серый вольфрамовый электрод для чего
Всё о вольфрамовых электродах
Вольфрамовые электроды используются для сварки как с переменным, так и с постоянным током. Вполне возможна работа с различными металлами и их сплавами.
Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки
Вольфрамовые электроды относятся к профессиональному оборудованию и применяются только для работы в среде инертных газов (как правило, это аргон). А качественного результата Вы добьетесь только при использовании присадочной проволоки.
При аргонодуговой сварке дуга горит между свариваемой деталью и электродом из вольфрама. Последний при этом он находится внутри сварочной горелки.
Советы по выбору и применению для новичков
Для TIG-сварки обычно используют постоянный ток DC (прямой полярности). Конечно, Вы можете работать и с током обратной полярности или даже переменным током. Но в таких случаях лучше воспользоваться неплавящимися электродами с легирующими добавками. Они повысят стабильность и устойчивость сварочной дуги.
Важно! Всегда выбирайте электроды исходя из того, какие металлы Вы будете сваривать и на каких токах работать.
Для повышения качества сварки в чистый вольфрам добавляют окиси редкоземельных металлов. В зависимости от них были разработаны маркировки вольфрамовых электродов.
Они делятся на 3 типа:
Их также легко запомнить по цвету, в который окрашен один из концов: синий, зеленый, белый и т.д.
Советы по работе с вольфрамовыми электродами
Рассмотрим вариант аргонодуговой сварки на постоянном токе (DC).
В таких условиях работают со сталями, нержавейкой, титаном, медью, латунью, чугуном и их сплавами. Для каждого из этих металлов нужна своя присадочная проволока.
Запомните! Чем лучше Вы подберете проволоку по химическому составу, тем крепче, красивее и надежней будет сварочный шов.
Подключаем горелку к «-«, а зажим заземления к «+». Получаем прямую полярность. Она дает более устойчивую дугу и глубокое проплавление. Диаметр электрода подбирается в соответствии с толщиной изделия.
И, конечно, не забываем про защитный газ. Лучше если это будет аргон высокой чистоты (не менее 99%). Сэкономите на нем и сразу получите потемнение сварочного шва.
Обратите внимание и на то, что на баллоне должен стоять регулятор. Он может быть как манометром, так и обычный поплавкового типа.
Важно! Толщина свариваемых деталей может достигать от нескольких долей мм до 0,8 см. Если толщина больше, то использовать вольфрамовые электроды просто нецелесообразно с точки зрения экономии. К тому же технически это более сложно.
Напомним, что горелка должна находиться под углом от 70 до 85 градусов, а присадка подается плавно и поступательно приблизительно под углом 20 градусов.
Важно! Не торопитесь отрывать горелку от места сварки, когда будете заканчивать работу. Иначе это приведет к удлинению дуги и плохой защите сварочного шва.
Пару слов о сварке AC/DC
Работая с переменным током (AC/DC) Вы сможете сварить алюминий. В этом случае вольфрамовые электроды не затачиваются так остро, их просто слегка закругляют. Зато нужно уделить особое внимание подготовке самого алюминиевого изделия. Ее нужно тщательным образом очистить и обезжирить, а так же снять фаски, если толщина детали не позволяет сделать полный провар.
К присадочному материалу тоже относимся с большим вниманием. Ведь нужно грамотно подобрать его химический состав. Это может быть как чистый АL 99%, так и AlSi (силумин) или AlMg (дюраль). В остальном нужна только практика.
И не забываем про безопасность
В конце хотелось бы отметить, что при любом виде сварочных работ необходимо не забывать про средства защиты. Выбирайте только ту спецодежду, в которой будет не только комфортно, но и безопасно. Помните о том, что при TIG-сварке выделяется очень сильное УФ-излучение, а глаза нам даны только одни.
Классификация вольфрамовых электродов
Вольфрамовые электроды применяют при аргонодуговой сварке (TIG).
Ими сваривают изделия из металлов и их сплавов: углеродистых и легированных сталей, меди, титана и специальных жаропрочных составов.
Так же их используют для наплавки твердых сплавов. Они подходят для работ как на постоянном, так и на переменном токе.
Маркировка вольфрамовых электродов по цветам
В данной статье мы перечислили все основные маркировки, по которым ведется классификация вольфрамовых электродов.
Их лучше использовать для сварки переменным током, при этом рабочий торец обрабатывается для придания ему сферической формы. Также нельзя допускать даже минимального загрязнения сварочной ванны. Циркониевые электроды создают очень сильную и стабильную сварочную дугу. Поэтому н агрузка по току на них может быть намного больше, чем на электроды с цериевым, лантановым и ториевым покрытием.
Основные свариваемые металлы: алюминий и его сплавы, бронза и ее сплавы, магний и его сплавы, никель и его сплавы.
Применяются при сварке переменным синусоидальным током (с осциллятором). Такие электроды создают и поддерживают устойчивую дугу в любой инертной среде (лучше всего с аргоном или гелием). Из-за ограниченной тепловой нагрузки рабочий конец WP формируют в виде шарика.
Основные свариваемые металлы: алюминий, магний и их сплавы.
Этот редкоземельный металл повышает эмиссию с улучшением первоначального запуска сварочной дуги и поддерживают ее устойчивость даже при небольшом значении тока. Это универсальные электроды, которые применяются для сварки переменным током и током положительной прямой полярности.
Цериевые электроды используется при сварке трубопроводов, а так же тонколистовых стальных изделий и при сварке неповоротных стыков орбитальными автоматами.
Основные свариваемые металлы: 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.
Обладают легким первоначальным запуском сварочной дуги и маленькой склонностью к прожигу. Устойчивая первичная дуга и отличный повторный розжиг дуги выдвигают их на первые места в промышленном применении. Оксид лантана значительно увеличивает рабочий ток, меньше загрязняют сварной шов и уменьшают износ на 50% по сравнению с обычными вольфрамовыми электродами.
Основные свариваемые металлы: высоколегированные стали, алюминий, медь, бронза. Подходит для всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе.
Применяются при сварке ответственных узлов и конструкций на постоянном токе прямой полярности (DC). И считаются самыми устойчивыми из всех неплавящихся электродов, известных на сегодняшний день. Иттрированые электроды делают катодное пятно на конце более стабильным, поэтому устойчивость дуги значительно повышается.
Основные свариваемые металлы: углеродистые, низколегированные и нержавеющие стали, титан, медь и их сплавы.
Это наиболее распространенные электроды, поскольку они первые показали существенные преимущества композиционных электродов над чисто вольфрамовыми при сварке на постоянном токе.
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. Они отлично сохраняют свою форму даже на больших токах, в отличие от чисто вольфрамовых электродов, которые начинают плавиться.
Основные свариваемые металлы: нержавеющие стали, металлы с высокой температурой плавления (молибден, тантал), ниобий и его сплавы, медь, бронза кремниевая, никель и его сплавы, титан и его сплавы.
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 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:
Как выбрать вольфрамовый электрод?
В этой статье мы расскажем, как правильно выбрать вольфрамовый электрод для аргонодуговой сварки, какие разновидности вольфрама бывают, их отличительные свойства, и как состав влияет на качество сварного шва.
Но в самом начале мы хотим обратить ваше внимание, что в ассортименте фирменной продукции ПТК появились вольфрамовые электроды марок WL-15, WL-20, WС-20, WY-20 и WZ-8.
Наши вольфрамовые электроды прошли рентгеноспектральный микроанализ элементного состава в Национальном Исследовательском Центре «Курчатовский институт». Это платное исследование мы провели по собственной инициативе, чтобы продемонстрировать дилерам и потребителям высшее качество нашей продукции.
Анализ проводился на растровом электронном микроскопе «Tescan Vega II», который позволяет получать СЭМ-изображения и проводить анализ элементного состава в реальном времени, что необходимо для контроля качества продукции и материалов.
Ознакомиться с протоколами исследований и результатами элементного состава вольфрамовых электродов производства ПТК вы можете в отчетных документах.
Что такое вольфрамовый электрод и где он применяется?
Вольфрамовый электрод — это пруток круглого сечения из чистого вольфрама или из вольфрама с добавлением присадок (легирующих добавок). Вольфрам используется при аргонодуговой сварке TIG неплавящимся электродом.
Если у вас возник вопрос, почему «неплавящимся», то ответ очень прост. Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления среди чистых металлов (3422°C). Поэтому аргонодуговая сварка производится на прямой полярности, потому что температура катодного пятна (-) достигает 3000 °C, а температура анодного пятна (+) достигает 4000°C. Из-за этого электрод не расходуется во время сварки, а выгорает.
Электроды могут иметь чистую поверхность или шлифованную. Отличительная особенность чистых электродов заключается в том, что они химически очищены, т.е. происходит травление заготовок с целью удаления окислов и загрязнений с поверхности.
Это наиболее трудоемкая и затратная процедура, поэтому применяется значительно реже в промышленном производстве. Шлифованная поверхность электродов говорит о том, что электроды могли быть обработаны ковкой, протяжкой или бесцентровым шлифованием. Последний метод наиболее популярный, в результате такого изготовления улучшается теплопроводность электродов.
Диаметр и длина вольфрамовых электродов может варьироваться. Стандартные электроды имеют длину от 50 до 175 мм, а номинальный диаметр от 0,5 до 10 мм. В России электроды изготавливают по ГОСТ 23949-80, ТУ 48-19-27-91, ТУ 48-19-39-85, 48-19-221-83 и ТУ 48-19-527-83 из чистого вольфрама и вольфрама с активирующими легирующими добавками редкоземельных металлов.
Вольфрамовые электроды используются исключительно в TIG сварке, из-за недопущения окислов на поверхности соединительного шва. Сварка происходит в среде защитного газа, который ограждает зону сварки от воздействия кислорода.
При этом типе сварке используется химически инертный газ (благородный газ). К таким газам относится гелий, аргон и специальные сварочные смеси. Отличительная особенность данных газов в том, что у них очень низкая химическая реактивность, иными словами — не взаимодействуют с металлом сварного шва. Ещё эти газы не обладают цветом и запахом.
Буквенно-цифровая маркировка вольфрамовых электродов
В России могут использоваться и применяться 2 типа маркировки вольфрамовых электродов – это классификация по ГОСТ, ТУ и международная классификация по ISO 6848. Кратко рассмотрим эти виды маркировок.
Маркировка отечественных электродов по ГОСТ и ТУ
Продукция, которая произведена в России и соответствует установленным ГОСТ и ТУ, в своем наименовании содержит буквы «Э» и «В», они идут первые в названии и обозначают «электрод вольфрамовый». Далее, в названии идет обозначение химического состава присадок и их массовая доля.
Международная маркировка по стандартам ISO 6848
Большая часть вольфрамовых сплавов была стандартизирована Международной организацией по стандартизации в стандарте ISO 6848. Ниже в таблице приведены буквенно-числовые обозначения и процентный состав легирующих добавок.
1% La₂O₃
1,5% La₂O₃
2% La₂O₃
1% ThO₂
2% ThO₂
3% ThO₂
4% ThO₂
2% Y₂O₃
0,3% ZrO₂
Что такое легирующие добавки и редкоземельные металлы?
Мы рассмотрели буквенно-цифровые обозначения вольфрамовых электродов, теперь самое время рассказать о редкоземельных металлах (элементах), которые входят в состав электродов, а точнее в легирующие добавки (присадки).
Редкоземельные металлы — это группа из 17 элементов, которая включает в себя скандий, иттрий, лантан и лантаноиды. Все эти металлы серебристо-белого цвета, схожи по химическим и физическим свойствам, образуют тугоплавкие, практически не растворимые в воде оксиды.
Название «редкоземельные» эти металлы получили из-за того, что редко встречаются в земной коре, также эти металлы сложны в добыче и промышленном производстве.
В сварочных вольфрамовых электродах чаще всего используются присадки с лантаном, церием, иттрием, цирконием и торием.
Свойства присадочных металлов и их влияние на качество сварного шва
Вольфрамовый электрод WP (зеленый)
Чистые вольфрамовые электроды классифицируется как WP и имеют зеленый цветовой код. Содержание вольфрама в них не менее 99,5%.
В связи с тем, что электроды WP использовались на трансформаторной технике, а сейчас большинство сварочного оборудования инверторное, необходимость в таких электродах значительно снизилась, поэтому этих электродов нет в ассортименте ПТК.
Вольфрамовые электроды WL-10 (черный), WL-15 (золотой) и WL-20 (голубой)
WL-10 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), черный цветовой код. Массовая доля оксида лантана достигает до 1%.
WL-15 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), золотой цветовой код. Массовая доля оксида лантана варьируется от 1,4 до 1,6%.
WL-20 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), массовая доля которого достигает до 2,2%. Цветовой код электрода — голубой.
В ассортименте фирменной продукции ПТК есть вольфрамовые электроды WL-15 диаметром от 1,6 до 4,0 мм и WL-20 диаметром от 1,0 до 4,0 мм.
Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки
Обозначения основных легирующих оксидов
C (Ce церий) – оксид церия;
Z (Zr цирконий) – оксид циркония;
L (La лантан) – оксид лантана;
T (Th торий) – оксид тория;
P (иногда не указывается) – чистый вольфрам без добавок.
Число, следующее за буквенным обозначением, показывает каков процент добавки в составе электрода в десятых долях процента.
Например, 20 означает, что в составе электрода содержится около 2% легирующего оксида.
Что касается цветовых отметок, то они соответствуют определенным маркам следующим образом:
зеленый WP (чистый вольфрам)
серый WC 20 (с оксидом церия 2%)
черный WL 10 (с оксидом лантана 1%)
золотой WL 15 (с оксидом лантана 1,5%)
синий WL 20 (с оксидом лантана 2%)
белый WZ 8 (с оксидом циркония 0,8%)
желтый WT 10 (с оксидом тория 1%)
красный WT 20 (с оксидом тория 2%)
фиолетовый WT 30 (с оксидом тория 3%)
оранжевый WT 40 (с оксидом тория 4%)
Следует отметить, что использование марок WT30 и WT40 не рекомендуется, т.к. торий является радиоактивным элементом и его повышенное содержание в составе электрода может нанести вред здоровью и окружающей среде.
Теперь перейдем к использованию неплавящихся электродов и их сравнительным характеристикам:
Тип WP, или W (зеленый)
Применяется для аргонодуговой сварки переменным током алюминия, алюминиевой бронзы, магния, никеля и их сплавов.
Зажигаемость – очень плохо
Срок службы – плохо
Нагружаемость током – плохо
Безопасность для здоровья – отлично
Применяется для аргонодуговой сварки постоянным током прямой полярности нержавеющих и др. высоколегированных сталей, высокосплавляющихся металлов (молибден и т.п.), медь, бронза, никель, титан и их сплавов.
Зажигаемость – очень хорошо
Срок службы – очень хорошо
Нагружаемость током – очень хорошо
Безопасность для здоровья – отлично
Применяется для плазменной сварки/напыления переменным током и постоянным током прямой полярности деталей малой толщины, высолегированных сталей.
Срок службы – очень хорошо
Нагружаемость током – хорошо
Безопасность для здоровья – отлично
Применяется для аргонодуговой сварки переменным током алюминия, алюминиевой бронзы, магния, никеля и их сплавов.
Срок службы – хорошо
Нагружаемость током – хорошо
Безопасность для здоровья – отлично
Применяется для аргонодуговой сварки постоянным током прямой полярности нержавеющих и др. высоколегированных сталей, высокосплавляющихся металлов (молибден и т.п.), медь, бронза, никель, титан и их сплавов.
Зажигаемость – очень хорошо
Срок службы – хорошо
Нагружаемость током – очень хорошо
Безопасность для здоровья – удовлетворительно
РАБОТА С ВОЛЬФРАМОВЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ
Применение любого из типов вольфрамовых электродов может быть крайне эффективно, но только при правильном подходе. Верный подбор изделий, а также установка необходимых параметров сварки позволят выполнить работу качественно и быстро, не столкнувшись с какими-либо трудностями
Прежде всего стоит большое внимание уделить выбору толщины вольфрамового электрода. Ознакомиться с основными рекомендациями подбору оптимального диаметра можно в таблице
Не менее важным параметром, влияющим на конечный результат работы, считается подаваемый ток. Подробная таблица токов и электродов представлена ниже.
Всем мастерам, использующим аксессуары этого типа важно знать, что при правильном подборе самих принадлежностей и режимов сварки, поверхность изделия должна блестеть. Если же это не так, и она матовая, стоит задуматься о токовой нагрузке
Возможно, она слишком превысила все возможные допустимые параметры. Наличие же цветного налета на электроде после завершения работы говорит лишь о том, что подается слишком мало газа или стоит увеличить время продувки. Предотвратить появление наростов на конце изделия, или так называемых коронок, очень просто. Достаточно улучшить качество газовой среды, и повысить уровень охлаждения электрода.
Маркировка электродов
В подавляющем большинстве случаев пользоваться плавящимся электродом в среде аргона нецелесообразно. Гораздо правильнее применять вольфрамовый неплавящийся инструмент. Конечно, и вольфрам плавится. Но при реальных температурах процесса сваривания он совершенно устойчив. Кроме чистого металла, можно использовать его смесь с лантаном и тарированный вольфрам.
Практическое обозначение электродов для аргонной сварки по соображениям удобства и безопасности производится путем окрашивания. Широко распространен зеленый инструмент или WP. Такое обозначение имеет изделие из технически чистого вольфрама. С помощью подобных приспособлений можно варить магний, алюминий, их сплавы между собой и с другими металлами.
К сведению: этот стандарт распространяется не только на инструменты для аргонодуговой сварки, но и на другие изделия для подобных работ. Возвращаясь к изделиям серии WP, следует подчеркнуть, что они работают лишь на переменном токе. Применение на постоянном токе затрудняется невозможностью нормального затачивания. Продолжая обзор видов аргонодуговых электродов, стоит перейти к варианту WZ. Он подразумевает белый окрас. Такие инструменты содержат заметное количество оксида циркония.
Дуга электродов WZ очень стабильна. Подобное приспособление используют, когда нужно варить:
Красной краской маркируются электроды WT. В них в качестве добавочного элемента используют оксид тория. Подобный вариант применяется очень часто, однако надо понимать, что он радиоактивен. Приходится использовать максимальные меры защиты. Работать можно только в местах с надежной мощной вентиляцией. Красный сварочный инструмент применяют, чтобы работать с:
Различать по цветам нужно и темно-синий электрод (WY). Это решение пригодится для особо ответственных или очень сложных соединений. Такой инструментарий полезен в работе со сталью различной степени углеродистости и легирования. WY находит применение в манипуляциях с титаном и различными марками нержавеющей стали.
Виды вольфрамовых электродов
Модели вольфрамовых электродов различаются по цветам:
Зеленые (WP) – в данной модели самое высокое содержание чистого металла, так как доля примесей составляет всего 0,5%. При использовании переменного тока они дают отличную стабильность горения дуги. Баланс может быть улучшен при помощи высокочастотной стабилизации осциллятором. Лучше всего свойства проявляют себя при синусоидальном переменном токе. Используются вольфрамовые электроды для сварки алюминия, а также его сплавов, и магния. По причине ограниченной тепловой нагрузки, в данных разновидностях конец инструмента выполнен в виде шарика.
Вольфрамовые электроды типа WP
Вольфрамовые электроды WZ8
Вольфрамовые электроды WT20
Тёмно-синие (WY20) – это иттрированная модель, которая обладает повышенной стойкостью к воздействию высоких температур. Применяют их при постоянном токе с прямой полярностью. Служит инструмент для сварки особо ответственных конструкций. Оксидная добавка здесь составляет около 2%. Благодаря иттрированию повышается стабильность катодного пятна, поэтому, даже при изменении тока в широком диапазоне дуга остается стабильной. Используются вольфрамовые электроды для сварки нержавеющих сталей, низколегированных и углеродистых металлов.
Вольфрамовые электроды WY20
Серые (WC20) – в данной модели присутствует около 2% оксида церия. Церия является весьма распространенным редкоземельным нерадиоактивным металлом. Он положительно влияет на эмиссию электрода. Благодаря этому начальный запуск становится легче, а диапазон работы по току становится шире. Это универсальные инструменты, которые могут применяться при любом роде электричества. Здесь заметна высокая стабильность дуги даже при небольшом токе. Они используются для орбитальной сварке трубопроводов и тонких листов металла. При высоких температурах церий концентрируется в наконечнике, что становится недостатком. Их применяют для работы с необием, танталом, молибденом, бронзой, кремниевой бронзы.
Вольфрамовые электроды WC20
Золотистые и синие (WL15 и WL20) – обе марки содержат в себе оксид лантана. Это дает хорошие показатели для начального запуска дуги. С ними намного ниже вероятность сделать прожог металла. Дуга остается устойчивой на протяжении всего времени эксплуатации. Отличия в марках состоит в том, что в золотистых имеется 1,5% добавок, а в синих – 2%. Чем больше оксида лантана в составе, тем выше диапазон рабочего тока. Здесь он в 1,5 раза больше, чем в других марках. Это влияет на износ поверхности наконечника, который считается одним из самых тонких в этой отрасли. С его помощью сваривают стали высокого легирования, медь, алюминий и бронзу.
Вольфрамовые электроды WL-15
Можно ли изменить размер
Размер вольфрамового, титанового или тистенового кольца невозможно уменьшить или увеличить. Оборудование традиционных ювелирных мастерских не предназначено для обработки столь твердых металлов.
Аналогичное свойство припишем и стали 316L. Не верите — попробуйте найти мастера, который возьмется за изменение размера стального кольца. А если найдете специалиста с соответствующим оборудованием, стоимость услуги вряд ли обрадует. Ценник будет сравним с изменением размеров кольца из золота и с большой вероятностью превысит первоначальную стоимость вашего кольца.
| Вольфрамовые кольца | Титановые кольца | Кольца из тистена | Кольца из стали 316L |
| Нельзя изменить размер |
Выгодная альтернатива при покупке колец в интернете — выбор магазина, предоставляющего услугу бесплатного обмена. Возможность обменять кольцо неподошедшего размера по почте или при посещениие шоурума в нашем магазине доступна в течение 30 дней после получения заказа. Чтобы сократить вероятность ошибочного выбора, рекомендуем перед онлайн-покупкой ознакомиться с методами определения размера кольца в домашних условиях.
Какие марки лучшие
Вольфрамовые электроды представлены как зарубежными, так и отечественными производителями.
Наиболее популярными стали:
Кроме продукции крупных заводов, торговые предприятия предлагают изделия множества китайских производителей. Самыми популярными стали Shaanxi Yuheng Tungsten Molybdenum Industrial Co., Ltd, свыше 15 лет выпускающая электроды из вольфрама, Hangzhou Linan Dayang Welding Material Co., Ltd и др.
Принцип работы аргонодуговой сварки
В международном обозначении аргонодуговой метод имеет аббревиатуру TIG. Он активно применяется на производстве и в мастерских. С его помощью соединяют треснутые детали автомобилей (поддоны картера, блоки охлаждения двигателя), собирают емкости для пищевой и химической промышленности, изготавливают нержавеющие полотенцесушители, коллекторы, фильтры для жидкостей и т. д. В гараже таким аппаратом можно успешно выполнять кузовной ремонт или выпускать мелкую продукцию.
Принцип работы аргоновой сварки заключается в соединение металлов электрической дугой в среде инертного газа. Для процесса понадобиться источник тока, который понижает напряжение и повышает ампераж. Ток подается на горелку, оснащенную вольфрамовым электродом. Он неплавящийся, поэтому сварщику легче контролировать длину дуги, которая должна быть 2-5 мм. Кабель массы подключается к изделию.
Прикосновение конца вольфрамовой иглы к детали возбуждает электрическую дугу. Для тонких швов не требуется поперечных колебаний — электрод ведется ровно, справа налево вдоль линии шва, поверхность соединения получается гладкой как зеркало. Если между деталями присутствует зазор или необходимо расширить границы шва, то при ведении горелки, сварщик совершает незначительные колебания по сторонам, растягивая сварочную ванну. Это содействует образованию мелкой чешуи.
Процесс аргонодуговой сварки.
Температура дуги колеблется от 2000 до 5000 градусов, в зависимости от силы тока. Это позволяет расплавлять кромки металла и соединять его тонким швом. Чтобы усилить конструкцию, используется присадочная проволока, подающаяся второй рукой сварщика в сварочную ванну. Так, можно повысить высоту валика, придать шву чешуйчатость и даже выполнять наплавку металла под последующую механическую обработку (проточку на токарном станке, шлифовку).
Для защиты сварочной ванны от внешней среды применяется инертный газ аргон. Он подается от баллона в горелку и вытесняет обычный воздух. Это исключает образование пор в структуре шва. Соединение получается герметичным и прочным. Параллельно защитный газ охлаждает вольфрамовый электрод и керамическое сопло, чтобы они не перегревались. На заключительной стадии, когда дуга погашена, аргон содействует застыванию шва.
Схема процесса аргонодуговой сварки.
Плюсы и минусы метода TIG
У метода TIG есть явные преимущества перед другими способами сварки, но работа аргоновым сварочным аппаратом имеет и несколько недостатков, к которым нужно быть готовым, выбирая этот метод сваривания.
Изменение цвета со временем
Если кольцо начало темнеть или проявлять признаки ржавчины, — это украшение посредственного качества. Кольца из вольфрама, титана, тистена и нержавеющей стали (без цветного покрытия) не меняют первоначальный оттенок, не боятся воздействия ультрафиолета, воды (даже морской), устойчивы к коррозии, не окисляются при взаимодействии с кожей (в отличие от некоторых украшений из серебра).
| Вольфрамовое кольцо | Титановое кольцо | Кольцо из тистена | Кольцо из стали 316L |
| Не меняют цвет, не темнеют, не тускнеют, не подвержены ржавчине. |
Изменение цвета вольфрамового кольца, как и моделей из тистена или титана — признак повышенного содержания примесей в металлическом сплаве. Равно как и потемнение стального кольца — факт того, что его состав не соответствует зарекомендовавшей себя марке стали 316L.
Физико-химический состав
Большинство вольфрамовых электродов ВЛ имеют в своем составе от 97% вольфрама и выше. Естественно, что у каждой марки этот параметр индивидуален, но в большинстве случаев это чистый металл. Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки, которые без добавочных элементов содержат 99,5% вольфрама. В остальных случаях, в среднем, содержится 1,5-3% таких добавок как:
Обозначения и маркировка
Маркировка вольфрамовых электродов является достаточно простой, так как их состав не содержит в себе массу разнообразных элементов, а имеется всего 1 добавка, либо же ее нет вовсе. Цвета вольфрамовых электродов как раз соответствуют различным добавкам. Если смотреть на обозначение, то типовым здесь будет, к примеру, WL15, что расшифруется как:
Таким образом, вторая буква обозначает добавку, а цифры, содержание ее в сотых долях процента.
Выбор вольфрамового электрода
Выбор производится относительно условий применения. Если сварка проходит на переменном токе, то лучше выбирать чисто вольфрамовые. Циркониевые добавки увеличивают стабильность горения дуги и максимальную температуру использования. Оксид тория в составе улучшает сопротивление температуре, так что таким электродам можно придавать любую форму. Инструменты из иттрированного вольфрама дают лучшую стабилизацию дуги. Церий в составе обеспечивает универсальность применения при любых режимах.
Основные режимы и нюансы применения
Основной особенностью использования данных инструментов является подбор правильного режима тока, относительно его рода и полярности, так как характеристики электродов в каждом случае проявляются по-разному.
Величина диаметра, мм
Ток постоянный, полярность прямая, А
Ток постоянный, полярность обратная, А
Производители
Благодаря своей востребованности такие электроды производятся во всем мире. На рынке можно встретить следующие марки:
Способ применения
Изделия используются для сварки под флюсом или в атмосфере защитных газов, прежде всего- аргона. Вольфрам – наиболее тугоплавкий металл, поэтому он подходит для сваривания всех остальных. При посредстве аргонной сварки сваривают цветные и легкие металлы. Другими способами варить титановые сплавы практически невозможно.
Вольфрамовый электрод вставляется в горелку, через нее подается защитный газ и напряжение на электрод. На заготовку подключают второй кабель, и электрическая цепь замыкается через воздушный промежуток между кончиком вольфрамового стержня и заготовкой. В нем и поджигается электродуга. Облако защитного газа вытесняет воздух, не допуская контакта между кислородом и азотом воздуха и расплавленным металлов в сварочной ванне. Сбоку в рабочую зону вводится пруток присадочного материала.
Сварщик держит горелку правой рукой, а пруток- левой. Их следует вести вдоль линии шва синхронно, поддерживая достаточное для формирования материала шва поступление металла прутка в сварочную ванну. Для этого необходима идеальная координация движений.
В качества источника тока используют:
Многофункциональные инверторы вытесняют морально устаревшие источники тока. Они поддерживают разные режимы полярности: прямую, обратную и переменный ток.
При работе переменным током в дополнение к источнику тока подключается высокочастотный осциллятор. Подаваемые им в рабочуюю цепь высокочастотные импульсы помогают разжечь дугу и поддерживать ее стабильность.
Маркировка и характеристики вольфрамовых электродов
Вольфрамовые электроды разделяют на классы, облегчающие работу сварщиков по подборке прутков, подходящих под условия сварки. Так, чтобы получить качественный шов на постоянном токе прямой и обратной полярности нужны разные неплавящиеся электроды, а ведь есть еще и переменный ток. Эти и другие критерии и обуславливают существующую классификацию вольфрамовых стержней.
Всегда первый символ в маркировке «W» – обозначающий металл вольфрам. Второй символ обозначает тип металла, или металлов. Первым числом идет число, обозначающее долю лигатур на 1000 долей вольфрама, то есть число 20 будет означать 2% примесей, 8 – 0.8% и так далее. Второе число обозначает длину электрода, самым распространенным размером считается пруток 175 мм, но на рынке доступны изделия длиной 50, 175, 150 мм.
Чистые вольфрамовые электроды с трудом используют сварочные аппараты TIG, поэтому к сплаву добавляют различные примеси. Лигатуры нужны, чтобы придать электроду требуемых характеристик плавкости, дугообразования, проводимости, прочности и др.
Предлагаем ознакомиться с особенностями применения каждого вида электродов посредством сравнительной таблицы.
Таблица сравнения вольфрамовых электродов
Влияние полярности тока на процесс сварки тиг
Полярность тока сварки существенным образом сказывается на характере протекания процесса дуговой сварки в инертном газе вольфрамовым электродом. В отличии от сварки плавящимся электродом (к которой относится сварка ММА и МИГ/МАГ) при сварке неплавящимся электродом в защитной среде инертного газа различия в характере процесса сварки на обратной и прямой полярности носят противоположный характер.
Так при использовании обратной полярности процесс сварки ТИГ характеризуется следующими особенностями:
– сниженный ввод тепла в изделие и повышенный в электрод (поэтому при сварке на обратной полярности неплавящийся электрод должен быть большего диаметра при одном и том же токе; в противном случае он будет перегреваться и быстро разрушится);
– зона расплавления основного металла широкая, но неглубокая;
– наблюдается эффект катодной чистки поверхности основного металла, когда под действием потока положительных ионов происходит разрушение окисной и нитридной пленок (так называемое катодное распыление), что улучшает сплавление кромок и формирование шва.
В то время как при сварке на прямой полярности наблюдается:
– повышенный ввод тепла в изделие и сниженный в электрод;
– зона расплавления основного металла узкая, но глубокая.
Как и в случае сварки ММА и МИГ/МАГ, различия свойств дуги при прямой и обратной полярности при сварке ТИГ связаны с несимметричностью выделения энергии на катоде и аноде. Эта несимметричность, в свою очередь, определяется разностью в значениях падения напряжения в анодной и катодной областях дуги. В условиях сварки неплавящимся электродом катодное падение напряжения значительно ниже анодного падения напряжения, поэтому тепла на катоде выделяется меньше, чем на аноде.
Ниже приведен примерный объем выделения тепла на различных участках дуги применительно к сварке ТИГ при токе сварки 100 А и при использовании прямой полярности (как произведение падения напряжения в соответствующей области дуги на ток сварки):
– в катодной области: 4 В х 100 А = 0,4 кВт на длине ≈ 0,0001 мм
– в столбе дуги: 5 В х 100 А = 0,5 кВт на длине ≈ 5 мм
– в анодной области: 10 В х 100 А = 1,0 кВт на длине ≈ 0,001 мм.
В связи с тем, что при сварке на прямой полярности наблюдается повышенный ввод тепла в изделие и сниженный в электрод, при сварке на постоянном токе используют прямую полярность. При этом, благодаря тому, что тепло выделяется, в основном, в анодной области, плавятся только те участки основного металла, на которые направляется дуга, т.е. где оказывается размещенным анод.
ЧТО ТАКОЕ ВОЛЬФРАМОВЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ И ДЛЯ ЧЕГО ОНИ НУЖНЫ?
Вольфрамовые электроды — это тонкие электроды или прутки из очень тугоплавкого металла вольфрама. Используются в ходе проведения аргонодуговой сварки TIG. При этом весь рабочий процесс происходит в среде инертного газа, в роли которого чаще всего выступает аргон. Металлические же прутки применяются для заполнения пустот в шве, если такая необходимость присутствует, и подаются второй рукой. Аргон же необходим для того, чтобы обеспечить защиту электрода от газов, присутствующих в воздухе.
Главное преимущество вольфрама заключается в его тугоплавкости. Так, например, температура, при которой он плавиться — 3410 градусов, а закипает — 10220. Т.е. материал сохраняет свою форму и остается идеально твердым даже в том случае, когда раскален докрасна. Расход вольфрама в процессе сварки настолько мал, что кажется, будто он и вовсе отсутствует. Так, на обработку 1 метра шва понадобиться даже не 1 грамм, а сотые его доли чистого вольфрама. Если же он легирован оксидами, расход становится еще меньше. Так что только представьте, насколько хватает вольфрамового электрода, и как выгодно их использовать.
Плавящимся электродом
Кроме широко применяемой технологии TIG используется и способ сварки в аргоновой среде плавящимся электродом. При этом отпадает необходимость вручную подавать в сварочную зону присадочный материал. Для этого используется специальное сварочное оборудование- полуавтоматический аппарат.
Присадочный материал в виде проволоки непрерывно подается специальным механизмом в зону сварки. Проволока с бобины проходит через подающие ролики и далее через рукав в горелку. По тому же рукаву проходит и защитный газ, и электрический кабель. Сварщик не должен следить за синхронностью движения горелки и прутка присадочного материала, а может полностью сосредоточиться на точности выполнения рисунка шва.
Такая технология не требует настолько высокой квалификации и опыта от сварщика, как технология TIG. Производительность работы полуавтоматом также значительно выше, поскольку не нужно делать перерывы для замены присадочного прутка. Проволоки на бобине хватит на самый длинный шов.