Характеристики и эксплуатация неплавящихся электродов

Сварка являет собой нагревание электрода и метала с целью для соединения. Сварочные неплавящиеся электроды есть важным элементом и нужны для автоматической и ручной сварки. Материалами для соединения есть цветные сплавы, сталь. Для создания швов необходима проволока, которая есть присадочной, меняет свою структуру и плавится при разряде. Защитный газ, который используется в процессе, необходим для того, чтобы создать условия для защиты зоны, где проходит сварка от вредных паров, их выведения. На качество выполненной работы это тоже влияет.

Характеристика неплавящихся электродов

Неплавящиеся электроды из вольфрама имеют диаметр 2-6 мм. У них наконечники имеют вид конуса большой длины для постоянного бесперебойного тока и в форме сферы для сменного питания. Заточку проходят вручную или на специальных станках, у которых есть направляющая для установки стержня. Могут быть использованы при переменном и постоянном токе, при этом с прямой или обратной полярностью. Для переменного тока обязательное условие — использование стабилизатора, который компенсирует и выравнивает электрический ток. Сварка выполняется в одном из видов защитных газов — гелию, аргоне или азоте.

Какие виды сварочных электродов используются в настоящее время

Перед началом сварочных работ нужно внимательно выбрать необходимые для этого материалы. От них во многом зависит качество сварочного шва и успех работы в целом. Одним из основных материалов являются электроды, представляющие собой стержни определенного размера, металлические и неметаллические.

Изделия из металла, в свою очередь, подразделяются на различные виды и типы. Кроме того, они бывают плавящимися и неплавящимися. Неметаллические стержни могут быть только неплавящимися.

Не существует универсальных электродов для сварки, каждый из них подходит только для конкретных материалов, параметров сварного шва и условий работы.

Электроды не бывают универсальными, каждый из них подойдет только для определенного материала и параметра сварного шва.

По каким признакам производится классификация?

Маркировка стержней имеет буквенно-цифровое обозначение и осуществляется в соответствии с параметрами, которым они соответствуют. Классификация изделий производится по следующим признакам:

Схема расположения электрода

• металлу, с которым придется работать;
• технологии выполнения шва;
• толщине и типу покрытия;
• химическому составу;
• роду тока (постоянный, переменный) и его полярности;
• механическим показателям металла, из которого выполнен шов;
• состоянию покрытия и наличию вредных примесей.

В ручной дуговой сварке используется обозначение металлических сварочных электродов с покрытием, которое определяет ГОСТ 9467-75. В нем отражаются такие характеристики, как:

• тип;
• марка;
• назначение;
• диаметр;
• вид покрытия;
• толщина покрытия;
• назначение (для каких металлов и сплавов разрешено использование);
• расположение шва в пространстве;
• род тока.

Таблица типов электрода и обозначения его цветом в разных странах.

В соответствии с ГОСТ 9467-75, тип изделия выбирают для определенных видов сталей, которые будет сваривать электрод. Так, первый тип применяется для материалов с временным сопротивлением до 490 Дж/кв.см. Второй тип используется при том же сопротивлении, но для металла, от которого требуются более высокие показатели, касающиеся удлинения и вязкости. Для сталей с временным сопротивлением более 490 Дж/кв.см предназначен третий тип. Он рассчитан на возможность роста показателя до 590 Дж/кв.см.

По этому же госстандарту определяются марки электродов для таких сталей:

• углеродистых, конструкционных низколегированных;
• легированных конструкционных, повышенной и высокой прочности;
• теплоустойчивых;
• жаропрочных, жаростойких;
• специализированных.

А также для сплавов и других металлов:

• коррозийно-стойких сталей и сплавов;
• разнородных сплавов и сталей;
• чугуна;
• цветных металлов.

Условное обозначение всех характеристик электрода имеет следующую структуру:

Характеристика вольфрамовых электродов.

1. Тип.
2. Марка.
3. Диаметр изделия (в мм).
4. Кодировка назначения.
5. Кодировка толщины покрытия.
6. Индексы характеристик наплава и металла шва.
7. Кодировка вида покрытия.
8. Кодировка положения сварки.
9. Кодировка характеристик тока.

Неплавящиеся электроды и их маркировка

Изделия только из вольфрама или с присадками из вольфрама, окислов иттрия, тория, лантана, циркония обладают температурой плавления, значительно превышающей температуру сварки. Они дают устойчивую дугу при токе любого рода и полярности. Электроды обладают высокой износоустойчивостью и позволяют сваривать различные металлы. Сварочные работы, как правило, производятся в среде инертного газа.

Таблица размеров вольфрамовых прутков.

Маркировка неплавящихся сварочных электродов, в состав которых входит вольфрам, начинается с буквы «W». Кроме того, сориентироваться поможет и цвет, в который окрашен конец изделия. В частности, WP (чистый вольфрам) зеленого цвета используется при сварке магния, алюминия и сплавов. Работа производится переменным током.

Красный WT-20 (с диоксидом тория) – это сварка постоянным током таких сталей: низколегированных, углеродистых, нержавеющих. Темно-синего цвета WY-20 (с диоксидом иттрия) подходит помимо этого еще для меди и титана. Сварку при переменном токе поможет осуществить WZ-8 белого цвета.

Отличия от плавящихся электродов

Недостатком и отличием есть то, что при работе электрод плавится. Он не только замазывает своими сплавами швы, но и уменьшается в размерах, в сравнении с неплавящемся. Это приводит к тому, что сварщику необходимо заменять электрод для работы.

Применение неплавящихся электродов:

• работа с заготовками, у которых детали состоят из цветных сплавов;
• надежное соединение листовых материалов;
• соединение крупных размеров цветного металла в больших листах;
• методы перенесения покрытия из одного металла на другой;
• сварка емкостей из метала для многих видов промышленности.

Благодаря технологии неплавящихся электродов можно сварить конструкции из металлов с большим процентом кремния, титана.

Какие бывают электроды и где их применяют

Различают три типа неплавящихся стержней: сделанные из угля, графита и вольфрама. Каждый обладает своими преимуществами и свойствами.

Угольный стержень пригодится для небольших ремонтных работ, резки воздушной дугой или сварки тонких конструкций из цветных металлов или нержавейки.

Профессионалы вместе с тугоплавкими угольными стрежнями используют присадки, которые подают в сварочную ванну или по сварочному шву.

Резка воздушной дугой (ВДК) — во время сварки происходит постоянный поток сжатого воздуха и убирается размягченный металл с поверхности, обеспечивая четкий и прямой разрез.

Сами тугоплавкие стержни могут быть круглой (резка воздушной дугой), плоской (сварка воздушной дугой) и круглой формы (обычная сварка).

Стержни из графита намного дешевле угольных и подходят для работы с цветными металлами. Как раз такие стержни и используют новички на заводах. Графит более устойчив к изменениям температуры и влажности и дольше служит в работе.

Виды сварки

Виды сварки неплавящихся электродов:

1. Ручная сварка неплавящимся электродом.
2. Автоматизированная.

Преимущества применения:

• сварка разных по виду материалов;
• в шлифовке и очистке от окалин швы не нуждаются;
• трещины и деформации не возникают;
• сваривать можно любые сплавы и металлы, запрещенных нет;
• когда формируется шов, расплав может составлять 0-100%;
• полярность подключения не играет роль;
• в системе защитного газа хорошая устойчивость к ряду дуг;
• химический состав можно менять за счет проволоки присадочной;
• быстрое выполнение;
• качественное соединение;
• приложен небольшой труд при монтаже или сварке.

Преимущества использования вольфрамовых электродов и сфера их применения

Технические преимущественные характеристики обусловлены химическим составом данного типа электродов. Поэтому неплавящиеся стержни используют для TIG-сварки, а этот способ широко распространен в энергетической, машиностроительной, авиационной, нефтеперерабатывающей промышленности.

Основная область применения вольфрамовых электродов – соединение или ремонт металлов с толщиной от 0,1 до 6 мм.

В бытовых условиях часто используют аргонодуговую сварку для ремонта кондиционеров, автомобильных обогревателей.

Преимущества:

1. Во время работы с нержавеющей сталью или с другим материалом наконечник играет роль проводника электрической энергии. В отличие от плавящихся электродов вольфрамовые стержни имеют одинаковую форму наконечника.
2. При выполнении правильной заточки электрода можно сформировать стабильную сварочную дугу.
3. Большой выбор вольфрамовых электродов с разными легирующими добавками, подходящих для сваривания разных материалов.
4. Вольфрам самый тугоплавкий металл, его температура плавления 3422 оС. Поэтому для аргоновой сварки использование таких электродов максимально экономично.
5. Возможность использования неплавящихся электродов для изделий с толщиной от 0,1 мм, также нет ограничений в максимально возможной толщине.

Особенности сварки

Сварка неплавящимся электродом, который по составу тугоплавкий и имеют высокую температуру для плавления, которая гораздо выше уровня. Для выбора вида электрода изучается химический состав и толщина металла, затем подбирается.

Виды расходников для сварки:

1. Вольфрамовые. Сварка неплавящимся электродом в защитных газах нужна для надежных прочных швов в промышленности и быту. Электроды имеют сердечник с диаметром 1-4 мм и защитное напыление для соединения разных между собой металлов. У вольфрама температура выше дуги, которая меньше изнашивается и теряет свои способности благодаря этому. В качестве газа используется аргон.
2. Графитовые. Есть проводниками с углеродом-графитом, самый долговечный вид, который устойчивый к высоким температурам и электрическому току. Свое применение находят только в промышленности для сварки кабелей с алюминия и меди на специальном оборудовании. Электроды используют для соединения деталей из стали с низким составом углерода и для скрытия дефектов на чугуне. Для работы с проводами из меди применяют в работе графитовые стержни.
3. Угольные. В заготовках с толстыми стенками убираются дефекты, не часто применяются. При сварке неплавящимся электродом применяют до 600 А ток и используют обычно только в промышленных целях. Они хорошо проводят электричество за счет слоя меди в своем покрытии и применяются не только для сваривания, но и для спаивания, резки. Таких показателей электричества достаточно для того, чтоб нагреть и расплавить конструкционную и низколегированную сталь. В состав электродов входит кокс, который обеспечивает прочность. Диаметр и длина от 1,5 мм до больших размеров. Угольные и графитовые электроды не пользуются спросом, их редко где применяют.

Сварка стали неплавящимся электродом позволяет аккуратно, практически невидимо без грубых дефектов получить красивый шов и соединить в одно целое большие листовые листы металлов. Используется листовой метал в машиностроении, строительстве для укрытий и ограды временных сооружений, военной промышленности. Большим плюсом есть возможность комбинировать и соединять листы, которые из разных металлов и сплавов, при этом риски получить вмятины или деформации минимальные. Сварка неплавящимся электродом по ГОСТу всегда соблюдает его. Используя сварочный аппарат, обязательно нужно соблюдать правила и пользоваться защитной маской для глаз и лица.

Плавящийся вид

Ручная дуговая сварка с применением плавящегося электрода относится к разряду универсальных подходов, поскольку может проводиться практически в любых условиях.

Этот способ организации сварочного процесса позволяет оператору комфортно работать даже в самых труднодоступных местах. Однако наряду с указанными достоинствами этот метод имеет ряд существенных недостатков, проявляющихся в следующем:

• небольшая глубина проплавления обрабатываемого металла;
• низкая производительность процесса сварки, что объясняется малыми уровнями рабочих токов;
• нестабильность ручной сварки, заметно уступающей автоматизированным приёмам сплавления.

Сущность данного способа обработки металлов состоит в использовании энергии электрической дуги, искусственно создаваемой между свариваемой заготовкой и электродом.

Под действием высоких температур металл в зоне сварки интенсивно плавится и образует так называемую «сварочную ванну». На завершающей стадии работ на месте расплава (после его остывания) должен получиться аккуратный шов.

По внешнему виду плавящийся электрод – это типовой металлический стержень с нанесённым на его поверхность покрытием определенной структуры и толщины.

Основные параметры, определяющие размеры так называемых «обмазанных» электродов, их разбивку по типам и предъявляемые к ним требования регламентируются действующими стандартами (ГОСТ 9467-75, в частности).

Согласно этим данным самый распространённый диаметр электродных стержней – в пределах от 3-х до 6-ти миллиметров. Указанный показатель определяется как толщина стержня, без учёта имеющегося рабочего покрытия.

Со снижением этой величины, а также при увеличении общей длины электрода изменяется и его проводимость, что естественно приводит к сильному нагреванию в процессе сварки.

В случае чрезмерного нагрева стержень быстро плавится (говорят, что она начинает «течь»). Одновременно с этим сгорают и входящие в состав покрытия органические компоненты, теряя свои защитные свойства.

Сварочный калькулятор для TIG сварки

Напоминаем, что мы разработали специализированный сварочный TIG калькулятор, который будет полезен дилерам и сварщикам, которые только познают азы аргонодуговой сварки. Калькулятор «даст» рекомендации для сварочных работ с алюминием, сталью и нержавейкой, может с выбором горелок и комплектующих. Выбор толщины свариваемого металла — от 1 до 12 мм. Также, калькулятор подскажет какие области должны быть проварены, в зависимости от типа соединения.

Переходите по ссылке и пользуйтесь калькулятором TIG калькулятором.

Недостатки и достоинства сварки

Среди достоинств применения неплавящихся электродов для дуговой сварки можно выделить:

1. Минимальную деформацию в металлах после сварки из-за минимальной зоны прогрева.
2. Высокое качество соединения.
3. Быстроту выполнения работ.
4. Низкий порог вхождения.
5. Наличие широкого ассортимента материалов для сварочных работ.

К недостаткам можно отнести:

1. Выдуваемость защитного газа из зоны сварки, что усложняет проведение работы на улице в ветреную погоду.
2. Перед проведением сварочных работ требуется качественная подготовка металла.
3. Требуется зачистка деталей при розжиге вне зоны сварки.

Сварка плавящимся электродом в защитных газах

Этот тип сварки подразумевает собой сварку с помощью автоматических или полуавтоматических сварочных аппаратов, в процессе сварочная проволока подается в зону формирования шва. В роли защитного газа чаще всего выступают аргон либо углекислый газ, которые подаются в зону действия электрической дуги для обеспечения хорошего соединения металлов и отсутствия дефектов сварочного шва. Высокие сварочные токи и малый диаметр сварочной проволоки делают необходимой большую скорость подачи проволоки в сварочную ванну, скорость сваривания при этом составляет 15-80 м/ч.

Этот способ отличается высокой производительностью и большой скоростью процесса, что способствует его распространению в сфере промышленного производства металлоконструкций, машиностроении.

Из-за отсутствия шлаковых включений и возможности аккуратного выполнения сварки при очень малых толщинах материала данный метод получил широкое распространение на разнообразных СТО и других предприятиях по обслуживанию и ремонту автомобилей.

Рекомендации по подбору диаметра электрода и сварочного тока

Качество сварочного шва напрямую зависит и от правильно подобранного диаметра сварочного электрода и выставленному току. Поэтому мы подготовили для вас специальные рекомендации, которые помогут достичь максимально качественный результат в процессе сварки.

Свойства присадочных металлов и их влияние на качество сварного шва

Вольфрамовый электрод WP (зеленый)

Чистые вольфрамовые электроды классифицируется как WP и имеют зеленый цветовой код. Содержание вольфрама в них не менее 99,5%.

• Особенности: Электроды с маркировкой WP обеспечивают высокую стабильность горения дуги, но обладают плохой термостойкостью и электронной эмиссией. Из-за такой ограниченной тепловой нагрузки рабочий конец электрода необходимо затачивать в виде округлой формы (шарика).
• Тип тока: Предназначены для сварки на синусоидальном токе (AC) в среде аргона или гелия.
• Металл: Этот тип электродов предназначен для сварки алюминия магния, никеля и их сплавов.

В связи с тем, что электроды WP использовались на трансформаторной технике, а сейчас большинство сварочного оборудования инверторное, необходимость в таких электродах значительно снизилась, поэтому этих электродов нет в ассортименте ПТК.

Вольфрамовые электроды WL-10 (черный), WL-15 (золотой) и WL-20 (голубой)

WL-10 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), черный цветовой код. Массовая доля оксида лантана достигает до 1%.

WL-15 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), золотой цветовой код. Массовая доля оксида лантана варьируется от 1,4 до 1,6%.

WL-20 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), массовая доля которого достигает до 2,2%. Цветовой код электрода — голубой.

• Особенности: Это универсальные электроды, которые выдерживают высокие токовые нагрузки, улучшают стабильность горения дуги и легкость запуска при одновременном снижении выгорания. Лантановые электроды меньше загрязняют вольфрамом шов, что особенно важно при финишных работах. Ещё они длительное время сохраняют заточку рабочего конца.
• Тип тока: Электроды можно использовать при сварке на постоянном и переменном токе (AC/DC).
• Металл: Применяется для сварки углеродистых и легированных сталей, алюминия, титана, никеля, меди и магниевых сплавов.

В ассортименте фирменной продукции ПТК есть вольфрамовые электроды WL-15 диаметром от 1,6 до 4,0 мм и WL-20 диаметром от 1,0 до 4,0 мм.

Свойства

Отечественные производители используют следующие обозначения тугоплавких неплавящихся стержней: ЭВЛ (лантинированные), ЭВИ (иттриевые), ЭВЧ (для сварки на переменном токе).Они чаще всего используются в работах.

ЭВЛ и ЭВИ подходят для работы с разным током, и позволяют менять полярность. Чтобы легче было отличать электроды по типам, достаточно запомнить цвета. Через некоторое время вы перестанете обращать внимание на маркировки.

Постоянный ток используется при работе с медью и нержавеющей сталью, а постоянный — с алюминием.

Важно помнить, что тугоплавкие электроды из вольфрама могут затупиться во время работы, поэтому желательно иногда их затачивать. Для этого нужно заточить их под углом в 30 градусов, а потом слегка притупить конец.

Таким образом срок службы стержней увеличится в несколько раз. Рекомендуем перед тем, как поджечь дугу, сначала включить подачу защитного газа в точку сварки.

Ни в коем случае не нужно стучать стержнем по поверхности. Сначала зажгите дугу, а потом начинайте сваривать. Не забывайте установить необходимую полярность. Подойдет прямая и обратная.

В первом случае нужно установить массу на отрицательное положение, а держатель на положительное. Во втором случае всё делают с точностью наоборот.

Полярность определяет качество и форма сварочного соединения. Первая настройка обеспечит глубину и узкость шва. Другая сделает шов широким. Не забывайте об этом нюансе при использовании неплавящихся стержней.