Аппарат дуговой сварки вольфрамовым электродом

Сварка вольфрамовым электродом: особенности и преимущества.

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 угольные, графитовые, 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.

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 прутки для сварки 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 сварки трубопроводов 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 вольфрамовым электродом 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 аргоновая сварка и художники-сварщики.

Некоторые обязательные технологические требования:
При ручной сварке, 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-дуговой сварки 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.

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.

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки

В последнее время сварочные работы получили достаточно большое распространение, что связано с высоким качеством получаемого шва и многими другими моментами. Проводить сварку можно с использованием специального оборудования, а также расходного материала – электродов. Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки на сегодняшний день весьма распространены. Они представляют собой неплавящийся подводник, который предназначен для работы в защитной среде. В качестве защитной среды могут применяться газ аргона или гелия.

При применении специального электрода для рельефной сварки стоит учитывать, что он предназначен для образования дуги и ее удерживания, не выступает в качестве припоя. Для использования вольфрамовых электродов требуются специальные сварочные аппараты. Классификацияимеет огромное количество особенностей, к примеру, применяются различные цвета для обозначения химического состава.

Маркировка вольфрамовых электродов

Вольфрам идеально подходит в качестве тугоплавкого материала, который предназначен для стабилизации образующейся дуги. К особенностям этого расходного материала отнесем следующие моменты:

1. Выдерживает длительную работу под высоким напряжением.
2. Применяемый материал при изготовлении способен выдерживать длительное воздействие высокой температуры.
3. Плавится вольфрам намного медленнее, чем другие материалы, применяемые при изготовлении электродов.

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки классифицируются по цветам и многим другим признакам. Деление на классы позволяет существенно упростить выбор. При выборе учитываются многие особенности процесса сварки металлов. Маркировка электродов проводится для обозначения размера прутка и химического состава, а также других значимых характеристик.

Характеристики различных марок вольфрамовых электродов

Уделяя внимание обозначению маркировки вольфрамовых электродов ТИГ и других вариантов, исполнения следует отметить нижеприведенные моменты:

1. Первый символ в маркировке, который указывает на применение вольфрама в качестве основного материала при изготовлении электродов, всегда «W».
2. Следующий символ предназначается для обозначения металлов. Как правило, концентрация примесей указывается в процентном соотношении. К примеру, число 20 говорит о концентрации примеси 2%.
3. Следующее число указывает на длину прутка. Наиболее распространенным вариантом исполнения можно назвать вольфрамовый электрод с длиной 175 мм. На рынке можно встретить и другие варианты исполнения рассматриваемого изделия.

Стоит учитывать, что пруток из чистого вольфрама на сегодняшний день применяется крайне редко, так как с ним могут работать исключительно сварочные аппараты TIG (даже при их использовании может возникнуть много трудностей). Примеси применяются для изменения следующих показателей:

1. проводимости;
2. плавкости;
3. дугообразования;
4. прочности.

Международные стандарты, применяемые при обозначении, определяют следующие моменты:

1. WP – обозначение, которое используется для электродов с чистым вольфрамом. На примеси уходит менее 0,5%. Как ранее было отмечено, подобные варианты исполнения довольно трудно применять при сварке.
2. С – символ, применяемый для обозначения примеси Церия. Стоит учитывать, что для данного варианта исполнения применяется также серый цвет обозначения. Подходит вольфрамовый электрод с подобной примесью для многих аппаратов
3. Т – применяется для обозначения диоксида тория. Для маркировки подобного стержня принято использовать красный цвет. Область применения весьма обширна, как правило, проводится плавка цветных металлов, к примеру, нержавеющей стали. При выборе этого варианта исполнения следует помнить о его существенном недостатке – применяемая лигатура зачастую радиоактивная. Именно поэтому при изготовлении применяется столь яркий цвет. Во время проведения работы нужно соблюдать технику безопасности. Достоинством этого типа прудков можно назвать высокую прочность.
4. Z–обозначение оксида циркония. Для обозначения данной примеси применятся белый цвет. Чаще всего подобный вариант исполнения вольфрамового электрода используется при работе с медью или алюминием. За счет определенной концентрации оксида циркония повышается стабильность образующейся дуги.
5. Y – диоксид иттрия. Для обозначения этого легирующего элемента применяется темно-синий оттенок. Область применения – производственные цехи, в которых получают конструкцию, рассчитанную на выдерживание высокой нагрузки. Подходит для сваривания меди, титана и некоторых сталей.
6. L – обозначение оксида лантана. Стоит учитывать, что данный вариант исполнения может маркироваться самым различным образом. Изделие считается универсальным предложением, которое подходит для работы с постоянным и переменным током. Основными эксплуатационными качествами можно считать высокую прочность и устойчивость к воздействию критических температур.

Цветовая маркировка вольфрамовых электродов

Цветная маркировка вольфрамовых электродов применяется для того, чтобы упростить процесс подбора расходного материала к определенным условиям работы.

Особенности сварки вольфрамовым электродом

Правильно выбрав электроды для сварки, можно лишь обеспечить условия для проведения качественной работы. Каждый сварщик должен знать все особенности сварки в аргоновой среде, когда применяются неплавящиеся электроды из вольфрама. Среди особенностей отметим следующие моменты:

1. При соединении нержавеющей стали или других материалов наконечник выступает в качестве проводника тока. Плавящиеся электродымогут иметь разную форму наконечника, так как этот параметр не отражается на особенностях проводимой работы.
2. За счет правильной заточки формируется стабильная дуга. Если допустить ошибку при заточке, образующаяся дуга будет нестабильной, что не позволит получить качественный шов.
3. При применении вольфрамовых электродов учитывается их химический состав и многие другие моменты.

Сварка вольфрамовым электродом

В некоторых случаях без подобных электродов просто не обойтись, но при обычной сварке их применять не рекомендуется.

Заточка вольфрамовых электродов

Заточка вольфрамовых электродов должна проводиться для того, чтобы можно было получить ровный шов при минимальных трудовых затратах. Заточка вольфрамовых сварочных электродов для аргонной сварки может проводиться для получения следующей формы:

Кроме этого, при проведении рассматриваемого процесса уделяется внимание:

1. углу заточки;
2. длине участка, с которого снимается материал при заточке.

Длина определяется при помощи специальной формулы, а вот выдержать требуемый угол заточки довольно сложно.

Особенности заточки вольфрамовых стержней также заключаются в нижеприведенных моментах:

1. С увеличением угла существенно повышается качество получаемого изделия, но возникают трудности при сваривании элементов, изготовляемых из толстого металла.
2. При выдерживании 60-ти градусов формирующаяся дуга становится более стабильной, перестает скакать, за счет чего процесс сварки существенно упрощается.

Приведенная ваше информация определяет то, что угол заточки выбирается в зависимости от особенностей конкретного случая. Если предъявляются высокие требования к получаемому шву, то заточка проводится под острым углом, если важна производительность, его можно снизить.

Правила заточки вольфрамовых электродов

Образование требующейся формы наконечника может проводится вручную или при использовании специальных инструментов. Для срезания материала может использоваться болгарка или наждачный круг. Кроме этого, в продаже встречается и специальное оборудование, предназначенное для проведения рассматриваемой работы.

При выполнении заточки вручную могут допускаться следующие ошибки:

1. Создается слишком острый угол. За счет допущения подобной ошибки материал начинает слишком быстро плавиться, работа существенно усложняется. Слишком острый угол создается лишь в том случае, когда нужно получить высококачественный шов. Перед тем как проводить сварку при большом угле заточки следует немного потренироваться, так как задача существенно усложняется.
2. Следует выдерживать ширину. Слишком большой или малый показатель становится причиной, по которой нельзя выдержать требуемые параметры проплавления шва.
3. Довольно часто встречается ситуация, при которой заточка проводится несимметрично. Это приводит к тому, что контролировать передвижение дуги становится очень сложно. Именно поэтому при проведении работы не стоит спешить, лучше всего проверять симметричность периодически, так как на определенном этапе исправить дефект уже будет невозможно.
4. При критическом снижении угла заточки снижается степень проплавки получаемого шва.
5. При применении болгарки есть вероятность того, что на поверхности появятся небольшие канавки. Этот дефект становится причиной блуждания дуги. Именно поэтому при проведении работы следует быть осторожным, не следует делать резких движений.

Если аргонодуговая сварка проводится часто, то следует применить специальный затачивающий станок. Кроме этого, некоторые фирмы предоставляют соответствующие услуги. Процесс заточки должен проводиться также с учетом того, какой материал будет обрабатываться.

В заключение отметим, что стоимость вольфрамовых электродов весьма велика. Это связано со сложностью производства, количеством и типом используемых материалов при изготовлении. Выпускают подобные изделия самые различные производители, большей популярностью пользуется продукция зарубежных производителей, но можно приобрести и варианты исполнения, предлагаемые отечественными производителями.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источники:

http://svarkagid.com/svarka-volframovym-jelektrodom-osobennosti-i/
http://proinstrumentinfo.ru/volframovye-elektrody-dlya-argonodugovoj-svarki-po-tsvetam/
http://stankiexpert.ru/spravochnik/svarka/volframovye-elektrody.html