Серый вольфрамовый электрод для чего
Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки по цветам. Сводная таблица с основными характеристиками и свойствами
В промышленности и в быту часто используется аргонодуговая сварка металлов. При такой сварке, проводимой в защитной среде аргона, металл защищен от влияния внешней кислородной среды. При проведении сварки такого типа используются неплавящиеся электроды из вольфрама. Вольфрамовые электроды могут длительное время выдерживать высокую температуру и плавиться гораздо медленней других металлов.
Для повышения качества сварки в вольфрам добавляют окиси редкоземельных элементов. В зависимости от их содержания производится маркировка таких электродов.
Классификация
Вольфрамовые электроды классифицируются в соответствии с международным стандартом DIN EN 26848. В соответствии с этим стандартом длина электрода может быть 50, 75, 150 и 175 мм. Диаметр может быть от 0,5 до 10 мм. Наиболее часто используемые диаметры – 1,6; 2,0; 2,5; 3,2 и 4 мм.
Диаметр электрода определяется величиной сварочного тока. При этом электрод диаметром в 1 мм может применяться при сварочных токах до 50 А, диаметром в 1,6 мм – до 100 А, диаметром в 2 мм – до 200 А, диаметром в 3,2 мм – до 300 А, а диаметром в 4 мм – свыше 300 А.
Вольфрам имеет высокую температуру плавления, поэтому электроды из него производят методами порошковой металлургии (спеканием, сжатием и упрочнением). При этом перед спеканием в вольфрам могут добавляться от 0,4 до 4% оксидов тория (Th), циркония (Zr), лантана (La), иттрия (Y) или церия (Ce). По сравнению с электродами из чистого вольфрама у оксидосодержащих электродов есть преимущества:
Маркировка отражает характеристики электрода – состав материала и его длину.
При этом для электрода из вольфрама первый символ в маркировке – буква «W», что обозначает вольфрам. Второй символ обозначает тип металла добавки. Первое число обозначает содержание добавок на 1000 долей W. То есть число 20 обозначает 2% примесей, 8 – 0,8%. Второе число обозначает длину электрода. Наиболее распространенная длина – 175 мм.
Для облегчения использования электроды в зависимости от типа маркируются различными цветами.
Основные марки следующие:
Таблица с данными по вольфрамовым электродам
Данные по вольфрамовым электродам для аргонодуговой сварки приведены в таблице.
Вольфрамовые электроды : как выбрать правильно?
При большом разнообразии вольфрамовых электродов возникает закономерный вопрос: 
Как выбрать нужный электрод для конкретного металла?
Попробуем дать ответ на этот вопрос.
Вольфрамовый электрод WP (зеленый) — содержание вольфрама 99,5 %.
Применяется в основном для алюминия, магния и их сплавов.
Используются только для сварки на переменном токе.
Зажечь дугу таким вольфрамовым электродом несколько сложнее, однако отличается устойчивостью и стабильностью на «переменке».
Затачивается под «сферу».
К недостаткам чистых вольфрамовых электродов стоит отнести короткий срок службы из-за высокой тепловой нагрузки на конце и засорения сварного шва вольфрамовыми вкраплениями, что сужает область применения.
Вольфрамовый электрод WL-15/ WL-20 (золотистый/светло-синий) — электрод вольфрамовый с присадкой оксида лантана (La2O3)
Пожалуй, это самые популярные из вольфрамовых электродов – хорошо работают как на постоянке так и на переменке.
Широкий спектр металлов – им варят нержавейку, чернягу, медь, бронзу и тп и тд.
Отличается легким зажиганием сварочной дуги и ее устойчивостью.
Оксид лантана значительно продлевает срок службы электрода.
Затачивается как под «сферу»( для переменного тока), так и под «конус».
Вольфрамовый электрод WZ-8 (белый) – электрод с добавкой 0,8% оксида циркония (ZrO2).
Электродами марки WZ-8 хорошо соединять детали из алюминия и сплавов.
Предпочтительно использовать для сварки переменным током, хотя данные электроды можно применять и на постоянном токе.
К плюсам вольфрамовых электродов WZ-8 можно отнести способность выдерживать высокие токовые нагрузки при устойчивой стабильной дуге.
Если подвести краткий итог вышесказанному:
Классификация вольфрамовых электродов
Вольфрамовые электроды применяют при аргонодуговой сварке (TIG).
Ими сваривают изделия из металлов и их сплавов: углеродистых и легированных сталей, меди, титана и специальных жаропрочных составов.
Так же их используют для наплавки твердых сплавов. Они подходят для работ как на постоянном, так и на переменном токе.
Маркировка вольфрамовых электродов по цветам
В данной статье мы перечислили все основные маркировки, по которым ведется классификация вольфрамовых электродов.
Их лучше использовать для сварки переменным током, при этом рабочий торец обрабатывается для придания ему сферической формы. Также нельзя допускать даже минимального загрязнения сварочной ванны. Циркониевые электроды создают очень сильную и стабильную сварочную дугу. Поэтому н агрузка по току на них может быть намного больше, чем на электроды с цериевым, лантановым и ториевым покрытием.
Основные свариваемые металлы: алюминий и его сплавы, бронза и ее сплавы, магний и его сплавы, никель и его сплавы.
Применяются при сварке переменным синусоидальным током (с осциллятором). Такие электроды создают и поддерживают устойчивую дугу в любой инертной среде (лучше всего с аргоном или гелием). Из-за ограниченной тепловой нагрузки рабочий конец WP формируют в виде шарика.
Основные свариваемые металлы: алюминий, магний и их сплавы.
Этот редкоземельный металл повышает эмиссию с улучшением первоначального запуска сварочной дуги и поддерживают ее устойчивость даже при небольшом значении тока. Это универсальные электроды, которые применяются для сварки переменным током и током положительной прямой полярности.
Цериевые электроды используется при сварке трубопроводов, а так же тонколистовых стальных изделий и при сварке неповоротных стыков орбитальными автоматами.
Основные свариваемые металлы: металлы с высокой температурой плавления (молибден, тантал), ниобий и его сплавы, медь, бронза кремниевая, никель и его сплавы, титан и его сплавы. Подходит для всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе.
Обладают легким первоначальным запуском сварочной дуги и маленькой склонностью к прожигу. Устойчивая первичная дуга и отличный повторный розжиг дуги выдвигают их на первые места в промышленном применении. Оксид лантана значительно увеличивает рабочий ток, меньше загрязняют сварной шов и уменьшают износ на 50% по сравнению с обычными вольфрамовыми электродами.
Основные свариваемые металлы: высоколегированные стали, алюминий, медь, бронза. Подходит для всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе.
Применяются при сварке ответственных узлов и конструкций на постоянном токе прямой полярности (DC). И считаются самыми устойчивыми из всех неплавящихся электродов, известных на сегодняшний день. Иттрированые электроды делают катодное пятно на конце более стабильным, поэтому устойчивость дуги значительно повышается.
Основные свариваемые металлы: углеродистые, низколегированные и нержавеющие стали, титан, медь и их сплавы.
Это наиболее распространенные электроды, поскольку они первые показали существенные преимущества композиционных электродов над чисто вольфрамовыми при сварке на постоянном токе.
Торированные электроды хорошо работают при сварке на постоянном токе и с улучшенными источниками тока, при этом, в зависимости от поставленной задачи можно менять угол заточки электрода. Они отлично сохраняют свою форму даже на больших токах, в отличие от чисто вольфрамовых электродов, которые начинают плавиться.
Основные свариваемые металлы: нержавеющие стали, металлы с высокой температурой плавления (молибден, тантал), ниобий и его сплавы, медь, бронза кремниевая, никель и его сплавы, титан и его сплавы.
Как выбрать вольфрамовый электрод?
В этой статье мы расскажем, как правильно выбрать вольфрамовый электрод для аргонодуговой сварки, какие разновидности вольфрама бывают, их отличительные свойства, и как состав влияет на качество сварного шва.
Но в самом начале мы хотим обратить ваше внимание, что в ассортименте фирменной продукции ПТК появились вольфрамовые электроды марок WL-15, WL-20, WС-20, WY-20 и WZ-8.
Наши вольфрамовые электроды прошли рентгеноспектральный микроанализ элементного состава в Национальном Исследовательском Центре «Курчатовский институт». Это платное исследование мы провели по собственной инициативе, чтобы продемонстрировать дилерам и потребителям высшее качество нашей продукции.
Анализ проводился на растровом электронном микроскопе «Tescan Vega II», который позволяет получать СЭМ-изображения и проводить анализ элементного состава в реальном времени, что необходимо для контроля качества продукции и материалов.
Ознакомиться с протоколами исследований и результатами элементного состава вольфрамовых электродов производства ПТК вы можете в отчетных документах.
Что такое вольфрамовый электрод и где он применяется?
Вольфрамовый электрод — это пруток круглого сечения из чистого вольфрама или из вольфрама с добавлением присадок (легирующих добавок). Вольфрам используется при аргонодуговой сварке TIG неплавящимся электродом.
Если у вас возник вопрос, почему «неплавящимся», то ответ очень прост. Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления среди чистых металлов (3422°C). Поэтому аргонодуговая сварка производится на прямой полярности, потому что температура катодного пятна (-) достигает 3000 °C, а температура анодного пятна (+) достигает 4000°C. Из-за этого электрод не расходуется во время сварки, а выгорает.
Электроды могут иметь чистую поверхность или шлифованную. Отличительная особенность чистых электродов заключается в том, что они химически очищены, т.е. происходит травление заготовок с целью удаления окислов и загрязнений с поверхности.
Это наиболее трудоемкая и затратная процедура, поэтому применяется значительно реже в промышленном производстве. Шлифованная поверхность электродов говорит о том, что электроды могли быть обработаны ковкой, протяжкой или бесцентровым шлифованием. Последний метод наиболее популярный, в результате такого изготовления улучшается теплопроводность электродов.
Диаметр и длина вольфрамовых электродов может варьироваться. Стандартные электроды имеют длину от 50 до 175 мм, а номинальный диаметр от 0,5 до 10 мм. В России электроды изготавливают по ГОСТ 23949-80, ТУ 48-19-27-91, ТУ 48-19-39-85, 48-19-221-83 и ТУ 48-19-527-83 из чистого вольфрама и вольфрама с активирующими легирующими добавками редкоземельных металлов.
Вольфрамовые электроды используются исключительно в TIG сварке, из-за недопущения окислов на поверхности соединительного шва. Сварка происходит в среде защитного газа, который ограждает зону сварки от воздействия кислорода.
При этом типе сварке используется химически инертный газ (благородный газ). К таким газам относится гелий, аргон и специальные сварочные смеси. Отличительная особенность данных газов в том, что у них очень низкая химическая реактивность, иными словами — не взаимодействуют с металлом сварного шва. Ещё эти газы не обладают цветом и запахом.
Буквенно-цифровая маркировка вольфрамовых электродов
В России могут использоваться и применяться 2 типа маркировки вольфрамовых электродов – это классификация по ГОСТ, ТУ и международная классификация по ISO 6848. Кратко рассмотрим эти виды маркировок.
Маркировка отечественных электродов по ГОСТ и ТУ
Продукция, которая произведена в России и соответствует установленным ГОСТ и ТУ, в своем наименовании содержит буквы «Э» и «В», они идут первые в названии и обозначают «электрод вольфрамовый». Далее, в названии идет обозначение химического состава присадок и их массовая доля.
Международная маркировка по стандартам ISO 6848
Большая часть вольфрамовых сплавов была стандартизирована Международной организацией по стандартизации в стандарте ISO 6848. Ниже в таблице приведены буквенно-числовые обозначения и процентный состав легирующих добавок.
1% La₂O₃
1,5% La₂O₃
2% La₂O₃
1% ThO₂
2% ThO₂
3% ThO₂
4% ThO₂
2% Y₂O₃
0,3% ZrO₂
Что такое легирующие добавки и редкоземельные металлы?
Мы рассмотрели буквенно-цифровые обозначения вольфрамовых электродов, теперь самое время рассказать о редкоземельных металлах (элементах), которые входят в состав электродов, а точнее в легирующие добавки (присадки).
Редкоземельные металлы — это группа из 17 элементов, которая включает в себя скандий, иттрий, лантан и лантаноиды. Все эти металлы серебристо-белого цвета, схожи по химическим и физическим свойствам, образуют тугоплавкие, практически не растворимые в воде оксиды.
Название «редкоземельные» эти металлы получили из-за того, что редко встречаются в земной коре, также эти металлы сложны в добыче и промышленном производстве.
В сварочных вольфрамовых электродах чаще всего используются присадки с лантаном, церием, иттрием, цирконием и торием.
Свойства присадочных металлов и их влияние на качество сварного шва
Вольфрамовый электрод WP (зеленый)
Чистые вольфрамовые электроды классифицируется как WP и имеют зеленый цветовой код. Содержание вольфрама в них не менее 99,5%.
В связи с тем, что электроды WP использовались на трансформаторной технике, а сейчас большинство сварочного оборудования инверторное, необходимость в таких электродах значительно снизилась, поэтому этих электродов нет в ассортименте ПТК.
Вольфрамовые электроды WL-10 (черный), WL-15 (золотой) и WL-20 (голубой)
WL-10 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), черный цветовой код. Массовая доля оксида лантана достигает до 1%.
WL-15 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), золотой цветовой код. Массовая доля оксида лантана варьируется от 1,4 до 1,6%.
WL-20 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), массовая доля которого достигает до 2,2%. Цветовой код электрода — голубой.
В ассортименте фирменной продукции ПТК есть вольфрамовые электроды WL-15 диаметром от 1,6 до 4,0 мм и WL-20 диаметром от 1,0 до 4,0 мм.
Всё о вольфрамовых электродах
Вольфрамовые электроды используются для сварки как с переменным, так и с постоянным током. Вполне возможна работа с различными металлами и их сплавами.
Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки
Вольфрамовые электроды относятся к профессиональному оборудованию и применяются только для работы в среде инертных газов (как правило, это аргон). А качественного результата Вы добьетесь только при использовании присадочной проволоки.
При аргонодуговой сварке дуга горит между свариваемой деталью и электродом из вольфрама. Последний при этом он находится внутри сварочной горелки.
Советы по выбору и применению для новичков
Для TIG-сварки обычно используют постоянный ток DC (прямой полярности). Конечно, Вы можете работать и с током обратной полярности или даже переменным током. Но в таких случаях лучше воспользоваться неплавящимися электродами с легирующими добавками. Они повысят стабильность и устойчивость сварочной дуги.
Важно! Всегда выбирайте электроды исходя из того, какие металлы Вы будете сваривать и на каких токах работать.
Для повышения качества сварки в чистый вольфрам добавляют окиси редкоземельных металлов. В зависимости от них были разработаны маркировки вольфрамовых электродов.
Они делятся на 3 типа:
Их также легко запомнить по цвету, в который окрашен один из концов: синий, зеленый, белый и т.д.
Советы по работе с вольфрамовыми электродами
Рассмотрим вариант аргонодуговой сварки на постоянном токе (DC).
В таких условиях работают со сталями, нержавейкой, титаном, медью, латунью, чугуном и их сплавами. Для каждого из этих металлов нужна своя присадочная проволока.
Запомните! Чем лучше Вы подберете проволоку по химическому составу, тем крепче, красивее и надежней будет сварочный шов.
Подключаем горелку к «-«, а зажим заземления к «+». Получаем прямую полярность. Она дает более устойчивую дугу и глубокое проплавление. Диаметр электрода подбирается в соответствии с толщиной изделия.
И, конечно, не забываем про защитный газ. Лучше если это будет аргон высокой чистоты (не менее 99%). Сэкономите на нем и сразу получите потемнение сварочного шва.
Обратите внимание и на то, что на баллоне должен стоять регулятор. Он может быть как манометром, так и обычный поплавкового типа.
Важно! Толщина свариваемых деталей может достигать от нескольких долей мм до 0,8 см. Если толщина больше, то использовать вольфрамовые электроды просто нецелесообразно с точки зрения экономии. К тому же технически это более сложно.
Напомним, что горелка должна находиться под углом от 70 до 85 градусов, а присадка подается плавно и поступательно приблизительно под углом 20 градусов.
Важно! Не торопитесь отрывать горелку от места сварки, когда будете заканчивать работу. Иначе это приведет к удлинению дуги и плохой защите сварочного шва.
Пару слов о сварке AC/DC
Работая с переменным током (AC/DC) Вы сможете сварить алюминий. В этом случае вольфрамовые электроды не затачиваются так остро, их просто слегка закругляют. Зато нужно уделить особое внимание подготовке самого алюминиевого изделия. Ее нужно тщательным образом очистить и обезжирить, а так же снять фаски, если толщина детали не позволяет сделать полный провар.
К присадочному материалу тоже относимся с большим вниманием. Ведь нужно грамотно подобрать его химический состав. Это может быть как чистый АL 99%, так и AlSi (силумин) или AlMg (дюраль). В остальном нужна только практика.
И не забываем про безопасность
В конце хотелось бы отметить, что при любом виде сварочных работ необходимо не забывать про средства защиты. Выбирайте только ту спецодежду, в которой будет не только комфортно, но и безопасно. Помните о том, что при TIG-сварке выделяется очень сильное УФ-излучение, а глаза нам даны только одни.