Как правильно заточить вольфрамовый электрод? - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Как правильно заточить вольфрамовый электрод?

Марки и заточка вольфрамовых электродов для аргонодуговой сварки

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

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

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

Марки вольфрамовых электродов

Для удобства сварщиков на неплавящиеся электроды наносится цветная маркировка.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Размеры и цены на электроды:

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

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

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

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

Как правильно затачивать вольфрамовые изделия

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

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

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

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

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

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

Автоматизация процесса заточки

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

Устройство машинки включает:

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

Желающие приобретают это устройство для домашних нужд.

Аргонная 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:

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

Преимущества

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

Выбор и заточка вольфрамовых электродов

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

Тип вольфрамового электрода, состав, маркировкаХарактеристика
Вольфрамовые электроды без специальных добавок

Вольфрама не менее 99,5%, остальное примеси

WP (зеленый)

Чистый вольфрам характеризуется очень высокой энергией, необходимой для выхода электрона из атома, вследствие чего зажигать дугу сложнее, чем с легированными электродами. Кроме того, из-за высокой энергии выхода электрона, температура на кончике выше, что приводит к короткому сроку службы электрода. Эти электроды используются только для сварки переменным током, однако лучше их вообще не использовать .
Вольфрамовые электроды легированные оксидом тория

WT-20* (красный)

Долгое время торированные электроды были наиболее часто используемыми, и поэтому превратились в стандарт, который используется для сравнения других вольфрамовых электродов. Однако, поскольку торий является радиоактивным, многие пользователи перешли к другим альтернативам (когда они появились). Торий не вредит здоровью находясь в электроде, но опасна пыль, образующаяся при заточке, которая может попасть в легкие или открытые раны. Торий выделяется в воздух и при сварке, но в значительно меньшем количестве. Поэтому следует принимать меры предосторожности при заточке и сварке. Несмотря на эти проблемы, торированные электроды по-прежнему часто используются. Они имеет низкую энергию выхода электрона, и главное, хорошо работают при перегруженности по току . Эти электроды используются для сварки постоянным током, и не должны использоваться с переменным током.
Вольфрамовые электроды легированные оксидом церия

WC-20* (серый)

Эти электроды особенно хороши для сварки постоянным током с низкой силой тока, потому что они очень легко зажигают дугу и, как правило, не могут работать при таких же высоких токах как торированные электроды. Хороши для коротких циклов сварки . В частности, они широко используется для сварки очень мелких деталей. Используются для сварки постоянным током, и не должны использоваться с переменным током.
Вольфрамовые электроды легированные оксидом лантана

WL-20* (синий)

Имеют низкую энергию выхода электрона и самую низкую температуру на кончике, что способствует увеличению срока службы. Если не перегружать электрод по току, он может прослужить дольше, чем торированный электрод . Но не может работать при таких же высоких токах как торированный электрод. Используется для сварки постоянным током, а также будет показывать хорошие результаты с переменным током.
Вольфрамовые электроды легированные оксидом циркония

WZ-8 (белый)

Этот материал является наиболее часто используемым при сварке переменным током , потому что имеет более стабильную дугу, чем чистый вольфрам. Хорошо препятствуют загрязнению ванны при переменном токе. Ни при каких обстоятельствах не рекомендуются для сварки постоянным током.
Вольфрамовые электроды легированные оксидом иттрия

WY-20* (темно-синий)

Стойко выдерживают большие токи не загрязняя металл шва вольфрамом. Используются для сварки особо ответственных соединений постоянным током.
Другие вариантыСуществуют 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:

МеталлТолщина металла, ммДиаметр электрода, мм
Цветные металлы11,6
22
43
5-64
7 и более5
Углеродистые, конструкционные и нержавеющие стали, жаропрочные сплавы0,51
11,6
22
33
44
5 и более6

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.

Выполнение TIG сварки

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, ммПостоянный ток прямой полярности, АПеременный ток, А
110-7010-15
1,640-13030-90
265-16050-100
3140-180100-160
4250-340140-220
5300-400200-280
6350-450250-300

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.

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.

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.

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.

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.

Чем лучше точить вольфрамовые электроды?

#1 Урий

Существует множество разных заточных дисков и камней. Какими дисками лучше точить вольфрамовые электроды ,чтобы дуга лучше гарела и меньше было царапин после заточки? Кто,чем и как точит? Какие камни для этого подходят и не оставляют канав после заточки вольфрама? В сварочном магазине не дали внятных ответов.

#2 Георгий 11

Просьба не хамить мне,а не то буду жмать кнопку жалоба

  • Участник
  • Cообщений: 10 170
    • Город: Орел

    #3 Урий

    #4 ARGONIUS

  • Участник
  • Cообщений: 2 578
    • Город: Н.Новгород

    #5 chdv1971

    Точу на алмазе на обыкновенном точиле. Теперь борозда на алмазе. В этой борозде дальше точу .

    Настольный сварщик .

    #6 Sakhalin_Cat

  • Участник
  • Cообщений: 1 939
    • Город: Южно-Сахалинск

    Вот такие бывают точилки. Фоткам лет 7 уже. В своё время потратил кучу бабок на её приобретение, думал что очень нужная вещь.

    На них можно получить любой угол с одинаковой повторяемостью. Правда валяется где-то в углу уже несколько лет, а точим на ленте, так как наждака нету.

    Прикрепленные изображения

    Сообщение отредактировал Sakhalin_Cat: 03 Ноябрь 2014 18:34

    #7 chdv1971

    Вот такие бывают точилки. Фоткам лет 7 уже

    Очень дорогая штука. Сам засматривался, но цена сильно отпугивает. Всё казалось, что после этого девайса аппарат начнёт сам варить.Лучше маску хорошую купить или две.

    Сообщение отредактировал chdv1971: 03 Ноябрь 2014 18:46

    Настольный сварщик .

    #8 Урий

    Sakhalin_Cat, на ленте и на этом аппарате что на Вашем фото разница есть? Речь идет на чем лучше точить из 2 Ваших вариантов.

    Сообщение отредактировал Урий: 03 Ноябрь 2014 18:54

    #9 Sakhalin_Cat

  • Участник
  • Cообщений: 1 939
    • Город: Южно-Сахалинск

    на чем лучше точить из 2 Ваших вариантов.

    Для ручной сварки, без разницы на чем точить. На ленте гораздо быстрее.

    А вот когда варит автомат например орбиталка, там без этого аппарата уже никуда, повторяемость стыка непойдет или количество танцев с бубном вырастает на порядок..

    Сам засматривался, но цена сильно отпугивает.

    В ручной сварке бесполезная приблуда, только если повыпендриваться.

    #10 laguna

    Хотел выложить фото аппарата для заточки вольфрамов, но по-моему, удалил фотографии с компа. Где то на форуме есть точно, удобная штучка, правда всего 4 заданных угла заточки, но на несколько диаметров электрода. Сейчас пользую вариант гораздо проще: ленточный наждак и акумуляторная дрель. В патроне дрели зажимаете вольфрам и на быстрой скорости затачиваете на работающем наждаке любой задуманный угол. Только сноровка нужна поначалу, а потом будет легко и просто!

    #11 Sakhalin_Cat

  • Участник
  • Cообщений: 1 939
    • Город: Южно-Сахалинск

    В патроне дрели зажимаете вольфрам

    #12 laguna

    Гораздо проще крутнуть вольфрам между пальцами, при небольшой сноровке заточка занимает считанные секунды.

    И так затачиваю, без проблем. Не удобно когда короткий электрод: быстро нагревается и обжигает пальцы. А в патроне ак.дрели – легко и пальцы не обжигаются. Привык.

    #13 G_Kar

  • Участник
  • Cообщений: 1 949
    • Город: Томск

    Точим на маленьком наждаке, купили самое мелкое зерно, которое было в розничной продаже, специально делал риски и вдоль и поперек и по спирали – разницы не заметил.

    Мои работы в инстаграм: @MOV_engineering

    #14 Урий

    Обозначение мелких наждаков имеется особенно которых хватает на долго? То что в природе всякого разнообразия много ,это хорошо, а то что послужило уже долго, желательно бы обозначение иметь,чтобы спрашивать при покупке.

    #15 selco

    чо думаю , то и пишу.

  • Мастер
  • Cообщений: 7 010
    • Город: Электросталь

    Обозначение мелких наждаков имеется особенно которых хватает на долго?

    Мелкие ещё не значит что стойкие, вольфрам здорово грызет круг и мелкие круги быстрее изнашиваются. В маркировке не разбираюсь но фото выложу моего круга (может по фото кто скажет марку) , он крупный но износу сопротивляется здорово и вольфрам грызет дай бог. Так вот на крупном предварительная заточка и далее на алмазной чашке доводка. Риски на вольфраме только вдоль , так более концентрирована дуга получается и заметно это когда на очень короткой дуге варишь. Ещё хорошо иметь ручные тиски, для зажима и заточки вольфрама, пальцы будут целы от ожогов.

    #16 демонстратор

    selco, Я вольфрам точу на полиуритановом саморасширяющемся барабане, сначала одеваю ленту кубитрон Р40 зернистость (3М -искуственный кристал) , потом трайзакт (TZ – специальное зерно от 3м) А100 – А16 (другое обозначение зернистости присущее только трайзакт от 3М – очень мелкое самозатачивающееся зерно – может доходить до Р2500), на фото данный девайс за керамическим спреем стоит. Ставится барабан на УШМ (придумал и сделал сам). Зерна значение имеют . Выше описанная подборка зерен делает точку вольфрама холодной (пальцам не жарко – точу голой рукой), самозатачивающиеся зерна стоят очень долго (в разы). И да – лента устраняет вибрацию почти полностью, в полнотелом круге как его не центруй вибрация на порядок выше. Барабан в момент вращения раскрывает лепестки , оные упираются в ленту (внутреннюю ее часть) и в итоге идельно центрируют сам девайс.

    Сообщение отредактировал демонстратор: 04 Ноябрь 2014 09:05

    #17 Sakhalin_Cat

  • Участник
  • Cообщений: 1 939
    • Город: Южно-Сахалинск

    на полиуритановом саморасширяющемся барабане

    Вы бы его сфотали крупно с разных ракурсов. Штука редкая, Думаю тут мало кто видел такие прибамбасы.

    У меня надувные для полировки плоскостей используются.

    Колечки готовые приобретаете или склеечная машинка есть?

    Сообщение отредактировал Sakhalin_Cat: 04 Ноябрь 2014 12:13

    #18 демонстратор

    Никто ни мог видеть этот прибамбас, я его сам придумал и сам сделал , под стандартные ленты 100х289 (которые идут под надувные/саморасширяющиеся барабаны 100х90Х19 – скорее всего вы именно таким и пользуетесь). Единственное что изменено это ширина барабана (30мм а не 100) , материал -полиуритан а не резина, посадка (М14 а не 19 под шпонку) на ушм ставить. Придумал я его для 3-х целей . 1) зачистка околошовной зоны под узк контроль, 2) делать фаски /плировку (под микрошлиф)на металле, 3)точить быстро и холодно вольфрам. Потом выяснилось , что очень весело этим барабаном (тот что на 30мм) обрабатывать емкости под молоко изнутри самой цистерны), сверла точить, корче функциональная цацка получилась от грубого сноса под фаску (например 20мм лист) до полировки св.швов мед.соудов (чистота Р2500). Ща манагера заставлю фоток нарубить.

    Сообщение отредактировал демонстратор: 04 Ноябрь 2014 13:50

    #19 selco

    чо думаю , то и пишу.

  • Мастер
  • Cообщений: 7 010
    • Город: Электросталь

    Никто ни мог видеть этот прибамбас, я его сам придумал и сам сделал

    Тем более тогда фото требуются по подробнее вместе с УШМ.

    #20 Sakhalin_Cat

  • Участник
  • Cообщений: 1 939
    • Город: Южно-Сахалинск

    Где-то были заводские, ссылку найду выложу.

    Сообщение отредактировал Sakhalin_Cat: 04 Ноябрь 2014 14:30

    Аргонная 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:

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

    Преимущества

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

    Выбор и заточка вольфрамовых электродов

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

    Тип вольфрамового электрода, состав, маркировкаХарактеристика
    Вольфрамовые электроды без специальных добавок

    Вольфрама не менее 99,5%, остальное примеси

    WP (зеленый)

    Чистый вольфрам характеризуется очень высокой энергией, необходимой для выхода электрона из атома, вследствие чего зажигать дугу сложнее, чем с легированными электродами. Кроме того, из-за высокой энергии выхода электрона, температура на кончике выше, что приводит к короткому сроку службы электрода. Эти электроды используются только для сварки переменным током, однако лучше их вообще не использовать .
    Вольфрамовые электроды легированные оксидом тория

    WT-20* (красный)

    Долгое время торированные электроды были наиболее часто используемыми, и поэтому превратились в стандарт, который используется для сравнения других вольфрамовых электродов. Однако, поскольку торий является радиоактивным, многие пользователи перешли к другим альтернативам (когда они появились). Торий не вредит здоровью находясь в электроде, но опасна пыль, образующаяся при заточке, которая может попасть в легкие или открытые раны. Торий выделяется в воздух и при сварке, но в значительно меньшем количестве. Поэтому следует принимать меры предосторожности при заточке и сварке. Несмотря на эти проблемы, торированные электроды по-прежнему часто используются. Они имеет низкую энергию выхода электрона, и главное, хорошо работают при перегруженности по току . Эти электроды используются для сварки постоянным током, и не должны использоваться с переменным током.
    Вольфрамовые электроды легированные оксидом церия

    WC-20* (серый)

    Эти электроды особенно хороши для сварки постоянным током с низкой силой тока, потому что они очень легко зажигают дугу и, как правило, не могут работать при таких же высоких токах как торированные электроды. Хороши для коротких циклов сварки . В частности, они широко используется для сварки очень мелких деталей. Используются для сварки постоянным током, и не должны использоваться с переменным током.
    Вольфрамовые электроды легированные оксидом лантана

    WL-20* (синий)

    Имеют низкую энергию выхода электрона и самую низкую температуру на кончике, что способствует увеличению срока службы. Если не перегружать электрод по току, он может прослужить дольше, чем торированный электрод . Но не может работать при таких же высоких токах как торированный электрод. Используется для сварки постоянным током, а также будет показывать хорошие результаты с переменным током.
    Вольфрамовые электроды легированные оксидом циркония

    WZ-8 (белый)

    Этот материал является наиболее часто используемым при сварке переменным током , потому что имеет более стабильную дугу, чем чистый вольфрам. Хорошо препятствуют загрязнению ванны при переменном токе. Ни при каких обстоятельствах не рекомендуются для сварки постоянным током.
    Вольфрамовые электроды легированные оксидом иттрия

    WY-20* (темно-синий)

    Стойко выдерживают большие токи не загрязняя металл шва вольфрамом. Используются для сварки особо ответственных соединений постоянным током.
    Другие вариантыСуществуют 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:

    МеталлТолщина металла, ммДиаметр электрода, мм
    Цветные металлы11,6
    22
    43
    5-64
    7 и более5
    Углеродистые, конструкционные и нержавеющие стали, жаропрочные сплавы0,51
    11,6
    22
    33
    44
    5 и более6

    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.

    Выполнение TIG сварки

    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, ммПостоянный ток прямой полярности, АПеременный ток, А
    110-7010-15
    1,640-13030-90
    265-16050-100
    3140-180100-160
    4250-340140-220
    5300-400200-280
    6350-450250-300

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    Читайте также:  Как убрать гравировку с металла?
    Ссылка на основную публикацию
    ×
    ×
    Adblock
    detector