Вибір та підготовка вольфрамових електродів до ГТАВ

Вибір та підготовка вольфрамових електродів до GTAW має важливе значення для оптимізації результатів та запобігання забрудненню та переробці. Getty Images
Вольфрам - рідкісний металевий елемент, який використовується для виготовлення електродів для дугового зварювання вольфрамовим газом (GTAW). Процес GTAW спирається на твердість та високу температуру опору вольфраму для передачі зварювального струму на дугу. Температура плавлення вольфраму є найвищою серед усіх металів - 3410 градусів Цельсія.
Ці електроди, що не споживаються, мають різні розміри та довжину та складаються з чистого вольфраму або сплавів вольфраму та інших рідкоземельних елементів та оксидів. Вибір електрода для GTAW залежить від типу та товщини підкладки, а також від того, чи використовується для зварювання змінний струм (AC) або постійний струм (DC). Який із трьох кінцевих препаратів ви вибрали, сферичний, загострений або усічений, також має вирішальне значення для оптимізації результатів та запобігання забрудненню та переробці.
Кожен електрод має колірне позначення, щоб виключити плутанину щодо його типу. Колір з'являється на кінчику електрода.
Чисті вольфрамові електроди (за класифікацією AWS EWP) містять 99,50% вольфраму, який має найвищу норму споживання з усіх електродів і, як правило, дешевший, ніж електроди зі сплаву.
Ці електроди при нагріванні утворюють чистий сферичний наконечник і забезпечують чудову стабільність дуги для зварювання змінного струму з збалансованими хвилями. Чистий вольфрам також забезпечує хорошу стійкість до дуги при зварюванні синусоїдою змінного струму, особливо на алюмінію та магнію. Зазвичай він не використовується для зварювання постійним струмом, оскільки він не забезпечує міцного початку дуги, пов'язаного з торієвими або церієвими електродами. Не рекомендується використовувати чистий вольфрам на інверторних машинах; для досягнення найкращих результатів використовуйте гострі церієві або лантанові електроди.
Торієві вольфрамові електроди (за класифікацією AWS EWTh-1 та EWTh-2) містять щонайменше 97,30% вольфраму та 0,8% до 2,20% торію. Існує два типи: EWTh-1 та EWTh-2, що містять 1% та 2% відповідно. Відповідно. Вони є загальновживаними електродами і віддають перевагу їх тривалому терміну служби та простоті використання. Торій покращує якість випромінювання електронів електрода, тим самим покращуючи запуск дуги і дозволяючи збільшити пропускну здатність струму. Електрод працює набагато нижче температури плавлення, що значно зменшує витрату та усуває дрейф дуги, тим самим покращуючи стабільність. У порівнянні з іншими електродами, торієві електроди менше осаджують вольфрам у ванні з розплавом, тому вони менше забруднюють зварні шви.
Ці електроди в основному використовуються для зварювання негативними електродами постійного струму (DCEN) з вуглецевої сталі, нержавіючої сталі, нікелю та титану, а також для деяких спеціальних варіантів зварювання змінного струму (наприклад, для тонкого алюмінію).
Під час виробничого процесу торій рівномірно розподіляється по всьому електроду, що допомагає вольфраму зберігати гострі краї після шліфування-це ідеальна форма електрода для зварювання тонкої сталі. Примітка: Торій є радіоактивним, тому під час його використання завжди слід дотримуватися застережень виробника, інструкцій та паспорта безпеки матеріалів (MSDS).
Електрод вольфрамового церію (класифікація AWS EWCe-2) містить щонайменше 97,30% вольфраму та 1,80% до 2,20% церію, і називається 2% церієм. Ці електроди найкраще працюють при зварюванні постійним струмом при низьких значеннях струму, але їх можна вміло використовувати в процесах змінного струму. Завдяки відмінному пуску дуги при низькій силі струму церій вольфрам популярний у таких сферах, як виробництво залізничних труб та труб, обробка листового металу та робота з використанням дрібних і точних деталей. Як і торій, його найкраще використовувати для зварювання вуглецевої сталі, нержавіючої сталі, нікелевих сплавів та титану. У деяких випадках він може замінити 2% торієві електроди. Електричні властивості вольфраму церію та торію дещо відрізняються, але більшість зварювальників не можуть їх відрізнити.
Використання церієвого електрода з більшою силою струму не рекомендується, оскільки більша сила струму призведе до швидкого переміщення оксиду до тепла наконечника, видалення вмісту оксиду та скасування переваг процесу.
Використовуйте загострені та/або усічені наконечники (для чистого вольфраму, церію, лантану та торію) для зварювання інвертором змінного та постійного струму.
Електроди вольфраму з лантану (класифікації AWS EWLa-1, EWLa-1,5 та EWLa-2) містять щонайменше 97,30% вольфраму та 0,8% до 2,20% лантану або лантану і називаються відділом EWLa-1, EWLa-1,5 та EWLa-2 Lanthanu елементів. Ці електроди мають чудову здатність до запуску дуги, низьку швидкість вигорання, хорошу стабільність дуги та відмінні характеристики запалювання-багато з тих самих переваг, що і електроди з церію. Електроди лантаноїдів також мають провідні властивості 2% торієвого вольфраму. У деяких випадках лантан-вольфрам може замінити торій-вольфрам без істотних змін у процедурі зварювання.
Якщо ви хочете оптимізувати зварювальні можливості, вольфрамовий електрод з лантану є ідеальним вибором. Вони підходять для змінного струму або DCEN з наконечником, або їх можна використовувати з джерелом живлення з синусоїдою змінного струму. Лантан і вольфрам можуть дуже добре зберігати гострий наконечник, що є перевагою для зварювання сталі та нержавіючої сталі на постійному чи змінному струмі за допомогою джерела живлення прямокутної хвилі.
На відміну від торієвого вольфраму, ці електроди підходять для зварювання змінним струмом і, подібно до церієвих електродів, дозволяють запускати дугу і підтримувати її при меншій напрузі. Порівняно з чистим вольфрамом, для певного розміру електрода додавання оксиду лантану збільшує максимальну пропускну здатність струму приблизно на 50%.
Електрод з цирконієвим вольфрамом (за класифікацією AWS EWZr-1) містить щонайменше 99,10% вольфраму та 0,15% до 0,40% цирконію. Цирконієвий вольфрамовий електрод може створювати надзвичайно стабільну дугу і запобігати розбризкуванню вольфраму. Це ідеальний вибір для зварювання змінного струму, оскільки він зберігає сферичний наконечник і має високу стійкість до забруднення. Його поточна ємність дорівнює або перевищує торій вольфраму. Ні в якому разі не рекомендується використовувати цирконій для зварювання постійним струмом.
Рідкоземельний вольфрамовий електрод (EWG за класифікацією AWS) містить неуточнені добавки оксиду рідкісноземельних матеріалів або змішану комбінацію різних оксидів, але виробник повинен вказати кожну добавку та її відсоток на упаковці. Залежно від добавки, бажані результати можуть включати створення стабільної дуги під час процесів змінного та постійного струму, більш тривалий термін служби, ніж торієвий вольфрам, можливість використання електродів меншого діаметру в тій же роботі та використання електродів подібного розміру Вищий струм, і менше розбризкування вольфраму.
Після вибору типу електрода, наступним кроком є ​​вибір кінцевої підготовки. Три варіанти - сферичні, загострені та усічені.
Сферичний наконечник зазвичай використовується для чистих вольфрамових та цирконієвих електродів і рекомендується для процесів змінного струму на синусоїдальних та традиційних прямокутних машинах з ГТАВ. Щоб правильно сформувати кінець вольфраму, просто застосуйте змінний струм, рекомендований для даного діаметру електрода (див. Малюнок 1), і на кінці електрода утвориться кулька.
Діаметр сферичного кінця не повинен перевищувати в 1,5 рази діаметр електрода (наприклад, електрод 1/8 дюйма повинен утворювати кінець діаметром 3/16 дюйма). Більша куля на кінчику електрода зменшує стійкість дуги. Він також може впасти і забруднити зварний шов.
Наконечники та/або усічені наконечники (для чистого вольфраму, церію, лантану та торію) використовуються в зварювальних процесах інвертора змінного та постійного струму.
Щоб належним чином подрібнити вольфрам, використовуйте шліфувальний круг, спеціально призначений для подрібнення вольфраму (для запобігання забрудненню) та шліфувальний круг із бури або алмазу (для протистояння твердості вольфраму). Примітка: Якщо ви шліфуєте торієвий вольфрам, переконайтеся, що ви контролюєте та збираєте пил; шліфувальна станція має належну систему вентиляції; та дотримуйтесь застережень виробника, інструкцій та MSDS.
Подрібніть вольфрам безпосередньо на колесі під кутом 90 градусів (див. Малюнок 2), щоб переконатися, що шліфувальні знаки виходять по довжині електрода. Це може зменшити наявність гребенів на вольфрамі, що може спричинити дрейф дуги або розплавлення у зварній бані, що призведе до забруднення.
Як правило, ви хочете відшліфувати конус на вольфрамі не більше ніж у 2,5 рази в діаметрі електрода (наприклад, для 1/8-дюймового електрода, поверхня землі має довжину від 1/4 до 5/16 дюймів). Шліфування вольфраму в конус може спростити перехід початку дуги і створити більш концентровану дугу, щоб отримати кращі характеристики зварювання.
При зварюванні на тонких матеріалах (від 0,005 до 0,040 дюймів) при слабкому струмі найкраще подрібнити вольфрам до точки. Наконечник дозволяє передавати зварювальний струм у фокусованій дузі та запобігає деформації тонких металів, таких як алюміній. Не рекомендується використовувати загострений вольфрам для застосування з більш високим струмом, оскільки більший струм здує кінчик вольфраму і спричинить забруднення зварної ванни.
Для додатків із більшим струмом найкраще відшліфувати усічений кінчик. Щоб отримати цю форму, вольфрам спочатку шліфують до конусу, описаного вище, а потім шліфують до 0,010-0,030 дюймів. Плоский грунт на кінці вольфраму. Цей плоский грунт запобігає проникненню вольфраму по дузі. Він також запобігає утворенню кульок.
WELDER, раніше відомий як Практичне зварювання сьогодні, демонструє справжніх людей, які виготовляють вироби, якими ми користуємось, і працюємо кожен день. Цей журнал обслуговує зварювальну спільноту в Північній Америці більше 20 років.


Час публікації: 23 серпня-21 серпня