Выбор и подготовка вольфрамовых электродов для GTAW необходимы для оптимизации результатов и предотвращения загрязнения и повторной обработки.Гетти Изображения
Вольфрам — это редкий металлический элемент, используемый для изготовления электродов для газовой вольфрамовой дуговой сварки (GTAW).Процесс GTAW основан на твердости и высокой термостойкости вольфрама для передачи сварочного тока на дугу.Температура плавления вольфрама самая высокая среди всех металлов и составляет 3410 градусов Цельсия.
Эти неплавящиеся электроды бывают разных размеров и длин и состоят из чистого вольфрама или сплавов вольфрама и других редкоземельных элементов и оксидов.Выбор электрода для GTAW зависит от типа и толщины подложки, а также от того, используется ли для сварки переменный ток (AC) или постоянный ток (DC).Какой из трех вариантов обработки концов вы выберете: сферический, заостренный или усеченный, также имеет решающее значение для оптимизации результатов и предотвращения загрязнения и переделок.
Каждый электрод имеет цветовую маркировку, чтобы исключить путаницу в отношении его типа.Цвет проявляется на кончике электрода.
Чистые вольфрамовые электроды (классификация AWS EWP) содержат 99,50% вольфрама, который имеет самый высокий уровень расхода среди всех электродов и, как правило, дешевле, чем электроды из сплавов.
Эти электроды при нагревании образуют чистый сферический наконечник и обеспечивают превосходную стабильность дуги при сварке на переменном токе со сбалансированными волнами.Чистый вольфрам также обеспечивает хорошую стабильность дуги при синусоидальной сварке переменным током, особенно алюминия и магния.Обычно его не используют для сварки постоянным током, поскольку он не обеспечивает сильное зажигание дуги, как при использовании ториевых или цериевых электродов.Не рекомендуется использовать чистый вольфрам в инверторных станках;для достижения наилучших результатов используйте острые электроды из церия или лантанида.
Ториевольфрамовые электроды (классификация AWS EWTh-1 и EWTh-2) содержат не менее 97,30% вольфрама и от 0,8% до 2,20% тория.Существует два типа: EWTh-1 и EWTh-2, содержащие 1% и 2% соответственно.Соответственно.Это широко используемые электроды, их предпочитают из-за длительного срока службы и простоты использования.Торий улучшает качество эмиссии электронов электродом, тем самым улучшая зажигание дуги и обеспечивая более высокую пропускную способность по току.Электрод работает значительно ниже температуры плавления, что значительно снижает скорость расхода и исключает дрейф дуги, тем самым улучшая стабильность.По сравнению с другими электродами, ториевые электроды откладывают меньше вольфрама в ванне расплава, поэтому они вызывают меньшее загрязнение сварного шва.
Эти электроды в основном используются для сварки отрицательным электродом постоянного тока (DCEN) углеродистой стали, нержавеющей стали, никеля и титана, а также для некоторых специальных видов сварки переменным током (например, сварки тонкого алюминия).
В процессе изготовления торий равномерно распределяется по всему электроду, что помогает вольфраму сохранять острые кромки после шлифовки — это идеальная форма электрода для сварки тонкой стали.Примечание. Торий радиоактивен, поэтому при его использовании всегда необходимо следовать предупреждениям производителя, инструкциям и паспорту безопасности материала (MSDS).
Церий-вольфрамовый электрод (классификация AWS EWCe-2) содержит не менее 97,30% вольфрама и от 1,80% до 2,20% церия и называется 2% церием.Эти электроды лучше всего работают при сварке постоянным током при низких настройках тока, но их можно умело использовать и в процессах переменного тока.Благодаря превосходному зажиганию дуги при низкой силе тока церий-вольфрам популярен в таких областях, как производство рельсовых труб и труб, обработка листового металла, а также работа с мелкими и точными деталями.Как и торий, его лучше всего использовать для сварки углеродистой стали, нержавеющей стали, никелевых сплавов и титана.В некоторых случаях он может заменить 2% ториевые электроды.Электрические свойства церия, вольфрама и тория немного различаются, но большинство сварщиков не могут их различить.
Использование цериевого электрода с более высокой силой тока не рекомендуется, поскольку более высокая сила тока приведет к быстрой миграции оксида в сторону тепла наконечника, удалению содержания оксида и сведению на нет преимуществ процесса.
Используйте заостренные и/или усеченные наконечники (для типов чистого вольфрама, церия, лантана и тория) для инверторных сварочных процессов переменного и постоянного тока.
Лантановольфрамовые электроды (классификации AWS EWLa-1, EWLa-1.5 и EWLa-2) содержат не менее 97,30% вольфрама и от 0,8% до 2,20% лантана или лантана и называются EWLa-1, EWLa-1,5 и EWLa-2 Lanthanum Department. элементов.Эти электроды обладают превосходной способностью к зажиганию дуги, низкой скоростью перегорания, хорошей стабильностью дуги и отличными характеристиками повторного зажигания — многие из тех же преимуществ, что и цериевые электроды.Лантанидные электроды также обладают проводящими свойствами 2% тория-вольфрама.В некоторых случаях лантан-вольфрам может заменить торий-вольфрам без серьезных изменений в технологии сварки.
Если вы хотите оптимизировать сварочные возможности, вольфрамовый электрод из лантана является идеальным выбором.Они подходят для переменного или постоянного тока с наконечником или могут использоваться с синусоидальным источником питания переменного тока.Лантан и вольфрам очень хорошо сохраняют остроту кончика, что является преимуществом при сварке стали и нержавеющей стали на постоянном или переменном токе с использованием источника питания прямоугольной формы.
В отличие от ториевых вольфрамовых, эти электроды подходят для сварки на переменном токе и, как и цериевые, позволяют зажигать и поддерживать дугу при более низком напряжении.По сравнению с чистым вольфрамом при заданном размере электрода добавка оксида лантана увеличивает максимальную токопроводящую способность примерно на 50%.
Циркониевый вольфрамовый электрод (классификация AWS EWZr-1) содержит не менее 99,10% вольфрама и от 0,15% до 0,40% циркония.Циркониевый вольфрамовый электрод может генерировать чрезвычайно стабильную дугу и предотвращать разбрызгивание вольфрама.Это идеальный выбор для сварки на переменном токе, поскольку он сохраняет сферический наконечник и обладает высокой устойчивостью к загрязнению.Его текущая пропускная способность равна или превышает емкость тория-вольфрама.Ни в коем случае не рекомендуется использовать цирконий для сварки постоянным током.
Вольфрамовый электрод из редкоземельных элементов (классификация AWS EWG) содержит неуказанные добавки оксидов редкоземельных элементов или смешанную комбинацию различных оксидов, но производитель должен указать на упаковке каждую добавку и ее процентное содержание.В зависимости от добавки желаемые результаты могут включать создание стабильной дуги во время процессов переменного и постоянного тока, более длительный срок службы по сравнению с ториевым вольфрамом, возможность использовать электроды меньшего диаметра в одной и той же работе и использование электродов аналогичного размера. Более высокий ток, и меньше вольфрамовых брызг.
После выбора типа электрода следующим шагом является выбор подготовки конца.Три варианта: сферический, заостренный и усеченный.
Сферический наконечник обычно используется для электродов из чистого вольфрама и циркония и рекомендуется для процессов переменного тока на синусоидальных и традиционных машинах GTAW прямоугольной формы.Чтобы правильно терраформировать конец вольфрама, просто подайте переменный ток, рекомендованный для данного диаметра электрода (см. Рисунок 1), и на конце электрода сформируется шарик.
Диаметр сферического конца не должен превышать диаметр электрода в 1,5 раза (например, электрод диаметром 1/8 дюйма должен образовывать конец диаметром 3/16 дюйма).Большая сфера на кончике электрода снижает стабильность дуги.Он также может упасть и загрязнить сварной шов.
Наконечники и/или усеченные наконечники (для типов чистого вольфрама, церия, лантана и тория) используются в инверторных сварочных процессах переменного и постоянного тока.
Для правильного шлифования вольфрама используйте шлифовальный круг, специально предназначенный для шлифования вольфрама (для предотвращения загрязнения), а также шлифовальный круг из буры или алмаза (чтобы противостоять твердости вольфрама).Примечание. Если вы измельчаете ториевый вольфрам, обязательно контролируйте и собирайте пыль;станция измельчения имеет соответствующую систему вентиляции;и следуйте предупреждениям, инструкциям и паспортам безопасности производителя.
Заточите вольфрам непосредственно на круге под углом 90 градусов (см. рисунок 2), чтобы следы шлифовки распространялись по длине электрода.Это может уменьшить количество выступов на вольфраме, которые могут вызвать снос дуги или ее расплавление в сварочной ванне, что приведет к загрязнению.
Обычно конус вольфрама нужно шлифовать так, чтобы он не превышал диаметр электрода более чем в 2,5 раза (например, для электрода диаметром 1/8 дюйма длина шлифованной поверхности составляет от 1/4 до 5/16 дюйма).Измельчение вольфрама в конус может упростить переход к зажиганию дуги и создать более концентрированную дугу, чтобы обеспечить лучшие характеристики сварки.
При сварке тонких материалов (от 0,005 до 0,040 дюйма) на низком токе лучше всего заточить вольфрам до острия.Наконечник позволяет передавать сварочный ток по сфокусированной дуге и помогает предотвратить деформацию тонких металлов, таких как алюминий.Не рекомендуется использовать заостренный вольфрам для применений с более высокими токами, поскольку более высокий ток сдувает кончик вольфрама и вызывает загрязнение сварочной ванны.
Для применений с более высокими токами лучше всего отшлифовать усеченный наконечник.Чтобы получить эту форму, вольфрам сначала шлифуют до конусности, описанной выше, а затем шлифуют до толщины от 0,010 до 0,030 дюйма.Плоская площадка на конце вольфрама.Эта плоская площадка помогает предотвратить попадание вольфрама через дугу.Это также предотвращает образование шариков.
WELDER, ранее известная как Practice Welding Today, демонстрирует реальных людей, которые производят продукцию, которую мы используем и работаем каждый день.Этот журнал служит сварочному сообществу Северной Америки уже более 20 лет.
Время публикации: 23 августа 2021 г.