода электродов. Это позволит на долгое время сохранить правильность заточки конца электрода. В случае правильного использования тока, можно добиться уменьшения нагрева металла и уменьшить расходование электрода.
• Аргон защищает электрод от окисления кислородом и поэтому уменьшается расход электрода.

Требования, предъявляемые к сварке

• Необходимо в точности соблюдать размеры для прочного и качественного сварного шва.
• С помощью электродов из вольфрама можно обеспечивать сборку кромки сварных деталей.
• В работе использовать специальные приспособления для сварки и сборки.
• Проводить обезжиривание концов электродов и рабочих поверхностей для получения сварного шва хорошего качества.
• Правильно выбрать силу тока, чтобы уменьшить расход электрода и сохранить его форму заточки.
• Из рабочей зоны сварки вытеснить воздух.
• При использовании инертных защитных газов обратить внимание, чтобы область облака газа захватывала всю сварную ванную, электрод и конец разогретой проволоки.
• Надо увеличивать скорость продвижения (потока) газа инертного при более высокой скорости процесса сварки.

При ручном методе существуют следующие требования к процессу сварки:

• Сваривание надо выполнять в направлении справо налево.
• При сварке тонких изделий, расположение горелки должно быть под углом равным 60 градусов относительно поверхности изделия.
• Для деталей большей толщины угол должен равняться 90 градусов.
• На выбор метода введения присадочной проволоки влияет толщина изделия. При тонколистовом металле — проволока вводится при помощи поступательно-возвратных колебаний. Если детали имеют большую толщину, движения должны быть поперечно-поступательными.

При полуавтоматическом и автоматическом методе требования к сварке следующие:

• При сварке полуавтоматическим и автоматическим методом, направление должно способствовать движению присадочного прутка впереди дуги.
• Электрод из вольфрама должен быть размещен перпендикулярно к свариваемым поверхностям. Присадочная проволока и электрод располагаются также под прямым углом.

Источники питания сварки вольфрамовым электродом

Трансформаторы применяются в качестве источников питания во время сварки электрическим переменным током, а генераторы и выпрямители — постоянным. Источники должны обладать крутопадающей вольт-амперной характеристикой, которая способствует постоянству нужной величины тока при нарушениях длины дуги из-за различных колебаний.

Горелка для дугового сваривания

Предназначена для точной фиксации электрода из вольфрама в нужном положении и допуска к нему электрического тока, а также для постоянного и равномерного распределения прохода потока защитного газа по периметру сварочной ванны. Горелка складывается из специальной головки, которая покрыта изоляционным материалом и корпуса. В рукоятке есть встроенная кнопка старта либо выключения электрического тока для осуществления сваривания или прохода защитного газа.

Иногда в горелках встречается кнопка регулированием прохода тока. Для того чтобы электрод был надежно закреплен, надо до отказа закрутить тыльный колпачок. Электрод обычно помещается в тыльный колпачок, так как он бывает достаточно длинным. Иногда встречаются и колпачки небольшой длины.

Горелки бывают разнообразных конструкций и размеров, которые зависят от максимальной величины тока или условий использования. Величина нагрева и время, нужное для охлаждения горелки при сваривании, зависит от ее размеров. Конструкция определенных изделий предполагает снижение температуры под струей защитного газа. Эти изделия являются горелками охлаждения в воздухе и применяются при больших величинах тока сварки.

Газовое сопло

Предназначается для направления струи газа (защитного) в рабочую зону сварки с целью замены воздуха в окружающем пространстве. Сопло прикрепляется с помощью резьбы к TIG-горелке, которую в любой момент можно легко заменить. Сопло, чаще всего, изготавливается из керамики для противостояния воздействиям высокой температуры.

Газовые линзы

Существует следующий вид сопла, в которые встроены линзы (газовые), в них струя газа поступает через стальную решетку, способствующую большей защите и устойчивости к внешним воздействиям потоков воздуха. Плюсом установки сопла с линзами является предоставление специалисту более обширной области для обзора ванны для сварки. А с помощью линз происходит снижение расхода газа.

Панели управления для сварки электродом из вольфрама

Блоки управления бывают простыми и сложными с наличием разнообразных функций и характеристик. Простые панели используют только для процесса регулировки необходимой величины электрического тока сварки. Расход газа контролируется при помощи регулятора, который вставлен в горелку TIG. Панели управления современных конструкций способствуют запуску защитного газа до момента зажигания дуги, а также продолжают его подачу после прекращения электрического тока. Это способствует защите вольфрамового электрода и сварочной ванны, которая остывает, от негативных воздействий среды.

Управляющие блоки помогают осуществлять контроль повышения или снижения потока сварочного тока, а также его пульсацию, что предохраняет электрод от распадания и появления вольфрамовых частичек в сварном шве. Контроль времени уменьшения потока электрического тока после окончания сварочного процесса предотвращает появление пористости и кратера.

Импульсный режим характеризуется установкой тока импульса (первый уровень) и тока базы (второй уровень). Нужная величина выставляется в зависимости от условий и правил поддержки хорошего горения дуги. Плавка металла происходит при помощи силы тока импульса. Пока остывает сварочная ванна, во время паузы происходит окончательная кристаллизация сварного шва. Продолжительность и временной период импульса подвергаются регулировке. При этой сварке, шов представляет собой линию точек сваривания, наложенных между собой. На степень покрытия имеет большое влияние скорость сварки.

Сварочные материалы

Защитный газ

Газ выполняет следующие функции:

• вытеснение из сварочной зоны воздуха, что помогает избежать его контактирование с ванной и сильно разогретым электродом из вольфрама;
• обеспечение прохода электрического тока и подача тепла с помощью дуги.

Для сварки в среде инертных газов неплавящимся электродом (TIG) используют два инертных газа: гелий и аргон, которые иногда смешивают между собой. Аргоном пользуются намного чаще, чем гелием. Для TIG-сварки используют азот и водород в качестве восстановительных газов. Выбор определенного типа газа напрямую зависит от вида и свойств материала, который подлежит сварке.

Электроды

Электроды из вольфрама бывают четырех типов:

1. Вольфрам чистый без примесей (ЭВЧ).
2. Соединение «вольфрам + окись лантана».
3. Соединение «вольфрам + окись иттрия».
4. Соединение «вольфрам + двуокись тория».

Размер диаметра электрода зависит от вида и величины тока, а также его марки. Электроды типа ЭВЧ применяют во время сварки электрического переменного тока, а другие — для процессов сваривания электрического переменного и постоянного тока разных полярностей (прямая и обратная).

В ходе сваривания электроды затупляются и поэтому уменьшается размер провара (глубина). Конец электрода можно заточить в виде сферы при сварке на переменном токе или в форме конуса при сварке на постоянном токе. С целью заточки используются стационарные и переносные аппараты с направляющими или без них. Для уменьшения расходов электродов, нужно начинать подачу потока инертного газа до подключения тока сварки, и заканчивать после окончания подачи тока и охлаждения электрода.

Техника безопасности при сварке

Этот способ сваривания, довольно-таки безопасный, хотя вредные вещества выделяются в меньшем количестве, чем при других видах сварки. Известно, что количество опасных для здоровья веществ зависит от скорости и силы сварочного тока, от вида свариваемой стали (высоколегированная, низколегированная и нелегированная), а также от степени загрязненности поверхности металла маслом и др.

Сварщику необходимо соблюдать правила безопасности, а также применять в работе индивидуальные средства защиты, Профессия сварщика считается одной из самых опасных специальностей. Сварщики имеют дело с горючими и негорючими газами, со сжатым воздухом и электрическим током и другими вредными и опасными факторами. Работники должны знать все особенности и правила работы на оборудовании для сварки и соблюдать меры безопасности. Для защиты органов зрения и лица применяются сварочные щитки и маски.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!