Вольфрамовые электроды

• WP
• WL-15
• WL-20
• WT-20
• WC-20
• WY-20
• WZ-8
• СВИ-1 / ЭВИ-1
• ВЛ / ЭВЛ-2

Вольфрамовый электрод- сварочный электрод, предназначенный для использования в аргоно - дуговой сварке металлов и сплавов. Вольфрам - самый тугоплавкий из известных металлов. Температура его плавления равна 3410 °С, температура кипения 5900 °С, плотность составляет 19,3 г/см³. Вольфрам сохраняет свою твердость даже тогда, когда раскален докрасна. Расход вольфрама во время сварки незначителен (сотые доли грамма на 1м сварного шва), а вольфрамовые электроды легированные оксидами редкоземельных элементов еще более стойки. В настоящее время доступны вольфрамовые электроды с широким диапазоном химического состава. В чистый вольфрам в целях улучшения сварочно-технологических свойств вводят различные окислы редкоземельных металлов: церий, лантан, иттрий, торий и цирконий.

Разновидность электродов

• WP— Вольфрамовый электрод с содержанием вольфрама не менее 99,5 %. Электроды обеспечивают хорошую устойчивость дуги при сварке на переменном токе, сбалансированном или не сбалансированном с непрерывной высокочастотной стабилизацией (с осциллятором). Эти вольфрамовые электроды предпочтительны для сварки на переменном синусоидальном токе алюминия,магния и их сплавов, так как они обеспечивают хорошую устойчивость дуги как в аргоновой, так и в гелиевой среде. Из-за ограниченной тепловой нагрузки рабочий конец электрода из чистого вольфрама формируют в виде шарика.
• WC-20— Вольфрамовый электрод легированный 2 % оксида церия (церий — самый распространенный не радиоактивный редкоземельный элемент), который улучшает эмиссию электрода и начальный запуск дуги, так же увеличивается допустимый сварочный ток. Электроды WC-20 универсальные, ими можно сваривать на переменном токе и на токе прямой положительной полярности. По сравнению с чисто вольфрамовыми электродами, электроды с оксидом церия дают большую устойчивость дуги даже при малых значениях тока. Электроды применяются для орбитальной сварки труб, сварки трубопроводов и тонколистовой стали.
• WL-15,WL-20— Электроды из сплава вольфрама с оксидом лантана имеют очень легкий первоначальный запуск дуги, низкую склонность к прожигам, устойчивую дугу и отличную характеристику повторного зажигания дуги. Добавление 1-2 % оксида лантана увеличивает максимальный ток, износ электрода на 50 % меньше чем у чистого вольфрамового электрода. Лантановые электроды более долговечны и меньше загрязняют сварной шов. Оксид лантана равномерно распределен по длине электрода, что позволяет длительное время сохранять при сварке первоначальную заточку электрода. Это серьёзное преимущество при сваре на постоянном (прямой полярности) или переменном токе от улучшенных источников сварочного тока, сталей и нержавеющих сталей. При сварке на переменном синусоидальном токе рабочий конец электрода должен иметь сферическую форму.
• WT-20— Наиболее распространенные вольфрамовые электроды, поскольку они первые показали существенные преимущества легированных электродов над чисто вольфрамовыми (WP) при сварке на постоянном токе. Тем не менее торий — радиоактивный металл низкого уровня, таким образом, пары и пыль, образующаяся при заточке электрода, могут влиять на здоровье сварщика и безопасность окружающей среды. Сравнительно небольшие выделения тория при эпизодической сварке, как показала практика, не являются фактором риска. Но, если сварка производится в ограниченных пространствах регулярно и в течение длительного времени или сварщик вынужден вдыхать пыль, образующуюся при заточке вольфрамового электрода, необходимо в целях безопасности оборудовать места производства работ местной вентиляцией. При сварке на переменном токе торец вольфрамового электрода не обрабатывают в форме сферы, как для чисто вольфрамовых(WP) и лантановых (WL-20) электродов, взамен этого делают небольшие выпуклости. При сварке на переменном синусоидальном токе, дуга перебегает с выступа на выступ, вызывая брожение дуги, что часто не желательно при выполнении некоторых работ. Применяется для сварки нержавеющих сталей на постоянном токе.
• WZ-8- Электроды с добавлением 0,8% оксида циркония предпочтительны для сварки на переменном токе, когда не допускается даже минимальное загрязнение сварочной ванны. Электроды дают чрезвычайно стабильную дугу. Допустимая токовая нагрузка на электрод несколько выше, чем на цериевые, лантановые и ториевые вольфрамовые электроды. Рабочий конец электрода при сварке на переменном токе обрабатывается в форме сферы. Предпочтительны для сварки алюминия и алюминиевых сплавов.
• WY-20- Сварка особо ответственных конструкций из углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей, титана, меди и их сплавов на постоянном токе (DC). Иттрированый вольфрам наиболее стойкий из используемых сегодня неплавящихся электродов. Используется для сварки особо ответственных соединений на постоянном токе прямой полярности, содержание окисной добавки - 1,8-2,2%, иттрированый вольфрам повышает стабильность катодного пятна на конце электрода, вследствие чего улучшается устойчивость дуги в широком диапазоне рабочих токов.

Отечественные марки электродов

Марки ВА, ВЛ, СВИ. Технология изготовления электродов и характеристики материала обеспечивают высокую термостабильность и эксплуатационную стойкость.

Электроды могут изготавливаться любых размеров и конфигураций. Размеры и допуски реализуются по согласованным с заказчиком чертежам. Цена электродов определяется сложностью конфигурации, размерами, дополнительными требованиями, выставленными заказчиком.

Международные марки электродов

WT-20, WL-20, WC-20, WZ8, WP, WY-20 - марки вольфрамовых электродов наиболее часто используемых при дуговой сварке в среде защитного газа.

Вольфрамовые неплавящиеся электроды применяются в таком виде сварки как TIG -Tungsten Insert Gas (WIG, GTA, АДС) - ручная, полуавтоматическая, автоматическая дуговая сварка неплавящимся электродом в среде инертного защитного газа. Используемые газы: инертный (аргон или гелий), активный (углекислый газ, азот, кислород, водород) или их смеси (Аr + СО2, Аr + О2, Аr + Не).

Вольфрамовый электрод - сварочный электрод, предназначенный для использования в аргоно - дуговой сварке металлов и сплавов. Вольфрам - самый тугоплавкий из известных металлов. Температура его плавления равна 3410 °С, температура кипения 5900 °С, плотность составляет 19,3 г/см³. Вольфрам сохраняет свою твердость даже тогда, когда раскален докрасна. Расход вольфрама во время сварки незначителен (сотые доли грамма на 1м сварного шва), а вольфрамовые электроды легированные оксидами редкоземельных элементов еще более стойки. В настоящее время доступны вольфрамовые электроды с широким диапазоном химического состава. В чистый вольфрам в целях улучшения сварочно-технологических свойств вводят различные окислы редкоземельных металлов: церий, лантан, иттрий, торий и цирконий.

Такие электроды сделаны из самого тугоплавкого металла в мире, поэтому относятся к неплавящимся. Они имеют превосходные механические качества: твердость, износоустойчивость при сильном нагреве и наименьший коэффициент температурного расширения среди других металлов. У вольфрамовых электродов хорошая теплопроводность, исключительное сопротивление температурной ползучести и очень высокий модуль упругости. Потребность современного производства в подобной продукции ежегодно увеличивается.

Производство

Чем пластичней металл, тем легче он поддается обработке давлением. Технологическая пластичность вольфрама очень невелика, но с ростом температуры улучшаются, поэтому прокат из этого металла получают горячей обработкой под давлением. Сначала делают заготовки (для получения проволоки и прутков) – методом порошковой металлургии формируют т.н. штабик. Затем его нагревают и расковывают на ротационной ковочной машине – выходят прутки (электроды) Ø 2 – 3 мм.. Для справки. Пруток (электроды) – полуфабрикат с неизменным размером поперечного сечения. Прямая через две любые точки периметра сечения, находится или в плоскости сечения или на поверхности прутка. Поставляется прямыми отрезками или свернутый в бухту.

Технология сварки вольфрамовым электродом

Сварочный электрод – тонкий стержень со специальным покрытием (или без него). При сварке между электродом и деталью возникает вольтова дуга – стабильный электроразряд в ионизированной атмосфере с температурой, достаточной для плавки металла. Электроды из вольфрама (как и угольные) относятся к неплавящимся. Поэтому при сварке дополнительно подается присадочный материал – сварочная проволока. Расплавленный металл от детали и присадки формирует сварочную ванну. Наружное покрытие электрода стабилизирует процесс горения дуги, защищая расплавленный металл от воздействия воздуха и придавая шву необходимые свойства. Применяют рутиловое, кислое, целлюлозное или основное покрытие. В покрытие добавляют компоненты: шлако– и газообразующие, легирующие, стабилизирующие, раскисляющие.

У электродов из вольфрама (в том числе марки ЭВЧ) подпал дуги достаточно плохой.  Для облегчения зажигаемости и стабилизации дуги применяют присадку из циркония. Присадка из тория (к электроду марки ЭВТ-15) тоже улучшает зажигаемость дуги и продлевает срок службы электродов. С присадкой из иттрия (к электродам марок: ЭВИ-1, ЭВИ-2, ЭВИ-3) можно сваривать детали с помощью постоянного и переменного тока. При работе с переменным током основное питание сварочной дуги может быть трехфазным и однофазным. При сварке цветных металлов применяют электроды из вольфрама с присадкой из циркония. Для сварки высоколегированных марок стали – с присадкой из тория; получают сварной шов достаточно прочный, даже между деталями разного химического состава. Сварка в атмосфере аргона (аргонодуговая сварка), еще более улучшает качество сварного шва. В процессе сварки на электрод подают аргон и защищают зону сварки от воздействия атмосферной газовой смеси (кислорода, азота, углекислого газа). Таким образом, не только повышается качество шва, но и защищается электрод от быстрого сгорания.