Неплавящиеся электроды получили такое название из-за того, что будучи токопроводящими материалами, имеют очень высокую температуру плавления и в сварочном процессе не плавятся, а только незначительно обгорают. Бывают , вольфрамовые, они выпускаются в виде прутков. Здесь мы рассмотрим электроды из вольфрама.

Вольфрам как сварочный материал

Этот элемент относится к металлам. Он самый тугоплавкий, очень твердый и хрупкий, температура его плавления составляет почти 35000 С. Электрод в составе своем имеет непосредственно самого вольфрама от 95% до 99,5%. Остальное приходится на прочие добавки- оксиды тория, церия, лантана, циркония, иттрия. Перечисленные оксиды вводят в пруток исходя из назначения конкретной марки.

Назначение

Главное назначение этого электрода - сварка спецсталей, алюминия, магния и различных легких сплавов, тугоплавких металлов и металлов малых толщин, для работы, где предъявляются очень строгие требования.

Типы

Электроды из вольфрама делятся на три типа:
1.Для переменного тока. Используются для работы с магнием, алюминием,их разновидностями и сплавами, в случае необходимости защиты ванны от грязи.
2. Для постоянного тока. В эти вводят иттрий или торий. Последний элемент радиоактивный. Не рекомендуется увлекаться работой в закрытых пространствах. Применяют для сварки меди, титана, никеля, тантала, бронзы, сталей аустенитного типа(нержавейки), углеродистых сплавов.
3. Универсальные электроды. Замечательно проявляют себя в работе как на переменном, так и на постоянном токе. Применение «универсалов» распространено в работе на трубопроводах. Хорошо и незаметно соединяют тонколистовой металл.

Марки и маркировка

Электроды так же разбиваются по маркам, имеют буквенную маркировку, а концы прутков обозначаются определенны цветом.
1. WP(зеленый). Выполнен из вольфрама. Содержание в пределах 99,5%. Работают с магнием и алюминием.
2. WC-20 (серый). Содержит 2% оксида церия. Этот стержень универсальный. Применяют для на неповоротных стыках.
3. WL-15, WL-20 (синий). С добавлением лантана, отличается устойчивой дугой. Самый используемый в промышленности. Швы из-под этого электрода долговечные и чистые. Работает на постоянном токе.
4. WT-20 (красный). В составе присутствует торий. Несмотря на радиоактивность, этот электрод очень «ходовой» благодаря отличным сварочным свойствам тория, который запросто соединяет самые «капризные» сплавы. Работает на постоянном токе.
5. WZ-8 (белый). Сюда добавляется оксид циркония. Очень любит чистоту. Рекомендуется переменный ток. Приступая к работе, следует закруглить электрод. Хорошо работает по алюминию.
6. WY-20 (темно-синий). Этот стержень покрывают тонким иттриевым слоем. Применяются для ответственных и важных конструкций.
Следует учитывать, что при выборе конкретного электрода определяют свойства свариваемого металла. Иногда для одного изделия нужны разные марки.

Область применения в сварочном производстве

Работать хорошо при работе с металлом толщиной от 0,1 до 6 мм. Допускается работать без присадки, при толщине стенки не пболее 2мм.Шов формируется за счет расплавленных кромок. Для более толстого металла требуется присадочный материал в виде присадочной проволоки или пластин, которые подаются в зону дуги или уложены в разделку. Стыковые и угловые швы в любом положении в пространстве выполняют автоматически, полуавтоматически или вручную.

Важнейшим условием для работы является ограждение сварочной ванны от воздействия воздуха. Поэтому сварочный процесс вольфрамом ведется в защите от инертных газов (чаще всего аргона), а сварку такой назвали аргонно-дуговой. Аргон — газ инертный. Это значит, что он не вступает в реакцию с расплавленным металлом, и поскольку аргон тяжелее воздуха, он его вытесняет и надежно защищает ванну. Необходимо, чтобы в защите аргона была вся сварочная ванна, конец присадки и сам электрод.

Подготовка и сборка кромок

Чтобы качество сварки обеспечивалось надежно, особенно когда конструкция тонколистовая, необходима правильная и точная подготовка, предварительную сборку и прихватку кромок выполнять в сборочно-сварочных приспособлениях.

Чистота соединения

Следует особое внимание обращать на чистоту свариваемого соединения и самой рабочей части стержня. Если конец электрода будет загрязненным или обгоревшим, кромки соединения не зачищены, есть опасность попадания кусочка вольфрама в ванну и образования в структуре шва вредного включения. Во избежание лишнего соприкосновения электрода с поверхностью металла, используют осциллятор - устройство для бесконтактного возбуждения дуги.

Режим сварки

Обязательно нужно строго соблюдать сварочный режим, то есть подобрать силу тока, следить за расходом газа, соблюдать скорость подачи электрода вдоль шва — это залог качества соединения.

Особенности сварки электродами из вольфрама
Главная особенность вольфрама — это его высокая температура плавления. А в совокупности с инертной аргоновой защитой эти электроды творят просто сварочные чудеса! Достаточно сказать, что диапазон толщин имеет размах от десятых долей миллиметра до десятков миллиметров, сила тока может быть от нескольких ампер до сотен ампер. Нет в природе такого металла, стали или сплава, который не мог бы быть сварен аргонно-дуговой сваркой. В последние годы, наряду с художественной ковкой, с художниками-кузнецами все больше приобретают популярность художественная и художники-сварщики.

Некоторые обязательные технологические требования :
При , следует соблюдать следующие требования
. движение ведется справа налево;
. при работе с изделиями толщиной до 2-2,5мм горелку необходио держать под углом 60 градусов к поверхности изделия, а когда толщина деталей больше 2-2,5мм, то угол настраивать примерно в 90 градусов.Поперечные колебания не рекомендуются.
Если процесс проходит в автоматическом или полуавтоматическом режиме, то пруток направляется так, чтобы он двигался впереди дуги.

Сварка алюминия

Ведется на переменном токе. Перед началом сварки нужно обязательно зачистить и подвергнуть травлению (смачиванию кислотой) кромок.

Недостатки аргонно- вольфрамом
Как и у всякого способа сварки, этот метод так же имеет и минусы. Это проблемы при работе на улице, на сквозняке, процесс становится труднее при работе на большом токе (работа с алюминием), так как требуется принудительное охлаждение.
Некоторые обязательные правила аргонодуговой сварки

Чтобы правильно провести сварку, нужно следовать простым правилам:
1. В работе с тонколистовым металлом, для получения точности нужно использовать сборочно-сварочную оснастку.
2. Стержни должны иметь идеальную чистоту на конце.
3. Рекомендуется подобрать правильный режим сварки.
4. Надежно защищать и держать ванну под струей аргона.
Придерживаясь всех правил и пользуясь нужными знаниями для проведения сварочных работ, вы добьетесь качественного шва и наградите себя долгими годами спокойствия.

К атегория:

Сварка металлов

Сварка вольфрамовым электродом

Сварка вольфрамовым электродом является весьма важным видом дуговой сварки, широко применяемым в производстве изделий новой техники из спецсталей, алюминия, магния и различных легких сплавов, тугоплавких металлов и активных металлов с большим сродством к кислороду, металлов малых толщин (менее 1 мм) и т. д. Вольфрам, самый тугоплавкий металл, в настоящее время производится в больших количествах для широкого промышленного применения.

Вольфрам используется в больших количествах как легирующая присадка в высококачественных сталях, как основа многих твердых сплавов, для изготовления нити электрических ламп накаливания и пр. Для дуговой сварки выпускаются вольфрамо-вые стержни диаметром 1-6 мм.

Вольфрам производится методами порошковой металлургии; из РУДЫ получают окисел вольфрама, он восстанавливается в печах в струе водорода; полученный тонкий порошок прессуют, затем длительной проковкой в атмосфере водорода превращают в сплошной металл за счет сварки частиц порошка в одпо целое. Нагретый вольфрам энергично соединяется с кислородом и быстро сгорает. Поэтому вольфрамовый электрод нельзя применять для сварки на воздухе; он применим только в защитных газах, не содержащих кислорода и непрерывно вдуваемых в дугу, - это инертные газы аргон или гелий, или же водород, иногда смеси этих газов. Дуга постоянного тока в аргоне при прямой полярности (минус на вольфрамовом электроде) легко зажигается, горит спокойно и устойчиво; напряжение дуги ниже, чем в воздухе; при этом электрод нагревается мало. Обычное напряжение дуги (10-15 в) поднимается до 25-30 в лишь при больших токах.

На прямой полярности электрод нагревается мало и допустимы высокие плотности тока. Наименьший сварочный ток на нормальной полярности может, быть снижен до 1 а при еще достаточно устойчивом горении дуги. При нормальных режимах сварки на прямой полярности расход вольфрама незначителен и составляет в среднем всего несколько граммов за час работы.

Ввиду разницы в свойствах и размерах вольфрамового стержня и свариваемого изделия дуга отличается ярко выраженной асимметрией; ее вид и свойства резко меняются при обратной полярности (плюс на вольфрамовом электроде). Возрастает напряжение дуги, уменьшается ее устойчивость, значительно усиливается нагрев и увеличивается расход вольфрамового электрода, уменьшается глубина проплавления основного металла. Дуга оказывает особое весьма важное технологически очищающее действие, которое состоит в том, что с поверхности основного металла в зоне сварки удаляются окислы и загрязнения. Это позволяет сваривать без применения флюсов алюминий, магний и их сплавы, что является большим техническим преимуществом для самолетостроения и других отраслей промышленности, где применяется сварка легких металлов. Сущность очищающего действия дуги, по-видимому, заключается в том, что при обратной полярности вольфрамовый электрод бомбардируется электронами, а основной металл - тяжелыми положительными ионами аргона. Бомбардировка ионами производит механическое действие, подобное опескоструи-ванию, разрушает и сбивает пленку окислов и очищает поверхность металла. Этот процесс часто называется катодным распылением. Трудность поддержания дуги обратной полярности и сильный разогрев вольфрамового электрода иногда делают целесообразным применение переменного тока для питания дуги при сварке алюминиевых и магниевых сплавов.

Вследствие асимметрии электродов дуга обладает сильным выпрямляющим действием. Электропроводность дуги выше в полупериоде, когда на вольфрамовом электроде минус, и значительно меньше, когда на электроде плюс (рис. 1). При питании дуги переменным током до известной степени совмещаются преимущества дуги постоянного тока прямой и обратной полярности, нагревание вольфрамового электрода не слишком сильно и расходуется он медленно, а основной металл хорошо проплавляется; в то же время очищающее действие дуги вполне достаточно для сварки алюминиевых и магниевых сплавов без флюсов.

Для металлов, окисляющихся не очень сильно, таких, как углеродистые и легированные стали, включая нержавеющие, твердые сплавы, медь и медные сплавы, никель и никелевые сплавы, титан, молибден и т. п., целесообразна сварка дугой постоянного тока прямой полярности.

Для питания дуги вполне пригодны обычные агрегаты постоянного тока и выпрямители для дуговой сварки. В некоторых случаях желательны дополнительно осцилляторы, облегчающие зажигание и устойчивое горение дуги. Для алюминия, магния и их сплавов и некоторых других интенсивно окисляющихся сплавов целесообразно применение переменного тока от специальных трансформаторов с повышенным сварочным напряжением и обязательным применением осцилляторов. Вольфрамовые электроды применяются обычно диаметром 1-4 мм.

Существенное значение для сварки имеет держатель электрода или горелка (рис. 2). Горелка служит для удержания электрода, подведения сварочного тока, иногда и охлаждающей воды. Размеры горелок и конструкция определяются в первую очередь силой сварочного тока. На прямой полярности и токах не свыше 200 а горелка не требует водяного охлаждения. Токи более 500-600 а обычно не применяются ввиду усиливающегося разбрызгивания металла и выдувания дугой металла из сварочной ванны.

Рис. 1. Асимметрия дуги переменного тока в аргоне

Особенно выгодна и производительна сварка вольфрамовым электродом без присадочного металла, когда шов образуется за счет сплавления кромок основного металла или присадочный материал заранее закладывают в разделку шва. Сварка вольфрамовым электродом удобна для автоматизации. Если требуется присадочный металл, то автоматы и полуавтоматы снабжают механизмом для подачи присадочной проволоки. Присадочная проволока по размерам и скорости подачи сходна с плавящейся электродной проволокой.

Сварка вольфрамовым электродом применима для очень широкого диапазона толщин металла (0,1-60 мм), сварку металла больших толщин выполняют в несколько слоев током 1-600 а.

Рис. 2. Держатель электродов (горелка) для аргоно-дуговеп сварки: 1 - газоподводящий ниппель; 2 - подвод тока; 3 - регулировочный газовый вентиль; 4 - насадка для газа; 5 - мундштук; 6 - цанга для электрода; 7 - вольфрамовый электрод

Расход аргона 0,5-1,5 м3/ч. Скорость сварки меньше, чем при плавящемся электроде, но во многих случаях вполне удовлетворительна.

Поверхность сварных швов получается гладкой, металлически чистой; разогреваемый объем основного металла и его деформации минимальны. Практически составы присадочного и наплавленного металла одинаковы; сохраняется без изменения содержание даже наиболее легко окисляющихся элементов. Потери присадочного металла на угар и разбрызгивание обычно не превышают 2-3%- При сварке низкоуглеродистой стали, в особенности плохо раскисленной, необходимо применять легированную проволоку, например Св-ЮГС , для подавления кипения расплавленного металла и устранения пор в наплавке.

Сварка в аргоне вольфрамовым электродом в основном применяется для металлов небольших толщин до 5-6 мм. Металлы больших толщин также можно сваривать, но с увеличением толщины быстро снижается производительность сварки и более удобными и рентабельными часто становятся другие методы, в первую очередь сварка плавящимся электродом в инертных газах.

Способ сварки в аргоне вольфрамовым электродом применим во всех пространственных положениях, дает наплавленный металл высокого качества. Существенным преимуществом является видимость места сварки. Сварка вольфрамовым электродом может производиться не только в чистом аргоне, но и в смеси аргона с различными газами (до 5% кислорода или до 20% водорода); для некоторых металлов очень хорошие результаты дает сварка в чистом водороде, в особенности для металлов малых толщин.

При сварке неплавким электродом полезно используется главным образом тепло, освобождающееся на поверхности основного металла. Тепло же, освобождающееся в катодном пятне на вольфрамовом электроде, расходуется в значительной степени на бесполезный нагрев этого электрода и излучение; полный тепловой к. п. д. сварочной дуги с неплавящимся электродом значительно ниже, чем с плавящимся, и составляет в среднем 50-60% (против 80-85%).

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

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

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

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

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

Чистый вольфрам – «Р»

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

Оксид тория – «Т»

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

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

Оксид лантана – «L»

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

Иттрий – «Y»

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

Оксид циркония – «Z»

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

Оксид церия – «С»

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

Преимущества сварки в защитной аргоновой среде

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

Модели электродов

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки отличаются по цвету.

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

Итог

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

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

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

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

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

Схематически производство вольфрамовой проволоки состоит из следующих стадий:

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

2) восстановления вольфрамовой кислоты в металл;

3) протяжки металлического вольфрама в вольфрамовую проволоку.

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

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

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

Выбор диаметра вольфрамового электрода

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Таблица 18.

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

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

Время чтения: ≈7 минут

Вольфрамовые неплавящиеся электроды часто применяются в профессиональной и полупрофессиональной сварке. Чтобы их использовать необходим опыт и навыки. Но обучившись однажды вы уже существенно расширите свои профессиональные умения. Ведь с помощью вольфрамовых электродов можно варить практически все известные металлы, получая при этом швы превосходного качества.

В этой статье мы расскажем все, что вам нужно про вольфрамовые электроды. Вы узнаете, что это такое и какие существуют марки вольфрамовых стержней.

Вольфрамовые электроды - это металлические стержни длиной в среднем 175 миллиметров. Могут быть изготовлены из чистого вольфрама или с примесями других металлов. Используются только при или полностью автоматической . Вместо аргона можно использовать и любой другой защитный газ, например, гелий.

Характеристики вольфрамовых электродов следующие. Температура плавления достигает 3400 градусов по Цельсию, это очень высокое значение. Поэтому за время сварочного процесса электрод практически не меняется в размере, хотя и возможно небольшое испарение металла. Поэтому такие стержни называют неплавящимися.

Выше мы писали, что вольфрамовые электроды могут быть изготовлены не только из чистого вольфрама, но и с добавлением других металлов. Это необходимо для улучшения свойств электрода. Например, для стабилизации горения или для сварки тугоплавких материалов.

У вольфрамовых электродов есть своя маркировка. Обычно маркировка вольфрамовых электродов состоит из двух латинских букв и цифры. Для того, чтобы лучше запомнить марку, необязательно смотреть на название. Можно просто запомнить цвет. Каждой марке присущ свой цвет, которым окрашивается конец электрода. Все марки можно разделить на три категории: для работы с постоянным током, с переменным и универсальные. Давайте рассмотрим их подробнее. Мы расскажем о самых популярных марках.

Марки вольфрамовых электродов

Марка WP

Вольфрамовые электроды марки WP - это стержни на 99% изготовленные из вольфрама. При сварке такими стержнями дуга горит стабильно на любом токе. Но мы рекомендуем варить на переменном токе. Электроды марки WP отлично подходят для сварки , магния и их сплавов. При этом не важно, какой газ вы используете: аргон или гелий. В любом случае качество шва приятно вас удивит. Электроды имеют на конце характерную зеленую отметину. Иногда производители окрашивают всю упаковку в тон отметины.

Марка WZ-8

Электроды WZ 8 состоят из вольфрама с добавлением диоксида циркония. Предназначены для сварки на переменном токе, при этом должна быть обеспечена хорошая защита сварочной зоны от попадания кислорода. Горение дуги чрезвычайно стабильно, даже выше, чем при работе с маркой WP. Электроды WZ 8 способны выдерживать большие токовые нагрузки, чем остальные марки. Перед сваркой необходимо сферично заточить конец электрода. Варить можно алюминий, магний, бронзу, никель и их сплавы. У электродов есть отметина белого цвета.

Марка WT-20

Вольфрамовые электроды WT 20 сделаны из вольфрама и оксида тория. Поэтому такие электроды часто называют ториевыми. Данная марка - самая распространенная. Она появилась после того, как были изобретены обычные вольфрамовые электроды марки WP. При этом по сравнению с ними WT 20 показали себя с наилучшей стороны. А потому и стали самыми популярными на рынке.

Электроды данной марки также рекомендуется затачивать перед сваркой. Но обратите внимание, что при заточке могут выделяться опасные для дыхательных путей пары и пыль. Ведь торий относится к радиоактивным металлам. Так что затачивайте электроды в специальной маске, чтобы не навредить своему здоровью.

Данная марка предназначена для работы с нержавеющей сталью, медью, бронзой, никелем и титаном. Отмечены красным цветом.

Марка WY-20

Вольфрамовые электроды WY 20 - это самые долговечные и стойкие электроды из всех возможных марок вольфрамовых стержней. Для сварки необходимо использовать постоянный ток и прямую полярность. Дуга горит очень устойчиво в большом диапазоне сварочных токов. Поэтому такие стержни используют для сварки особо ответственных металлических конструкций. Можно работать с различными сталями (низколегированными, углеродистыми или ), а также с титаном и медью. Отметина темно-синего цвета.

Марка WC-20

Вольфрамовые электроды WC 20 состоят из вольфрама и оксида церия. Церий не является радиоактивным элементом, поэтому такие электроды можно затачивать без риска для здоровья. Такие стержни позволяют легко зажигать дугу и варить на высоком значении сварочного тока. Варить можно и на постоянном, и на переменном токе. Поэтому марка WC 20 считается универсальной.

Такие электроды хорошо зарекомендовали себя в работе. Им под силу сварка трубопроводов (в том числе, ) и сварка тонких листов стали. Единственный недостаток - это большая концентрация церия на конце стержня во время его нагрева. Зато можно варить молибден и тантал, медные детали, бронзовые, никелевые и титановые. А также все типы сталей. Отметина серого цвета.

Марки WL-15 и WL-20

Вольфрамовые электроды WL 15 и вольфрамовые электроды WL 20 обычно относят к одному типу. А все потому, что обе марки содержат в составе лантан. Благодаря лантану дуга горит стабильно и легко зажигается, прожоги исключены. Также такие электроды можно потушить в середине процесса и затем снова без проблем зажечь. Изнашиваются медленно.

Электроды этих марок практически не загрязняют соединение расплавленным вольфрамом, что очень важно. Также во время сварки довольно долго сохраняется заточка. Варить можно и на постоянном, и на переменном токе. Заточите конец электрода сферически, если варите на переменном токе. Работать можно с высоколегированными сталями, бронзой, алюминием и медью. Также можно варить все другие типы сталей на любом роде тока. WL 15 помечены золотистым цветом, а WL 20 - синим.

Вместо заключения

Как видите, существует много марок вольфрамовых электродов. И в этой статье мы перечислили только самые популярные. А ведь существуют еще другие марки, например, вольфрамовые электроды WS2. И у них тоже есть свои характерные особенности и краткие характеристики. В целом, вам достаточно той информации, которую можно почерпнуть из этой статьи. Вы уже можете выбрать подходящие электроды и начать варить. Желаем удачи в работе!