Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Деформация вольфрамовых электродов при сварке

Деформация вольфрамовых электродов при сварке

В процессе аргоно-дуговой сварки вольфрамовый электрод претерпевает обратимые и необратимые деформации.

Обратимая деформация заключается в удлинении конца вольфрамового электрода во время горения дуги. При этом происходит сокращение дугового промежутка, измеренного до зажигания дуги.

В момент прекращения горения дуги величина дугового промежутка восстанавливается и делается равной предварительно измеренной.

Необратимая деформация заключается в утонении электрода, когда на некотором отдалении от его конца образуется шейка.

Удлинение конца вольфрамового электрода. Для выяснения причины сокращения величин дугового промежутка были проведены эксперименты с дугой, горящей между двумя вольфрамовыми электродами. Для наблюдения и измерения дуги пользовались проекционной камерой.

Опыты проводились с применением технического и чистого аргона. Расход аргона составлял около 3 л/мин.

Установка для проведения опытов представлена на фиг. 81, а на фиг. 82 показан уменьшенный снимок дуги, наблюдаемой в проекционной камере.

Результаты измерений представлены графиком на фиг. 83, выражающим зависимость между длиной дугового промежутка, измеренной щупом и определенной при помощи проекционной камеры. Условному случаю равенства этих величин соответствует пунктирная линия на графике, расположенная под углом 45° к оси абсцисс.

Действительная зависимость между этими величинами выражается линией, почти параллельной пунктирной и расположенной ниже ее. Разность ординат для точек обеих линий составляет суммарную величину удлинений концов вольфрамовых электродов.

Эта величина для дуги длиной 1-5 мм при токе около 50 а составляет 0,7-0,5 мм, т. е. удлинение конца одного электрода составляет 0,35-0,25 мм.

Удлинение электродов в процессе горения дуги может быть вызвано следующими причинами:

1) опусканием расплавленной капли на конце электрода под действием силы тяжести;

2) сносом части расплавленного вольфрама потоком аргона;

3) температурным расширением электрода.

Результаты специально проведенных экспериментов над вольфрамовой дугой показали, что удлинение вольфрамового электрода не вызывается действием силы тяжести на расплавленный вольфрам.

При опытах с вольфрамовой дугой электроды располагались горизонтально, вследствие чего воздействие силы тяжести на расплавленный конец электрода было направлено под прямым углом к оси электрода; между тем величина удлинения электродов от этого не изменилась.

Для проверки влияния потока аргона на удлинение электродов при горении дуги между вольфрамовыми электродами диаметрами 4 и 2 мм изменяли расход аргона так, чтобы потоки различной интенсивности вытекали из противоположных сопел. Геометрические и электрические величины измеряли после пятиминутного горения дуги. Результаты опытов, представленные в табл. 21 и на фиг. 84, не дают возможности обнаружить закономерность в изменениях длины дугового промежутка в связи с изменениями интенсивности потока аргона со стороны катода и анода.

Для теоретического определения порядка величины удлинения, которое можно отнести за счет теплового расширения, была применена методика Н. Н. Рыкалина.

На основе расчета была установлена величина удлинения конца вольфрамового электрода от нагрева последнего. Эта величина оказалась равной Δl = 0,278 мм.

Результаты опытов по определению влияния потока аргона на сужение дугового промежутка

Полученное значение l, учитывая приближенность расчетов, хорошо согласуется со значением l = 0,30 мм, определенным опытным путем (см. фиг. 83).

Таким образом, можно считать установленным, что обратимая деформация, выражающаяся в удлинении конца вольфрамового электрода и приводящая к сокращению дугового промежутка, вызывается расширением вольфрама при нагревании его дугой и током.

Это удлинение конца вольфрамового электрода искажает результаты определения характеристики дуги, если длина дуги определяется измерением с помощью щупа. Для точного определения характеристик дуги требуется визуальное наблюдение и измерение длины дугового промежутка в процессе горения дуги, с учетом глубины кратера при больших токах (начиная от 70 а и выше) и малых длинах дуги (меньше 2 мм).

Необратимая деформация концов вольфрамового электрода. В процессе опытов с вольфрамовой дугой выявилась зависимость между формой и размерами конца вольфрамовых электродов с одной стороны и интенсивностью встречных потоков аргона (см. табл. 21 и фиг. 84). При одинаковой интенсивности встречных потоков аргона оба электрода (анод и катод) уменьшаются в диаметре на 0,1-0,2 мм и имеют форму усеченного конуса (фиг. 84, а, б, г, е). Длина образующей этого конуса приблизительно одинакова с длиной выступающей из сопла части электрода и равна 9-10 мм.

Если величины интенсивности потоков резко различаются между собой (опыты № 1, 2, 5, 7, 8, 10 и 11), то электрод со стороны потока с меньшей интенсивностью приобретает характерную форму (фиг. 84, в, д,ж из) с шейкой на расстоянии 5-6,5 мм от конца электрода.

Конец электрода со стороны потока большей интенсивности сохраняет цилиндрическую форму и только слегка уменьшается в диаметре.

При выдвигании электрода на длину 20 мм от края сопла со стороны потока низкой интенсивности на расстоянии 5-6,5 мм от конца электрода вновь образуется шейка. При этом вблизи шейки поверхность электрода покрывается коркой желтозеленых блестящих кристаллов (фиг. 84, ж), образуя цилиндрическое утолщение диаметром 4-5 мм. Это утолщение легко удаляется и под ним обнаруживается поверхность электрода, форма которого на фиг. 84, з мало отличается от формы на фиг. 84, е..

При одновременном увеличении расхода аргона в обеих горелках уменьшение диаметров электродов минимально (опыт № 4, табл. 21).

Объяснение описанных явлений следует искать в окислении поверхности вольфрама при его нагреве. Первая стадия окисления вольфрама связана с образованием низшего окисла WО2.

Константа равновесия этой реакции равна упругости диссоциации окисла

Читайте так же:
Как открутить сбитый болт

При качественном анализе явлений можно воспользоваться приближенным уравнением Нернста:

где Qv — теплота диссоциации, отнесенная к 1 молю кислорода.

Упругость диссоциации окислов металла увеличивается с повышением температуры. Согласно вышеприведенному уравнению на конце электрода, где температура приближается к точке плавления вольфрама (3447°), значение Ро2 = 21,4 ата.

В аргоне, используемом для экспериментов, содержалось 0,5% О2; парциональное давление кислорода при этом составит 0,5% О2; окисление вольфрама в среде аргона с парциальным давлением кислорода Ро2 = 0,005 ата может быть только при температуре 2200° С, когда Ро2>Ро2, (см. график на фиг. 85, построенный по приближенному уравнению Нернста).

С понижением температуры разность Ро2, — Ро2 растет, и, следовательно, увеличивается сродство вольфрама с кислородом.

При горении дуги в чистом аргоне, дополнительно очищенном до содержания в нем лишь следов O2 (98,5% А, 1,95% N2, O2 и СO2 — следы), парциальное давление кислорода было настолько мало, что на участке от конца электрода до сопла вольфрам не окислялся. При этом после остывания электрод имел серебристую поверхность (фиг. 84, и).

На скорость окисления твердого вольфрама влияют два фактора: скорость диффузии кислорода через оксидную пленку и разность парциального давления кислорода Ро, и упругости диссоциации окислов Ро2 Оба фактора с повышением температуры изменяются во встречных направлениях. На фиг. 86 изображена •схема процессов, вызывающих деформацию конца электрода.

С повышением температуры, благодаря увеличению скорости диффузии кислорода, скорость окисления растет до определенного максимума, после которого она уменьшается вследствие уменьшения разности Ро2 — Ро2, и становится равной нулю при Ро2 =Ро2.

Окислы вольфрама обладают низкой температурой возгонки. Удаление окислов с поверхности электрода значительно ускоряет окисление вольфрама.

Распределение температуры вдоль вольфрамового электрода при горении дуги в среде аргона изображается кривой 1 на фиг. 87. Температура изменяется от максимума, равного температуре плавления вольфрама на конце электрода, до минимума, зависящего от условий охлаждения в месте зажима.

Между этими крайними сечениями имеется промежуточное сечение с температурой, соответствующей максимальной скорости окисления. Это сечение находится в области температур возгонки окислов вольфрама. От этого сечения по направлению к концу электрода скорость окисления (кривая 2, фиг. 87) уменьшается вследствие уменьшения разности Ро2 — Ро2 в противоположном направлении (по длине электрода) скорость окисления уменьшается вследствие уменьшения скорости диффузии кислорода через окисную пленку. Суммарное распределение интенсивности окисления представлено кривой 2 на фиг. 87.

Необратимая деформация, выражающаяся в местном утонении электрода, происходит на участке наибольшей скорости окисления вольфрама.

Процесс утонения электрода значительно ускоряется при завихрениях потока аргона, когда создается возможность подсоса кислорода из воздуха. В этом случае разность Ро2 — Ро2 увеличивается, что способствует увеличению скорости окисления. Так, в опытах № 7, 8, 10 и 11 (табл. 21) с различной интенсивностью потоков аргона со стороны потока меньшей интенсивности создавались завихрения (фиг. 88). В этих опытах электроды со стороны потока с меньшей интенсивностью имели шейку.

В опытах № 10 и 11, где завихрения имели наиболее интенсивный характер, окислы, выдуваемые из места наибольшего окисления, конденсировались при охлаждении, образуя описанный выше налет кристаллов (фиг. 84, ж). Кристаллы, судя по цвету, представляют собой высший окисел W03.

В практических условиях сварки описанная выше необратимая деформация также имеет место (фиг. 89), однако при ламинарном потоке аргона, вытекающего из сопла горелки, такая деформация происходит лишь в результате продолжительного горения дуги.

Быстрое утонение электрода и последующее отламывание его кончика наступают в случае очень интенсивного истечения струи аргона. Во избежание этого нужно, чтобы струя аргона была достаточной для защиты сварочной ванны от окисления и не вызывала образования турбулентных потоков. Это достигается правильным соотношением между диаметром выходного отверстия, диаметром вольфрамового электрода и расходом аргона (см. стр. 137 и табл. 30 ).

Расход вольфрамового электрода связан не только образованием шейки, но и с непосредственным плавлением, которое про

исходит при наличии значительных примесей кислорода и паров воды в аргоне. При уварке в техническом аргоне без сушки и и очистки от кислорода на концах вольфрамовых электродов образуются выходящие наружу раковины (фиг. 90).

Такие раковины отсутствуют при сварке в среде чистого и технического аргона после дополнительной осушки и очистки аргона от кислорода (фиг. 91).

Характерна структура сферического конца вольфрамового электрода при сварке в среде чистого или технического аргона. Половина сферы, обращенная к изделию, состоит из крупных кристаллов (фиг. 92), переходящих резко в мелкокристаллическую структуру основного стержня вольфрама, хотя конец вольфрамового электрода имеет форму сферы, которая могла образоваться лишь в результате плавления.

Иногда при сварке в среде чистого аргона сферический конец электрода состоит из зоны крупных кристаллов, переходящих по направлению к основному стержню в мелкокристаллическую структуру, а в направлении, противоположном стержню, — в мелкую дендритную структуру (фиг. 92, б).

Крупные кристаллы несколько меньшего размера возникают вблизи образующей цилиндрического стержня вольфрама (фиг. 93); появление их объясняется нагреванием электрода теплом, выделяющимся в месте контакта вольфрамового электрода с цангой горелки.

Для точного подсчета расхода вольфрамовых электродов во всех случаях сварки в настоящее время не имеется достаточных данных. Известно, что расход вольфрамового электрода зависит от большого числа переменных: диаметра электрода, тока, скорости сварки, свариваемого материала, чистоты аргона, длины дуги, расхода аргона, числа зажиганий или коротких замыканий дуги. Имеются лишь отдельные разрозненные данные о влиянии отдельных переменных на расход вольфрамового электрода.

Читайте так же:
Длина полотна по металлу

С уменьшением диаметра электрода и увеличением тока расход электрода увеличивается.

В отношении расхода обычных вольфрамовых электродов имеются следующие данные, полученные при исследовании с радиоактивным вольфрамом W187 (табл. 22).

Таблица 22. Распределение расхода вольфрама при сварке нержавеющей стали и алюминия

При сварке в техническом аргоне расход вольфрамового электрода почти вдвое больше, чем при сварке в чистом. Еще больше уменьшается расход вольфрама после дополнительной очистки аргона с помощью очистительной установки.

Увеличение длины дуги и уменьшение расхода аргона ведет к увеличению расхода вольфрамового электрода.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Сварка вольфрамовыми электродами

Вольфрамовые электроды

Электроды для сварки

Для сварки в защитной газовой среде нужны вольфрамовые электроды. Ими пользуются в основном на промышленных предприятиях и в мастерских. Однако оборудование, сваривающее цветные металлы и нержавейку ТИГ-автоматами и полуавтоматами, стало доступно и для домашнего использования. Поэтому человеку, собирающемуся работать с такими аппаратами, надо знать разновидности, классификацию и описание расходников, чтобы сделать правильный выбор.

Сварка алюминия

Сварочные характеристики вольфрамовых электродов

Такие изделия продают в виде стержней, длина которых в среднем 175 мм. Для изготовления применяют чистый вольфрам, а также примеси других компонентов, улучшающих потребительские свойства продукции. В качестве защищающего газа чаще всего применяется аргон, гелий и т.п.

За счет повышенной температуры плавления, составляющей 3,4 тыс. C, в работе электроды расходуются мало, в основном присутствует небольшое испарение. Из-за этого их называют неплавящимися.

Производители выпускают продукцию различного диаметра.

С этим размером связано предназначение проволоки для различных токов сварки:

  • 1 мм соответствует 50 А;
  • 1,6 мм выдерживают до 100 А;
  • 2 (2,4) мм рекомендованы при 200 А;
  • если требуется повысить ток до 300 А, то подойдут стержни толщиной 3,2 мм;
  • более 300 А берут самые толстые 4 мм.

Кроме того, электроды для сварки аргоном классифицируются по току:

  • марки WY и WT для постоянного тока;
  • разновидности WZ или WP для переменного тока на выходе;
  • для WL, WC можно использовать ток любой характеристики.

Назначение и сфера использования

Чаще всего сварка вольфрамовым электродом требуется для работы со сталями углеродистых, конструкционных или нержавеющих марок, сплавами цветных металлов. В результате операции шов будет ровным, без трещин.

При этом химическая целостность материалов не нарушается. Поэтому стык представляет собой монолитное соединение.

Электроды для TIG сварки востребованы в следующих областях промышленности:

  • аэрокосмической;
  • пищевой;
  • медицинской;
  • атомном и химическом машиностроении;
  • на предприятиях ВПК.

Сварка аргоном

Классификация и маркировки электродов

В целях облегчения подготовки к работе и исключения ошибки в выборе расходников для аргонной сварки, производители поделили их на классы, обозначив их принадлежность к классу вольфрамовых буквой W, находящейся вначале.

Далее обозначается лигатура (примесь), добавленная для улучшения сварочных характеристик:

  • WP состоят из 99,5% чистого вольфрама;
  • C добавлен церий;
  • T содержат диоксид тория;
  • L с оксидом лантана;
  • Y примесью стал диоксид иттрия;
  • Z оксид циркония.

Цифры означают процентное количество лигатур и длину стержня. Сведения о каждой марке есть в справочниках. Там надо найти таблицу, где описаны ее характеристики.

Кроме того, существует цветовая маркировка вольфрамовых электродов:

  1. WZ-8 с 0,8% оксида циркония с шарообразным кончиком для работы на переменных токах окрашены в белый цвет. Они производят мощную и устойчивую дугу. Рекомендованы для алюминия, бронзы, магния, никеля и их сплавов.
  2. WP зеленые лучше всего работают в среде аргона или гелия. Подходят для сварки магниевых и алюминиевых деталей.
  3. Универсальные WC-20 серого цвета с 2%-ным содержанием оксида церия запускают дугу на низких токах. Используются на трубопроводах, при сварке тонких стальных листов, а также молибдена, тантала, ниобия,титана и т.д.
  4. Золотистые WL-15 и синие WL-15 содержат 1,5% и 2% оксида лантана, который увеличивает рабочий ток. Такие неплавящиеся электроды характеризуются легким первоначальным розжигом дуги, сниженным наполовину износом стержня, чистотой шва и малой склонностью к прожигу тонких листов. Применяются для соединения высоколегированных сталей, медных, бронзовых, алюминиевых деталей на переменном и постоянном токе.
  5. От 1,8% до 2,2% иттрия находятся в составе темно-синих стержней WY-20. Работают с углеродистыми, низколегированными и нержавеющими сталями, титаном, медью и их сплавами.
  6. Наконечники электродов WT-20 окрашены в красный цвет и содержат оксид тория. Для сваривания на постоянном токе они стали наиболее популярными из всех вольфрамовых расходников благодаря малому расходу проволоки, сменному углу заточки и приспособленностью к сварке практически любых цветных металлов. Недостатком стала пыль, которая образуется при обработке кончика. Поскольку торий радиоактивен, то она наносит вред здоровью и окружающей среде. Постоянное использование таких электродов требует улучшенной системы вентиляции.

Цвет изделия

Как правильно выбирать

Перед работой с вольфрамовыми электродами нужно ориентироваться на такие характеристики:

  • тип;
  • химический состав примесей;
  • диаметр, влияющий на толщину стыка;
  • геометрическая форма наконечника, определяющая свойства сварочного процесса;
  • качество заточки.

Профессиональные сварщики доверяют своему опыту, а для новичков существуют справочные таблицы с параметрами каждого типа стержня.

Процесс заточки

Если плавящиеся электроды сразу готовы к использованию, то вольфрамовые нужно предварительно подготовить. Предварительные работы состоят в контроле состояния кончика стержня.

Перемещение потока электронов, разделение энергии и давление дуги на поверхность во время сварки зависит от его формы. От геометрии носика зависит глубина проварки, размеры и форма сварочного стыка.

Из-за этого надо сначала заточить конец согласно правилам, зависящим от условий работы и типа стержня:

  • сферический кончик у марок WP и WL;
  • легкая выпуклость характерна для электродов WT;
  • WC, WY, WT, и WZ затачивают под конус с некоторыми изменениями по ситуации.
Читайте так же:
Лазерный уровень для улицы какой лучше

Длина заточки определяется как произведение диаметра электрода на константу 2,5.

Инструмент, которым рекомендовано пользоваться – точильный круг или болгарка.

Иногда стержень зажимают в патрон электродрели и вращают на малых оборотах по наждаку, добиваясь нужной формы и равномерности стачивания.

Кроме геометрической формы важно соблюсти угол, на который затачивается электрод перед сваркой:

  • для низких токов этот показатель равен 10-20°;
  • работа на средних значениях требует придерживаться 20-30°;
  • максимальная мощность требует доводить остроту до 60-120°.

Выбор угла заточки влияет на стабильность дуги, ее устойчивость и ресурс работы самого стержня. Если заточить кончик менее, чем на 20 градусов, проволока будет расходоваться быстрее, а при показателе более 90 градусов появляется неустойчивая дуга.

Правильная заточка электрода

Ошибки при формировании наконечника вольфрама приводят к таким последствиям:

  • неправильной ширине шва;
  • непровару стыка;
  • нарушению симметрии свариваемых деталей;
  • блужданию дуги.

При появлении любого из этих недостатков надо остановит сварку и исправить угол заточки стержня.

Особенности сварки с помощью вольфрама

Аргонной сварке неплавящимися электродами характерна своя специфика:

  • возможность работы в разных режимах ручном, автоматическом или полуавтоматическом;
  • соединение металлов возможно без присадки за счет расплавленного с краев металла, формирующего сварной шов;
  • допускается сваривать детали толщиной менее 0,1 мм;
  • воздух во время процесса вытесняется из рабочей зоны, что подразумевает использование мощной вентиляции;
  • образование дуги происходит без соприкосновения с соединяемым элементом;
  • для уменьшения расхода проволоки надо подбирать нужную величину силы тока;
  • защитное облако также экономит стержень;
  • расход газа зависит от толщины металла, скорости сварки, разновидности шва.

Схема сварки

Какие марки лучшие

Вольфрамовые электроды представлены как зарубежными, так и отечественными производителями.

Наиболее популярными стали:

  • продукция шведской компании ESAB, выпускаемая не только в Европе, но и на российских заводах;
  • высокая цена стержней фирмы Fubag из Германии соответствует их качеству;
  • весь спектр электродов из вольфрама есть в каталоге итальянского бренда BlueWeld;
  • лантановая проволока ЭВЛ завода Экотек.

Кроме продукции крупных заводов, торговые предприятия предлагают изделия множества китайских производителей. Самыми популярными стали Shaanxi Yuheng Tungsten Molybdenum Industrial Co., Ltd, свыше 15 лет выпускающая электроды из вольфрама, Hangzhou Linan Dayang Welding Material Co., Ltd и др.

Классификация и маркировка вольфрамовых электродов для сварки

Как выбрать электроды для сварки

Прутки, выполненные из вольфрама и его сплавов, получили широкое распространение как электроды, предназначенные для получения неразъемных соединений при помощи аргоновой сварки. Их применяют для создания особо ответственных узлов, например, ёмкостей, работающих под давлением. С применением вольфрамовых электродов сваривают нержавеющие и легированные сплавы.

Применение и особенности сварки

Необходимо отметить, что применение электродов из вольфрама обеспечивать стабильность режима сварки, постоянную сварочную дугу. Эти свойства обеспечивают получение сварных швов высокого качества. Максимальную эффективность сварка этими материалами показывает в среде защитных газов. Такой вид сварочных работ применяют для соединения таких материалов, как молибден, никель и некоторых других.

Инструмент этого типа относят к неплавящимся, но в технологическом процессе его применяют одновременно с присадочной проволокой. Вольфрамовые изделия применяют для соединения металлов разного состава.

Применение вольфрамовых электродов

На поверхность изделий, выполненных из вольфрама и его сплавов, не наносят никакой обмазки. Присадочный материал в процессе работы сварщик подаёт отдельно, как правило, он тоже выполнен в виде прутка или проволоки.

Защиту сварочной ванны от воздействия атмосферного кислорода обеспечивает газ, который её окружает, для этих целей применяют аргон, углекислоту, гелий или из смеси.

На практике чаще всего применяют прутки длиной 175 мм, но существуют сварочные прутки и меньшей длины — от 50 до 150 мм. Диаметр применяемых материалов лежит в диапазоне от 1 до 8 мм. Выбрать необходимое изделие можно с помощью специальных таблиц.

Какие существуют электроды

Качество выполняемых работ, в первую очередь, обеспечивает химический состав вольфрамового сплава. Так, при их изготовлении в сплав вносят добавки следующих химических веществ: тория, циркония и ряда других. Эти присадки повышают стойкость прутков к плавлению, и, само собой, улучшают качество сварки.

Сварщик должен постоянно отслеживать состояние рабочего кончика вольфрамового прутка. Дело заключается в следующем: от формы кончика зависит работа дуги на поверхности деталей. Его форма оказывает влияние на качество сварного шва, его форму и размеры. Именно поэтому кончик изделия должен быть всегда заточен. На практике применяют правила и форму заточки, которые приемлемы для тех или иных видов работ.

Форму заточки определяет марка изделия, так WP кончик должен быть выполнен в виде сферы, на WT на конце должна быть небольшая выпуклость, а вот сварочные прутки марки WC затачивают под конус.

Размер обработки (заточки) конца прутка определяют по следующей форме — его диаметр умножают на 2,5. То есть изделие с диаметром 3 мм необходимо обрабатывать на расстоянии в 7,5 мм. Кроме того, надо учитывать и то, что в зависимости от свариваемых материалов и силы сварочного тока углы заточки должны быть разными. Несоблюдение этих правил может привести к сокращению времени эксплуатации инструмента.

Так, если кончик заправлен неравномерно, это может привести к отклонению дуги от заданного направления. Неверно подобранная ширина приведёт к такому дефекту, как непровар.

Несмотря на множество достоинств этих изделий, существует как минимум один существенный недостаток — это сложности с розжигом и поддержанием дуги.

Читайте так же:
Как сделать картофелекопалку для мотоблока своими руками

Для устранения этого недостатка розжиг дуги выполняют за несколько шагов:

  1. Создают короткое замыкание на теле заготовки.
  2. Отвод электрода от заготовки на заранее определённое расстояние.

Для выполнения этой операции в месте сварки добавляют циркониевую присадку. Такой метод позволяет выполнить розжиг качественной дуги.

Маркировка изделий

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки

Как и большинство подобной продукции, вольфрамовые электроды имеют классификацию, которая выполняется по применяемости. Одни, например, WP применяют для работы с алюминием, а WC для работы нержавейкой. Для того чтобы их было удобнее различать, на них наносят цветовую полосу.

Для маркировки вольфрамовых сварочных прутков применяют буквенно-цифровое обозначение. Кроме этого, квалифицируют вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки по цветам.

Кроме него, на поверхность прутков наносят цвета, соответствующие их марке. Обозначение электродов включает в себя описание химического состава, а также наличие добавок. В обозначении присутствует буква W, она говорит о том, что в основе химического состава лежит вольфрам. Количество добавок не превышает 0,5% от объёма.

Разновидности электродов

Вторая буква показывает тип присадки, которая применяется для изготовления вольфрамовых электродов.

Так, марка WP — это вольфрамовые электроды для сварки алюминия и его сплавов. Кроме этого, металла электроды марки WP применяют для обработки магния. Изделия с маркой WZ8 содержат в себе цирконий. Их применяют для работы с бронзой, магнием, никелем и их сплавами. Изделия способны работать с большими нагрузками, в отличие от изделий другой марки. Электроды этой марки маркируют с помощью зелёного цвета.

Электрод марки WT20 содержит в своём химическом составе торий. Изделия этого типа наиболее распространены, но вместе с тем они несут определённую угрозу сварщику и людей, работающих рядом с ним. Все дело в том, что этот материал является источником радиации. Это накладывает некоторые ограничения на их применение в производстве сварочных работ. Электроды этой марки маркируют с помощью красного цвета.

Надо отметить, что стержни, содержащие торий, позволяют работать практически с любым видом материала, от обычных сталей, до никелевых или молибденовых сплавов.

Выбор вольфрамовых электродов

К универсальным электродам относят и те, которые принадлежат марке WC 20. В их химический состав входит церий, что позволяет работать как при переменном, так и при постоянном сварочном токе. Ещё одно отличие изделий этой марки заключается в том, они обеспечивают стабильное горение дуги даже при небольшой мощности источника тока. Электроды этой марки маркируют с помощью тёмно-синего цвета.

Другими словами, вольфрамовые электроды, классификация которых была приведена выше, могут быть использованы при сварке любых сплавов.

Оборудование для сварки

Если используется электрод вольфрамовый для аргоновой сварки, необходим особый набор оборудования. Он включает:

  • источник постоянного или переменного тока;
  • горелки с установленным на ней неплавящимся электродом;
  • ёмкости, в которые закачан инертный газ;
  • рукава (шлангов) для подачи газа в рабочее пространство.

Электроды от аргоновой сварки

Электроды выполняют из вольфрама или его соединений. Температура его плавления составляет 3 380 градусов Цельсия, что позволяет использовать его для работы практически со всем металлами. Во время работы он не плавится, единственное, что требуется, — это выполнять заточку в соответствии с определёнными требованиями. Электрод устанавливают в горелку, при этом та часть электрода, которая не принимает участия в работе, защищается колпаком. Это необходимо для предотвращения его замыкания на массу.

На горелке установлена кнопка, которая подаёт газ и напряжение. На конце горелки установлено керамическое сопло. Из него выходит кончик электрода. К рукоятке горелки подсоединяют рукава, через которые подаётся газ.

После того как сварщик нажимает кнопку, начинается подача газа и электричества. Газ, поступающий из сопла, изолирует сварочную ванну от воздействия газов, содержащихся в атмосфере.

Преимущества и недостатки

Маркировка электродов

Сварка с применением вольфрамовых электродов гарантирует получения шва без шлака. В таком шве отсутствуют поры. Сварка такого типа позволяет соединять между собой большинство известных сплавов и металлов. Кроме того, применение сварки этого типа позволяет создавать соединения со стенками разной толщины.

Сварка вольфрамовыми электродами выполняется без искр и брызг. На шве не образуется шлак, не выделяется дым, в отличие от электродов, покрытых обмазкой. Все эти факторы позволяют выполнять сварку с высокой скоростью.

Вместе с тем сварка таким материалом подразумевает то, что перед выполнением работы необходимо тщательно зачистить поверхность деталей. В противном случае получаемый шов будет обладать определёнными дефектами (непроварами, порами и пр.).

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.

Сварка вольфрамовым электродом: особенности и преимущества

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.

Читайте так же:
Как поменять масло в подкатном домкрате

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.

Сварка в инертных газах вольфрамовым электродом (TIG) | Сварка и .

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.

Аргонодуговая сварка

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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector