Выбор и подготовка вольфрамовых электродов для GTAW

Выбор и подготовка вольфрамовых электродов для GTAW важны для оптимизации результатов и предотвращения загрязнения и переделок. Getty Images
Вольфрам - это элемент из редкого металла, 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 - 3410 градусов по Цельсию.
Эти неплавящиеся электроды бывают разных размеров и длины 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 препарирования вы выберете - сферический, заостренный или усеченный - также имеет решающее значение для оптимизации результатов и предотвращения загрязнения и переделки.
Каждый электрод имеет цветовую маркировку, чтобы избежать путаницы в его типе. Цвет появляется на кончике электрода.
Электроды из чистого вольфрама (классификация AWS EWP) содержат 99,50% вольфрама, который имеет самый высокий уровень потребления среди всех электродов и, как правило, дешевле, чем электроды из сплава.
Эти электроды образуют чистый сферический наконечник при нагревании и обеспечивают отличную стабильность дуги при сварке на переменном токе со сбалансированными волнами. Чистый вольфрам также обеспечивает хорошую стабильность дуги при синусоидальной сварке на переменном токе, особенно алюминия и магния. Обычно его не используют для сварки постоянным током, поскольку он не обеспечивает сильного зажигания дуги, характерного для ториевых или цериевых электродов. Не рекомендуется использовать чистый вольфрам в инверторных машинах; для достижения наилучших результатов используйте острые электроды из церия или лантаноида.
Ториево-вольфрамовые электроды (классификация AWS EWTh-1 и EWTh-2) содержат не менее 97,30% вольфрама и от 0,8% до 2,20% тория. Есть два типа: EWTh-1 и EWTh-2, содержащие 1% и 2% соответственно. Соответственно. Это обычно используемые электроды, которые отличаются долгим сроком службы и простотой использования. Торий улучшает качество электронной эмиссии электрода, тем самым улучшая зажигание дуги и обеспечивая более высокую пропускную способность по току. Электрод работает намного ниже своей температуры плавления, что значительно снижает скорость потребления и устраняет дрейф дуги, тем самым повышая стабильность. По сравнению с другими электродами ториевые электроды осаждают меньше вольфрама в ванне расплава, поэтому они вызывают меньшее загрязнение сварного шва.
Эти электроды в основном используются для сварки отрицательным электродом на постоянном токе (DCEN) углеродистой стали, нержавеющей стали, никеля и титана, а также для некоторых специальных сварочных операций на переменном токе (например, для тонкого алюминия).
В процессе производства торий равномерно распределяется по электроду, что помогает вольфраму сохранять свои острые края после шлифования - это идеальная форма электрода для сварки тонкой стали. Примечание. Торий радиоактивен, поэтому при его использовании вы должны всегда следовать предупреждениям, инструкциям и паспорту безопасности материала (MSDS) производителя.
Церий-вольфрамовый электрод (классификация AWS EWCe-2) содержит не менее 97,30% вольфрама и от 1,80% до 2,20% церия и называется 2% -ным церием. Эти электроды лучше всего подходят для сварки постоянным током при малых токах, но могут быть умело использованы в процессах переменного тока. Обладая отличным зажиганием дуги при низкой силе тока, церий-вольфрам популярен в таких областях применения, как производство рельсовых труб и труб, обработка листового металла и работы 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 электроды с 2% -ным торием. 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 область нагрева наконечника, удалению содержания оксида и сведению на нет преимуществ процесса.
Используйте заостренные и / или усеченные наконечники (для чистых типов вольфрама, церия, лантана и тория) для инверторных сварочных процессов на переменном и постоянном токе.
Лантаново-вольфрамовые 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 отличной способностью зажигания дуги, низкой скоростью перегорания, хорошей стабильностью дуги и отличными характеристиками повторного зажигания - многие из тех же преимуществ, что и цериевые электроды. Электроды из лантаноидов также обладают проводящими свойствами, как 2% -ный торий-вольфрам. В некоторых случаях лантан-вольфрам может заменить торий-вольфрам без серьезных изменений в процедуре сварки.
Если вы хотите оптимизировать сварочные способности, лантаново-вольфрамовый электрод - идеальный выбор. Они подходят для переменного или постоянного тока с наконечником, или их можно использовать с синусоидальным источником питания переменного тока. Лантан и вольфрам могут очень хорошо поддерживать острый наконечник, что является преимуществом при сварке стали и нержавеющей стали на постоянном или переменном токе с использованием прямоугольного источника питания.
В отличие от ториево-вольфрамовых электродов, эти электроды подходят для сварки на переменном токе и, как и цериевые электроды, позволяют зажигать и поддерживать дугу при более низком напряжении. По сравнению с чистым вольфрамом для данного размера электрода добавка оксида лантана увеличивает максимальную токонесущую 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 загрязнениям. Его пропускная способность по току равна или больше, чем у тория вольфрама. Ни при каких обстоятельствах не рекомендуется использовать цирконий для сварки постоянным током.
Редкоземельный вольфрамовый электрод (классификация AWS EWG) содержит неуказанные добавки оксидов редкоземельных элементов или смешанную комбинацию различных оксидов, но производитель должен указать каждую добавку и ее процентное содержание на упаковке. В зависимости от добавки желаемые результаты могут включать в себя создание стабильной дуги во время процессов переменного и постоянного тока, более длительный срок службы по сравнению с ториевольфрамовым, возможность использования электродов меньшего диаметра в той же работе и использование электродов аналогичного размера с более высоким током, и меньше брызг вольфрама.
После выбора типа электрода следующим шагом будет выбор препарирования 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 с прямоугольной волной. Чтобы правильно терраформировать конец вольфрама, просто примените переменный ток, рекомендованный для данного диаметра электрода (см. Рисунок 1), и на конце электрода образуется шар.
Диаметр сферического конца не должен превышать 1,5 диаметра электрода (например, электрод диаметром 1/8 дюйма должен образовывать конец диаметром 3/16 дюйма). Более крупная сфера на конце электрода снижает стабильность дуги. Он также может выпасть и загрязнить сварной шов.
Наконечники и / или усеченные наконечники (для типов чистого вольфрама, церия, лантана и тория) используются в процессах инверторной сварки на переменном и постоянном токе.
Чтобы правильно измельчить вольфрам, используйте шлифовальный круг, специально разработанный для шлифования вольфрама (для предотвращения загрязнения) и шлифовальный круг из буры или алмаза (для сопротивления твердости вольфрама). Примечание. Если вы шлифуете торий-вольфрам, убедитесь, что у вас есть пыль и она собирает пыль; на шлифовальной станции имеется соответствующая система вентиляции; и следуйте предупреждениям, инструкциям и MSDS производителя.
Шлифуйте вольфрам непосредственно на круге под углом 90 градусов (см. Рисунок 2), чтобы следы шлифования проходили по длине электрода. Это может уменьшить наличие выступов на вольфраме, которые могут вызвать дрейф дуги или плавление в сварочной ванне, что приведет к загрязнению.
Как правило, необходимо отшлифовать конус на вольфраме не более чем до 2,5 диаметров электрода (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 зажигания дуги и создать более концентрированную дугу, чтобы получить лучшие сварочные характеристики.
При сварке тонких материалов (от 0,005 до 0,040 дюйма) на слабом токе лучше всего измельчить 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 более высоких токов, потому что более высокий ток сдует кончик вольфрама и вызовет загрязнение сварочной ванны.
Для приложений с более высоким током лучше всего шлифовать усеченный наконечник. Чтобы получить эту форму, вольфрам сначала шлифуют до конуса, описанного выше, а затем шлифуют до 0,010-0,030 дюйма. Плоская земля на конце вольфрама. Это плоское заземление помогает предотвратить перенос вольфрама через дугу. Это также предотвращает образование шариков.
WELDER, ранее известная как Practical Welding Today, представляет реальных людей, которые производят продукцию, которую мы используем и работаем каждый день. Этот журнал служит сварочному сообществу Северной Америки более 20 лет.


Время публикации: 23 августа-2021