Вольфрамовый электрод

Электроды из вольфрама – их преимущества и недостатки, области применения, особенности

Плавящиеся электроды из вольфрама довольно широко применяются в сварочных работах. Ими нечасто пользуются новички, в основном область их применения – профессиональная или полупрофессиональная сварка.

Их использование требует достаточно высокой квалификации, однако стремиться к достижению такого уровня есть смысл.

С помощью таких расходников можно сваривать практически все металлы. Качество сварки при этом достигает очень высоко уровня. Мы поделимся с вами знаниями об этом типе сварочных материалов.

Общая характеристика

Вольфрамовые стержни имеют среднюю около 175 мм. Могут изготавливаться из чистого металла, также при изготовлении могут использоваться различные присадки.

Используются с автоматами и полуавтоматами. Обычно при таких работах используется аргон, однако возможно применение различных газов, таких как гелий, углекислота, а также газовых смесей.

Вольфрамовые стержни имеют высокую температуру плавления, около 3400оС. Во время сварки материал электрода испаряется, однако очень незначительно. Электрод при сваривании почти не уменьшается в размерах. Поэтому их еще называют «неплавящимися».

Добавки к вольфраму при изготовлении электродов используют для улучшения их качеств, например, для получения стабильной дуги. Также стержни с различными добавками используются для особых случаев, например, для сваривания тугоплавких металлов.

Маркируются такие электроды по-разному. Существует буквенная маркировка, как правило, это две латинские буквы и цифра. Еще эти электроды можно различать по окраске конца стержня. Каждая марка имеет свой определенный цвет.

Основных категорий вольфрамовых стержней три – для различного тока, постоянного и переменного, а также универсальные. Ниже представлены самые используемые марки таких стержней.

Марки вольфрамовых электродов

Эти буквы говорят о том, что содержание вольфрама в стержне – 99%. Используются такие стержни с любым током, однако рекомендуется их использование с переменным. Это позволяет добиться максимального качества сварки. Сваривают ими магний, алюминий и различные их сплавы. Цвет этой марки – зеленый. Цветовая метка делается на конце электрода, кроме того, некоторые производители выпускают сварочные стержни в упаковке зеленого цвета.

В этой марке уже используется добавка, это диоксид циркония. Используются с переменным током. При работе с этой маркой необходимо избегать взаимодействия поверхности металла с кислородом, зона сварки должна быть хорошо защищена. Эти вольфрамовые электроды обеспечивают очень высокий уровень стабильности дуги, один из наивысших из всех марок.

Также плюсом этой марки является возможность работать с высокими токовыми нагрузками. Особенности применения – перед использованием конец вольфрамового стержня необходимо заточить. Марка используется для сваривания бронзы, никеля, магния. Также используется для работы со сплавами этих металлов. Маркируется белым цветом.

Добавка – оксид тория. Очень популярная марка, появилась на рынке второй, сразу после электродов марки WP. Также требуют заточки перед использованием. В отличие от марки WZ-8, требуют повышенного внимания при затачивании. Присадка радиоактивна, поэтому при затачивании этого вольфрамового стержня выделяются вредные пары. Затачивать такие стержни необходимо только в респираторе или специальной маске. Перечень свариваемых металлов достаточно велик. Это титан, никель, бронза, медь, тантал, молибден. Отмечаются метками красного цвета.

Очень прочные вольфрамовые электроды. Используются с аппаратами постоянного тока. Полярность – прямая. Генерируют стабильную дугу при любых значениях силы тока. Используются для ответственных работ со всеми видами сталей, медью и титаном. Отмечаются темно-синим цветом.

В этой марке добавлен оксид церия. Универсальная марка, работать можно как с любым видом тока. Дуга разжигается быстро и легко, сварку можно производить на большой силе тока. Хорошо сваривают тонкие листы металла, трубопроводы.

Минус этого типа вольфрамовых стержней – на конце стержня при нагреве концентрируется расплавленный церий. Плюс – универсальность. Применяются для всех типов сталей, бронзы, молибдена, титана никеля, тантала и меди. Используется метка серого цвета.

Практически идентичные стержни. Добавка – лантан. С помощью лантана достигается легкий розжиг дуги, благодаря этому дугу можно разжигать заново много раз. Использование этих электродов исключают прожигание металла. Расходуются медленно, заточка сохраняется длительное время. Большой плюс – шов не загрязняется вольфрамом.

Применяются с любым током, если используется переменный – рекомендуется сферическая заточка. Применяются для сваривания бронзы, меди, высоколегированных сталей, алюминия. Можно использовать и для других видов стали. WL-15 маркируется золотистой меткой, WL-20 –синей.

В заключение

Ассортимент вольфрамовых стержней очень широк.

Мы указали самые используемые, однако и этой информации вам должно быть хватить для того, чтобы выбрать нужную для ваших работ марку. Желаем вам успехов в работе!

Как выбрать вольфрамовые электроды

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

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

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

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

Международные марки электродов

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

Основные свариваемые материалы: алюминий, магний и их сплавы.

Ознакомиться с ценами на WP (зеленые) электроды, можно по ссылке.

WZ-8 (белый) — Электроды с добавлением оксида циркония предпочтительны для сварки на переменном токе, когда не допускается даже минимальное загрязнение сварочной ванны. Электроды дают чрезвычайно стабильную дугу. Допустимая токовая нагрузка на электрод несколько выше, чем на цериевые, лантановые и ториевые электроды. Рабочий конец электрода при сварке на переменном токе обрабатывается в форме сферы.

Основные свариваемые материалы: алюминий и его сплавы, бронза и ее сплавы, магний и его сплавы, никель и его сплавы.

Ознакомиться с ценами на WZ-8 (белые) электроды, можно по ссылке.

WT-20 (красный) — Электрод с добавлением оксида тория. Наиболее распространенные электроды, поскольку они первые показали существенные преимущества композиционных электродов над чисто вольфрамовыми при сварке на постоянном токе. Тем не менее, торий — радиоактивный материал низкого уровня, таким образом, пары и пыль, образующаяся при заточке электрода, могут влиять на здоровье сварщика и безопасность окружающей среды.
Сравнительно небольшое выделение тория при эпизодической сварке, как показала практика, не являются факторами риска. Но, если сварка производится в ограниченных пространствах регулярно и в течение длительного времени или сварщик вынужден вдыхать пыль, образующуюся при заточке электрода, необходимо в целях безопасности оборудовать места производства работ местной вентиляцией.
Торированные электроды хорошо работают при сварке на постоянном токе и с улучшенными источниками тока, при этом, в зависимости от поставленной задачи можно менять угол заточки электрода. Торированные электроды хорошо сохраняют свою форму при больших сварочных токах даже в тех случаях, когда чисто вольфрамовый электрод начинает плавиться с образованием на конце сферической поверхности.
Электроды WT-20 не рекомендуется использовать для сварки на переменном токе. Торец электрода обрабатывается в форме площадки с выступами.

Основные свариваемые материалы: нержавеющие стали, металлы с высокой температурой плавления (молибден, тантал), ниобий и его сплавы, медь, бронза кремниевая, никель и его сплавы, титан и его сплавы.

Ознакомиться с ценами на WT-20 (красные) электроды, можно по ссылке .

WY-20 (темно-синий) — Иттрированый вольфрамовый электрод, наиболее стойкий из используемых сегодня неплавящихся электродов. Используется для сварки особо ответственных соединений на постоянном токе прямой полярности, содержание окисной добавки — 1,8-2,2%, иттрированый вольфрам повышает стабильность катодного пятна на конце электрода, вследствие чего улучшается устойчивость дуги в широком диапазоне рабочих токов.

Основные свариваемые материалы: сварка особо ответственных конструкций из углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей, титана, меди и их сплавов на постоянном токе (DC).

Ознакомиться с ценами на WY-20 (темно-синие) электроды, можно по ссылке.

WC-20 (серый) — Сплав вольфрама с 2% оксида церия (церий — самый распространенный нерадиоактивный редкоземельный элемент) улучшает эмиссию электрода. Улучшает начальный запуск дуги и увеличивает допустимый сварочный ток. Электроды WC-20 — универсальные, ими можно с успехом сваривать на переменном токе и на постоянном прямой полярности.
По сравнению с чисто вольфрамовым электродом, цериевый электрод дает большую устойчивость дуги даже при малых значениях тока. Электроды применяются при орбитальной сварке труб, сварке трубопроводов и тонколистовой стали. При сварке этими электродами с большими значениями тока происходит концентрация оксида церия в раскаленном конце электрода. Это является недостатком цериевых электродов.

Основные свариваемые материалы: металлы с высокой температурой плавления (молибден, тантал), ниобий и его сплавы, медь, бронза кремниевая, никель и его сплавы, титан и его сплавы. Подходит для всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе

Ознакомиться с ценами на WC-20 (серые) электроды, можно по ссылке.

WL-20 , WL-15 (синий, золотистый) — Электроды из сплава вольфрама с оксидом лантана имеют очень легкий первоначальный запуск дуги, низкую склонность к прожогам, устойчивую дугу и отличную характеристику повторного зажигания дуги.
Добавление 1,5% (WL-15) и 2,0% (WL-20) оксида лантана увеличивает максимальный ток, несущая способность электрода примерно на 50% больше для данного типоразмера при сварке на переменном токе, чем чисто вольфрамового. По сравнению с цериевыми и ториевыми, лантановые электроды имеют меньший износ рабочего конца электрода.
Лантановые электроды более долговечны и меньше загрязняют вольфрамом сварной шов. Оксид лантана равномерно распределен по длине электрода, что позволяет длительное время сохранять при сварке первоначальную заточку электрода. Это серьезное преимущество при сварке на постоянном (прямой полярности) или переменном токе от улучшенных источников сварочного тока, сталей и нержавеющих сталей. При сварке на переменном синусоидальном токе рабочий конец электрода должен иметь сферическую форму.

Читайте также:  Заграничная недвижимость

Основные свариваемые материалы: высоколегированные стали, алюминий, медь, бронза. Подходит для всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе.

Ознакомиться с ценами на WL-20 здесь и WL-15 по ссылке.

Советы по аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом

На постоянном токе свариваются (сталь, нержавейка, титан, латунь, медь, чугун а также разнородные соединения). Для каждого материала нужна своя присадочная проволока и чем лучше вы подберете ту которая соответствует по химическому составу, тем крепче, красивее и надежней будет соединение. Горелка должна подключатся в «-», а зажим заземления в «+». При этом мы получаем прямую полярность, которая дает нам более стабильную направленную дугу и глубокое проплавление. При выборе вольфрамового электрода нужно обратить внимание на его диаметр т.к. он выбирается исходя из толщин свариваемых деталей.

Для сварки на постоянном токе нужно помнить самое главное требование, вольфрамовый электрод должен быть заточен очень точно и остро. На крупных предприятиях для заточки вольфрамовых электродов используют специальные машинки и станки с алмазным кругом, но не имея такового можно использовать обычный лепестковый круг с мелким зерном или точильный станок. Заточка производится к острию электрода при этом не допускать его перегрева т.к. вольфрам становится более хрупким и начинает попросту крошиться. Так же нужно помнить о защитном газе, это должен быть аргон высокой частоты (объемная доля аргона должна быть не менее. 99,998 %).

Если же газ плохой, то он сразу даст о себе знать, самый главный признак, это потемнение сварочного шва. На баллоне должен быть установлен регулятор, он может быть как с манометрами так и поплавкового типа. Все чаще большинство серьезных предприятий используют импортные редукторы с двумя ротаметрами и второй используют для поддува. Это в свою очередь дает защиту обратного валика шва (сварка листов и труб).

Сама сварка производится справа налево, в правой руке горелка, в левой руке присадочный материал (если он необходим). Если на аппарате присутствуют функции «спад тока» и «газ после сварки» то про них не нужно забывать, первая даст Вам плавный спад тока в конце сварки, а вторая продолжит защиту сварочного шва в процессе остывания. Горелка должна находиться под углом 70 0 до 85 0 , присадка подается приблизительно под углом 20 0 плавно и поступательно. По окончанию сварки не нужно торопиться и отрывать горелку от места сварки т.к. это приведет к удлинению дуги и плохой защиты шва.

На переменном токе сваривается алюминий, вольфрам при подготовке не затачивают как иглу, а только слегка закругляют. При сварке алюминия важную часть нужно уделить подготовке как материала так и присадки. Во первых, поверхность должна быть зачищена и обезжирена. Во вторых снять фаски, если толщина не позволяет сделать полный провар. К присадке тоже уделяется должное внимание, необходимо грамотно подобрать хим. состав, это может быть чистый АL 99%, AlSi (силумин) или AlMg (дюраль). В остальном нужна только практика.

Как себя обезопасить

И в конце хотелось бы отметить что при данном виде сварке нужно должным образом относиться к средствам защиты. Выбирайте только те средства защиты в которых будет не только комфортно но и безопасно т.к. при TIG сварке очень сильное ультрафиолетовое излучение, а глаза нам даны только одни.
Рекомендуем Вам рассмотреть современное высокоэффективное средство защиты – маску “Хамелеон”.

Разновидности неплавящихся вольфрамовых электродов

Давайте разберем, какими характеристиками должны обладать вольфрамовые электроды. А также что нужно знать при использовании таких расходников.

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.

Основные характеристики

Вольфрамовые электроды относятся к категории неплавящихся и используются для аргонной сварки. 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.

Рекомендуется использовать иттриевые стержни синего маркирования при сварочных работах на различных важных и несущих конструкциях.

  • «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.

Орбитальная сварка — это процесс соединения деталей, когда сварочная дуга поворачивается на все 360 градусов при статичной заготовке.

  • «WL15», цвет золотистый. Стержни предназначены для сваривания всех видов и марок стали в режимах постоянного и переменного тока. Редкоземельный лантан в составе электрода позволяет получать устойчивость горения дуги, легкий поджог и избежать прожигания заготовок.
  • «WL20», цвет синий. Это аналог предыдущих золотистых электродов, только с большим процентным составом лантана. Такими электродами можно варить легированную и высоколегированную сталь, а также бронзу, алюминий или медь. Преимущество расходника, как и его аналога, в том, что он менее изнашивается по сравнению с другими марками.

Несмотря на примеси, любой вольфрамовый электрод состоит практически на 97% с чистого металла. Материал очень тугоплавкий (плавление при 3422°), что позволяет использовать практически с любыми изделиями.

Заточка электродов

В отличие от плавящихся электродов, которые готовы к использованию даже после их первичного применения, вольфрамовые необходимо подготавливать и контролировать состояние их кончика. Зачем это нужно?

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»).
Читайте также:  Обзор современных выключателей света

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.

Уроки сварки: Как выбрать газ, электрод и сварочную проволоку для TIG-сварки?

Этап подготовки к аргонодуговой сварке включает не только настройку инструмента, но и подбор верных расходных материалов. От правильности выбора расходки напрямую зависит результат работы, что делает его важным и требует внимания не только новичка.

Для сварки TIG аппаратом понадобятся:

  • Сварочный газ
  • Электроды
  • Присадочный пруток

Рассмотрим каждый из расходных материалов в отдельности, чтобы разобраться в нюансах выбора.

Суть сварочного процесса TIG-оборудованием

Если вы уже знакомы с такими типами сварки, как ММА и MIG-MAG, то наверняка знаете, что в первом в качестве главного расходного материала используется электрод, а во втором подвижная проволока. TIG-аппараты также используют электрод, но уже из вольфрама, материала отличающегося тугоплавкостью.

Защиту от окисления обеспечивает газ аргон, собственно, поэтому процесс часто именуют аргонодуговой сваркой. Англоязычная аббревиатура TIG означает – Tungsten (вольфрам) Inert (инертный) Gas (газ), что затрагивает наиболее важные элементы в работе.

Зачем тут присадочный пруток? Он подается вручную для формирования шва. Под действием дуги металл плавится, находясь в защищенной среде газа, и создает качественное соединение.

В этой статье мы не будем заострять внимание на том, как подбирается сам аппарат. Для этого создан отдельный материал, который поможет разобраться в том, как выбрать аргонодуговой аппарат для TIG сварки .

Сварочный газ – аргон или смеси?

Мы уже упоминали о том, что защиту процесса обеспечивает инертный газ. При TIG-сварке чаще используется чистый аргон, немного реже гелий и их смеси. Именно в этой среде вольфрамовый электрод изнашивается меньше всего, а внешний вид и качество шва оптимальны.

Выбор электрода для TIG варки

Вольфрам выбран в качестве электрода не случайно. Металл славится особой тугоплавкостью, по части которой у него просто нет конкурентов.

Опознать вольфрамовый электрод для аргонодуговой сварки можно по маркировке «W». Другие символы и даже цвет указывает на вид легирующих добавок. Они необходимы, чтобы улучшить характеристики и увеличить срок эксплуатации расходного материала.

Электроды могут быть как универсальными, так и специальными – для сварки только на постоянном или только на переменном виде тока.

Как и в случае с газом, выделим наиболее популярный вид электрода:

  • WP (зеленые электроды) – вольфрамовые электроды без специальных добавок для сварки на переменном токе
  • Вольфрамовые электроды легированные оксидом лантана WL-20 (голубой цвет ) и WL-15 (золотой цвет) – универсальные электроды для сварки на постоянном и переменном токах

Также встречаются электроды tig с другими добавками – циркония, церия, оксидом иттрия – их достаточно много.

Таблица. Вольфрамовые электроды – состав и свойства

Вольфрамовые электроды без специальных добавок. Вольфрама не менее 99,5%, остальное примеси.

Обеспечивают устойчивость дуги при сварке на переменном токе. Идеально подходят для сварки деталей из алюминия.

Вольфрамовые электроды легированные оксидом лантана 1,8-2,2 La2O3

Обеспечивают легкий розжиг сварочной дуги и ее высокую устойчивость, быстрое повторное зажигание.

Вольфрамовые электроды легированные оксидом циркония 0,7-0,9% ZrO2

Для сварки на переменном токе. Создают стабильную дугу высокой мощности. Выдерживают значительные токовые нагрузки.

Вольфрамовые электроды легированные оксидом церия 1,8-2,2% CeO2

Для сварки любым типом тока, поддерживают стабильную дугу даже при небольших его значениях.

Вольфрамовые электроды легированные оксидом иттрия 1,8-2,2% Y2O3

Используются для сварки особо ответственных соединений.

Помимо состава и свойств важными параметрами являются диаметр и длина. Лидирующие позиции по спросу занимают электроды для tig сварки длиной 175 мм. Однако помимо них есть варианты 50, 75 и 150 мм.

С диаметром все куда сложнее, ведь он должен быть выбран в зависимости от толщины свариваемого металла и разновидности сварочного тока. В этом вопросе вам пригодится таблица ниже. Здесь приведены рекомендации для самых распространенных электродов WP и WL:

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки: характеристики, маркировка

Как известно любому специалисту, для сварки, выполняемой в среде аргона, применяются вольфрамовые электроды, которые относятся к категории неплавящихся. Они отличаются большим разнообразием типов, определить каждый из которых помогает маркировка, наносимая на эти изделия в процессе производства.

Разновидности вольфрамовых электродов

Разбираемся в характеристиках вольфрамовых электродов

Вольфрамовые электроды – это тугоплавкие стержни, при помощи которых формируется электрическая дуга, необходимая для расплавления кромок соединяемых деталей и присадочного материала в процессе сварки. Используются такие электроды преимущественно для сварки в защитной среде аргона. С их помощью выполняют сварку различных конструкций, включая трубчатые. Вольфрам для этого выбран совсем не случайно, ведь именно он является самым тугоплавким металлом из всех имеющихся в природе.

Требования к маркировке, наносимой на стержни из вольфрама в процессе их производства, оговариваются в международных стандартах, что позволяет причислить эти изделия к определенному типу, в какой бы стране мира они ни были произведены. Согласно этим требованиям, в маркировке электрода должен быть отражен не только его тип, но и химический состав.

Определить вольфрамовые электроды можно по первой букве «W» (вольфрам), включенной в их обозначение. В составе большей части таких прутков присутствует небольшое количество легирующих добавок. Последние улучшают технические характеристики изделия и увеличивают срок его эксплуатации. О виде легирующего элемента, который содержится в вольфрамовом электроде, говорит вторая буква в маркировке.

В обозначении вольфрамовых прутков можно встретить следующие буквы, которые указывают на определенные легирующие добавки.

Вольфрамовые электроды, содержащие данную легирующую добавку, являются универсальными изделиями, они используются для сварки любым типом тока, поддерживают стабильное горение дуги даже при небольших его значениях.

Схема сварочного процесса в аргоне с использованием вольфрамовых электродов

Электроды из вольфрама, содержащие оксид церия, используются для сварки, осуществляемой на переменном токе. Применяя их, необходимо очень внимательно следить за тем, чтобы сварочная ванна не подвергалась даже минимальным загрязнениям. Дуга, создаваемая при помощи таких прутков, отличается стабильностью и высокой мощностью. По сравнению с изделиями других типов, вольфрамовые электроды с оксидом циркония способны выдерживать значительные токовые нагрузки.

L (оксид лантана)

Изделия, содержащие в своем составе данную легирующую добавку, обеспечивают легкий розжиг сварочной дуги и ее высокую устойчивость, а также быстрое повторное зажигание. При использовании таких прутков уменьшается риск прожига соединяемых деталей, значительно увеличивается рабочий ток. Эти электроды относятся к долговечным, они меньше загрязняют сварочную ванну, если сравнивать их с изделиями из чистого вольфрама.

Режимы сварки алюминиевых сплавов (переменный ток)

Электроды из вольфрама, содержащие в своем составе оксид тория, являются очень популярными, так как обладают массой достоинств. Чаще всего такие изделия используют для соединения заготовок из нержавеющей стали, производимой на постоянном токе. Между тем есть у этих вольфрамовых электродов и ряд недостатков. При их использовании для сварки в закрытых помещениях и при заточке следует оборудовать рабочее место вытяжной вентиляцией, так как торий – это радиоактивный металл, пары и пыль которого могут оказать негативное влияние на здоровье человека. Кроме того, при сварке такими электродами, осуществляемой на переменном токе, дуга может скакать по выступающим поверхностям, что приводит к ухудшению качества формируемого соединения.

Изделия данного типа считаются самыми устойчивыми из всех вольфрамовых электродов, именно поэтому их используют для сварки особенно ответственных конструкций. Сварку с их применением осуществляют на постоянном токе.

P (чистый вольфрам)

Данная буква, присутствующая в маркировке, указывает на то, что изделие выполнено из вольфрама на 99,5%. Вольфрамовые электроды, которые не содержат в своем составе легирующих добавок, обеспечивают устойчивость дуги при сварке, осуществляемой на переменном токе. Именно такие прутки используют при выполняемой в среде аргона сварке деталей из алюминия.

Для того чтобы специалист мог получить более полную информацию о вольфрамовых электродах, в их маркировке присутствуют и цифровые обозначения.

Первые цифры, стоящие после букв, указывают на точное содержание легирующей добавки в процентах. Так, цифра 20 означает, что в материале электрода содержится 2,0% соответствующей добавки, цифра 15 – 1,5% и т.д. Вторые цифры в обозначении прутка, отделенные от первых дефисом, указывают на длину изделия, выраженную в миллиметрах.

Наиболее распространенной является длина 175 мм, но также выпускаются электроды длиной 50, 75 и 150 мм. Детали с разными геометрическими параметрами варятся вольфрамовыми электродами различного сечения, значение которого может составлять 1; 1,6; 2; 2,4; 3; 3,2; 4; 4,8; 5,6; 6,4 мм.

Таблица для выбора диаметра вольфрамового электрода для сварки в аргоне с учетом силы и рода тока

Для примера расшифруем маркировку электрода WL 10-75. В нем, кроме вольфрама, содержится 1,0% оксида лантана. Длина данного изделия, согласно его обозначению, составляет 175 мм.

Для того чтобы с первого взгляда можно было определить, к какому виду относится вольфрамовый электрод и для чего его можно использовать, концы изделий разных марок окрашиваются разными цветами. Такие метки могут быть нанесены одним из следующих цветов:

  • зеленый – изделия из чистого вольфрама, обозначаемые буквами WP;
  • серый – электроды марки WC 20, в которых содержится 2% оксида церия;
  • золотой – изделия марки WL 15, их состав дополнен 1,5% оксида лантана;
  • черный – прутки марки WL 10, в состав которых добавлен 1% оксида лантана;
  • синий – WL 20, в таких электродах имеется 2% оксида лантана;
  • белый – электроды WZ 8, состав которых обогащен 0,8% оксида циркония;
  • желтый – электроды марки WT 10, содержащие 1% оксида тория;
  • красный – прутки WT 20, в составе которых имеется 2% оксида тория;
  • фиолетовый – электроды WT 30, содержащие 3% оксида тория;
  • оранжевый – изделия марки WT 40, включающие 4% оксида тория;
  • темно-синий – вольфрамовые электроды WY 20, которые содержат 2% иттрия.

Цветовая маркировка вольфрамовых электродов

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)

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.

Читайте также:  Преимущество автоломбарда

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

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

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.

Критерии выбора электрода из вольфрама

При выборе вольфрамовых прутков необходимо ориентироваться на такие их параметры, как:

  • тип, химический состав и наличие легирующих добавок;
  • диаметр, который оказывает влияние на толщину формируемого сварного шва;
  • геометрия острия, определяющая многие характеристики сварочного процесса;
  • качество заточки.

Естественно, на выбор электрода определенной марки значительное влияние оказывают и характеристики соединяемых деталей: размеры, состав материала и др. При выборе вольфрамовых прутков можно обращаться к справочным таблицам или собственному опыту.

Основные критерии выбора электродов исходя из их свойств

Особенности и способы заточки

Заточка вольфрамовых электродов – это важный параметр, на который следует обращать особое внимание. От формы заточки неплавящегося электрода зависят такие важные параметры, как давление сварочной дуги и распределение энергии, которую она передает металлу соединяемых деталей. Именно поэтому от того, как заточен электрод, зависят размеры зоны проплавления соединяемого металла и, соответственно, глубина, а также ширина сварного шва.

Форму заточки рабочего конца электрода выбирают в зависимости не только от параметров соединяемых деталей, но и от того, какой вид электрода применяется для выполнения сварки.

Так, для изделий марки WP, WL 10, WL 20 и WL 15 используют сферическую заточку рабочего конца, так как тепловая нагрузка на него не такая значительная. А на концах электродов WT 20, в отличие от изделий марок WP, WL 10 и др., делают лишь небольшую выпуклость. На форму заточки также оказывает влияние тип используемого для сварки тока. Познакомиться с точными параметрами заточки вольфрамовых электродов и рекомендациями по ее выбору можно в справочной литературе.

Машинка для заточки вольфрамовых электродов

Заточка неплавящихся электродов, обучиться которой несложно даже по видео, может выполняться при помощи:

  • такого приспособления, как машинка для заточки вольфрамовых электродов;
  • настольного точильного станка;
  • автоматизированного станка;
  • химических средств.

На видео, демонстрирующем приемы заточки вольфрамовых прутков, можно также увидеть, как от ее типа меняются формы и размеры шва.

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки

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 сварочный осциллятор. 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.

Ссылка на основную публикацию