Warning: Use of undefined constant ddsg_language - assumed 'ddsg_language' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /var/www/poledance-blackcat/data/www/poledance-blackcat.ru/wp-content/plugins/sitemap-generator/sitemap-generator.php on line 45
Аргонная tig сварка (ошибки, выбор электродов и др.)

Аргонная tig сварка

Отличительные черты аргонодуговой сварки алюминия вольфрамовым электродом.

Аргонодуговая сварка применяется сегодня при выполнении неразъемного соединения деталей из самых разных металлов: стали, никеля, меди, а также их сплавов. Но наибольшую популярность она получила при сварке алюминиевых изделий, особенно если речь идет об изготовлении ответственных конструкций для самолетостроения или машиностроения.

Теоретические рекомендации гласят, что сварка алюминия вольфрамовым электродом должна вестись на постоянном токе обратной полярности (с «плюсом» на электроде). Но практика показывает, что в данном случае добиться устойчивого, ровного горения дуги практически невозможно. А это приводит к тому, что кромки свариваемых деталей расплавляются недостаточно хорошо, а расход дорогостоящего вольфрамового электрода увеличивается в разы. Именно поэтому чаще всего практикующие сварщики производят работы с алюминием на переменном токе нормальной частоты.

В этом случае период сварки делится на два полупериода:

  • в одном из них ток меньше, а на электроде находится «плюс»,
  • в другом ток больше, а на электроде «минус».

В том полупериоде, когда электрод имеет положительный заряд, поверхность свариваемого металла очищается. Когда же электрод заряжен отрицательно, металл усиленно расплавляется, при этом нагрев самого вольфрама снижается. Свойство металла очищаться во время проведения сварки позволяет выполнять работы без применения специальных флюсов.

Сфера применения и особенности использования

Универсальные вольфрамовые WC-20 применяются для соединения сталей и цветных металлов. Их уникальные возможности используют в различных отраслях:

  • машиностроении;
  • приборостроении;
  • ювелирной промышленности;
  • строительстве трубопроводов.

WC-20 сваривают тонколистовую сталь, детали с высоким содержанием легирующих элементов, трубопроводы с неповоротными стыками, тугоплавкие молибден и тантал. Применяют орбитальную автоматическую сварку. При создании ювелирных изделий соединяют серебро, титан, никель, медь и сплавы на их основе.

В зоне сварки образуется высокая температура, при которой плавится сталь. Для защиты материала от окисления сварку проводят в среде инертных газов: аргона, криптона, ксенона. Во время аргонодуговой сварки надо следить, чтобы газ полностью покрывал ванну, не допуская окисления металла.

Для получения прочного качественного соединения детали конструкции собирают и фиксируют прихватками, используя вольфрамовые WC-20. Варить следует бесконтактной дугой, делая возвратно-поступательные движения, не затрагивая краев деталей. Дугу зажигают «чирканьем» вдоль шва, не касаясь металла.

Проволоку для присадки в глубоких стыках с многорядным швом прокладывают по дну. При соединении листа 6–10 мм ее подают в сварочную ванну немного сбоку, поступательно-поперечными плавными движениями, заполняя постепенно шов.

Угол наклона инструмента выбирается в соответствии с толщиной листа. До 6 мм – наклон 60 ⁰, сварка производится начиная с правого края и ведется налево. Листы соединяются оплавлением краев. Глубина соединения более 6 мм требует другого режима. Горелка строго перпендикулярна плоскости соединения, используется проволока.

Если у вас есть опыт работы с электродами WC-20, поделитесь им с нами.

Маркировка и характеристики вольфрамовых электродов

Маркировка вольфрамовых электродов оговорена международными стандартами. Поэтому их легко выбрать по необходимому назначению в любой стране, в какой бы вы не находились. Именно маркировка отражает и тип выбранного электрода, и его химический состав.

Маркировка начинается с буквы «W», которая обозначает сам вольфрам. В чистом виде металл в изделии присутствует, но характеристики такого электрода не очень высокие, потому что это слишком тугоплавкий элемент. Улучшить сварные качества ему помогают легирующие добавки.

  • Пруток из чистого вольфрама обозначается «WP». Наконечник прутка зеленого цвета. Можно говорить, что относится он к категории вольфрамовых электродов для сварки алюминия и меди переменным током. Содержание вольфрама в сплаве – не менее 99,5%. Недостаток – ограничения в тепловой нагрузке. Поэтому заточка вольфрамового электрода (его окончания) «WP» производится в виде шарика.
  • «C» — это оксид церия. Пруток с серым наконечником. Именно эта добавка позволяет использовать электрод при работе с любым видом тока (постоянным или переменным), поддерживает стабильную дугу даже при небольшом токе. Содержание – 2%. Кстати, церий единственный нерадиоактивный материал из серии редкоземельных металлов.
  • «Т» — диоксид тория. Пруток с красным наконечником. Такие электроды используются для сварки цветных металлов, низколегированные и углеродистых сталей, нержавейки. Это часто используемый электрод при проведении сварочных работ аргоновой сваркой. У него есть один минус – радиоактивность тория, поэтому рекомендуется сварку проводить в открытых зонах и в хорошо вентилируемых помещениях. Сварщик должен соблюдать меры безопасности. Отметим, что торированные вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки хорошо держат свою форму при самых высоких токах. С такими нагрузками не справляется даже «WP» марка (чистый вольфрам). Содержание – 2%.
  • «Y» — диоксид иттрия. Пруток с темно-синим наконечником. С его помощью обычно варят ответственные конструкции из разных металлов: титан, медь, нержавейка, углеродистые и низколегированные стали. Работа проводится только на постоянном токе (полярность прямая). Иттриевая добавка увеличивает такой показатель, как стабильность катодного пятна на конце самого электрода. Именно это является причиной того, что он может работать в достаточно широких пределах сварочного тока. Содержание – 2%.
  • «Z» — оксид циркония. Пруток с белым наконечником. Используется для аргонной сварки алюминия и меди переменным током. Этот тип электродов обеспечивает очень стабильную дугу. При этом элемент достаточно требователен к чистоте сварочного стыка. Содержание – 0,8%.
  • «L» — оксид лантана. Здесь две позиции: WL-15 и WL-20. Первый пруток с золотистым наконечником, второй с синим. Сварка вольфрамовым электродом с добавлением оксида лантана – это возможность использовать как переменный ток, так и постоянный. Приплюсуем сюда легкость запуска дуги (первоначальную и при повторном зажигании), у этого вида самый малый износ конца прутка, стабильная дуга при самых больших показателя тока, низкая склонность к прожогам, несущая способность в два раза выше, чем у чистого вольфрамового прутка. Содержание оксида лантана в WL-15 – 1,5% и в WL-20 – 2%.

Классификация по цифровой маркировке следующая. Первые после букв цифры обозначают содержание в сплаве легирующих добавок. Вторая группа цифр, отделенная от первых дефисом, это длина вольфрамового прутка. Самый распространенный размер – 175 мм. Но на рынке можно встретить и 50-миллимтровую длину, 75 и 150. К примеру, WL-15-75 – это электрод с оксидом лантана, в котором содержится 1,5% добавки. Длина прутка – 75 мм. Его наконечник – золотистый.

Маркировки электродов

Зная основные обозначения, которыми маркируют вольфрамовые электроды можно «прочесть» их описание, состав и сферы использования. Существуют следующие типы этих сварочных расходных материалов, которые отличают по цвету. Буквенные обозначения указывают на химический состав и наличие примесей. Характеристики вольфрамовых электродов по маркам следующие:

«WP»зеленый цвет. Это обозначение стержней, основным составом которых является практически чистый металл. Процентное соотношение добавок составляет всего около 0,5%. Назначение таких электродов — сваривание алюминиевых деталей, а также сплавов этого металла и магния.

На переменном токе с использованием инверторного оборудования электроды из чистого вольфрама обеспечивают стабильную работу дуги. Кончик стержня выполнен в виде шарика, это делается для снижения термических нагрузок на сам расходник.

  • «WZ8», цвет белый. Маркировка обозначающая, что в составе электрода есть окиси металла циркония. Такие электроды имеют свойство выдерживать намного большие токовые нагрузки, в отличие от остальных. Используют их для сварки различных цветных металлов: бронзы, магния, алюминия, никеля и их сплавов. Сваривание металлов лучше всего проводить на переменном токе. Заточка окончания стержня также выполнена в виде шарика.
  • «WT20», цвет красный. Такие вольфрамовые электроды наиболее распространенные, хотя имеют вредную добавку для здоровья — торий. Это радиоактивный металл и в больших объемах сварочных работ на производстве лучше не использовать расходники с таким составом. При небольшом количестве использование электродов практически безвредно.

Зато свойства, какими обладают ториевые стержни, намного превосходят многие другие аналоги. Их можно использовать для сварки различных видов стали, в том числе и нержавеющей. А также таких довольно тугоплавких металлов, как титан и молибден. Возможно сваривание и медных, никелевых или бронзовых деталей.

Сваривание такими электродами проводят на постоянном токе.

«WY20», цвет темно-синий. Добавка в виде окиси иттрия позволяет получить стабильное и устойчивое горение электрической дуги на постоянных токах при прямой полярности. Эти электроды применяют для сваривания стали как углеродистой, так и нержавеющей, а также медных и титановых заготовок.

Рекомендуется использовать иттриевые стержни синего маркирования при сварочных работах на различных важных и несущих конструкциях.

«WC20», цвет серый. Такие электроды практически универсальные, так как ими можно работать при переменном или постоянном токе. Примесь редкоземельного церия позволяет получить стабильное горение дуги даже при малой мощности оборудования.

Цериевые стержни используют для сварки стали и тонкостенных конструкций из нее, а также орбитальном сваривании труб.

Орбитальная сварка — это процесс соединения деталей, когда сварочная дуга поворачивается на все 360 градусов при статичной заготовке.

  • «WL15», цвет золотистый. Стержни предназначены для сваривания всех видов и марок стали в режимах постоянного и переменного тока. Редкоземельный лантан в составе электрода позволяет получать устойчивость горения дуги, легкий поджог и избежать прожигания заготовок.
  • «WL20», цвет синий. Это аналог предыдущих золотистых электродов, только с большим процентным составом лантана. Такими электродами можно варить легированную и высоколегированную сталь, а также бронзу, алюминий или медь. Преимущество расходника, как и его аналога, в том, что он менее изнашивается по сравнению с другими марками.

Маркировка вольфрамовых электродов

Установленная и принятая маркировка для удобства различается по обозначению и цвету.

К вольфрамовым электродам применяется следующая маркировка:

Цветная маркировка вольфрамовых электродов.

  1. WP (цвет зеленый) – здесь электрод практически полностью состоит из вольфрама. Его содержание составляет 99,5%. Применяют для сварки магния и алюминия. Возможное использование электрода представленной маркировки заключается в сварке синусоидальным током. Для защиты используют два вида газа: аргон и гелий.
  2. WC-20 (серый) – на 2% состоит из оксида церия. Относятся к универсальным электродам, поскольку используются в сварке с переменным током и с применением положительной полярности. Задействуются в соединении трубопроводов в неповоротных стыках.
  3. WL-15, WL-20 (синий) – здесь имеется примесь лантана, которая позволяет добиться устойчивой дуги, и повторный розжиг, что делает электрод этой марки часто используемым в промышленности. Кроме того, применение в электроде лантана способно увеличить рабочий ток и уменьшить износ вполовину. Швы, произведенные с помощью представленного вида электрода, долговечны и менее загрязнены. Для работы электроду необходимо придать сферичную форму конца.
  4. WT-20 (красный) – здесь в состав входит торий. Как уже было описано выше, его пыль при работе несколько опасна для здоровья человека. Несмотря на этот факт, представленную маркировку иногда используют чаще, чем электроды, практически полностью состоящие из вольфрама. Эта особенность объясняется отличными свойствами тория, способного за считаные секунды соединить самые «привередливые» металлы. При работе рекомендуется использовать постоянный ток, поскольку при синусоидальном использовании тока полученная дуга может прыгать по свариваемой поверхности. Такие неприятности допускать нельзя.
  5. WZ-8 (белый) – здесь имеется менее процента оксида циркония. При работе необходимо внимательно следить за чистотой. Рекомендуется использовать переменный ток. Перед использованием следует придать электроду сферическую форму конца. Лучше применять для сварки алюминия.
  6. WY-20 (темно-синий) – вольфрамовые электроды с тонким покрытием иттрия. Их принято считать самыми устойчивыми электродами, поэтому применяют их зачастую для сварки ответственных и важных конструкций.

При выборе электродов необходимо определиться с методом сварки и свойствами свариваемого металла, потому как для соединения одной конструкции могут потребоваться несколько типов и маркировок вольфрамовых электродов.

Особенности вольфрамовых электродов и сварки ими.

Вольфрам – это наиболее тугоплавкий из всех применяемых для изготовления электродов металлов. Температура его плавления составляет 3422 градуса Цельсия. Вследствие этого расход электродов при выполнении аргоновой сварки сводится к минимальным значениям.

Вести такую сварку можно как в ручном, так и в полуавтоматическом или автоматическом режиме. При этом можно вообще не применять присадку, используя в качестве материала для формирования сварного шва металл с расплавляемых кромок детали. Такой подход еще больше повышает экономичность сварочных работ.

Вольфрамовые неплавящиеся электроды применяют для сварки металлических изделий, толщина которых может начинаться с 0,1 мм. Максимальная толщина в данном случае не ограничена.

Одним из главных условий получения качественного и точного сварного шва является тщательная подготовка кромок и сборка свариваемых деталей

Особенно важно это в том случае, если ведется соединение заготовок из тонколистового металла. Здесь необходимо произвести предварительную сборку изделия с помощью прихваток, выполняемых тем же вольфрамовым электродом

При промышленном производстве в этом случае обычно используются специальные сборочные станки.

Еще одно важное условие – это вытеснение воздуха из зоны сварки. Для этого работы ведутся в среде защитных газов (чаще всего аргона)

Количество необходимого газа зависит от многих факторов: от толщины металла, от его химического состава, от размера свариваемых деталей, от типа сварного соединения. Кроме того, на расход газа влияет и скорость сварки – чем быстрее она ведется, тем более мощным должен быть защитный газовый поток. Важно, чтобы под действие аргона попадала вся сварочная ванна, а также разогретый конец присадки (если она применяется) и сам электрод.

Существенной особенностью сварки при помощи вольфрамового электрода является то, что зажигание дуги требуется производить без прикосновения его конца к металлу свариваемого изделия. Сделать это можно при помощи осциллятора. Дело в том, что в момент зажигания дуги при контакте электрода и основного металла вольфрам на его конце сплавляется с металлом, то есть появляется состав, температура плавления которого гораздо ниже, чем у чистого вольфрама. А это приводит к снижению качества сварного соединения

Также очень важно правильно выбрать сварной ток – это позволит свести к минимуму расход электрода при сварке и надолго сохранить форму заточки его конца

Использование прямой полярности сварного тока позволяет добиться минимального нагрева вольфрама, а значит, и снизить расход электрода. Также этому способствует и аргоновая защита электрода от окисления кислородом воздуха. В результате за час работы сварщика вольфрамовый электрод уменьшается на десятые, а иногда и на сотые доли грамма. Другими словами, одного такого изделия может хватить на несколько полных рабочих смен.

Характеристики и особенности электродов WS2

Стандартно электроды WS2 выпускаются четырех типоразмеров по длине (50, 75, 150, 175) и пятнадцати по диаметру (от 0.5 до 12 мм), при этом по заказу могут быть изготовлены изделия другого сортамента. Согласно данным производителя WS2 работают на переменном токе и постоянном обратной полярности с магнием, алюминием и их сплавами (такие режимы необходимы для разрушения тугоплавкой оксидной пленки этих металлов). На постоянном токе прямой полярности (минус на электроде) WS2 могут использоваться для сварки практически любых металлов и сплавов. Ниже приведена таблица с рекомендациями производителя по выбору токовых режимов и защитных газов для различных материалов.

Материалы свариваемых изделий Постоянный ток Переменный ток Защитный газ
Обратная Прямая Аргон Гелий
Углеродистые и легированные стали
¹
Медь и медные сплавы
Никель и никелевые сплавы
Алюминий и алюминиевые сплавы () () ()
Магний и магниевые сплавы () () ()
Титан, титановые сплавы, цирконий, тантал, молибден, вольфрам

Примечание. () — только для тонкостенных материалов; ¹ — чистый аргон или с небольшим содержанием водорода.

В описании технических характеристик Wolfram Industrie акцентирует внимание на том, что, несмотря на способность поддерживать высокую токовую нагрузку, WS2 при правильном подборе параметров и надлежащей настройке оборудования снижают энергопотребление до 35%. Ниже в таблице приведены рекомендуемые производителем значения токовых нагрузок для разных диаметров (взяты выборочно) при различных источниках тока

Диаметр (мм) Постоянный ток (А) Переменный ток (А)
Электрод (-) Электрод (+)
1.0 10÷75 15÷70
2.0 100÷200 15÷25 85÷160
3.2 225÷330 20÷35 150÷250
4.0 350÷480 35÷50 240÷350

Вольфрамовые электроды изготавливают путем спекания смеси порошка вольфрама и добавок оксидов редкоземельных металлов. В этой технологии особое значение имеет равномерность распределения присадки по всему объему, поскольку только это может гарантировать формирование дуги сразу вокруг кончика стержня, а не возникновение ее на боковой поверхности с последующим спуском вниз.

WS2 подвергались комплексным испытаниям в авторитетном Мюнхенском научно-исследовательском институте сварочных технологий (SLV München). Высокое качество электродов было подтверждено, а по результатам исследований производитель получил заключение о различных параметрах WS2, в том числе и о качестве сварочной дуги. В своем буклете Wolfram Industrie приводит фотографии с этих испытаний, сравнивая WS2 c дешевым китайским изделием (см. ниже).

Рисунок 2 — Результаты испытаний

Стабильность дуги во времени, ее неподвижность и отсутствие мерцания гарантируют не только качество и повторяемость параметров сварочного процесса, но и его энергоэффективность, срок службы и экономию материала электрода.

Ссылка на основную публикацию