Особенности заточки вольфрамового электрода для аргоновой сварки

Электродуговая сварка осуществляется двумя типами электродов: плавкими и неплавкими. Вольфрамовые электроды являются неплавкими, то есть не расходуются в процессе сварки, становясь частью материала шва. Они служат только для того, чтобы подвести электрический ток к месту горения электродуги. Добавки к материалу электрода — металлу вольфраму используются для оптимизации свойств для работы с теми или иными сплавами.

Способ применения

Изделия используются для сварки под флюсом или в атмосфере защитных газов, прежде всего- аргона. Вольфрам – наиболее тугоплавкий металл, поэтому он подходит для сваривания всех остальных. При посредстве аргонной сварки сваривают цветные и легкие металлы. Другими способами варить титановые сплавы практически невозможно.

Вольфрамовый электрод вставляется в горелку, через нее подается защитный газ и напряжение на электрод. На заготовку подключают второй кабель, и электрическая цепь замыкается через воздушный промежуток между кончиком вольфрамового стержня и заготовкой. В нем и поджигается электродуга. Облако защитного газа вытесняет воздух, не допуская контакта между кислородом и азотом воздуха и расплавленным металлов в сварочной ванне. Сбоку в рабочую зону вводится пруток присадочного материала.

Сварщик держит горелку правой рукой, а пруток- левой. Их следует вести вдоль линии шва синхронно, поддерживая достаточное для формирования материала шва поступление металла прутка в сварочную ванну. Для этого необходима идеальная координация движений.

В качества источника тока используют:

• инвертор;
• сварочный трансформатор;
• выпрямитель.

Многофункциональные инверторы вытесняют морально устаревшие источники тока. Они поддерживают разные режимы полярности: прямую, обратную и переменный ток.

При работе переменным током в дополнение к источнику тока подключается высокочастотный осциллятор. Подаваемые им в рабочуюю цепь высокочастотные импульсы помогают разжечь дугу и поддерживать ее стабильность.

Способы заточки

Имеется несколько методов заточки с использованием специального оборудования:

1. Специализированный станок.
2. Ручная машина.
3. Электроточило с мелкозернистым абразивным кругом.

Также можно использовать болгарку, наждак или химическое воздействие. Рекомендуется использовать алмазные круги, поскольку их твердость превышает это значение у вольфрама.

В идеале поверхность заточенной части должна приближаться к полированной. Это может обеспечить станок для заточки вольфрамовых электродов, в состав которого входит алмазный диск, который собственно и осуществляет заточку вольфрамовых расходняков.

Станок является стационарным приспособлением, питающимся от сети электрического тока. Имеется возможность плавной регулировки угла заточки. В комплекте со станком поставляются зажимы для электродов. Простота эксплуатации сочетается с получением качественного результата.

Хороший результат также обеспечит машинка для заточки вольфрамовых электродов, осуществляющая это процесс тоже с помощью алмазного диска. Машинка для заточки электродов позволит быстро и легко осуществить этот процесс, соблюдая выбранные параметры угла. Заточка осуществляется в закрытой камере, что позволяет избежать разлета пыли вольфрама.

Выставить требуемый угол заточки легко по имеющей шкале. Управлять процессом можно через прозрачное смотровое окошко. В комплекте имеется держатель для электрода, обеспечивающий его стабильное положение и уменьшающий риск получения травм для сварщика. Такое устройство относится к типу переносных. Заточка осуществляется вручную.

Приспособление для заточки вольфрамовых электродов можно изготовить самостоятельно. Для этого понадобятся:

• отрезок трубы;
• электрический моторчик;
• зажимной патрон;
• гайка;
• дрель;
• надфиль.

Из оборудования будет нужен сварочный аппарат.

Сферы использования различных марок

В зависимости от материала стержня каждая марка имеет свою предпочтительную сферу использования. Чтобы отличать марки, принята международная система наименований и цветной маркировки.

1. WP – зеленый. Состоят из практически чистого вольфрама (99,9%). для работы переменным током. Подходит для соеинения Al, Mg, Ni, Cu и их сплавов.
2. WC 20 – серый. Для сварки постоянным током прямой полярности нержавейки и легированных сплавов, Mo, Ta, Ti.

1. WL – синий. Применяются для работы прямой полярностью и переменным током. Рекомендованы для наплавочных работ, сварку тонколистовых деталей из стальных сплавов.
2. WZ – белый. Для сваривания переменным током. Оптимизированы для Al, сплавов AL-Cu, Mg, Ni в различных комбинациях.;
3. WT 20 – красный. Рекомендуются для работы постоянным током обратной полярности по легированным сплавам, Cu, Ni, Ti.

Применение электродов не по назначению весьма рискованно. Оно вдет к снижению прочности шва и повышенному расходу энергоресурсов и сварочных материалов.

Критерии выбора

Вольфрамовые электроды, используемые для аргонодуговой сварки, различаются по цветам наконечника. При подборе электродов следует исходить прежде всего из материала соединяемых заготовок. Различия и характеристики разных марок сведены в таблицу.

Необходимо учитывать такие параметры, как:

• химический состав, присадки;
• диаметр стержня;
• форма заостренного конца;
• степень заточки.

Диаметр выбирается, исходя из толщины заготовок.

Маркировка и характеристики

Маркировка проводится в соответствии с DIN EN 26848 и соответствующим ему ГОСТу 23949-80.

Начинается маркировка с литеры — W- это символ вольфрама в Периодической системе элементов. Следующий символ- указывает на присадки, добавленную к вольфраму. Добавки применяются, чтобы улучшить одно из свойств:

• плавкости;
• легкость розжига дуги;
• электропроводимость;
• прочностные параметры.

Следующее число выражает массовую долю этой присадки в тысячных долях. Так, число 10 будет означать 1% добавки. Второе из чисел означает длину стержня. Используются длины в 50, 100, 150, 175 мм. Дополнительно используется цветовая метка-наконечник.

WP

Стержень из чистого вольфрама отличается слабой разжигаемостью дуги и малом сроком службы. Не выдерживает сильных токов.

Режимы сваивания меди маркой WP.

WZ-8

Присадки циркония несколько упрощают розжиг, позволяют увеличить срок работы. Используются при сваривании алюминия и других легких металлов переменным током с ассиметричным фазовым профилем.

WT-20

Торированные. Несмотря на малую массовую долю, торий, являющийся радиоактивным элементом, представляет собой серьезную угрозу здоровью сварщика, особенно при продолжительной работе.

При работе необходимо организовать качественную вытяжку, работать в плотной одеже и респираторе. Рекомендовано применение сварочной маски с изолированным воздухоснабжением.

Использование тория позволяет продлить срок службы электрода по сравнению с чисто вольфрамовым. Увеличивается также и максимальная сила тока; легко разжигается дуга.

WY-20

В качестве добавки используется диоксид иттрия. Этот редкоземельный металл дает возможность значительно повысить силу сварочного тока и не опасен для здоровья. Используется для сваривания заготовок большой толщины сильными токами.

WC-20

В качестве присадки используется церий. Он не радиоактивен, и позволяет существенно улучшить основные характеристики, прежде всего, розжиг дуги и срок службы. Повышается и максимальный сварочный ток.

Режимы для соединения титановых заготовок.

WL-15 и WL-20

Использование лантана дало возможность создать универсальный электрод, пригодный для переменного и постоянного тока. Такие стержни особенно хорошо держат форму заточки острия, давая больше возможностей для работы без перерывов.

Рабочие режимы, рекомендуемые для стержней марки WL.

Кроме международного обозначения, встречаются и традиционные отечественные обозначения. К ним относятся:

• ВЛ/ЭВЛ-2 с 2 % лантана, универсального применения;
• ЭВИ-1/СВИ-1 с 1% диоксида иттрия, рекомендован для нержавейки, Ti, Cu и конструкционными углеродистыми сплавами.

Иттрированные электроды используются на постоянном токе.

Разбираемся в характеристиках вольфрамовых электродов

Вольфрамовые электроды – это тугоплавкие стержни, при помощи которых формируется электрическая дуга, необходимая для расплавления кромок соединяемых деталей и присадочного материала в процессе сварки. Используются такие электроды преимущественно для сварки в защитной среде аргона. С их помощью выполняют сварку различных конструкций, включая трубчатые. Вольфрам для этого выбран совсем не случайно, ведь именно он является самым тугоплавким металлом из всех имеющихся в природе.

Требования к маркировке, наносимой на стержни из вольфрама в процессе их производства, оговариваются в международных стандартах, что позволяет причислить эти изделия к определенному типу, в какой бы стране мира они ни были произведены. Согласно этим требованиям, в маркировке электрода должен быть отражен не только его тип, но и химический состав.

Определить вольфрамовые электроды можно по первой букве «W» (вольфрам), включенной в их обозначение. В составе большей части таких прутков присутствует небольшое количество легирующих добавок. Последние улучшают технические характеристики изделия и увеличивают срок его эксплуатации. О виде легирующего элемента, который содержится в вольфрамовом электроде, говорит вторая буква в маркировке.

В обозначении вольфрамовых прутков можно встретить следующие буквы, которые указывают на определенные легирующие добавки.

С (оксид церия)

Вольфрамовые электроды, содержащие данную легирующую добавку, являются универсальными изделиями, они используются для сварки любым типом тока, поддерживают стабильное горение дуги даже при небольших его значениях.

Схема сварочного процесса в аргоне с использованием вольфрамовых электродов
Z (оксид циркония)
Электроды из вольфрама, содержащие оксид церия, используются для сварки, осуществляемой на переменном токе. Применяя их, необходимо очень внимательно следить за тем, чтобы сварочная ванна не подвергалась даже минимальным загрязнениям. Дуга, создаваемая при помощи таких прутков, отличается стабильностью и высокой мощностью. По сравнению с изделиями других типов, вольфрамовые электроды с оксидом циркония способны выдерживать значительные токовые нагрузки.

L (оксид лантана)

Изделия, содержащие в своем составе данную легирующую добавку, обеспечивают легкий розжиг сварочной дуги и ее высокую устойчивость, а также быстрое повторное зажигание. При использовании таких прутков уменьшается риск прожига соединяемых деталей, значительно увеличивается рабочий ток. Эти электроды относятся к долговечным, они меньше загрязняют сварочную ванну, если сравнивать их с изделиями из чистого вольфрама.

Режимы сварки алюминиевых сплавов (переменный ток)
T (оксид тория)
Электроды из вольфрама, содержащие в своем составе оксид тория, являются очень популярными, так как обладают массой достоинств. Чаще всего такие изделия используют для соединения заготовок из нержавеющей стали, производимой на постоянном токе. Между тем есть у этих вольфрамовых электродов и ряд недостатков. При их использовании для сварки в закрытых помещениях и при заточке следует оборудовать рабочее место вытяжной вентиляцией, так как торий – это радиоактивный металл, пары и пыль которого могут оказать негативное влияние на здоровье человека. Кроме того, при сварке такими электродами, осуществляемой на переменном токе, дуга может скакать по выступающим поверхностям, что приводит к ухудшению качества формируемого соединения.

Y (иттрий)

Изделия данного типа считаются самыми устойчивыми из всех вольфрамовых электродов, именно поэтому их используют для сварки особенно ответственных конструкций. Сварку с их применением осуществляют на постоянном токе.

P (чистый вольфрам)

Данная буква, присутствующая в маркировке, указывает на то, что изделие выполнено из вольфрама на 99,5%. Вольфрамовые электроды, которые не содержат в своем составе легирующих добавок, обеспечивают устойчивость дуги при сварке, осуществляемой на переменном токе. Именно такие прутки используют при выполняемой в среде аргона сварке деталей из алюминия.

Для того чтобы специалист мог получить более полную информацию о вольфрамовых электродах, в их маркировке присутствуют и цифровые обозначения.

Первые цифры, стоящие после букв, указывают на точное содержание легирующей добавки в процентах. Так, цифра 20 означает, что в материале электрода содержится 2,0% соответствующей добавки, цифра 15 – 1,5% и т.д. Вторые цифры в обозначении прутка, отделенные от первых дефисом, указывают на длину изделия, выраженную в миллиметрах.

Наиболее распространенной является длина 175 мм, но также выпускаются электроды длиной 50, 75 и 150 мм. Детали с разными геометрическими параметрами варятся вольфрамовыми электродами различного сечения, значение которого может составлять 1; 1,6; 2; 2,4; 3; 3,2; 4; 4,8; 5,6; 6,4 мм.

Таблица для выбора диаметра вольфрамового электрода для сварки в аргоне с учетом силы и рода тока

Для примера расшифруем маркировку электрода WL 10-75. В нем, кроме вольфрама, содержится 1,0% оксида лантана. Длина данного изделия, согласно его обозначению, составляет 175 мм.

Для того чтобы с первого взгляда можно было определить, к какому виду относится вольфрамовый электрод и для чего его можно использовать, концы изделий разных марок окрашиваются разными цветами. Такие метки могут быть нанесены одним из следующих цветов:

• зеленый – изделия из чистого вольфрама, обозначаемые буквами WP;
• серый – электроды марки WC 20, в которых содержится 2% оксида церия;
• золотой – изделия марки WL 15, их состав дополнен 1,5% оксида лантана;
• черный – прутки марки WL 10, в состав которых добавлен 1% оксида лантана;
• синий – WL 20, в таких электродах имеется 2% оксида лантана;
• белый – электроды WZ 8, состав которых обогащен 0,8% оксида циркония;
• желтый – электроды марки WT 10, содержащие 1% оксида тория;
• красный – прутки WT 20, в составе которых имеется 2% оксида тория;
• фиолетовый – электроды WT 30, содержащие 3% оксида тория;
• оранжевый – изделия марки WT 40, включающие 4% оксида тория;
• темно-синий – вольфрамовые электроды WY 20, которые содержат 2% иттрия.

Цветовая маркировка вольфрамовых электродов

Категории

Классификация изделий подразумевает разделение их на три основных типа:

1. Для переменного тока. Постоянное изменение полярности предохраняет от образования на поверхности сварочной ванны оксидной пленки. Используется для соединения легких металлов.
2. Для постоянного тока. Пригодны для соединения Cu, Fe, Ni, Ta и сплавов в различных комбинациях.
3. Универсальные. Могут достаточно хорошо работать как на переменном, так и на постоянном напряжении. Применяются для сварки широкого диапазона металлов и их сплавов.

Универсальные электроды используются для монтажа магистральных трубопроводов. Они не прожигают тонкие листы и дают высокое качество шва.

Требования к заточке электродов

Для заточки вольфрамовых электродов применяются твердые диски с мелким зерном. Они не должны способствовать образованию бороздок или заусенцев на его торце. Не допускается попадание на электрод загрязнений. Для этого следует исключить использование заточного круга для других целей. Специальные приспособления для заточки электродов позволяют добиться безупречного качества поверхности рабочего тела и, как следствие, получить качественный сварочный шов.

Сварочные швы, выполненные с помощью правильно заточенного вольфрамового электрода

Заточка

Форма острия электрода влияет на стабильность и энергетику электрической дуги. Они, в свою очередь, определяют размеры сварочной ванны, глубину и ширину получающегося шва.

Кроме параметров заготовок, при выборе формы заточки учитывают и тип электрода. Общая форма для всех электродов — это конус под острым углом уклона. Для марок P, L на кончике конуса формируют небольшой шарик. Это позволяет выдерживать большие термические нагрузки. Для стержней с добавкой тория (марки Т) формируют лишь небольшой полукруглый выступ.

Машинка, применяемая для закточки эдектродов.

Заточку осуществляют несколькими методами:

• ручная заточная машинка;
• электроточило;
• специализированный станок;
• химическим воздействием.

Во время сварки вольфрамовый стрежень не плавится, как плавкие электроды. Но некоторое выгорание его происходит. Поэтому время от времени заточку кончика нужно проверять и при необходимости затачивать его повторно.

Угол заточки вольфрамового электрода при сварке алюминия

Опубликовал: Антон Чураков Я думаю, многие сталкивались с ситуацией, когда есть какое-то требование в нормативной документации, которое мы выполняем, даже не задумываясь, а зачем это вообще нужно делать? Почему именно так? Сегодня предлагаем вам ознакомиться с небольшой заметкой по теме «правильная заточка вольфрамового электрода» при сварке сталей.
Ниже приведены ошибки при заточке вольфрамового электрода, которые будут влиять на качество формирования шва.

1) Риски расположены не вдоль оси электрода – нарушается стабильность горения дуги (блуждание дуги)

2) Недостаточная или чрезмерная ширина заточки конуса – изменяется форма проплавления

3) Несимметричная заточка – отклонение дуги на одну из кромок

4) Слишком острый угол заточки – снижается ресурс работы электрода

5) Слишком большое притупление – снижается глубина проплавления

В российских нормативах требования к заточке электрода разнятся. Так, например, РД 153-34.1-003-01 гласит, что конец вольфрамового электрода необходимо затачивать на конус; длина конической части должна составлять 6 — 10, а диаметр притупления 0,2 — 0,5 мм.

В ОСТ 36-57-81 требование такое: неплавящийся электрод перед работой должен быть заточен на конус. Угол конуса φ

должен быть равен 28 — 30°, длина конической части (LК) должна составлять 5-6 диаметров электрода (DЭ). Конус после заточки должен быть притуплен, диаметр притупления (dП ) должен быть равен 0,2 — 0,5 мм.

Изучить более подробно влияние угла заточки вольфрамового электрода на геометрические размеры шва можно, прочитав статью «Влияние угла заточки неплавящегося электрода на стабильность глубины проплавления сварного шва при различных токовых нагрузках». Где в результате статистической обработки выявили, что глубина проплавления существенно зависит от угла заточки электрода. Причем наблюдается выраженный максимум этого показателя при угле заточки 30 градусов.

Интересное видео про четыре способа заточки:

1. Настольный точильный станок

2. Машинка для заточки вольфрамовых электродов

3. Станок для заточки вольфрамовых электродов

4. Средство для химической заточки вольфрамовых электродов

Видео, в котором показана разница в швах при правильной и не правильной заточке:

При использовании данного материала ссылка на ресурс ЯСВАРЩИК обязательна.

Комментарии

Вы не можете оставлять комментарии

Источник

Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом (TIG)

Технология получения сварных соединений в защитной атмосфере инертных газов обладает рядом достоинств. Среди них:

• высокая прочность и долговечность шва;
• стабильность глубины проплавления;
• высокая производительность;
• пригодность для сварки тонких заготовок;
• работа с цветными металлами, черными и нержавеющими стальными сплавами.

Сваривание неплавящимся электродом, изготовленным из вольфрама с определенными добавками, называется TIG (Tungsten Inert Gas). Она применяется для сваривания титана. Этот металл в нагретом состоянии приобретает повышенную химическую активность, реагируя с кислородом, азотом и водяными парами, содержащимися в воздухе. Защитная атмосфера препятствует контакту металла сварочной ванны и околошовной зоны с воздухом и защищает его от окисления.

Неплавящийся электрод создает электрическую дугу. Для формирования материала шва используется пруток присадочного материала, который сварщики подает в рабочую зону левой рукой. Пруток плавится от тепла, создаваемого дугой, и стекает в сварочную ванну, смешиваясь с расплавленными кромками заготовок.

Температура плавления вольфрама в 3400оС позволяет сваривать любые металлы и их сплавы. В качестве защитного газа применяют углекислый газ, аргон, и гелий, а также их смеси.

Наиболее эффективную защиту осуществляет гелий. Он обходится дорого, поэтому его применяют только для самых ответственных швов и особо активных металлов.

Аргон существенно дешевле, это наиболее массовый защитный газ, применяемый по нержавеющей стали и цветным металлам, и их сплавам.

Низколегированные сплавы варят в защитной атмосфере углекислого газа, он еще дешевле и позволяет получать соединения хорошего качества.

Современное оборудование, используемое при дуговой сварке в аргоне, позволяет с высокой точностью регулировать сварочные режимы. Это помогает достигать цели — оптимальных характеристик дуги. Это позволяет получать высококачественные швы на изделиях самых разных толщин и пространственных конфигураций. Особенно важно это в таких отраслях, как:

• аэрокосмическая;
• пищевое машиностроение;
• медицина;
• производство вооружений;
• атомное и химическое машиностроение.

При сварке заготовок из алюминия на поверхности сварочной ванны постоянно образуется оксидная пленка. Это тугоплавкое соединение мешает нормальной сварке. Чтобы разрушить оксиды, ведут сварку переменным током. Постоянное изменение полярности не дает образоваться пленке.

Используют ассиметричную форму импульса: положительная полуволна разогревает металл, а отрицательная – разрушает оксидную пленку. Особенно важно подавать газ в рабочую зону за несколько секунд до поджига дуги и прекращать подачу после завершения шва с некоторой задержкой, чтобы дать шву остыть в защитной атмосфере.

Аргон, используемый для сварки, должен отвечать жестким требованиям по своим физико-химическим свойствам. Он должен иметь нормированную долю примесей и быть полностью обезвожен.

Необходимо качественно подготовить заготовки к сварке: разделать кромки шва, зачистить и обезжирить сварочную зону.

Аргонодуговая сварка проходит обычно на медных подкладных пластинах, защищающих шов от контакта с воздухом с обратной стороны и не дающих расплаву вытекать вниз

Общая информация

Вольфрам — это один из самых тугоплавких металлов, применяемых для изготовления электродов. Температура плавления вольфрама — более 3000 градусов по Цельсию. В условиях обычной сварки такие температуры не используются. Поэтому вольфрамовые электроды называют неплавящимися. При применении они практически не меняются в размере.

Но, несмотря на это, вольфрамовые электроды все же могут стать короче. В процессе сварки (например, при поджигании дуги или при формировании шва) электрод может стачиваться о поверхность металла. В большинстве случаев это не так уж страшно. Но порой затупленный электрод становится причиной непровара.

Плавящимся электродом

Кроме широко применяемой технологии TIG используется и способ сварки в аргоновой среде плавящимся электродом. При этом отпадает необходимость вручную подавать в сварочную зону присадочный материал. Для этого используется специальное сварочное оборудование- полуавтоматический аппарат.

Присадочный материал в виде проволоки непрерывно подается специальным механизмом в зону сварки. Проволока с бобины проходит через подающие ролики и далее через рукав в горелку. По тому же рукаву проходит и защитный газ, и электрический кабель. Сварщик не должен следить за синхронностью движения горелки и прутка присадочного материала, а может полностью сосредоточиться на точности выполнения рисунка шва.

Такая технология не требует настолько высокой квалификации и опыта от сварщика, как технология TIG. Производительность работы полуавтоматом также значительно выше, поскольку не нужно делать перерывы для замены присадочного прутка. Проволоки на бобине хватит на самый длинный шов.