Вольфрамовые электроды: для чего нужны в аргоннодуговой сварке, маркировка по цветам. машинка для заточки, использование неплавящихся для инвертора, гост 23949-80

Электродуговая сварка осуществляется двумя типами электродов: плавкими и неплавкими. Вольфрамовые электроды являются неплавкими, то есть не расходуются в процессе сварки, становясь частью материала шва. Они служат только для того, чтобы подвести электрический ток к месту горения электродуги. Добавки к материалу электрода — металлу вольфраму используются для оптимизации свойств для работы с теми или иными сплавами.

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:

инвертор;
сварочный трансформатор;
выпрямитель.

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.

Способы заточки

Имеется несколько методов заточки с использованием специального оборудования:

Специализированный станок.
Ручная машина.
Электроточило с мелкозернистым абразивным кругом.

Также можно использовать болгарку, наждак или химическое воздействие. Рекомендуется использовать алмазные круги, поскольку их твердость превышает это значение у вольфрама.

В идеале поверхность заточенной части должна приближаться к полированной. Это может обеспечить станок для заточки вольфрамовых электродов, в состав которого входит алмазный диск, который собственно и осуществляет заточку вольфрамовых расходняков.

Станок является стационарным приспособлением, питающимся от сети электрического тока. Имеется возможность плавной регулировки угла заточки. В комплекте со станком поставляются зажимы для электродов. Простота эксплуатации сочетается с получением качественного результата.

Хороший результат также обеспечит машинка для заточки вольфрамовых электродов, осуществляющая это процесс тоже с помощью алмазного диска. Машинка для заточки электродов позволит быстро и легко осуществить этот процесс, соблюдая выбранные параметры угла. Заточка осуществляется в закрытой камере, что позволяет избежать разлета пыли вольфрама.

Выставить требуемый угол заточки легко по имеющей шкале. Управлять процессом можно через прозрачное смотровое окошко. В комплекте имеется держатель для электрода, обеспечивающий его стабильное положение и уменьшающий риск получения травм для сварщика. Такое устройство относится к типу переносных. Заточка осуществляется вручную.

Приспособление для заточки вольфрамовых электродов можно изготовить самостоятельно. Для этого понадобятся:

отрезок трубы;
электрический моторчик;
зажимной патрон;
гайка;
дрель;
надфиль.

Из оборудования будет нужен сварочный аппарат.

Сферы использования различных марок

В зависимости от материала стержня каждая марка имеет свою предпочтительную сферу использования. Чтобы отличать марки, принята международная система наименований и цветной маркировки.

WP – зеленый. Состоят из практически чистого вольфрама (99,9%). для работы переменным током. Подходит для соеинения Al, Mg, Ni, Cu и их сплавов.
WC 20 – серый. Для сварки постоянным током прямой полярности нержавейки и легированных сплавов, Mo, Ta, Ti.

WL – синий. Применяются для работы прямой полярностью и переменным током. Рекомендованы для наплавочных работ, сварку тонколистовых деталей из стальных сплавов.
WZ – белый. Для сваривания переменным током. Оптимизированы для Al, сплавов AL-Cu, Mg, Ni в различных комбинациях.;
WT 20 – красный. Рекомендуются для работы постоянным током обратной полярности по легированным сплавам, Cu, Ni, Ti.

Применение электродов не по назначению весьма рискованно. Оно вдет к снижению прочности шва и повышенному расходу энергоресурсов и сварочных материалов.

Критерии выбора

Вольфрамовые электроды, используемые для аргонодуговой сварки, различаются по цветам наконечника. При подборе электродов следует исходить прежде всего из материала соединяемых заготовок. Различия и характеристики разных марок сведены в таблицу.

Необходимо учитывать такие параметры, как:

химический состав, присадки;
диаметр стержня;
форма заостренного конца;
степень заточки.

Диаметр выбирается, исходя из толщины заготовок.

Особенности сварочного процесса

Сварка вольфрамовым электродом требует определенных навыков и опыта. Важно не только придерживаться правильной техники работы, но и точно выбирать стержни, ориентируясь на такие параметры:

Сварка вольфрамовым электродом

химический состав, цвет наконечника прутка, указывающий на наличие легирующих примесей;
диаметр, отвечающий за ширину шва;
специфику заточки, которая определяет качество проплавления.

Во время сварки неплавящимся вольфрамовым стержнем используют специальный прибор осциллятор. Вольфрам плавится при 5 тыс. °C, поэтому прутки во время работы не сгорают. Кроме осциллятора, также используется материал для присадки.

Видео по теме: Вольфрамовые электроды WR2 ABICOR BINZEL

Публикации по теме

Способы варки нержавейки инвертором в домашних условиях

Популярные типы электродов по алюминию для дуговой сварки

Назначение и описание характеристик электродов LB 52U

Маркировка и характеристики

Маркировка проводится в соответствии с DIN EN 26848 и соответствующим ему ГОСТу 23949-80.

Начинается маркировка с литеры — W- это символ вольфрама в Периодической системе элементов. Следующий символ- указывает на присадки, добавленную к вольфраму. Добавки применяются, чтобы улучшить одно из свойств:

плавкости;
легкость розжига дуги;
электропроводимость;
прочностные параметры.

Следующее число выражает массовую долю этой присадки в тысячных долях. Так, число 10 будет означать 1% добавки. Второе из чисел означает длину стержня. Используются длины в 50, 100, 150, 175 мм. Дополнительно используется цветовая метка-наконечник.

WP

Стержень из чистого вольфрама отличается слабой разжигаемостью дуги и малом сроком службы. Не выдерживает сильных токов.

Режимы сваивания меди маркой WP.

WZ-8

Присадки циркония несколько упрощают розжиг, позволяют увеличить срок работы. Используются при сваривании алюминия и других легких металлов переменным током с ассиметричным фазовым профилем.

WT-20

Торированные. Несмотря на малую массовую долю, торий, являющийся радиоактивным элементом, представляет собой серьезную угрозу здоровью сварщика, особенно при продолжительной работе.

При работе необходимо организовать качественную вытяжку, работать в плотной одеже и респираторе. Рекомендовано применение сварочной маски с изолированным воздухоснабжением.

Использование тория позволяет продлить срок службы электрода по сравнению с чисто вольфрамовым. Увеличивается также и максимальная сила тока; легко разжигается дуга.

WY-20

В качестве добавки используется диоксид иттрия. Этот редкоземельный металл дает возможность значительно повысить силу сварочного тока и не опасен для здоровья. Используется для сваривания заготовок большой толщины сильными токами.

WC-20

В качестве присадки используется церий. Он не радиоактивен, и позволяет существенно улучшить основные характеристики, прежде всего, розжиг дуги и срок службы. Повышается и максимальный сварочный ток.

Режимы для соединения титановых заготовок.

WL-15 и WL-20

Использование лантана дало возможность создать универсальный электрод, пригодный для переменного и постоянного тока. Такие стержни особенно хорошо держат форму заточки острия, давая больше возможностей для работы без перерывов.

Рабочие режимы, рекомендуемые для стержней марки WL.

Кроме международного обозначения, встречаются и традиционные отечественные обозначения. К ним относятся:

ВЛ/ЭВЛ-2 с 2 % лантана, универсального применения;
ЭВИ-1/СВИ-1 с 1% диоксида иттрия, рекомендован для нержавейки, Ti, Cu и конструкционными углеродистыми сплавами.

Иттрированные электроды используются на постоянном токе.

Заточка

Форма острия электрода влияет на стабильность и энергетику электрической дуги. Они, в свою очередь, определяют размеры сварочной ванны, глубину и ширину получающегося шва.

Кроме параметров заготовок, при выборе формы заточки учитывают и тип электрода. Общая форма для всех электродов — это конус под острым углом уклона. Для марок P, L на кончике конуса формируют небольшой шарик. Это позволяет выдерживать большие термические нагрузки. Для стержней с добавкой тория (марки Т) формируют лишь небольшой полукруглый выступ.

Машинка, применяемая для закточки эдектродов.

Заточку осуществляют несколькими методами:

ручная заточная машинка;
электроточило;
специализированный станок;
химическим воздействием.

Во время сварки вольфрамовый стрежень не плавится, как плавкие электроды. Но некоторое выгорание его происходит. Поэтому время от времени заточку кончика нужно проверять и при необходимости затачивать его повторно.

Вольфрамовые электроды

Неплавящиеся вольфрамовые электроды нередко используются в профессиональной и любительской деятельности в области сварки. С их помощью допустимо соединение различных металлов, качество которых можно назвать отличным. Это обеспечивает такое свойство вольфрама, как тугоплавкость, позволяющее выдерживать действие высоких температур при длительной бесперебойной работе.

При изготовлении может использоваться чистый вольфрам, или добавляться различные примеси, улучшающие их качество. Область применения — автоматическая и полуавтоматическая сварка. Неплавящимися вольфрамовые электроды называют, потому что при употреблении практически не происходит уменьшение их длины.

Выпускаемые вольфрамовые электроды разделяются по цвету их наконечников в зависимости от сферы применения, что необходимо учитывать при их выборе.

На стабильность горения дуги и другие факторы оказывает влияние форма острия электрода. Однако, со временем эта поверхность стачивается и деформируется, что требует ее регулярного обновления, называемого заточкой. Затупленный электрод может стать причиной непровара.

Форма заточки зависит в частности от используемого тока — для постоянного тока требуется конусовидная заточка, а для переменного — округлая. Заточенный электрод сможет по-прежнему осуществлять свои функции.

Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом (TIG)

Технология получения сварных соединений в защитной атмосфере инертных газов обладает рядом достоинств. Среди них:

высокая прочность и долговечность шва;
стабильность глубины проплавления;
высокая производительность;
пригодность для сварки тонких заготовок;
работа с цветными металлами, черными и нержавеющими стальными сплавами.

Сваривание неплавящимся электродом, изготовленным из вольфрама с определенными добавками, называется TIG (Tungsten Inert Gas). Она применяется для сваривания титана. Этот металл в нагретом состоянии приобретает повышенную химическую активность, реагируя с кислородом, азотом и водяными парами, содержащимися в воздухе. Защитная атмосфера препятствует контакту металла сварочной ванны и околошовной зоны с воздухом и защищает его от окисления.

Неплавящийся электрод создает электрическую дугу. Для формирования материала шва используется пруток присадочного материала, который сварщики подает в рабочую зону левой рукой. Пруток плавится от тепла, создаваемого дугой, и стекает в сварочную ванну, смешиваясь с расплавленными кромками заготовок.

Температура плавления вольфрама в 3400оС позволяет сваривать любые металлы и их сплавы. В качестве защитного газа применяют углекислый газ, аргон, и гелий, а также их смеси.

Наиболее эффективную защиту осуществляет гелий. Он обходится дорого, поэтому его применяют только для самых ответственных швов и особо активных металлов.

Аргон существенно дешевле, это наиболее массовый защитный газ, применяемый по нержавеющей стали и цветным металлам, и их сплавам.

Низколегированные сплавы варят в защитной атмосфере углекислого газа, он еще дешевле и позволяет получать соединения хорошего качества.

Современное оборудование, используемое при дуговой сварке в аргоне, позволяет с высокой точностью регулировать сварочные режимы. Это помогает достигать цели — оптимальных характеристик дуги. Это позволяет получать высококачественные швы на изделиях самых разных толщин и пространственных конфигураций. Особенно важно это в таких отраслях, как:

аэрокосмическая;
пищевое машиностроение;
медицина;
производство вооружений;
атомное и химическое машиностроение.

При сварке заготовок из алюминия на поверхности сварочной ванны постоянно образуется оксидная пленка. Это тугоплавкое соединение мешает нормальной сварке. Чтобы разрушить оксиды, ведут сварку переменным током. Постоянное изменение полярности не дает образоваться пленке.

Используют ассиметричную форму импульса: положительная полуволна разогревает металл, а отрицательная – разрушает оксидную пленку. Особенно важно подавать газ в рабочую зону за несколько секунд до поджига дуги и прекращать подачу после завершения шва с некоторой задержкой, чтобы дать шву остыть в защитной атмосфере.

Аргон, используемый для сварки, должен отвечать жестким требованиям по своим физико-химическим свойствам. Он должен иметь нормированную долю примесей и быть полностью обезвожен.

Необходимо качественно подготовить заготовки к сварке: разделать кромки шва, зачистить и обезжирить сварочную зону.

Аргонодуговая сварка проходит обычно на медных подкладных пластинах, защищающих шов от контакта с воздухом с обратной стороны и не дающих расплаву вытекать вниз

Интересное видео

Источник

Аббревиатура TIG расшифровывается как Tungsten (вольфрам) Inert (инертный) Gas (газ). То есть, TIG сварка означает — сварка вольфрамовыми электродами в среде инертного газа. При этом металл (в виде прутка) для заполнения шва (если это необходимо) подается второй рукой. В качестве инертного газа чаще используется аргон, он защищает металл, разогретый дугой до высокой температуры, от газов воздуха — кислорода, азота, водяного пара. Инертный газ непрерывно подается в зону горения дуги. Выглядит это так:

Реже используется гелий, из-за высокой стоимости и большего расхода (из-за меньшей плотности). Однако, при одном и том же значении тока, дуга в гелии выделяет в 1,5-2 раза больше энергии, чем в аргоне. Это способствует более глубокому проплавлению металла и значительно повышает скорость сварки. Поэтому при сварке тугоплавких металлов отдают предпочтение гелию. Смесь аргона и гелия (оптимальный состав содержит 35-40% аргона и 60-65% гелия) имеет преимущества обоих газов: аргон обеспечивает стабильность дуги, гелий — высокую степень проплавления.

Преимущества

TIG сварка отличается чистым, аккуратным и точным сварным швом.
TIG сваркой можно сваривать больше металлов чем любым другим способом сварки. Качественно свариваются коррозионностойкая сталь, алюминий, магний, медь, бронза и др.
TIG сварка позволяет лучше контролировать сварочную ванну и весь процесс в целом, что позволяет делать аккуратные и точные швы. В процессе сварки нет искр и брызг (если все делается правильно), т.к. присадочный металл подается без избытка. На шве нет шлака, а воздух не задымляется, как при сварке покрытыми электродами.

Выбор и заточка вольфрамовых электродов

Как понятно из названия, вольфрамовые электроды делаются из вольфрама, которого в них 97-99,5%. При этом, в зависимости от условий использования, применяются различные добавки. Вольфрам имеет очень высокую температуру плавления (3380°C), самую высокую из металлов. Поэтому, сделанные из него электроды способны относительно успешно противостоять высокой температуре дуги.

Тип вольфрамового электрода, состав, маркировка	Характеристика
Вольфрамовые электроды без специальных добавок Вольфрама не менее 99,5%, остальное примеси WP (зеленый)	Чистый вольфрам характеризуется очень высокой энергией, необходимой для выхода электрона из атома, вследствие чего зажигать дугу сложнее, чем с легированными электродами. Кроме того, из-за высокой энергии выхода электрона, температура на кончике выше, что приводит к короткому сроку службы электрода. Эти электроды используются только для сварки переменным током, однако лучше их вообще не использовать .
Вольфрамовые электроды легированные оксидом тория WT-20* (красный)	Долгое время торированные электроды были наиболее часто используемыми, и поэтому превратились в стандарт, который используется для сравнения других вольфрамовых электродов. Однако, поскольку торий является радиоактивным, многие пользователи перешли к другим альтернативам (когда они появились). Торий не вредит здоровью находясь в электроде, но опасна пыль, образующаяся при заточке, которая может попасть в легкие или открытые раны. Торий выделяется в воздух и при сварке, но в значительно меньшем количестве. Поэтому следует принимать меры предосторожности при заточке и сварке. Несмотря на эти проблемы, торированные электроды по-прежнему часто используются. Они имеет низкую энергию выхода электрона, и главное, хорошо работают при перегруженности по току . Эти электроды используются для сварки постоянным током, и не должны использоваться с переменным током.
Вольфрамовые электроды легированные оксидом церия WC-20* (серый)	Эти электроды особенно хороши для сварки постоянным током с низкой силой тока, потому что они очень легко зажигают дугу и, как правило, не могут работать при таких же высоких токах как торированные электроды. Хороши для коротких циклов сварки . В частности, они широко используется для сварки очень мелких деталей. Используются для сварки постоянным током, и не должны использоваться с переменным током.
Вольфрамовые электроды легированные оксидом лантана WL-20* (синий)	Имеют низкую энергию выхода электрона и самую низкую температуру на кончике, что способствует увеличению срока службы. Если не перегружать электрод по току, он может прослужить дольше, чем торированный электрод . Но не может работать при таких же высоких токах как торированный электрод. Используется для сварки постоянным током, а также будет показывать хорошие результаты с переменным током.
Вольфрамовые электроды легированные оксидом циркония WZ-8 (белый)	Этот материал является наиболее часто используемым при сварке переменным током , потому что имеет более стабильную дугу, чем чистый вольфрам. Хорошо препятствуют загрязнению ванны при переменном токе. Ни при каких обстоятельствах не рекомендуются для сварки постоянным током.
Вольфрамовые электроды легированные оксидом иттрия WY-20* (темно-синий)	Стойко выдерживают большие токи не загрязняя металл шва вольфрамом. Используются для сварки особо ответственных соединений постоянным током.
Другие варианты	Существуют и другие, менее распространенные электроды, например со смесью различных оксидов.

* — цифра в маркировке обозначает концентрацию оксида, и есть электроды с меньшими концентрациями, например WL-15 (золотистый), содержащий около 1,5% оксида лантана. Они имеют и другой цветовой код.

Даже если два электрода относятся к одному типу и имеют одинаковую концентрацию легирующей добавки, но произведены разными фирмами, они могут заметно отличаться в работе. Большое значение имеет размер зерна, структура и распределение оксида. Поэтому аккуратнее выбирайте производителя.

Металл	Толщина металла, мм	Диаметр электрода, мм
Цветные металлы	1	1,6
	2	2	4	3	5-6	4	7 и более	5
	Углеродистые, конструкционные и нержавеющие стали, жаропрочные сплавы	0,5	1
		1	1,6	2	2	3	3	4	4	5 и более	6

Большое значение имеет заточка электрода, причем со временем электроды деформируются и заточку нужно обновлять. При сварке постоянным током используется конусовидная заточка, при переменном токе делается округлый кончик.

Длина заточки влияет на глубину и ширину шва при сварке, её размер около 2-0,5 диаметра электрода. Ширина зоны проплавления уменьшается с увеличением длины заточки, а при малой длине заточки заметно снижается глубина проплавления. На стабильность дуги также влияют риски, образующиеся при заточке. Для стабильного горения дуги риски должны располагаться строго вдоль оси электрода, а их величина должна быть минимальной. Наилучшим вариантом является полировка электрода после его заточки. Также на горение дуги влияет притупление на кончике. Диаметр притупления выбирается в зависимости от диаметра электрода и величины сварочного тока.

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.

Особенности EWM TGM 40230 HANDY

Устройство имеет ряд конструктивных особенностей, делающих его использование максимально комфортным:

угол заточки выставляется и регулируется с помощью градуированной шкалы;
с помощью специального зажима производится заточка коротких электродов длиной до 15 мм, применяемых для орбитальной сварки труб;
за процессом обработки можно наблюдать через смотровое окно;
с помощью специального калибра минимизируются износ электрода, выделение пыли и изнашивание круга при заточке, а также сокращается время обработки;
встроенный отсос и сменный фильтр позволяют полностью обезопасить органы дыхания;
вес прибора уменьшен до 2,5 кг за счет использования алюминиевых деталей.

EWM TGM 40230 HANDY – удобный, легкий и точный прибор. Он позволяет максимально быстро и безопасно произвести необходимые операции по заточке вольфрамовых электродов. Это является гарантией получения качественных сварочных швов.