Что варят вольфрамовыми электродами. Разновидности неплавящихся вольфрамовых электродов. Основные параметры режима ручной сварки ТИГ

Вольфрамовый электрод нашел применение в среде защитных газов (гелий, аргон). Реже используется при плазменной резке и наплавке.

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки обладают высокой тугоплавкостью (3000 градусов). Изготовляются методом порошковой прессовки. Кроме вольфрама (температура кипения 5800 градусов) в составе в зависимости от марки изделия, присутствуют оксиды:

• церия;
• тория;
• иттрия;
• лантана;
• циркония.

Для удобства сварщиков на неплавящиеся электроды наносится цветная маркировка.

1) WP (зеленый наконечник) — содержание вольфрама 99,5%, для сварочных работ с магнием (сплавами), алюминием. Большое содержание вольфрама повышает устойчивость дуги на переменном токе в среде гелия и аргона. Рабочую зону электрода делают в виде нароста-шарика.

2) WT-20 (красный код) — добавлен диоксид тория (2%).

Соединение на постоянном токе: меди, титана и нержавеющих, низколегированных, углеродистых сталей. Марка востребованная, но торий — радиоактивный материал, при заточке торированных электродов образуется пыль вредящая здоровью человека. Рабочая зона сварщика нуждается в хорошей вентиляции. WT-20 сохраняют форму электрода при любой силе тока, а угол заточки изменяется под сварочные нужды.

3) WС-20 (серый наконечник) — добавлен диоксид церия (2%).

Марка применяется для сварки сталей и сплавов на постоянном и переменном токе. Деоксид церия (нерадиоактивный элемент) улучшает запуск дуги и повышает допустимые значения тока. WС-20 используется для сварки тонколистовой стали, трубопроводов и орбитальных труб. Недостаток цериевых изделий в концентрации оксида в рабочей зоне электрода.

4) WY-20 (тёмно-синий наконечник) с добавкой диоксида иттрия (2%).

Варят на постоянном токе медь, титан (сплавы) и стали — нержавеющие, углеродистые, низколегированные. Иттрированная добавка улучшает устойчивость дуги во всех токовых режимах.

5) WZ-8 (белая маркировка) — оксид циркония (0.8%).

Для сварки на переменном токе алюминия, магния и сплавов. Рабочая зона электродов с цирконием в форме сферы, превосходит по токовой нагрузке другие изделия.

6) Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки с включениями окиси лантана:

WL-15 (цвет золотистый), 1.5% оксида лантана;
WL-20 (код синий), 2% лантана;
WR-2 (бирюзовый наконечник) — оксид лантана (1.4%).

Изделия с оксидом лантана имеют легкий запуск и устойчивую дугу, прожоги металла минимальные, уменьшенный износ рабочей зоны электрода. Применяются для всех видов сталей и сплавов.

Размеры и цены на электроды:

• длина — 175 мм;
• диаметр от 1 до 5 мм.

Самые популярные диаметры — 1,6-2,5 мм.

Цена на вольфрамовые изделия зависит от производителя, марки и диаметра электрода.

Стоимость WL-15 из Китая (1.0 мм, универсальный) — 40 рублей. Германское изделие TBi D (3.0 мм, красный для нержавеющей стали) обойдется в 340 рублей. За китайский WT-20 (5.0 мм, красный для нержавеющей стали) придется выложить 900 рублей.

Как правильно затачивать вольфрамовые изделия

Перед работой электроды для аргонной сварки затачиваются. Для получения правильной длины заточки, аргонщики советуют простую формулу: диаметр электрода умножить на 2,5.

Например, диаметр 3,2 мм умножаем на 2,5 и получаем длину заточки 8 мм (рисунок выше).

При на переменном токе, шарик на вольфрамовом изделии образуется САМ. Специально притуплять электрод, делая полусферой — не обязательно.

Электрод стачивается вдоль, как карандаш. Если затачивать поперек, то риски от абразива создадут препятствия для стабильной дуги.

Точить можно наждаком или болгаркой, вращая изделие в руках. Для равномерной заточки, можно стержень закрепить в патроне шуруповерта или электродрели, выставив малые обороты вращения.

По технике безопасности, одевайте маску для защиты органов дыхания от пыли.

Автоматизация процесса заточки

Продаются специальные машинки для заточки вольфрамовых электродов для аргоновой сварки. В комплектацию входит — ударопрочный чемодан для хранения прибора, электромашинка, приспособление для фиксации электрода в держателе.

Устройство машинки включает:

• абразивный алмазный диск с односторонним покрытием;
• регулировка количества оборотов;
• фильтр для мелкодисперсной вольфрамовой пыли;
• регулировка угла заточки от 15 до 180 градусов.

Желающие приобретают это устройство для домашних нужд.

P.S. В процессе практики, вы отдадите предпочтение полюбившимся электродным маркам, которые будете использовать чаще всего.

Из неплавких электродов можно выделить довольно уникальные варианты, предназначенные для выполнения определенных действий, которые не способны выполнять прочие модели изделий. Вольфрамовые электроды для аргонной сварки помогают формировать электрическую дугу установленной мощности, расплавлять основной материал и добавочный, в качестве которого обычно выступает проволока. Учитывая, что при этом аргон – защитная газовая среда, покрытие для проволоки необязательно. Такие изделия характеризуются отличными эксплуатационными свойствами, повышенной термической устойчивостью.

Подобные изделия представляют собой тугоплавкие стержни, которые предоставляют возможность создавать электрическую дугу, нужную для плавки кромок свариваемых изделий, присадочной проволоки в период выполнения сварочных работ. Применяются подобной модели электродов часто при сваривании деталей, когда аргон выступает в качестве защитной среды. В данном случае сварка вольфрамовым электродом производится на любых конструкциях. Подобран для этой цели неслучайно вольфрам, так как именно данный компонент является наиболее тугоплавким металлом, которые встречаются в природе.

При производстве вольфрамовых стержней обязательно учитываются требования, прописанные в международных стандартах. Это дает возможность причислить данные электроды к определенному классу, независимо от страны производителя. Маркировка электрода согласно данным требованиям обязана отражать не лишь тип изделия, но и какие химические элементы в него входят.

«W» — первая буква маркирования изделия обозначает, что это вольфрамовые электроды. Такие изделия содержат чаще всего небольшой процент легирующих элементов, которые существенно повышают технические свойства изделия, также увеличивают их эксплуатационный период. Следующая буква в маркировке изделия оповещает о типе легирующего компонента.

Также в обозначении вольфрамовых электродов для аргонной сварки встречаются следующие буквы, указывающие на дополнительные компоненты.

Чистый вольфрам – «Р»

Присутствующая в обозначениях буква «Р» говорит о том, что изделие состоит на 99,5 процента из вольфрама, не содержит легированных элементов. Это обеспечивает в процессе выполнения сварочных работ устойчивость дуги при переменном токе. Изделия данной группы применяются для сварки алюминиевых конструкций.

Оксид тория – «Т»

Обозначение «Т» указывает на наличие оксида тория, благодаря которому имеют множество преимуществ и являются достаточно востребованными. Инструменты данной категории чаще всего применяются при сваривании образцов из нержавеющей стали (использование постоянного тока). Но, как и другие изделия у них есть собственные недостатки:

• сварочные работы в закрытых помещениях при использовании электродов из вольфрама, содержащих торий, требуют обязательного обустройства рабочей зоны вентиляционной вытяжкой, так как данный химический элемент является радиоактивным. Выделяемые пары при нагревании тория достаточно опасны для человеческого здоровья;
• используя электроды данной марки, возможны скачки дуги (переменный ток). Это снижает существенно качество сварочного соединения.

Оксид лантана – «L»

Оксид лантана, входящий в состав инструмента, способствуют легкому розжигу дуги, повышают ее устойчивость в процессе работы, обеспечивает быстрое повторное зажигание. Применение подобных прутков снижает риски прожигания свариваемых образцов в среде аргона, существенно повышается ток. Эти модели инструмента отличаются продолжительным сроком эксплуатации. Если их сопоставить с аналогами из чистого вольфрама, то они менее способствуют загрязнению сварочной ванны.

Иттрий – «Y»

Из всех модификаций вольфрамовых электродов, изделия данной категории являются наиболее устойчивыми. Поэтому они применяются для соединения достаточно ответственных конструкций. При использовании их для сварки применяется постоянный ток.

Оксид циркония – «Z»

Инструменты, содержащие оксид циркония, применяются для соединения образцов, когда в работе используется переменный ток. Работая с такими электродами нужно четко контролировать и не допускать загрязнения сварочной ванны. Если сравнивать с аналогичными изделиями другой маркировки, они выдерживают наиболее максимальные нагрузки тока.

Оксид церия – «С»

Изделия, промаркированные буквой «С», которые содержат оксид церия, считаются универсальными. Их применяют при соединении конструкций сварочным оборудованием на любом токе. Они даже при минимальных показателях тока поддерживают устойчивое горение.

Преимущества сварки в защитной аргоновой среде

• Данный тип сварки позволяет сваривать больше разновидностей металлов, чем прочие виды сварки. Высококачественного соединения можно достичь при сваривании конструкций из бронзы, меди алюминия, устойчивой к коррозии стали и прочих металлов.
• Шов при выполнении сваривания предметов в защитной среде аргона получается очень точным, аккуратным и чистым.
• Такая сварка предусматривает поддержание сварочной ванны в постоянной чистоте, благодаря чему сварочные швы и получаются максимально точными и аккуратными. В период выполнения работ брызги, искры отсутствуют (конечно же, если делать все правильно, согласно предъявляемым требованиям к сварочным работам). Присадочный металл используется без излишка. На швах не остается шлак, воздух не задымляется.

Модели электродов

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки отличаются по цвету.

• WZ8 – электроды белого цвета, в состав которых входит оксид циркония. При выполнении работ в сварочной ванне исключаются любые загрязнения. Рекомендуется применять при переменном токе. Модель инструмента прекрасно обеспечивают устойчивость дуги. Нагрузка тока более высокая. Заточка изделия сделана в сферообразной форме. Применяется при соединении образцов из магния, алюминия, бронзы, металлических сплавов.
• WC20 – изделия серого цвета, с наличием двух процентов оксида церия, который является нерадиоактивным редкоземельным и достаточно распространенным металлом. Он прекрасно воздействует на эмиссию инструмента, благодаря чему первый запуск значительно облегчается, рабочий токовый диапазон расширяется. Это универсальные электроды из вольфрама, их можно использовать для сварочных работ при любом электропитании, даже при минимальных токах устойчивость дуги довольно высокая. Инструмент применяется для орбитальной сварки тонкостенных металлических листов, трубопроводных коммуникаций. Церий при повышенных температурах собирается в наконечнике – это единственный недостаток. Изделия данной марки используют при соединении образцов из молибдена, необия, бронзой.
• WY20 – темно-синие иттированные электроды, характеризующиеся высокой стойкостью к большим температурам. Изделие применяется при соединении серьезных конструкций. В инструменте 2% оксидной добавки. Стабильность катодного пятна благодаря иттированию существенно повышается, поэтому. Данная модель инструмента применяется для сварки образцов из углеродистых металлов.
• WP – изделия зеленого цвета с наиболее высокой концентрацией чистого металла (добавочных элементов всего лишь 0,5%). В случае применения переменного тока электроды данной модели обеспечивают высокую стабильность дуги. Этот баланс можно увеличить, если дополнительно использовать осциллятор. Наиболее лучшие показатели электрода, когда для работы берется синусоидальный переменный ток. Изделия из вольфрама этой модели применяются для соединения алюминиевых, магниевых образцов.
• WL15 и WL20 – электроды золотистого, синего цвета, с присутствием оксида лантана, который обеспечивают свободный первый запуск дуги. Прожог металла с подобным инструментом сделать практически невозможно. Основное достоинство изделия: на протяжении всего эксплуатационного периода наблюдается прекрасная устойчивость дуги. Отличия между этими двумя моделями: в золотистые электроды добавок входит 1,5%, синие – 2%. Чем выше содержание добавочного компонента, тем диапазон тока значительно больше. В данной модели оксида лантана больше в 1,5 раза, чем в иных моделях. Это влияет на износоустойчивость наконечника, с помощью которого соединяют высоколегированные стали, алюминиевые, медные, бронзовые образцы.
• WT20 – изделия красного цвета, в состав которых входит оксид тория. Это одна из наиболее востребованных модель вольфрамовых электродов, потому что лучше всех показала себя в процессе сваривания на постоянном токе. Единственный недостаток данного добавочного химического элемента – это его незначительная радиоактивность, но все-таки небольшой негативный осадок он оставляет и на природной среде, и на человеческом здоровье. Применяются для соединения образцов из молибдена, бронзы, меди, титана, никеля.

Итог

Покупая электроды для осуществления сварочных работ в среде аргона необходимо обязательно учитывать свойства соединяемых образцов: размеры, из каких химических элементов они состоят и т. д.

Аргонодуговая сварка отличается по технологии от остальных видов соединения металлов. Весь процесс происходит в защитной атмосфере, а плавление металла заготовок обеспечивают вольфрамовые электроды.

В этом материале мы разберем, какими характеристиками должны обладать такие расходники и их разновидности. А также что нужно знать при использовании таких электродов.

Вольфрамовые электроды относятся к категории неплавящихся и используются для . Во время сварочного процесса они не расплавляются. Их главная задача - обеспечить работу дуги, с помощью которой и соединяется металл заготовок.

В отличие от покрытых аналогов, вольфрамовые стержни не имеют обмазки, а дополнительный присадочный материал во время сварки подают отдельно в виде прутка. Защита от окисления сварочной ванны обеспечивается за счет подачи газа (аргона, гелия или углекислоты).

Длиной вольфрамовые электроды чаще всего встречаются в 175 миллиметров, но есть стержни и покороче: 50. 75, 150 мм. Диаметр также различный: от 1 мм до 8.

По своему составу такие расходные материалы бывают различными: из чистого вольфрама или с добавками в виде лантана, иттрия, тория, циркония и других элементов.

Легирующие элементы в виде оксидов редкоземельных металлов, которые вносят в состав при изготовлении, добавляют стойкости к плавлению вольфрама и улучшает его качество.

Чтобы можно было отличать различные электроды, принята цветовая и буквенная маркировка разновидностей вольфрамовых стержней.

Маркировки электродов

Зная основные обозначения, которыми маркируют вольфрамовые электроды можно «прочесть» их описание, состав и сферы использования. Существуют следующие типы этих сварочных расходных материалов, которые отличают по цвету. Буквенные обозначения указывают на химический состав и наличие примесей. Характеристики вольфрамовых электродов по маркам следующие:

• «WP»зеленый цвет. Это обозначение стержней, основным составом которых является практически чистый металл. Процентное соотношение добавок составляет всего около 0,5%. Назначение таких электродов - сваривание алюминиевых деталей, а также сплавов этого металла и магния.

На переменном токе с использованием инверторного оборудования электроды из чистого вольфрама обеспечивают стабильную работу дуги. Кончик стержня выполнен в виде шарика, это делается для снижения термических нагрузок на сам расходник.

• «WZ8», цвет белый. Маркировка обозначающая, что в составе электрода есть окиси металла циркония. Такие электроды имеют свойство выдерживать намного большие токовые нагрузки, в отличие от остальных. Используют их для сварки различных цветных металлов: бронзы, магния, алюминия, никеля и их сплавов. Сваривание металлов лучше всего проводить на переменном токе. Заточка окончания стержня также выполнена в виде шарика.
• «WT20», цвет красный. Такие вольфрамовые электроды наиболее распространенные, хотя имеют вредную добавку для здоровья - торий. Это радиоактивный металл и в больших объемах сварочных работ на производстве лучше не использовать расходники с таким составом. При небольшом количестве использование электродов практически безвредно.

Зато свойства, какими обладают ториевые стержни, намного превосходят многие другие аналоги. Их можно использовать для сварки различных видов стали, в том числе и нержавеющей. А также таких довольно тугоплавких металлов, как титан и молибден. Возможно сваривание и медных, никелевых или бронзовых деталей.

Сваривание такими электродами проводят на постоянном токе.

• «WY20», цвет темно-синий. Добавка в виде окиси иттрия позволяет получить стабильное и устойчивое горение электрической дуги на постоянных токах при прямой полярности. Эти электроды применяют для сваривания стали как углеродистой, так и нержавеющей, а также медных и титановых заготовок.

• «WC20», цвет серый. Такие электроды практически универсальные, так как ими можно работать при переменном или постоянном токе. Примесь редкоземельного церия позволяет получить стабильное горение дуги даже при малой мощности оборудования.

Цериевые стержни используют для сварки стали и тонкостенных конструкций из нее, а также орбитальном сваривании труб.

Все дело в движении потока электронов и от формы окончания стержня будет зависеть распределение энергии и давление дуги на поверхность. Это влияет на ширину и глубину проварки металла, а также форму и размеры сварного шва. Поэтому и требуется заточка вольфрамовых электродов до нужной геометрии.

Существуют некоторые правила затачивания стержня для тех или иных условий работы аргонодуговой сваркой, а также в зависимости от марки самого расходника.

Форма заточки в зависимости от марки электрода определяется следующим образом.

• Марки «WP» и«WL» должны иметь кончик в виде шарика (сферы).
• Электроды марок «WT» скругляют, но без большого радиуса, скорее формируется легкая выпуклость.
• Вольфрамовые стержни с маркировкой «WC»,«WY», «WT», и «WZ» затачивают под конус, но в зависимости от применения форма может быть отличимой.

Определить длину, на которую следует затачивать вольфрамовый стержень, очень просто. Для этого нужно диаметр электрода умножить на постоянное значение в 2,5. Например, если используется расходник с диаметром в 2 мм, то заточку проводят на длину в 5 миллиметров.

Затачивать кончик стержня можно с использованием точильного круга или болгарки. Удобно проводить этот процесс, зажав вольфрам в патроне электрической дрели, вращая его при низких оборотах. Это позволит равномерно стачивать металл и получить нужную форму.

Однако, кроме геометрии конца электрода, важен и угол, на который он будет заточен. Такой параметр будет зависеть от силы тока, на котором будет проходить сваривание заготовок.

• При сварочных работах на невысоком токе электрод затачивают до значения 10-20 градусов.
• Для сварки металлов на средних токах - 20-30 градусов.
• На большой мощности угол заточки составляет 60-120 градусов.

Угол заточки будет влиять на стабильность и устойчивость горения дуги аргоновой сварки, а также на ресурс работы самого электрода. При показателе менее 20 градусов, вольфрамовый стержень будет изнашиваться быстрее. Если же угол заточки более 90, то в таком случае дуга может быть неустойчивой. Правильно затачивать электрод нужно независимо от вида материала, с которым придется работать.

Допущенные ошибки при заточке стержня приведут к различным последствиям.

• Если допустить неправильную ширину при затачивании, это гарантированно приводит к непроваренному шву. Крепление будет некачественным.
• Нарушение симметрии (неравномерная форма заточки) отклоняет сварочную дугу от нужного направления.
• Острые или слишком тупые углы провоцируют износ расходника или уменьшают глубину провара.
• Глубокие борозды и царапины поперек заточенного кончика приводят к нестабильному горению дуги (так называемое «блуждание»).

При возникновении таких явлений нужно прекратить работу и исправить заточку вольфрама.

А что Вы можете добавить к этому материалу? Поделитесь своим опытом в выборе, применении и затачивании вольфрамовых электродов в комментариях к статье.

(Некоторая информация в даной статье могла устареть, поскольку анализируются электроды с круглыми кончиками, а сейчас используются заостренные)

В качестве неплавящихся электродов для дуговой сварки в среде инертных газов применяются главным образом вольфрамовые прутки.

Некоторые сведения о вольфраме. Вольфрам - самый тугоплавкий металл, уступающий в этом отношении только углероду. Удельный вес вольфрама 19,3 г/см 3 . Наряду с высокой температурой плавления, равной 3350-3600° С, он обладает ничтожной летучестью при высоких температурах и низким коэффициентом теплопроводности (фиг. 76).

В свободном состоянии вольфрам в природе не встречается. Важными соединениями, в виде которых встречается вольфрам, являются соли вольфрамовой кислоты. Вольфрам практически не является редким металлом, так как он распространен в земной коре не меньше, чем свинец и олово, и вдвое больше, чем медь.

Схематически производство вольфрамовой проволоки состоит из следующих стадий:

1) химической обработки вольфрамовой руды с целью получения вольфрамовой кислоты;

2) восстановления вольфрамовой кислоты в металл;

3) протяжки металлического вольфрама в вольфрамовую проволоку.

Вольфрамовая кислота H 2 W0 4 , просушенная и размолотая, представляет собой мелкий порошок желтого цвета. Она является соединением окиси вольфрама W0 3 с водой.

Восстановление вольфрамовой кислоты производится в специальных электропечах, где происходит процесс отнятия кислорода от кислоты водородом при температуре не ниже 700°. Затем полученный порошок вольфрама прессуется, спекается и сваривается. Полученный таким образом вольфрам подвергают механической обработке: ковке и протяжке до нужного диаметра. Механическую обработку ввиду хрупкости вольфрама при обычной температуре производят в нагретом состоянии. На различных стадиях обработки температура нагрева изменяется. Наибольший нагрев до 1500° дается при ковке, при волочении температура нагрева снижается до 800-950°. Таким путем получают вольфрамовую проволоку или прутки.

Вольфрамовая проволока или прутки, применяемые в качестве электродов для сварки, должны удовлетворять специальным техническим условиям.

Выбор диаметра вольфрамового электрода

Для сварки в среде инертных газов обычно применяют вольфрамовые электроды диаметром от 0,8 мм и выше в зависимости от тока, необходимого для достижения требуемого проплавления. Чаще всего применяют электроды диаметром от 0,8 до 6,0 мм.

Допустимая сила или плотность тока устанавливается, исходя из следующих соображений. Конец электрода на поверхности в том месте, где горит дуга, расплавлен. Если вольфрам недостаточно разогрет, то дуга нестабильна и колеблется из стороны в сторону. Дуга горит стабильно лишь при определенной плотности тока, когда вольфрам уже достаточно разогрет.

Помимо стабильности дуги при установлении минимального тока приходится считаться с явлением эрозии кончика электрода. Исследованием влияния силы тока на вольфрамовый электрод было установлено, что если применяется ток недостаточной силы, то горение дуги между вольфрамовым электродом и малоуглеродистой сталью в среде гелия вызывает эрозию или постепенное истечение металла с электрода, которое стремится сузить конец электрода. Истечение металла направлено к концу электрода, вызывая образование шарика на его конце и удлинение электрода. В одном опыте эта эрозия настолько усилилась, что кончик электрода дрогнул и готов был оторваться (фиг. 77, а). Отрыв кончика электрода был предупрежден увеличением сварочного тока, благодаря чему можно было наблюдать, как кончик электрода плавился, (фиг. 77, б) прежде чем эрозия достигла предельной величины. После расплавления кончика электрода явление эрозии исчезает и конец электрода сохраняет правильное сферическое очертание (фиг. 77, в).

При горении дуги в среде аргона слабый ток вызывает образование на одной стороне конца электрода небольшого расплавленного шарика (фиг. 77, г). Этот шарик стремится обойти вокруг кончика электрода, образуя изогнутый наплыв (фиг. 77, д). Затем наступает момент, когда шарик открывается и тотчас же образуется новый. Если увеличить ток настолько чтобы расплавился кончик электрода, то последний сохраняет постоянную сферическую форму (фиг. 77, е).

Таким образом, минимально допустимый ток определяется, с одной стороны, стабильностью дуги, а с другой - сохранением неизменной сферической формы конца электрода.

Максимальная величина сварочного тока ограничивается склонностью к образованию чрезмерно больших шариков расплавленного вольфрама на конце электрода, к вибрированию этих шариков, к отрыву их и переносу в расплавленную ванночку. Даже в тех случаях, когда большая капля расплавленного вольфрама не отрывается, наличие ее весьма затрудняет процесс сварки, ибо малейший толчок электрододержателя вызывает вибрацию капли расплавленного вольфрама, в результате чего столб дуги проходит на изделие от точки капли, ближайшей к изделию.

В таких случаях получается волнистый шов и недостаточный провар в некоторых точках. Кроме того, слишком большая капля препятствует нормальному истечению газа из сопла, вследствие чего в зону сварки попадает воздух.

Чем выше сварочный ток (в пределах допустимой величины), тем устойчивее дуга.

Таблица 18. Допустимые значения тока для электродов различного диаметра при сварке постоянным током в среде инертных газов высокой чистоты (99,8%)

На фиг. 78, а и б даны графики предельных значений сварочного тока для электродов различных диаметров при питании дуги переменным током и использовании технического (фиг. 78, а) и чистого (фиг. 78, б) аргона.

В табл. 18 приведены предельные значения сварочного тока при наиболее употребляемых диаметрах вольфрамовых электродов для постоянного тока и при чистых аргоне и гелии. Материал изделия, по-видимому, не оказывает влияния на предельные значения тока. Следует заметить, что эти величины приблизительны, так как они зависят от конструкции электрододержателя, состояния поверхности электрода и в известной мере от опытности сварщика.

Таблица 18.

При сварке на постоянном токе полезно применять торированные вольфрамовые электроды. Эти электроды содержат некоторое количество окиси тория, которая добавляется в вольфрамовый порошок перед формовкой и спеканием электрода.

Оптимальными характеристиками обладают вольфрамовые электроды, содержащие 15% окиси тория, но производственное применение нашли электроды, содержащие 1 % окиси тория. Допускаемая для торированных электродов плотность тока выше (табл. 19), и концы их не плавятся и не меняют во время сварки своей формы (фиг. 79, б). Значительно облегчается зажигание дуги, которое происходит быстрее, чем при неторированных электродах (фиг. 80) при более низком напряжении холостого хода (табл. 20) и при этом конец электрода не разрушается. Поэтому зажигание дуги легко производится на изделии без опасности попадания включений вольфрама в шов.

Аргонная сварка – это современная сварка с применением неплавящегося электрода из вольфрама, в среде инертного газа. Такая сварка ограждает металл от взаимодействия с кислородной средой, вызывающей его окисление и азотирование. В виде защиты чаще всего при работе применяется инертный газ аргон, но возможно использование азота, гелия и различных газовых смесей. В TIG сварке, Ar (аргон) имеет повсеместное применение, а вот He (гелий) используют в редких случаях, для решения определённых производственных задач.

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

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

Маркировка вольфрамовых электродов

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

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

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

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

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

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

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

Заточка вольфрамовых электродов

Перед сваркой на постоянном токе вольфрамовые электроды необходимо заточить. Угол и направление заточки важно скорректировать так, чтобы кончик электрода стал очень острым. Это необходимо для того, чтобы сварочная дуга была полностью сфокусирована на малом диаметре сварочной ванны.
Сварочная ванна – это объём полностью расплавленного металла, образовавшегося при сварке плавлением при высоких температурах. Образование такой сварочной ванны – главный этап получения неразъёмных соединений при сварке плавлением, так как от формы и размеров ванны зависят геометрические размеры швов. Если электрод не будет заточен, то размер дуги будет слишком большим в диаметре и тепловложение окажется недостаточным.
Для сварки металлов на переменном токе электрод тоже нужно заточить. Но в этом случае кончик электрода должен быть немного притуплен. При сварке на переменном токе вольфрамовый электрод сильнее греется и немного подплавляется, что и требуется для получения более рассеянной дуги. Чтобы электрод держал форму, нужно правильно подбирать диаметр электрода в зависимости от диаметра сварочных швов.

Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом (tig)

При сварке неплавящимся электродом обязательно используют . Так как из-за тугоплавкости вольфрама, плавление которого происходит при температуре около 5000 °C, сам электрод практически не сгорает. В связи с этим образование газов, ведущих к ионизации и зажиганию дуги не происходит. Кроме осциллятора, для образования сварочного шва применяют присадочный материал.

Аргонодуговая сварка плавящимся электродом

Электродом в данном случае является стержень из металла. Он покрыт слоем рутила. Сварочная дуга зажигается из-за паров расплавленного металла, которые в аргоне дают ионизацию. Осциллятор в данном случае не применяется.

Цены на электроды этих категорий зависят не только от страны-производителя, но и от ценовой политики предприятий их выпускающих. В настоящее время вольфрамовые электроды имеют такую стоимость:

• электроды марки WP – от 3657 руб/кг;
• электроды марки WZ – от 5000 руб/кг;
• электроды марки WT – от 5000 руб/кг;
• электроды марки WY – от 5000 руб/кг;
• электроды марки WL – от 5000 руб/кг;
• электроды марки WC – от 4730 руб/кг.

Применение вольфрамовых электродов

Аргонную сварку применяют в самых разных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Возможность аппаратом TIG ac/dc соединить различные углеродистые, нержавеющие, конструкционные стали, а также современные сплавы металлов, характеризует эту технологию как самую востребованную в производстве на данный момент. Аэрокосмическая отрасль, как правило, является основным пользователем данного типа сварки.

В промышленности tig-сварку используют для соединения деталей различных конфигураций. Аргонную сварку применяют для создания переходов между трубами различного диаметра. Сварочные швы алюминия после tig-сварки не образовывают трещин, имеют химическую целостность металла, что позволяет использовать этот режим сварки для герметизации ёмкостей с ядерными отходами в связи с их утилизацией.

В связи с простой технологией аргонной сварки алюминия, её можно применить в быту, используя домашние инверторы TIG ac/dc. В бытовых условиях возможно организовать даже сварочный процесс нержавейки. Надёжность получаемого шва не вызывает сомнений, так как сварочный шов являет собой единое целое со свариваемым металлом. Современные технологии сварочных работ ставят аргонодуговую сварку с применением вольфрамовых электродов на одно из первых мест в мире по качеству производимых работ.