Вольфрамові електроди - характеристики та опис

Аргонодуговое зварювання відрізняється за технологією від інших видів з'єднання металів. Весь процес відбувається у захисній атмосфері, а плавлення металу заготовок забезпечують вольфрамові електроди.

У цьому матеріалі ми розберемо, які характеристики повинні мати такі розхідники та їх різновиди. А також, що потрібно знати при використанні таких електродів.

Основні характеристики

На відміну від покритих аналогів, вольфрамові стрижні не мають обмазки, а додатковий матеріал присадки під час зварювання подають окремо у вигляді прутка. Захист від окиснення зварювальної ванни забезпечується за рахунок подачі газу (аргону, гелію або вуглекислоти).

Довжиною вольфрамові електроди найчастіше зустрічаються в 175 міліметрів, але є стрижні та коротші: 50. 75, 150 мм. Діаметр також різний: від 1 мм до 8 мм.

За своїм складом такі витратні матеріали бувають різними: із чистого вольфраму або з добавками у вигляді лантану, ітрію, торію, цирконію та інших елементів.

Легуючі елементи у вигляді оксидів рідкісноземельних металів, які вносять до складу при виготовленні, додають стійкості до плавлення вольфраму та покращує його якість.

Щоб можна було відрізняти різні електроди, прийнято кольорове та літерне маркування різновидів вольфрамових стрижнів.

Маркування електродів

Знаючи основні позначення, якими маркують вольфрамові електроди, можна «прочитати» їх опис, склад і сфери використання. Існують такі типи цих зварювальних витратних матеріалів, які відрізняють за кольором. Літерні позначення вказують на хімічний склад та наявність домішок. Характеристики вольфрамових електродів за марками такі:

"WP" зеленийколір. Це позначення стрижнів, основним складом яких є чистий метал. Відсоткове співвідношення добавок становить близько 0,5%. Призначення таких електродів – зварювання алюмінієвих деталей, а також сплавів цього металу та магнію.

На змінному струмі з використанням інверторного обладнання електроди із чистого вольфраму забезпечують стабільну роботу дуги. Кінчик стрижня виконаний у вигляді кульки, це робиться для зниження термічних навантажень на сам розхідник.

"WZ8", колір білий. Маркування означає, що у складі електрода є окису металу цирконію. Такі електроди мають властивість витримувати набагато більші струмові навантаження, на відміну від інших. Використовують їх для зварювання різних кольорових металів: бронзи, магнію, алюмінію, нікелю та їх сплавів. Зварювання металів краще проводити на змінному струмі. Заточення закінчення стрижня також виконане у вигляді кульки.
"WT20", колір червоний. Такі вольфрамові електроди є найбільш поширеними, хоча мають шкідливу добавку для здоров'я — торій. Це радіоактивний метал і у великих обсягах зварювальних робіт на виробництві краще не використовувати витратні матеріали з таким складом. При невеликій кількості використання електродів практично нешкідливе.

Зате властивості, які мають торієві стрижні, набагато перевершують багато інших аналогів. Їх можна використовувати для зварювання різних видів сталі, у тому числі і нержавіючої. А також досить тугоплавких металів, як титан і молібден. Можливе зварювання і мідних, нікелевих чи бронзових деталей.

Зварювання такими електродами проводять на постійному струмі.

"WY20", колір темно-синій. Добавка у вигляді окису ітрію дозволяє отримати стабільне та стійке горіння електричної.дуги на постійних струмах за прямої полярності. Ці електроди застосовують для зварювання сталі як вуглецевої, так і нержавіючої, а також мідних та титанових заготовок.

Рекомендується використовувати ітрієві стрижні синього маркування при зварювальних роботах на різних важливих та несучих конструкціях.

"WC20", колір сірий. Такі електроди практично універсальні, тому що ними можна працювати при змінному чи постійному струмі. Домішка рідкоземельного церію дозволяє отримати стабільне горіння дуги навіть за малої потужності обладнання.

Церієві стрижні використовують для зварювання сталі та тонкостінних конструкцій з неї, а також орбітальному зварюванні труб.

Орбітальне зварювання - це процес з'єднання деталей, коли зварювальна дуга повертається на всі 360 градусів при статичній заготівлі.

"WL15", колір золотистий. Стрижні призначені для зварювання всіх видів та марок сталі в режимах постійного та змінного струму. Рідкоземельний лантан у складі електрода дозволяє отримувати стійкість горіння дуги, легкий підпал та уникнути пропалювання заготовок.
"WL20", колір синій. Це аналог попередніх золотистих електродів, лише з великим відсотковим складом лантану. Такими електродами можна варити леговану та високолеговану сталь, а також бронзу, алюміній чи мідь. Перевага розхідника, як та її аналога, у цьому, що він менш зношується проти іншими марками.

Незважаючи на домішки, будь-який вольфрамовий електрод складається практично на 97% чистого металу. Матеріал дуже тугоплавкий (плавлення при 3422 °), що дозволяє використовувати практично з будь-якими виробами.

Заточення електродів

На відміну від електродів, що плавляться, які готові до використання навіть після їхпервинного застосування, вольфрамові необхідно готувати та контролювати стан їх кінчика. Навіщо це потрібно?

Вся справа в русі потоку електронів і від форми закінчення стрижня залежатиме розподіл енергії та тиск дуги на поверхню. Це впливає на ширину та глибину проварювання металу, а також форму та розміри зварного шва. Тому і потрібно заточувати вольфрамові електроди до потрібної геометрії.

Існують деякі правила заточування стрижня для тих чи інших умов роботи аргонодуговим зварюванням, а також залежно від марки самого розхідника.

Форма заточування залежно від марки електрода визначається в такий спосіб.

Марки WP і WL повинні мати кінчик у вигляді кульки (сфери).
Електроди марок «WT» заокруглюють, але без великого радіусу, швидше формується легка опуклість.
Вольфрамові стрижні з маркуванням "WC", "WY", "WT", і "WZ" заточують під конус, але в залежності від застосування форма може бути відмінною.

Визначити довжину, яку слід заточувати вольфрамовий стрижень, дуже просто. Для цього потрібно діаметр електрода помножити на постійне значення 2,5. Наприклад, якщо використовується розхідник з діаметром 2 мм, то заточування проводять на довжину 5 міліметрів.

Заточувати кінчик стрижня можна за допомогою точильного кола або болгарки. Зручно проводити цей процес, затиснувши вольфрам у патроні електричного дриля, обертаючи його при низьких обертах. Це дозволить рівномірно сточувати метал та отримати потрібну форму.

Однак, крім геометрії кінця електрода, важливим є і кут, на який він буде заточений. Такий параметр залежатиме від сили струму, на якому проходитиме зварювання заготовок.

При зварювальних роботах на невисокому струмі електродзаточують до значення 10-20 градусів.
Для зварювання металів на середніх струмах – 20-30 градусів.
На великій потужності кут заточування становить 60-120 градусів.

Кут заточування впливатиме на стабільність та стійкість горіння дуги аргонового зварювання, а також на ресурс роботи самого електрода. За показника менше 20 градусів, вольфрамовий стрижень зношуватиметься швидше. Якщо ж кут заточування більше 90, то у такому разі дуга може бути нестійкою. Правильно заточувати електрод потрібно незалежно від виду матеріалу, з яким доведеться працювати.

Припустимі помилки при заточенні стрижня призведуть до різних наслідків.

Якщо припустити неправильну ширину при заточуванні, це гарантовано призводить до непровареного шва. Кріплення буде неякісним.
Порушення симетрії (нерівномірна форма заточування) відхиляє зварювальну дугу від потрібного напряму.
Гострі або надто тупі кути провокують зношування розхідника або зменшують глибину провару.
Глибокі борозни та подряпини впоперек заточеного кінчика призводять до нестабільного горіння дуги (так зване «блукання»).

У разі таких явищ слід припинити роботу і виправити заточування вольфраму.