Сварка вольфрамовым электродом: состав, технические преимущества и способы их использования

Сварочные стержни из чистого вольфрама используются крайне редко, т. к. для работы с такими электродами необходимы только аппараты TIG. Поэтому добавляются легирующие элементы. Согласно этим добавкам – их цветовое обозначение наконечников:

  • зеленый цвет сообщает о стержне из чистого вольфрама, маркировка WP. Для сваривания алюминия и меди;
  • серый цвет – это добавка оксида церия, обозначается как C. Используется для сварки с любым видом тока;
  • красный наконечник – обозначение для диоксида тория, маркировка T. Для сваривания цветного металла, нержавеющей и углеродистой стали. Главный минус – радиоактивность тория: работая с ним, необходимо придерживаться строгой техники безопасности;
  • темно-синий цвет означает диоксид иттрия, маркируется Y. Используется для сварки на постоянном токе прямой полярности для разного металла (нержавеющая, углеродистая сталь, медь, титан);
  • белый цвет – обозначение для добавления оксида циркония, маркировка Z. Используется для сваривания алюминия и меди с помощью аргона на переменном токе, важно обеспечить чистоту сварочной области;
  • золотой цвет характеризует добавление оксида лантана, маркировка WL-15. Используется для сварки двумя видами тока (постоянным и переменным), содержание легирующего элемента 1,5%;
  • синий цвет тоже обозначает добавление оксида лантана, но в соотношении уже 2%.

Примерная стоимость вольфрамовых электродов на Яндекс.маркет

Категории вольфрамовых электродов:

ВИДЫ ВОЛЬФРАМОВЫХ ЭЛЕКТРОДОВ: МАРКИРОВКА, ПРИМЕНЕНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ

Для удобства подбора вольфрамовых электродов для TIG сварки существует международная маркировка по цветам. Она считается общепринятым стандартом и понятна каждому мастеру. Выделяют несколько основных типов:

  • WP, электроды зеленого цвета. В их составе чистый вольфрам (99,9%). Идеальны для сварки алюминия, магния, никеля и сплавов.
  • WT, электроды красного цвета. В их составе 2% тория. Созданы для работы со сталями, никелем, титаном, различными сплавами.
  • WC, электроды серого цвета. В их формуле есть церий. Такие электроды из вольфрама можно купить для сварки меди, титана, молибдена и прочих материалов.
  • WY, электроды темно-синего цвета. Содержат в составе иттрий. Применяют их обычно для работы с конструкциями повышенной важности.
  • WL-15 (золотой) и WL-20 (синий цвет). Изготавливаются с добавлением лантана. Хороши для обработки стали, алюминия, меди, бронзы.
  • WZ, белый цвет. Состоят из вольфрама и циркония. Подходят для аргонной сварки меди, бронзы, алюминия, сплавов.

Понять, что каким вольфрамовым электродом варят, поможет и структурированная таблица, представленная ниже.

ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ЭЛЕКТРОДОВ

У каждого из типов есть свои интересные особенности, а также преимущества. Правильно используя их и учитывая эти нюансы в процессе сварки, можно существенно повысить эффективность рабочих процессов.

ВОЛЬФРАМОВЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ WL-15, WL-20

  • Благодаря наличию лантана в составе они более долговечны. Практически не засоряют сварную ванну вольфрамом.
  • Хорошо сохраняют форму первоначальной заточки. Такой эффект достигается равномерным распределением лантана по всей длине изделия.
  • С добавлением лантана возрастает допустимый сварочный ток. При этом износ самого электрода снижается практически на 50%, если сравнивать с чистым вольфрамом.
  • Супер легкий первоначальный запуск дуги.
  • Имеют низкую склонность к созданию прожогов.
  • Поддерживают очень устойчивую дугу.Обеспечивают хорошие показатели повторного розжига.

ВОЛЬФРАМОВЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ WC-20

  • Изделия с добавлением церия хорошо подходят для работы на исключительно малых токах. Хорошо справляются и с такой сложной работой, как ювелирная сварка, при которой требуется особая точность.
  • Если сравнивать WC-20 с другими типами электродов, то при работе на малых токах они обеспечивают более устойчивую дугу, простое зажигание.
  • Подходят для сварки в любых плоскостях.
  • Специалисты не рекомендуют использовать цериевые электроды для сварочных манипуляций с высокой плотностью тока. Это может привести к потере всех свойств. В такой ситуации электрод ведет себя так, словно изготовлен из чистого вольфрама без добавок.
  • Легкий розжиг и исключительная стабильность дуги.
  • Длительный срок эксплуатации.
  • Отсутствуют радиоактивные свойства.
  • Выдерживают более высокую нагрузку током, нежели электроды из чистого вольфрама.

ВОЛЬФРАМОВЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ WZ-8

  • Могут быть использованы в тех случаях, когда необходимо исключить даже самое минимальное загрязнение сварочной ванны. При этом подходят для работы на переменном токе.
  • При работе на переменном токе AC существенно превосходят по показателям токовой нагрузки такие виды электродов, как WC-20 (цериевые), WL (лантановые), WT-20 (ториевые).
  • Быстрый и легкий розжиг.
  • Долговечность.
  • Повышенный уровень устойчивости дуги.

ВОЛЬФРАМОВЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ WP

  • Довольно сложно разжигаются.
  • В процессе работы на кончике электрода температура крайне высока, из-за чего сокращается срок эксплуатации.
  • Дают неплохие показатели устойчивости дуги.

ВОЛЬФРАМОВЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ WT-20

  • Радиоактивны. В процессе работы мастеру требуется дополнительная защита: плотная одежда и респиратор. В помещении должна быть организована хорошая вытяжная вентиляция.
  • Долговечны.
  • Хорошо функционируют при токовых перегрузках.
  • Обеспечивают легкий розжиг.

ВОЛЬФРАМОВЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ WY-20

  • Подходят для работы с только постоянным током.
  • Не загрязняют сварочную ванну.
  • Подходят для работы на ответственных объектах и с важными конструкциями.

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.

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.

Читайте также  Раствор готовый кладочный цементный марки 150

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.

Особенности работы с металлом

Следует знать, что сварка может проводится в ручном, автоматическом либо полуавтоматическом режиме. Работу делают и не применяя присадку, пользуясь только расплавленным металлом с кончиков элементов для сварных швов, что значительно сокращает рабочие затраты. Необходимо учитывать ряд моментов:

  • пайка вольфрама возможна даже в тех случаях, если толщина элементов менее 0,1 мм;
  • во время работы воздушные массы должны устраняться с действующей зоны, расход газа зависит от показателя толщины изделия, скорости пайки, типа соединений;
  • дуга может поджигаться, не касаясь металла, в таком случае понадобится осциллятор;
  • нужно тщательно следить за выбором полярности тока, что позволит уменьшать трату электродов за счет сокращения нагревания металла;
  • аргон создает защитный шар, предотвращая окисление и уменьшая использование материалов.

Существует ряд требований относительно работы. Их следует обязательно придерживаться для сохранения высокого качества изделий, в частности:

  • следить за точным соблюдением размеров для получения швов высочайшего качества;
  • пользоваться определенными приспособлениями, упрощающими сборку;
  • обезжирить кончики электродов и обрабатываемые поверхности;
  • правильно подбирать силу тока для экономии электродов и сохранения формы их заточек;
  • не забывать вытеснять воздух из зоны работ;
  • если используются инертные защитные газы, нужно постоянно следить, чтобы газовое облако закрывало не только сварную ванну, но и электрод с кончиком разогретой проволоки;
  • при ускорении сваривания должна возрасти и скорость подачи инертных газов.

Ручная методика имеет ряд особенностей. Работы выполняются справа налево. Если сваривают самые тонкие компоненты, то горелку нужно держать под углом 60 градусов, если более толстые — 90 градусов. При выборе методики установки присадки учитывают толщину изделий.

У автоматического и полуавтоматического режимов также имеются особенности. Так, направление работы должно помогать перемещению присадочного прутка в передней части дуги. Электроды размещают в перпендикулярном положении к сварочным поверхностям, а присадка и проволока — под углом 90 градусов.

Сварка вольфрамовыми электродами

Трансформаторы выступают главными источниками питания, когда используется переменный ток, генераторы и выпрямители — если постоянный. У всех источников должна быть крутопадающая характеристика, которая поддержит постоянную величину напряжения, если нарушена длина дуги из-за перепадов.

Относительно того, что варят вольфрамовыми электродами. Такой тип сваривания используют при работе с молибденом, никелем, титаном и высоколегированными сталями. Источник высокой температуры — ток.

Компоненты — специальный электрод и газ аргон, то есть процесс происходит уже в защищенной среде, что приводит к улучшению характеристик сварочных швов, упрощая саму работу и делая ее более эффективной.

Общая характеристика

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

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

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

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

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

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

Требования к процессу сварки

Технология и правила сварки

Для ручной аргонодуговой сварки вольфрамовыми электродами чаще всего используют инвертор. Во всем мире этот процесс известен как TIG. В таком режиме могут работать не только инверторы, но и другие типы сварочных аппаратов. Кроме того, различают работу на переменном токе (АС) и работу на стабилизированном постоянном токе (ДС).

Сварка ведётся в различных направлениях с расположением горелки под разными углами, в зависимости от толщины свариваемых материалов. Главное условие качественного шва – поддержание стабильной дуги. Проще всего получить хороший результат при работе на постоянном токе прямой полярности.

Очень важно правильно подавать присадочную проволоку и следить за нагревом электрода в процессе его заточки. При перегреве электрод становится хрупким и может переломиться.

Необходимое оборудование для сварки

Прежде всего, нам понадобится источник питания и лучшим выбором станет сварочный инвертор. К нему необходимо добавить следующие средства и материалы:

  • горелка;
  • газовый шланг;
  • неплавящийся вольфрамовый электрод;
  • защитный газ — аргон;
  • присадочная проволока — пруток.

Вместо аргона можно использовать гелий. Выбор газа решается технологами в зависимости от материала свариваемых деталей. Кроме обеспечения процесса всем необходимым оборудованием, необходимо не забывать о качественной подготовке кромок.

Техника безопасности

Сварка вольфрамом в среде защитного газа по праву считается одним из самых безопасных способов соединения деталей. Это обусловлено малым количеством вредных веществ, выделяемых в процессе сварки. Несмотря на это, необходимо стремиться к еще большему уменьшению опасных газов и механической пыли. Это достигается уменьшением скорости сварки, снижением величины сварочного тока и недопущения к свариванию поверхностей, загрязненных маслом.

Сварщики должны допускаться к работе только после прохождения всех видов инструктажа и после проверки актуальности их допусков. Особенно это касается допуска по электробезопасности. Сварщик должен знать специфику применения индивидуальных средств защиты и неукоснительно использовать их в своей работе. Только такой подход гарантирует многолетний труд без вреда для здоровья.

Читайте также  Дачные домики проекты фото для 6 соток

Сферы применения

Если сваривание идет встык без зазора, то достаточно расплавить кромки свариваемых изделий под защитой аргона и получится хороший герметичный шов.

Если имеется зазор, то необходимо в область сварки вводить присадочную проволоку из того же материала, в результате получится прочный шов с большим сопротивлением на разрыв и излом.

Когда требуется применять TIG сварку к тугоплавким материалам, то используют гелий. В среде этого газа электрическая дуга вырабатывает тепла в 1,5-2 раза больше, чем в аргоне. Поэтому происходит более глубокая проварка шва и увеличивается скорость сварки.

Применение аргона и гелия в пропорции 40/60 позволяет получить достоинства того и другого: стабильность дуги благодаря аргону, глубокое проплавление шва благодаря гелию.

Аргонодуговая сварка TIG получила распространение в машиностроении, в пищевой промышленности для изготовления посуды, в химической и нефтеперерабатывающей промышленности для производства емкостей. Без TIG сварки трудно представить автомастерскую или производство изделий из алюминия.

При желании любой человек может своими руками сделать TIG сварку из инвертора, для этого достаточно укомплектовать оборудование сварочной TIG горелкой, баллонами с аргоном. Нужна также вентильная система подачи газа.

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!