Берегите глаза | 25.05.2016
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.
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:
- алюминий;
- бронзу;
- никель и сплавы этих металлов.
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:
- танталом;
- нержавеющей сталью;
- молибденом.
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.
Электрод вольфрамовый ПТК WL-20
Вольфрамовые электроды WС-10 (розовый) и WС-20 (серый)
WС-10 — это электрод с содержанием оксида церия (CeO₂), розовый цветовой код. Массовая доля оксида церия достигает до 1%.
WС-20 — это электрод с содержанием оксида церия (CeO₂), массовая доля которого варьируется в пределах от 1,8 до 2,2%. Имеет серый цветовой код.
- Особенности: Церий в качестве легирующего элемента улучшает стабильность горения дуги и легкость запуска при одновременном снижении выгорания. Вольфрам марки WС-10/20 рекомендуется использовать в коротких сварочных циклах при малых значениях тока.
- Тип тока: Цериевые электроды предназначены для сварки на постоянном и переменном токе (AC/DC).
- Металл: Электроды предназначены для сварки алюминия, всех типов сталей и их сплавов, особенно тонколистовой.
В продаже есть только фирменные вольфрамовые электроды ПТК WС-20 диаметром от 1,6 до 3,2 мм.
Вольфрамовый электрод WY-20 (синий)
Это вольфрамовый электрод с содержанием оксида иттрия (Y₂O₃), который имеет синий цветовой код. Массовая доля легирующей добавки варьируется в пределах от 1,8 до 2,2%.
- Особенности: Иттриевые вольфрамовые электроды выдерживают большие токи, при соблюдении технологии сварки обеспечивают качественный и надежный шов, поэтому особенно подходит для сварки особо ответственных конструкций.
- Тип тока: Предназначены для сварки только на постоянном токе (DC).
- Металл: Этот тип электродов подойдет для сварки всех типов сталей, титана, меди и их сплавов.
Ассортиментный ряд электродов WY-20 представлен в диаметре 1,6 / 2,0 / 2,4 и 3,2 мм.
Вольфрамовые электроды WZ-3 (коричневый) и WZ-8 (белый)
WZ-3 — это электрод с содержанием оксида циркония (ZrO₂), коричневый цветовой код. Массовая доля оксида церия достигает до 0,3%.
WZ-8 — это электрод с содержанием оксида циркония (ZrO₂), массовая доля которого варьируется в пределах от 0,7 до 0,9%. Имеет белый цветовой код.
- Особенности: Данный тип электродов можно применять при сварке на высоких токах. Имеют слабую стабильность дуги и очень требовательны к чистоте сварочной ванны. Рабочий конец этих электродов рекомендуется затачивать в форме полусферы.
- Тип тока: Предназначены для сварки только на переменном токе (АC).
- Металл: Электроды предназначены для сварки алюминия, магния, никеля, бронзы и их сплавов.
В продаже есть только фирменные вольфрамовые электроды ПТК WZ-8 диаметром 1,6 / 2,0 / 2,4 и 3,2 мм.
Вольфрамовые электроды WT
Электроды марки WT легированы оксидом тория (ThO₂) и включают в себя следующие разновидности:
- WT-10 — желтый цветовой код, содержание двуокиси тория до 1%;
- WT-20 — красный цветовой код, содержание двуокиси тория до 2%;
- WT-30 — фиолетовый цветовой код, содержание двуокиси тория до 3%;
- WT-40 — оранжевый цветовой код, содержание двуокиси тория до 4%.
Вольфрамовые электроды из сплава оксида тория применяются при сварке на постоянном токе (DC) нержавеющей стали, меди, никеля, титана и их сплавов.
Важная и отличительная особенность тория — его радиоактивность. Торий считается радиоактивным металлом, что делает вдыхание паров и пыли риском для здоровья для здоровья сварщика, а утилизацию — риском для окружающей среды. Исходя из этих соображений в ассортименте фирменной продукции ПТК нет ториевых вольфрамовых электродов WT.
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
Белые (WZ8) – в данной модели дополнительно присутствует оксид циркония. Здесь ни в коем случае не должно присутствовать какое-либо загрязнение в сварочной ванне. Использование предпочтительно на переменном токе. Данная разновидность обеспечивает повышенную стабильность дуги. Токовая нагрузка является более высокой, которую могут выдержать ториевые, лантановые и цериевые электроды. Заточка вольфрамовых электродов здесь выполнена в виде сферы. Используется для сваривания никеля, магния, бронзы, алюминия, а также сплавов этих металлов.
Вольфрамовые электроды WZ8
Красные (WT20) – в данной модели присутствует оксид тория. Красные являются одними из самых распространенных, так как смогли лучше всех проявить себя при сварке на постоянном токе, существенно превосходя модели без добавок. Сам торий относится к радиоактивным металлам низкого уровня, поэтому они дают негативный осадок не только на окружающую среду, но и на здоровье мастера. Выделения при периодическом использовании не подвергают здоровье большому риску, но постоянное использование может дать осложнения. Вольфрамовый электрод для аргонной сварки с торием отлично проявляется себя как на постоянном, так и на переменном токе. У него можно изменять угол затачивания наконечника, так как даже при высокой силе тока они не плавятся в своих тонких местах. Стандартная заточка делается в виде площадки с выступами. Могут подходить для сваривания мели, никеля, титана, тантала, молибдена и кремниевой бронзы.
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
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%.
- Особенности: Электроды с маркировкой WP обеспечивают высокую стабильность горения дуги, но обладают плохой термостойкостью и электронной эмиссией. Из-за такой ограниченной тепловой нагрузки рабочий конец электрода необходимо затачивать в виде округлой формы (шарика).
- Тип тока: Предназначены для сварки на синусоидальном токе (AC) в среде аргона или гелия.
- Металл: Этот тип электродов предназначен для сварки алюминия магния, никеля и их сплавов.
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.
- Особенности: Это универсальные электроды, которые выдерживают высокие токовые нагрузки, улучшают стабильность горения дуги и легкость запуска при одновременном снижении выгорания. Лантановые электроды меньше загрязняют вольфрамом шов, что особенно важно при финишных работах. Ещё они длительное время сохраняют заточку рабочего конца.
- Тип тока: Электроды можно использовать при сварке на постоянном и переменном токе (AC/DC).
- Металл: Применяется для сварки углеродистых и легированных сталей, алюминия, титана, никеля, меди и магниевых сплавов.
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.
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:
- продукция шведской компании ESAB, выпускаемая не только в Европе, но и на российских заводах;
- высокая цена стержней фирмы Fubag из Германии соответствует их качеству;
- весь спектр электродов из вольфрама есть в каталоге итальянского бренда BlueWeld;
- лантановая проволока ЭВЛ завода Экотек.
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.
Плюсы метода TIG
- локальный нагрев исключает серьезные деформации изделия;
- тонкая вольфрамовая игла позволяет создавать узкие, аккуратные швы;
- можно вести сварку с присадкой и без нее, влияя на высоту валика;
- соединение получается без шлаковой корки сверху;
- в большинстве случаев не требуется последующая
- механическая обработка;можно сваривать нержавеющие стали и цветные металлы;
- швы герметичны и выдерживают высокое давление;
- отсутствуют брызги металла, прилипающие к поверхности.
Минусы метода TIG
- скорость соединения уступает MIG;
- колпак горелки мешает работе в труднодоступных местах;
- керамическое сопло немного ограничивает видимость сварочной ванны;
- качество шва зависит от навыков пользователя (сразу взять и варить, как полуавтоматом не получится);
- требуется постоянно подавать второй рукой присадку и контролировать ее длину (при сварке длина проволоки быстро сокращается, а длинные куски неудобно держать в руках,
- поскольку они «гуляют»);
- вольфрамовые электроды стоят дороже покрытых;
- дополнительные расходы на аргон;
- нельзя качественно сварить детали на улице при сильном ветре (сдувается аргон и сварочная ванна остается незащищенной).
Стоимость электродов
Цена на электроды для нержавейки формируется под влиянием нескольких факторов, среди которых одним из основных является фирма-производитель. Среди предлагаемых разновидностей расходных материалов наиболее демократичные цены имеют электроды, предназначенные для соединения заготовок из стали с низким содержанием углерода.
Из продукции зарубежных производителей этому требованию отвечают электроды таких марок, как WT, ESAB, E3, W. L. На отечественном рынке также можно найти немало достойных продуктов, которые не только более доступные по цене, но и обладают всеми характеристиками зарубежных электродов — ЭВЧ, ЭВЛ, ЭВИ, ЭВТ.
Из нержавейки изготавливается множество различных изделий и конструкций, хотя этот процесс является довольно сложным. Во многом это связано с низкой свариваемостью этого металла. Чтобы этот нюанс как можно меньше проявил себя не только во время сварочных работ, но и в процессе эксплуатации изделий, необходимо использовать подходящие для этого металла электроды.
Каждый тип электродов, которые сегодня можно приобрести на рынке, предназначен для сварки определенного вида изделий, что обязательно нужно учитывать при выборе этого расходного материала. Профессиональным сварщикам хорошо известно, что означает маркировка электродов, а вот у любителей с этим могут возникнуть проблемы. Поэтому специалисты советуют очень внимательно изучить перед покупкой все характеристики электродов конкретной марки, чтобы впоследствии не пожалеть о низком качестве выполненных сварочных работ.
Читать также: Как проверить обмотку болгарки мультиметром
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.
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.
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:
- Оксид церия;
- Оксид лантана;
- Оксид циркония;
- Оксид тория.
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:
- W – электрод вольфрамовый;
- L – наличие оксида лантана;
- 15 – наличие добавки (в данном случае оксида лантана) 1,5%.
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 | Ток переменный, А |
1 | 15…60 | 15…20 | |
1,6-2 | 20…100 | 20…60 | |
3 | 80…250 | 25….40 | 60…150 |
4 | 200…360 | 40…50 | 120…200 |
5 | 350…550 | 50…80 | 180…300 |
6 | 500…700 | 80…125 | 250…340 |
Производители
Благодаря своей востребованности такие электроды производятся во всем мире. На рынке можно встретить следующие марки:
- Tungstone (Польша);
- Abicor Binzel (Германия);
- Jasic (Китай).
Аргонная TIG сварка
Преимущества Выбор и заточка вольфрамовых электродов Выполнение TIG сварки Ошибки при TIG сварке
TIG сварка
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:
TIG сварка
Конструкция горелки TIG сварки
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
Вольфрамовые электроды бывают разных размеров и состава.
Вольфрамовые электроды
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 1,8-2,2% ThO2 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 1,8-2,2% CeO2 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 1,8-2,2 La2O3 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 0,7-0,9% ZrO2 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 1,8-2,2% Y2O3 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.
Выбор диаметра электрода:
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.
Заточка вольфрамового электрода
Выполнение TIG сварки
Непосредственно перед выполнением сварки, свариваемые поверхности очищаются от загрязнений, ржавчины и поверхностной оксидной пленки, до блеска. Затем обезжириваются ацетоном, уайт-спиритом или другим растворителем.
Механическая очистка поверхности перед сваркой
Большинство металлов сваривается постоянным током прямой полярности (на электроде минус). Сварку алюминия и его сплавов, магния, медных сплавов со значительным содержанием алюминия (например, алюминиевая бронза) выполняют переменным током.
Сварочный ток выбирается в соответствии с диаметром электрода. Величина тока зависит также от рода тока. В таблице представлены ориентировочные значения силы тока (при использовании аргона), последнее слово за производителем выбранного электрода. Если ориентироваться на нижнюю границу, то при слишком малой силе тока дуга будет блуждать, и нужно просто увеличить силу тока (при условии правильной заточки электрода).
Диаметр электрода, мм | Постоянный ток прямой полярности, А | Переменный ток, А |
1 | 10-70 | 10-15 |
1,6 | 40-130 | 30-90 |
2 | 65-160 | 50-100 |
3 | 140-180 | 100-160 |
4 | 250-340 | 140-220 |
5 | 300-400 | 200-280 |
6 | 350-450 | 250-300 |
Если сила тока будет чрезмерной для данного диаметра электрода, то электрод расплавится. Если слишком маленькой, то дуга будет нестабильной.
Напряжение на дуге зависит от её длины. Рекомендуется вести сварку на минимально короткой дуге, что соответствует пониженным напряжениям на ней. При повышении длины увеличивается ширина шва, уменьшается глубина проплавления и ухудшается защита зоны сварки. Оптимальная длина дуги составляет 1,5-3 мм, что соответствует напряжению на дуге 11-14В (напряжение холостого хода около 50-70В).
Вылет кончика электрода при сварке стыковых соединений должен быть 3-5 мм, а угловых и тавровых 5-8 мм.
Вылет кончика электрода
Истечение газа по всему сечению сопла должно быть равномерным. Для этого внутри горелки устанавливаются газовые линзы, которые поддерживают ламинарный поток. При ветре или сквозняке эффективность защиты определяется жесткостью струи газа и ее размером.
Нарушение газовой защиты
Жесткость струи зависит от газа (аргон, гелий, их смесь) и растет с увеличением скорости его истечения. Поэтому при увеличении диаметра сопла необходимо одновременно повышать расход газа. Для улучшения защиты при сварке на ветру и на повышенных скоростях рекомендуется увеличить расход газа и диаметр сопла, а также приблизить горелку к детали. Для ограждения от ветра, зону сварки закрывают малогабаритными экранами. Подачу газа выключают через 10-15с (примерно по одной секунде для каждых 10А сварочного тока) после обрыва дуги. Для лучшей защиты металла, например при сварке титана, используют специальные приспособления (см. в статье Приспособления для сварки).
Существует два способа зажигания дуги: бесконтактный (дуга зажигается при помощи высокочастотного и высоковольтного разряда, создаваемого осциллятором) и контактный (дуга между электродом и изделием возникает в результате короткого замыкания электрода на изделие). Бесконтактный способ зажигания дуги используется когда недопустим поверхностный ожог и попадание вольфрама в шов, например, при сварке высоколегированных коррозионностойких сталей и сплавов (вольфрам может нарушить стойкость стали к коррозии). Контактный способ используют при сварке малоответственных конструкций, когда требования к качеству менее жесткие. Однако, при сварке ответственных металлоконструкций при отсутствии осциллятора, контактное зажигание дуги и выход на режим сварки можно выполнять на угольной или медной пластине. Современные аппараты сильно ограничивают ток короткого замыкания при касании электродом изделия, а при поднятии электрода, микроконтроллер обеспечивает плавное нарастание тока.
При сварке совершают только одно движение — вдоль оси шва. Отсутствие поперечных колебаний приводит к тому, что шов получается более узкий.
Положение горелки и присадочного прутка при TIG сварке
Чтобы металл шва не насыщался кислородом или азотом воздуха, надо следить, чтобы конец присадочного прутка постоянно находился в зоне защитного газа. Во избежание разбрызгивания металла, конец прутка подают в сварочную ванну плавно. О степени проплавления судят по форме ванны расплавленного металла. Хорошему проплавлению соответствует ванна растянутая в сторону направления сварки, а плохому — круглая или овальная.
Форма сварочной ванны
Сварку обычно выполняют справа налево. При сварке без присадочного материала, электрод располагают перпендикулярно к поверхности свариваемого металла, а с присадочным материалом — под углом. Присадочный пруток перемещают впереди горелки без поперечных колебаний.
При наплавке валиков горизонтальных швов в нижнем положении, присадочному прутку придают два направления движения: вниз и поступательно вдоль свариваемых кромок. Это надо делать так, чтобы металл равномерными порциями поступал в сварочную ванну.
Движения присадочного прутка
Ошибки при TIG сварке
Ниже рассматриваются некоторые общие проблемы возникающие при TIG сварке.
Возможная причина | Способ устранения |
Быстрое сгорание вольфрамового электрода | |
Недостаточный расход газа. | Убедиться, что в системе подачи газа нет помех, а в баллоне есть газ. Расход газа, как правило, должен быть около 15-20 CFH (7-10 л/мин). |
Электрод подключен к плюсу. | Подключить электрод к минусу. |
Неправильно выбран диаметр для используемого тока. | Использовать электрод с большим диаметром или уменьшить ток. |
Вольфрам окисляется в паузах при сварке. | Газ должен поступать в горелку в течение 10-15 секунд после гашения дуги (примерно по одной секунде для каждых 10А сварочного тока). |
Используется электрод без присадок. | Например, при сварке переменным током, вместо электрода WP использовать WL-20. |
Загрязнение шва вольфрамом | |
Электрод плавится в сварочную ванну. | Использовать вместо электрода WP легированный электрод. |
Электрод касается сварочной ванны. | Электрод держать выше. |
Шов плохого цвета или пористый | |
Был конденсат на свариваемом металле. | Если металл хранился на холоде и для сварки был занесен в теплое помещение, на нем может образоваться конденсат. Его нужно удалять. Вода при высокой температуре распадается на водород и кислород, которые взаимодействуют с металлом. |
Неплотное подключение шланга или горелки, неисправный шланг. | Затянуть соединения шланга и горелки. Проверить шланг на порезы. |
Недостаточный расход газа. | Отрегулировать расход газа. Расход газа, как правило, должен быть около 15-20 CFH (7-10 л/мин). |
Загрязненный или неподходящий присадочный материала. | Проверить тип присадочного металла. Удалить жир, масла и влагу с присадочного металла. |
Загрязнение свариваемого металла. | Удалить краску, жир, масла и другую грязь, в том числе поверхностную пленку оксида металла. |
Желтый дым или пыль на поверхности сопла, электрод изменяет цвет | |
Очень низкий расход газа. | Увеличить расход газа. Расход газа, как правило, должен быть около 15-20 CFH (7-10 л/мин). |
Слишком рано отключается газ после гашения дуги. | Газ должен поступать в горелку в течение 10-15 секунд после гашения дуги (примерно по одной секунде для каждых 10А сварочного тока). |
Нестабильная дуга | |
Неправильная полярность (при постоянном токе). | Проверить полярность. Электрод должен быть подключен к минусу. |
Вольфрамовый электрод загрязнен. | Удалить загрязнение и переточить электрод. |
Слишком длинная дуга. | Сократить длину дуги. |
Загрязнен свариваемый металл. | Удалить краску, жир, масла и другую грязь, в том числе поверхностную пленку оксида металла. |
Неправильно подготовлен электрод. | Для сварки постоянным токов электрод затачивается в виде конуса и делается притупление. Для сварки переменным током делается закругление. |
При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.
Литература
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.
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.
Все существующие обозначения электродов вольфрамовых подходят под международные стандарты DIN EN 26848 , а значит, независимо от места производства, согласно маркировке вы можете подобрать нужный материал.
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.
- “WP” – международное обозначение электродов из чистого вольфрама, а точнее в таком изделии не меньше 99.5% металла. Как уже говорилось ранее изделие специфическое имеет ряд условий для использования и заточки. Маркируются зеленым цветом.
- “C” – данный символ в маркировке обозначает примесь Церия (нерадиоактивного редкоземельного металла). Маркируются изделия серым цветом. WC неплавящиеся электроды – универсальные и подходят как для работы с постоянным, так и с переменным током.
- “Т” — диоксид тория. Такие стержни маркируют красным цветом. Их используют для большей части работ с цветными металлами, низколегированными сталями, углеродистыми сплавами, нержавейкой. Благодаря длинному перечню доступных для работы сплавов ториевые стержни стали одними из наиболее используемых. Но есть один весомый недостаток, связанный с радиоактивностью лигатуры. Именно поэтому стержни маркируются ярким цветом. Чтобы избежать неприятных последствий рекомендую строго соблюдать все требования безопасности, начиная с использования защитной одежды и маски, заканчивая тщательной вентиляцией рабочего помещения. Еще один плюс WТ прутков – прочность, которая даже больше, чем сварка вольфрамовым электродом из чистого металла.
- “Y” — диоксид иттрия. Стержни применяемые при работах на прямой полярности постоянного тока, маркируются темно-синим цветом. Ими варят конструкции, которые должны выдерживать высокую силу тока. Подходит электрод Y неплавящийся для работы с титаном, медью, высоколегированными и низколегированными сталями.
- “Z” — оксид циркония. Используется при работе переменным током с алюминием и медью. Изделия маркируются белым цветом. Сплав в котором всего 0.8% оксида циркония позволяет получать идеально стабильную дугу, но с условием должной зачистки сварочной плоскости.
- “L” — оксид лантана. Данный металл в изделиях продается с различной маркировкой, обозначающей 1.5% примеси (наконечник окрашен в цвет золота) и 2% лантана (наконечник светло-синего цвета). Изделия относят к универсальным, способным работать с переменным и постоянным током. Характеризуют высокой прочностью самого сплава, способностью работать при высоких мощностях и стойкостью к удерживанию заточки прутка. Применение данных стержней на аргоновой сварке позволяет реже проводить ревизию заточки.
Предлагаем ознакомиться с особенностями применения каждого вида электродов посредством сравнительной таблицы.
Таблица сравнения вольфрамовых электродов
Хочется отметить ,что на рынке встречаются отечественные электроды длиной 1000 мм и диаметров 1.6; 2,0, 3.0, 4.0 мм. Их маркировка отличается от международной:
- “ВЛ/ЭВЛ-2” -Универсальный вольфрамовый электрод с оксидом лантана La2O3 сварка всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе.
- “ЭВИ-1/СВИ-1” – Иттрированный электрод. Сварка особо ответственных конструкций из углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей, титана, меди и их сплавов на постоянном токе
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.
- ЭВЧ — «Ч» — чистый (вольфрам не менее 99,92%);
- ЭВЛ — «Л» — лантан (массовая доля окиси лантана от 1,1 до 1,4%);
- ЭВЛ-2 — «Л» — лантан (массовая доля окиси лантана от 1,4 до 1,6%)
- ЭВИ-1 — «И» — иттрий (массовая доля окиси иттрия от 1,5 до 2,3%)
- ЭВИ-2 — «И» — иттрий (массовая доля окиси иттрия от 2,0 до 3,0% и тантала 0,1%)
- ЭВИ-3 — «И» — иттрий (массовая доля окиси иттрия от 2,5 до 3,5% и тантала 0,1%);
- ЭВТ-15 — «Т» — торий (массовая доля двуокиси тория от 1,5 до 2,0%).
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.
Буквенное обозначение | Цветовой код | Массовая доля легирующих добавок |
WP | Зеленый | – |
WC-20 | Серый | ~2% |
WL-10 | Черный | ~1% La₂O₃ |
WL-15 | Золотой | ~1,5% La₂O₃ |
WL-20 | Голубой | ~2% La₂O₃ |
WT-10 | Желтый | ~1% ThO₂ |
WT-20 | Красный | ~2% ThO₂ |
WT-30 | Фиолетовый | ~3% ThO₂ |
WT-40 | Оранжевый | ~4% ThO₂ |
WY-20 | Синий | ~2% Y₂O₃ |
WZ-3 | Коричневый | ~0,3% ZrO₂ |
WZ-8 | Белый | ~0,8% ZrO₂ |
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.
Сферы использования вольфрамовых электродов различных марок
У вольфрамовых электродов, относящихся к каждому виду, есть отличительные характеристики, которые и определяют область их применения.
WP – зеленый наконечник
Электроды, выполненные из чистого вольфрама (WP), используются преимущественно для сварки на переменном токе, выполняемой в среде аргона. С их помощью производят аргонодуговую сварку изделий, выполненных из алюминия, алюминиевой бронзы (медно-алюминиевый сплав), магния, никеля, а также их сплавов.
Электроды данного вида имеют такие характеристики, как:
- плохая зажигаемость дуги;
- короткий срок службы;
- плохая переносимость значительной токовой нагрузки;
- безопасность для человеческого здоровья.
Режимы сварки меди вольфрамовым электродом (для стыковых соединений на медной охлаждаемой водой подкладке или подушке из флюса)
WC 20 – серый наконечник
Электроды WC 20 также используются для сварки в среде аргона, но с их помощью получают соединения деталей, выполненных из высоколегированных, в том числе нержавеющих сталей, высокосплавляющихся металлов (молибден, тантал и др.), меди, никеля, титана, а также их сплавов. Сварку такими прутками осуществляют на постоянном токе, подключаемом по прямой полярности.
К отличительным характеристикам вольфрамовых электродов этого типа следует отнести:
- хорошую зажигаемость дуги;
- продолжительный срок службы;
- хорошую переносимость значительных токовых нагрузок;
- безопасность для человеческого здоровья.
Режимы аргонодуговой сварки титановых сплавов
WL – синий наконечник
Электроды с маркировкой WL (WL 10, WL 15, WL 20) предназначены для выполнения работ на переменном, а также постоянном токе (используется прямая полярность), с их помощью осуществляют напыление, плазменную сварку, соединение деталей небольшой толщины, изготовленных из обычных и высоколегированных сталей.
Перечислим характеристики вольфрамовых электродов данного типа:
- удовлетворительная зажигаемость дуги;
- длительный срок службы;
- хорошая переносимость токовых нагрузок;
- безопасность для человеческого здоровья.
Режимы ручной сварки нержавеющей стали вольфрамовым электродом
WZ – белый наконечник
Электроды WZ 8 (наконечник белый) используются для сварки на переменном токе в среде аргона. Применяя их, выполняют аргонодуговую сварку изделий, выполненных из алюминия, медно-алюминиевых сплавов (алюминиевая бронза), магния, никеля и сплавов данных металлов.
К отличительным характеристикам вольфрамовых изделий данной марки относятся:
- удовлетворительная зажигаемость сварочной дуги;
- достаточно длительный срок службы;
- хорошая переносимость токовых нагрузок;
- безопасность для человеческого здоровья.
WT 20 – красный наконечник
Изделия с маркировкой WT 20 применяются для арогонодуговой сварки на постоянном токе (используется прямая полярность). Такими изделиями варят заготовки из высоколегированных сталей, высокосплавляющихся металлов, меди, никеля, титана, их сплавов.
Характеристики вольфрамовых электродов данного вида:
- хорошая зажигаемость сварочной дуги;
- достаточно длительный срок службы;
- хорошая переносимость значительных токовых нагрузок;
- возможная опасность для человеческого здоровья.
К группе вольфрамовых электродов, в которых присутствует торий, также относятся изделия марок WT 30 и WT 40. Из-за значительного содержания данного радиоактивного элемента в составе электродов применять их не рекомендуется, пары от них наносят вред окружающей среде и человеческому здоровью.
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.
Марки и виды электродов
Электроды для нержавейки отличаются между собой различными характеристиками, в том числе и маркой. Чаще всего профессиональные сварщики для сварочных работ используют элементы следующих марок: ЦЛ-11, ОЗЛ-6 и НЖ-13.
Расходные элементы, выпускаемые под этой маркой, предназначены для сваривания элементов из нержавейки с высоким содержанием никеля и хрома. В качестве примера можно привести стали марки 08Х18Н12Т или 08Х18Н12Б. Именно наличие в составе нержавейки двух вышеназванных металлов и обеспечивает ей такое ценное качество, как высокая антикоррозионная стойкость. По этой причине при сварке заготовок из стали этой марки к созданию сварочного шва необходимо подходить с особым вниманием.
Читать также: Амперметр для зарядного устройства 10а постоянного тока
Сварка проводится вручную при температурном режиме от +450 градусов с использованием постоянного тока. Покрытие электрода содержит фтористые компоненты и карбонат. При помощи электродов можно сваривать заготовки в любом положении, за исключением вертикального.
Для сварочных швов, выполняемых при помощи электродов этой марки, характерен ряд достоинств:
- сварка заготовок не сопровождается образованием брызг металла от сварочного стержня;
- сварочный шов имеет аккуратный вид и лишён неровностей;
- шов надежно защищен от процессов кристаллизации коррозии;
- высокая ударная вязкость;
- пластичность;
- прочность шва.
Электроды для сварки нержавейки этой марки предназначены для сваривания изделий и конструкций из нержавейки, которым в процессе эксплуатации предстоит испытывать воздействие температур до +1000 градусов. По своим положительным свойствам эти электроды не отличаются от предыдущего вида. Для сварки используется только постоянный ток.
Выпускаемые под этой маркой электроды для нержавейки предназначены для сваривания заготовок из пищевой стали. За годы их использования неоднократно удалось убедиться, что этот расходный материал прекрасно подходит для соединения не только сплавов с содержанием хрома и никеля, но и тех, которые имеют в составе в качестве одной из составляющих молибден.
Другие марки
Помимо уже рассмотренных марок электродов для нержавейки, существует и ряд других, которые часто используются при сварочных работах:
- ЗИО-8. Предназначены для сваривания заготовок из жаростойких нержавеющих сталей. Имеют стандартную обмазку, сваривание можно выполнять при постоянном токе и обратной полярности. Допускается использовать любой из доступных способов соединения — вертикальный, верхний или нижний.
- ЭФ400/10У. Эти электроды применяют для соединения деталей из нержавейки аустенитного класса. Изделия из этого металла рассчитаны на эксплуатацию в условиях агрессивных сред жидкого типа при температуре до +350 градусов.
- НИИ-48Г. Электроды универсального назначения. Могут использоваться для соединения ответственных конструкций из специальных низколегированных сталей. В них используется обычная обмазка, сварка может проводиться постоянным током при обратной полярности. В процессе сварки электроду можно придавать любое положение.
- ОЛЗ-17У. Применяют для сваривания электродуговым методом заготовок из нержавейки, предназначенных для эксплуатации в средах, содержащих фосфорную или серную кислоту. Сварка может проводиться в любом положении за исключением вертикального. Соединение деталей выполняется при токе постоянной величины и обратной полярности. Во время сварки с использованием электродов этой марки необходимо особое внимание уделить чистоте сварных кромок. Следует быть очень аккуратным при соединении деталей большой толщины, в отношении которых необходимо выполнить двустороннюю разделку сварных кромок.
- ЭА. Эти электроды выпускаются производителями в большом количестве вариаций. Большинство из них предназначено для сваривания ответственных конструкций, выполненных из высокопрочных легированных сталей. После сваривания заготовок с помощью электродов этой марки проводить дополнительную обработку сварочного шва не требуется. Рекомендуемый способ соединения — короткодуговая сварка.
Довольно часто профессиональные сварщики для проведения сварочных работ применяют электроды для нержавейки, выпускаемые шведской компанией ESAB:
- ОК 61.30. Материал универсального назначения с невысоким содержанием углерода. Допускается легкий поджиг, сварочный шов имеет ровную поверхность, трудностей при отделении шлака от металла не возникает. Все электроды имеют рудно-кислую обмазку. Сварку можно проводить током постоянной или переменной величины обязательно при прямой полярности. Во время работы электрод можно держать в любом положении, за исключением вертикального.
- ОК 61.35. Предназначены для соединения ответственных конструкций, эксплуатация которых будет проходить в диапазоне температур от -196 до +400 градусов. Могут использоваться для соединения элементов трубопроводов разного назначения. Имеют стандартную обмазку, сварку разрешается проводить при токе постоянной величины и прямой полярности.
- ОК 67.45. Предназначены не только для сваривания заготовок из нержавейки, но и в качестве расходного материала для наплавки металлов с ограниченной свариваемостью. Во время сварочных работ используются для создания первого слоя, после чего на него наплавляют металлы, обладающие повышенной износостойкостью. Созданный при помощи электродов этой марки шов хорошо противостоит воздействию силы трения и высоким температурам, прост в обработке.
- ОК 63.30. Относятся к категории электродов универсального назначения. Можно применять для сваривания деталей из нержавейки любых марок.
Прежде чем использовать для сварки нержавейки любой из вышеописанных электродов, их нужно прокалить. Однако вначале следует выяснить допустимый температурный режим для электродов выбранной марки.
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.