Электроды вольфрамовые – качественная аргонодуговая сварка обеспечена!

Электроды вольфрамовые представляют собой неплавящиеся стержни для выполнения аргонодуговой сварки. Они используются также в некоторых операциях наплавки, плазменной резки металлов, напыления.

1 Описание марок вольфрамовых стержней по ГОСТ 23949–80

Описываемые сварочные изделия изготавливаются из вольфрама в чистом виде, а также из вольфрама и разных добавок, которые способны активировать процесс сварки. Государственный стандарт 23949 говорит о следующих марках вольфрамовых электродов для аргонодуговой сварки:

  • ЭВЛ;
  • ЭВЧ;
  • ЭВТ-15;
  • ЭВИ (1, 2 и 3).

Фото марок вольфрамовых электродов для аргонодуговой сварки, autowelding.ru

Массовая доля чистого вольфрама в указанных электродах составляет от 99,91 до 99,95 %. Различных примесей (в частности, молибдена, кремния, железа, алюминия, кальция и никеля) в них не может быть больше 0,05–0,11 %. В марках ЭВИ-2 и ЭВИ-3 допускается наличие до 0,01 % тантала, в ЭВТ-15 – 1,5–2 % двуокиси тория, в ЭВЛ – 1,1–1,4 % окиси лантана. В изделиях марок ЭВИ, кроме того, имеется от 1,5 до 3,5 % окиси иттрия.

Электроды вольфрамовые всех видов за счет высокой (порядка 5800 градусов) температуры кипения вольфрама и его повышенной (почти 3000 градусов) тугоплавкости характеризуются очень малым расходом во время осуществления сварки.

На один метр шва тратятся сотые части грамма материала. А добавка циркония, лантана, церия, тория придает стержням из вольфрама по-настоящему уникальные эксплуатационные параметры.

На фото - вольфрамовые электроды, avglob.org

Готовые электроды на своей поверхности не должны содержать загрязнений и каких-либо включений, окислов, расслоений, следов смазочных технологических материалов, трещин и раковин. В процессе приемки сварочных стержней их поверхность осматривается визуально. В некоторых случаях допускается использование мерительных приспособлений и специальных оптических средств.

2 Международная цветовая маркировка вольфрамовых сварочных стержней

Выбор конкретной марки электрода из вольфрама достаточно прост, они все обозначаются тем или иным цветом. Так, например, один из концов изделий из чистого вольфрама обозначается зеленым цветом и маркируется в международной практике литерами "WP". Такие электроды по мировым стандартам содержат от 99,5 % вольфрама. Они гарантируют идеальную устойчивость электродуги при выполнении сварочной операции на переменном токе.

"Зеленые" стержни – это, прежде всего, вольфрамовые электроды для сварки алюминия, сплавов на базе магния и чистого магния. Специалисты рекомендуют использовать их в тех случаях, когда ведется сварка в атмосфере гелия или аргона на синусоидальном переменном токе. Особенность таких стержней заключается в том, что их рабочий конец изготавливается в форме шарика. Подобная необходимость возникает из-за того, что тепловая нагрузка на изделие имеет ограниченный показатель.

Серым цветом выполняется маркировка электродов "WС-20". В их составе присутствует около двух процентов активного редкоземельного церия. Указанная добавка обеспечивает:

Фото серых вольфрамовых электродов WС-20, weldlab.ru

  • повышение разрешенных величин тока для сварки;
  • облегчение розжига дуги;
  • улучшение (и весьма существенное) эмиссии сварочного стержня.

"Серые" электроды в профессиональной среде считаются наиболее универсальными. Они позволяют соединять конструкции почти из всех известных в наши дни металлических сплавов и марок стали, причем, как на постоянном, так и переменном токе прямой полярности. Отметим, что церий является нерадиоактивным элементом. Кроме того, он причисляется к распространенным металлам редкоземельной группы.

Важный момент – "WС-20" даже при минимальных величинах тока обеспечивает отличную устойчивость сварочной дуги. Именно по этой причине рекомендовано его применение для сварки тонких стальных листов, трубопроводов различного назначения, а также трубных изделий любых диаметров. А вот высокие показатели тока при работе с "WС-20" лучше не выбирать, так как на раскаленном торце стержня может образоваться высокое содержание окисла церия.

Низколегированные и углеродистые стали, изделия из меди и титана, а также нержавеющие стали обычно свариваются на постоянном токе при помощи "красных" стержней (маркировка – "WT-20"). Данные электроды легируются диоксидом тория (до двух процентов) и используются чаще всего.

На фото - красные вольфрамовые стержни WT-20, spetsmetallmaster.tiu.ru

Стоит отметить, что торий является радиоактивным металлом. Если электроды "WT-20" используются не систематически, а объемы выполняемых работ незначительны, никаких угроз здоровью сварщика не существует. Если же предусматривается их постоянное применение, очень важно позаботиться об эффективной вентиляции сварочной зоны и об обеспечении сварщика защитной амуницией (специальная маска, очки и так далее).

Стержни с красной маркировкой при повышенных показателях сварочного тока практически не меняют своей конфигурации. В зависимости от того, какая задача ставиться перед специалистом, выполняющим сварку, можно изменять угол заточки "WT-20". В целом выбор "красного" электрода полностью обоснован при выполнении сварочной операции на постоянном токе. В подобных случаях он в разы более эффективен, нежели стержень из чистого вольфрама.

При сварке магния и деталей из алюминия на переменном токе обычно используют "белые" электроды "WZ-8" с оксидом циркония не более 0,8 процентов. Такие стержни имеют уникальную по своей стабильности дугу, они абсолютно не загрязняют сварочную ванну. Их рабочий конец выполнен в сферической форме. Разрешенная нагрузка тока на "WZ-8" немного больше, нежели на ториевые, лантановые и цериевые изделия для сварки.

Фото белых вольфрамовых электродов WZ-8 с оксидом циркония, kemppi.inwelding.ru

Очень ответственные конструкции из титана, медных сплавов, антикоррозионных и низкоуглеродистых сплавов чаще всего свариваются стержнями "WY-20", которые маркируются темно-синим цветом и содержат в качестве легирующего соединения диоксид иттрия (около двух процентов). Эти электроды характеризуются высокой устойчивостью катодного пятна, за счет чего дуга становится стабильной при самых разных величинах сварочного тока. На сегодняшний день "WY-20" признается самым стойким изделием из ряда электродов неплавящегося типа.

Также существуют сварочные стержни "WL-20" и "WL-15". Первые содержат оксид лантана в количестве порядка двух процентов (маркируются синим цветом), вторые содержат не более полутора процентов указанного оксида и обозначаются золотистым цветом. Их называют лантановыми электродами.

Данные изделия гарантируют малый уровень загрязнения сварного соединения и считаются весьма долговечными. А первоначальная заточка вольфрамовых электродов с оксидом лантана сохраняется длительное время, поэтому "WL" часто применяются для сварки "нержавейки" и обычных сталей на прямом по полярности постоянном токе.

На фото - вольфрамовые электроды WL-20 и WL-15, svarka-ufa.ru

Лантановые стержни имеют высокий несущий потенциал (он почти в два раза больше, чем потенциал стандартного изделия, изготовленного из чистого вольфрама), малую склонность к прожогам, простой розжиг дуги. Кроме того, "WL-20" и "WL-15" гарантируют минимальный износ рабочего торца сварочного стержня.

Как видим, разновидностей электродов, сделанных из вольфрама и специальных добавок, немало. А это означает, что пользователь может сделать грамотный выбор того стержня, который идеально подойдет для соединения деталей и конструкций из разных марок и видов сталей.

3 Особенности заточки вольфрамовых стержней

Для обработки описываемых в статье изделий для сварки обычно используется специальная машинка для заточки вольфрамовых электродов. Такое устройство располагает мелкозернистыми дисками высокой твердости. Зерно обязательно должно иметь мелкий размер, так как, в противном случае, на торце стержня при его заточке будут формироваться бороздки и небольшие заусенцы. Во избежание загрязнения диска запрещено использовать машинку для обработки каких-либо иных материалов.

Машинка для заточки вольфрамовых электродов применяется по мере необходимости. Угол заточки и величина притупления сварочного стержня имеют огромное значение для нормального его применения, так как они напрямую воздействует на проплавляющие возможности электродуги. При снижении величины притупления наблюдается повышение глубины проплавления, а также увеличение плотности тока, давления дуги и концентрации теплового потока.

Геометрические параметры и форма столба дуги изменяется при выборе того или иного угла заточки. Столб электродуги будет характеризоваться конической формой при углах от 15 до 75 градусов. А в тех случаях, когда заточка проводится под большим углом, столб будет модифицировать свою форму в цилиндрическую. При использовании переменного тока заточку чаще всего выполняют с округлым торцом. в обработка рекомендована для случаев, когда процесс осуществляется на постоянном токе.

Фото конусовидной заточки вольфрамовых электродов, svarkainfo.ru

Длина заточки, как правило, составляет 0,5–2 сечения сварочного стержня, она оказывает существенное влияние на ширину и глубину шва. С повышением длины заточки наблюдается уменьшение ширины проплавляемого участка. Если же выбирается небольшая длина, глубина проплавления существенно уменьшается. Об этих особенностях всегда нужно помнить, когда используется машинка для заточки вольфрамовых электродов.

Также хочется добавить, что стабильное горение электродуги после заточки вольфрамовых стержней зависит от:

  • притупления на кончике электрода;
  • рисок, которые появляются на изделии в процессе заточки.

Величина притупления подбирается таким образом, чтобы она соответствовала показателю тока и сечению сварочного стержня. А риски, размеры коих обязаны быть минимальными, размещают вдоль оси изделия. После выполнения заточки рекомендуется проводить полирование стержня.

На фото - полирование вольфрамового стержня после заточки, youtube.com

Далее мы приводим краткие описания нескольких устройств для заточки электродов из вольфрама:

  • "G-Tech" от известного производителя ESAB: машинки разных моделей с алмазными дисками и системой улавливания пыли в автоматическом режиме, а также вместительными возвратными емкостями. Добавим, что устройствам "G-Tech" не нужна отдельная система вытяжки;
  • "ESG Plus" от компании Orbitalum: обработка электродов шести популярных сечений, возможность выполнения четырех разных углов и торцевания острия сварочных стержней;
  • "EWM TGM 40230": компактный ручной станок, обеспечивающий достойное качество заточки под углом от 0 до 90 градусов.