Обновлено: 17.05.2024

Аргонная TIG сварка

TIG сварка

Аббревиатура TIG расшифровывается как Tungsten (вольфрам) Inert (инертный) Gas (газ). То есть, TIG сварка означает - сварка вольфрамовыми электродами в среде инертного газа. При этом металл (в виде прутка) для заполнения шва (если это необходимо) подается второй рукой. В качестве инертного газа чаще используется аргон, он защищает металл, разогретый дугой до высокой температуры, от газов воздуха - кислорода, азота, водяного пара. Инертный газ непрерывно подается в зону горения дуги. Выглядит это так:

Конструкция горелки TIG сварки

Реже используется гелий, из-за высокой стоимости и большего расхода (из-за меньшей плотности). Однако, при одном и том же значении тока, дуга в гелии выделяет в 1,5-2 раза больше энергии, чем в аргоне. Это способствует более глубокому проплавлению металла и значительно повышает скорость сварки. Поэтому при сварке тугоплавких металлов отдают предпочтение гелию. Смесь аргона и гелия (оптимальный состав содержит 35-40% аргона и 60-65% гелия) имеет преимущества обоих газов: аргон обеспечивает стабильность дуги, гелий - высокую степень проплавления.

Преимущества

• TIG сварка отличается чистым, аккуратным и точным сварным швом.
• TIG сваркой можно сваривать больше металлов чем любым другим способом сварки. Качественно свариваются коррозионностойкая сталь, алюминий, магний, медь, бронза и др.
• TIG сварка позволяет лучше контролировать сварочную ванну и весь процесс в целом, что позволяет делать аккуратные и точные швы. В процессе сварки нет искр и брызг (если все делается правильно), т.к. присадочный металл подается без избытка. На шве нет шлака, а воздух не задымляется, как при сварке покрытыми электродами.

Выбор и заточка вольфрамовых электродов

Вольфрамовые электроды

Как понятно из названия, вольфрамовые электроды делаются из вольфрама, которого в них 97-99,5%. При этом, в зависимости от условий использования, применяются различные добавки. Вольфрам имеет очень высокую температуру плавления (3380°C), самую высокую из металлов. Поэтому, сделанные из него электроды способны относительно успешно противостоять высокой температуре дуги.

Вольфрама не менее 99,5%, остальное примеси

* - цифра в маркировке обозначает концентрацию оксида, и есть электроды с меньшими концентрациями, например WL-15 (золотистый), содержащий около 1,5% оксида лантана. Они имеют и другой цветовой код.

Даже если два электрода относятся к одному типу и имеют одинаковую концентрацию легирующей добавки, но произведены разными фирмами, они могут заметно отличаться в работе. Большое значение имеет размер зерна, структура и распределение оксида. Поэтому аккуратнее выбирайте производителя.

Выбор диаметра электрода:

Большое значение имеет заточка электрода, причем со временем электроды деформируются и заточку нужно обновлять. При сварке постоянным током используется конусовидная заточка, при переменном токе делается округлый кончик.

Длина заточки влияет на глубину и ширину шва при сварке, её размер около 2-0,5 диаметра электрода. Ширина зоны проплавления уменьшается с увеличением длины заточки, а при малой длине заточки заметно снижается глубина проплавления. На стабильность дуги также влияют риски, образующиеся при заточке. Для стабильного горения дуги риски должны располагаться строго вдоль оси электрода, а их величина должна быть минимальной. Наилучшим вариантом является полировка электрода после его заточки. Также на горение дуги влияет притупление на кончике. Диаметр притупления выбирается в зависимости от диаметра электрода и величины сварочного тока.

Заточка вольфрамового электрода

Выполнение TIG сварки

Непосредственно перед выполнением сварки, свариваемые поверхности очищаются от загрязнений, ржавчины и поверхностной оксидной пленки, до блеска. Затем обезжириваются ацетоном, уайт-спиритом или другим растворителем.

Механическая очистка поверхности перед сваркой

Большинство металлов сваривается постоянным током прямой полярности (на электроде минус). Сварку алюминия и его сплавов, магния, медных сплавов со значительным содержанием алюминия (например, алюминиевая бронза) выполняют переменным током.

Сварочный ток выбирается в соответствии с диаметром электрода. Величина тока зависит также от рода тока. В таблице представлены ориентировочные значения силы тока (при использовании аргона), последнее слово за производителем выбранного электрода. Если ориентироваться на нижнюю границу, то при слишком малой силе тока дуга будет блуждать, и нужно просто увеличить силу тока (при условии правильной заточки электрода).

Диаметр электрода, мм	Постоянный ток прямой полярности, А	Переменный ток, А
1	10-70	10-15
1,6	40-130	30-90
2	65-160	50-100
3	140-180	100-160
4	250-340	140-220
5	300-400	200-280
6	350-450	250-300

Если сила тока будет чрезмерной для данного диаметра электрода, то электрод расплавится. Если слишком маленькой, то дуга будет нестабильной.

Напряжение на дуге зависит от её длины. Рекомендуется вести сварку на минимально короткой дуге, что соответствует пониженным напряжениям на ней. При повышении длины увеличивается ширина шва, уменьшается глубина проплавления и ухудшается защита зоны сварки. Оптимальная длина дуги составляет 1,5-3 мм, что соответствует напряжению на дуге 11-14В (напряжение холостого хода около 50-70В).

Вылет кончика электрода при сварке стыковых соединений должен быть 3-5 мм, а угловых и тавровых 5-8 мм.

Вылет кончика электрода

Истечение газа по всему сечению сопла должно быть равномерным. Для этого внутри горелки устанавливаются газовые линзы, которые поддерживают ламинарный поток. При ветре или сквозняке эффективность защиты определяется жесткостью струи газа и ее размером.

Нарушение газовой защиты

Жесткость струи зависит от газа (аргон, гелий, их смесь) и растет с увеличением скорости его истечения. Поэтому при увеличении диаметра сопла необходимо одновременно повышать расход газа. Для улучшения защиты при сварке на ветру и на повышенных скоростях рекомендуется увеличить расход газа и диаметр сопла, а также приблизить горелку к детали. Для ограждения от ветра, зону сварки закрывают малогабаритными экранами. Подачу газа выключают через 10-15с (примерно по одной секунде для каждых 10А сварочного тока) после обрыва дуги. Для лучшей защиты металла, например при сварке титана, используют специальные приспособления (см. в статье Приспособления для сварки).

Существует два способа зажигания дуги: бесконтактный (дуга зажигается при помощи высокочастотного и высоковольтного разряда, создаваемого осциллятором) и контактный (дуга между электродом и изделием возникает в результате короткого замыкания электрода на изделие). Бесконтактный способ зажигания дуги используется когда недопустим поверхностный ожог и попадание вольфрама в шов, например, при сварке высоколегированных коррозионностойких сталей и сплавов (вольфрам может нарушить стойкость стали к коррозии). Контактный способ используют при сварке малоответственных конструкций, когда требования к качеству менее жесткие. Однако, при сварке ответственных металлоконструкций при отсутствии осциллятора, контактное зажигание дуги и выход на режим сварки можно выполнять на угольной или медной пластине. Современные аппараты сильно ограничивают ток короткого замыкания при касании электродом изделия, а при поднятии электрода, микроконтроллер обеспечивает плавное нарастание тока.

При сварке совершают только одно движение - вдоль оси шва. Отсутствие поперечных колебаний приводит к тому, что шов получается более узкий.

Положение горелки и присадочного прутка при TIG сварке

Чтобы металл шва не насыщался кислородом или азотом воздуха, надо следить, чтобы конец присадочного прутка постоянно находился в зоне защитного газа. Во избежание разбрызгивания металла, конец прутка подают в сварочную ванну плавно. О степени проплавления судят по форме ванны расплавленного металла. Хорошему проплавлению соответствует ванна растянутая в сторону направления сварки, а плохому - круглая или овальная.

Форма сварочной ванны

Сварку обычно выполняют справа налево. При сварке без присадочного материала, электрод располагают перпендикулярно к поверхности свариваемого металла, а с присадочным материалом - под углом. Присадочный пруток перемещают впереди горелки без поперечных колебаний.

При наплавке валиков горизонтальных швов в нижнем положении, присадочному прутку придают два направления движения: вниз и поступательно вдоль свариваемых кромок. Это надо делать так, чтобы металл равномерными порциями поступал в сварочную ванну.

Движения присадочного прутка

Ошибки при TIG сварке

При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.

Сварка аргоном для начинающих - советы для качественной сварки

Приведенные ниже советы для сварки неплавящимся электродом или как ее еще называют - сварка аргоном, помогут вам сберечь время, нервы и деньги на исправление дефектов и обеспечить высокое качество сварки. Соблюдение последовательности действий помогут выполнить работу в срок и избежать лишних проблем в процессе и после сварки.

Содержание

В статье о сварке аргоном есть подробное объяснение почему сварку неплавящимся (вольфрамовым) электродом называют:

• TIG
• РАД
• аргонная сварка
• аргоновая сварка
• аргонодуговая сварка

Аргонодуговая сварка создает ряд трудностей, которые впоследствии влияют на качество и прочностные характеристики сварного шва, поэтому соблюдение данных семи советов существенно уменьшат вероятность попадания в затруднительную ситуацию.

Знать какой материал предстоит сваривать

Независимо от способа сварки, особое внимание необходимо обратить на марку и характеристики свариваемых деталей. Также важно знать условия, в которых будет эксплуатироваться сварной шов и конструкция в целом.

Прежде всего, данный фактор влияет на выбор правильной марки сварочных материалов, которые лучше всего подходят для данных условий.

Например, если предъявляются высокие требования к структурной однородности сварного шва с основным металлом, необходимо выбирать сварочные материалы, которые в полной мере удовлетворяют всем требованиям.

Прежде чем приступить к сварке алюминия или сварке нержавейки необходимо знать марку металла, чтобы подобрать правильные сварочные материалы. т.к. в зависимости от химического состава разные сплавы проявляют склонность к повышенной деформации и образованию трещин. Некоторые металлы и их сплавы требуют предварительного нагрева или термообработки, что оказывает влияние на выбор правильного сварочного материала.

При сварке изделий из стали 20 толщиной до 100 мм не требуется проведение предварительного нагрева, а из стали 12Х1МФ начиная с толщины 6 мм необходим предварительный подогрев изделий до минимальной температуры 200°С и последующая термическая обработка сварного шва.

Перед TIG сваркой алюминиевых сплавов неплавящимся электродом, всегда необходимо знать какую именно марку алюминия предстоит сварить, чтобы правильно подобрать сварочный материал. Обычно производители на упаковке указывают для каких марок сплавов предназначаются данные сварочные материалы.

Выбрать правильный вольфрамовый электрод

Немаловажным фактором при аргонодуговой сварке является правильно подобранный вольфрамовый электрод, проводящий сварочный ток к дуге. На правильный выбор влияют два фактора:

• толщина свариваемого металла
• величина сварочного тока

В зависимости от стандарта на изготовление электроды поставляются различных диаметров, обычно от 1 до 4 мм, и длиной 150 или 175 мм.

Согласно ISO 6848 «Дуговая сварка и резка. Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся. Классификация» электроды поставляются длинами и диаметрами, указанными в таблицах ниже.

Стандартный диаметр электродов из вольфрама и допуск (ISO 6848)

Диаметр, мм	Допуск, мм
0,25	±0,02
0,30
0,50	±0,05
1,0
1,5
1,6
2,0
2,4	±0,1
2,5
3,0
3,2
4,0
4,8
5,0
6,3
6,4
8,0
10,0

Длина электродов из вольфрама и допуск (ISO 6848)

Длина, мм	Допуск, мм
50	±1,5
75	+2,5 -1,0
150	+4 -1
175	+6 -1
300	+8 -1
450	+8 -1
600	+13 -1

Ознакомится с сортаментом электродов по ГОСТ можно перейдя по ссылке ГОСТ 23949.

В состав электродов входит чистый вольфрам и вольфрам с активирующими присадками (редкоземельными элементами и их оксидами):

• окись лантана
• окись иттрия
• двуокись тория
• тантал
• церий

Во избежание путаницы, в зависимости от химического состава, вольфрамовые электроды делятся по цветам маркировки, которую наносят на один из концов. Требование о необходимости нанесения цветной маркировки изложные в ISO 6848 и ГОСТ 24949.

Маркировка вольфрамовых электродов по цветам согласно ISO 6848

Помимо требований международных стандартов, в ГОСТ 24949 также есть требование о классификации вольфрамовых электродов по цветам.

Маркировка вольфрамовых электродов по цвету в зависимости от химического состава согласно ГОСТ 23949

В таблице ниже указаны рекомендации по выбору типа тока в зависимости от вида свариваемого материала.

Рекомендации по выбору типа тока в зависимости от вида свариваемого металла

Каждый вариант имеет характеристики, подходящие для применения в определенных ситуациях или для РАД сварки металлов:

• алюминий и его сплавы сваривают переменным током электродом из чистого вольфрама;
• электроды, легированные церием, являются универсальными и поэтому их применяют практически для аргонодуговой сварки всех типов металлов, а с лантаном или торием применяют для сварки нержавейки, а также меди и титана, и их сплавов;
• торированные электроды обеспечивают преимущество из-за увеличения плотности выделения электронов. При этом необходимо учитывать, что они имеют небольшой уровень радиоактивности.

Правильно заточить вольфрамовый электрод

Заточка вольфрамового электрода, точнее способ и угол заточки, оказывают существенное влияние на форму дуги и ее поведение и, как следствие, на форму сварного шва и срок службы неплавящегося электрода.

Для заточки необходимо применять круги с мелким абразивным зерном (идеальный вариант – это алмазный круг). Целесообразно применять шлифовальные круги с зернистостью 40 и менее (размер абразивных части менее 400 мкм), поскольку в данном случае риски от абразива на поверхности будут менее глубокие и в процессе заточки будет стачиваться меньше драгоценного вольфрама. Глубокие канавки от абразива вызывают потери энергии и нестабильное поведение дуги. Желательно на абразивном круге, где производится зачистка не работать с другими материалами т.к. их частички могут осаживаться на поверхность электрода.

Заточку вольфрамового электрода необходимо производить в продольном (по оси электрода), а не в поперечном направлении.

Поскольку вольфрамовые электроды в процессе изготовления имеют структуру зерна, которая расположена вдоль оси и заточка в поперечном направлении является шлифованием поперек зерна. Но это является не столь существенным как тот факт, что электроны текут с большой плотностью по поверхности электрода и, если на нем канавки от заточки расположены поперек – электронам тяжелее их преодолевать. Поскольку дуга ищет места с наименьшим сопротивлением – она может возникнуть не на конце вольфрамового электрода, а в канавках от шлифования и будет вращаться вокруг заостренного конца, что в свою очередь вызывает перегрев электрода и его быстрый износ.

Если следы от абразива расположены вдоль – электроны текут равномерно к заостренному концу электрода с меньшим сопротивлением. В данном случае дуга зажигается на конце, является более стабильной и менее нагревает вольфрамовый электрод, что увеличивает срок его службы.

В процессе заточки следить чтобы металл не перегревался. Признаком перегрева является изменение цвета поверхности и показывает, что на поверхности образовались оксиды, которые имеют большее сопротивление чем вольфрам и будут препятствовать зажиганию дуги.

Угол заточки вольфрамового электрода, играет главную роль при сварке аргоном.

Чем тупее угол заточки >30°:

• тяжелее зажигание дуги;
• более узкий сварной шов;
• необходима больше сила сварочного тока;
• увеличение возможности блуждания дуги;
• возрастание глубины проплавления металла;
• дольше срок службы электрода из вольфрама.

Чем острее угол заточки

В процессе аргонной сварки на переменном токе на конце неплавящегося электрода выделяется значительное количество тепла, которое расплавляет вольфрам, поэтому необходимо делать небольшое притупление, которое позволит сформировать шарик расплавленного вольфрама на конце.

Сохранять чистоту

Чистота поверхности является важным показателем для каждого процесса сварки, но для сварки аргоном она особенна важна. Загрязненность поверхности может привести к образованию пор и, следовательно, потребует дополнительных трудозатрат на их исправление. Особенно это важно при TIG сварке дорогостоящих металлов, таких как титан, алюминий и медь.

Перед началом процесса поверхность необходимо очистить чистой, сухой и мягкой тканью с применение чистящих и обезжиривающих средств от масел, смазки и грязи. Для титана и его сплавов ткань дополнительно должна быть безворсовой и работать необходимо в нитриловых перчатках, которые устойчивы к маслам и жирам. При выборе очищающего средства обращайте внимание на то, чтобы в его составе отсутствовал хлор т.к. он может привести к проблемам со здоровьем.

Также важным является правильное обращение с присадочным материалом. Храните прутки (или куски, отрезанные от бухты с проволокой) чистыми, сухими и закрытыми в контейнере. Для предотвращения окисления необходимо поддерживать влажность и температуру окружающей среды в местах хранения согласно рекомендациям производителя данных сварочных материалов
Правильное хранение основных материалов является немаловажным фактором. Перекрестное загрязнение частичками другого материла лежащего рядом или при проведении зачистки в непосредственной близости к месту ТИГ сварки может вызвать образование дефектов в сварном шве. Для предотвращения загрязнения необходимо использовать предназначенные для данного типа металла специальные абразивные материалы и щетки. Необходимо иметь ввиду, что абразивная пыль титана и магния огнеопасна и может оказать пагубное влияние на свариваемость других металлов. Хранить абразивные материалы для этих металлов необходимо вдали от открытых источников огня и отдельно от других материалов.

В процессе выполнения всех работ, связанных со сваркой нержавейки необходимо применять оборудование и инструмент предназначенный исключительно для этой группы сталей. Нержавеющие стали необходимо предохранять от возможного контакта или загрязнений свинцом, цинком, медью и ее сплавами, а также нелегированными и низколегированными сталям. Более подробную информацию об общих требованиях при сварке нержавейки можно узнать из видео.

Применять приспособления для сварки, предотвращающие образование деформаций

Правильная фиксация свариваемых деталей является важным требованием не только при сварке вольфрамовым электродом и помогает избежать многих проблем в том числе и деформирования. Чем меньше толщина свариваемых деталей, тем важнее выбор подходящих приспособлений для сборки и сварки.

Зажимайте детали в нескольких местах для предотвращения линейных деформаций и следите за соблюдением зазоров и углов применяя при этом магнитные угольники, угловые струбцины, клещи для сварки и другой инструмент.

Необходимо запастить терпением и временем для правильной сборки и фиксации деталей, имеющих сложную конфигурации. В данном случае хорошо себя зарекомендовало приспособление «третья рука», которое помогает надежно удерживать детали после сборки и в процессе сварки. Третья рука имеет множество разных конструкций и форм, но обычно это тяжелый предмет, который кладется или опирается на деталь и удерживает ее на месте для сварки.

Можно использовать специальные приспособления, которые помогают удерживать руку в процессе сварки. Использование опор для рук и локтей помогает сохранять устойчивость и уменьшает утомляемость.

Процесс подготовки может показаться трудоемким, и в некоторых случаях занимать больше времени, чем сама сварка, но он очень важен для изготовления качественной сварной конструкции.

Использовать газовую линзу

Качественная защита газом имеет прямое влияние на металл сварного шва. Использование газовой линзы для TIG горелки, которая изменяет вид потока газа из сопла (турбулентный на ламинарный) для улучшения покрытия (обволакивания) защитным газом металла сварного шва, является одним из способов обеспечения наилучшего качества сварного соединения.

Расходные материалы для газовой горелки включают в себя:

• керамическая чашка
• цанга
• колпачок

Газовая линза заменяет корпус цанги, который является стандартным в горелке TIG. Стандартная цанга обычно имеет 4 отверстия для распределения газа, а газовая линза представляет собой мелкоячеистую сетку. Поток защитного газа проходя через газовую линзу равномерно распределяется вокруг вольфрамового электрода, сварочной дуги и сварочной ванны, подобно аэратору на кране, который рассекает поток воды на множество мелких.

Газовая линза обеспечивает намного лучшую защиту расплавленного металла сварочной ванны, что является очень важным при аргонодуговой сварке таких металлов как нержавеющая сталь, титан. Также газовая линза предоставляет преимущества при сварке сталей и алюминия. Использование горелок с газовыми линзами является обязательным, когда существует необходимость повышения уровня защиты сварочной ванны или для сварки в трудностопуных местах, требующих большого вылета вольфрамового электрода. Необходимо принять во внимание тот факт, что горелки с газовыми линзами предполагают использование керамических чашек гораздо большего диаметра, чем со стандартной цангой.

Предварительно сварить образец

Чтобы убедиться, что все подготовительные операции сделаны правильно, если это возможно, необходимо произвести сварку аргоном тестового образца в идентичных условиях. Чем более ответственное является изделие и чем дороже свариваемый материал, тем важнее проводить TIG сварку тестового образца. Затратив время для этого вначале, можно избежать многих проблем в будущем, особенно для уникальных деталей или ответственных сварных швов. Применение идентичных сварочных материалов поможет понять, какое влияние оказывает изменение режимов на поведение сварочных материалов и основного металла в процессе сварки.

Сварка образца — это дополнительный шаг в подготовке, который сэкономит много времени позже, в процессе серийного изготовления изделий.

Технология сварки вольфрамовым электродом

Редкий металл вольфрам имеет уникальную температуру плавления. Он является абсолютным лидером по тугоплавкости среди металлов, оставаясь твердым при супер высоких температурах. Эти свойства были использованы в производстве комплектующих для сварочных работ. При использовании вольфрамовых электродов на метр выполненного сварочного шва уходит менее грамма расплавленного металла. Вольфрамовые электроды используются в современных сварочных технологиях.

WolfRahm — волчьи сливки?

Открытие металла состоялось еще в 18 веке. Именно тогда он получил странное (с точки зрения перевода на русский язык) название. Причиной стало свойство металла, который встречался в сопровождении оловянных руд и мешал выплавке олова. В процессе он переводил олово в белую пену шлаков.

Несмотря на то, что металл известен уже более двух веков, его массовое использование пришлось только на начало 20 столетия. Производителям сварочной техники стало понятно, что вольфрам и сварное дело — понятия неразделимые. Вольфрамовые электроды из чистого металла или с добавками — незаменимы при соединении металлов, требующих особых условий. Со времени начала промышленного использования, словосочетание «вольфрамовый электрод» стало символом прорыва в технологии сварки.

Лидером по запасам и добыче вольфрама является Китай, поэтому не стоит переживать, если на упаковке вольфрамовых электродов в качестве страны происхождения указывается КНР.

Условия применения

Чтобы избежать появления окислов на соединительном шве, сварка вольфрамовыми электродами производится исключительно в защитной среде — газовой. Задача газа — защитить зону сваривания металлов от кислорода и воды. Обязательное условие — газ должен быть инертным, то есть не вступать в химическую реакцию с материалом. Чаще для этих целей используют аргон, чуть реже — гелий. Могут использоваться специальные смеси газов. Причина частого применения аргона — доступность и универсальность.

Отметим, что формирование защитной газовой среды в разных сварочных системах происходит по-разному. Самая распространенная и доступная система предусматривает выброс инертного газа непосредственно из сопла горелки. Такой способ доступен для бытовых сварочных приборов. В промышленных условиях детали могут помещаться в специальные камеры, наполненные газом. Такие швы получаются максимально крепкими и качественными. Подобную технологию применяют в самолетостроении.

Классификация и маркировка

• переменная. С помощью электродов этой группы сваривают изделия из алюминия, магния, смесей и сплавов с ними. В этой группе находятся электроды из основного металла без примесей;
• постоянная. Сюда относят вольфрамовые электроды для аргонной сварки с композиционным составом;
• универсальная — может использоваться обратная полярность.

Иная, более детальная, классификация предусматривает деление на группы в зависимости от состава. Точнее — в зависимости от названия лигатуры в составе. Все они имеют особую маркировку, состоящую из букв и цифр. Начальная буква не меняется («W») и означает металл, из которого в основном состоят сварочные электроды — вольфрам. Следующая буква зависит от той легирующей добавки.

Цифровые показатели в маркировке указывают на процентное содержание лигатуры и длину самого прутка. Предусмотрена простая цветовая маркировка наконечников электродов. Достаточно знать какой именно цвет нужен для конкретных условий аргонодуговой сварки.

Марки

• P — вольфрамовые электроды без примесей — зеленые отметки. Самые первые сварочные прутки из вольфрама на рынке. Состав: 99,5 % чистого металла. Произвели переворот в технологии сварки аргоновой дугой. С их помощью стало возможным варить без прожогов такие сложные материалы, как алюминий, магний, любые металлические смеси и сплавы. Особенность — достаточно долгий розжиг сварочной дуги. Российское обозначение серии — ЭВЧ — чистый;
• C — с церием — серые. Относятся к универсальному типу вольфрамовых электродов WC20 для аргонодуговой сварки. Содержание добавки — 2 %. Относятся к универсальной группе. Устойчивы, могут использоваться в работе с капризными металлами;
• Z — с цирконием — белые. Полноценная альтернатива электродам из чистого вольфрама, но с гораздо более высокими показателями быстроты формирования дуги, ее стабильности. Это заслуга небольшой доли циркония — всего 0,8 %. Недостаток — прутки очень требовательны к чистоте сварочной ванны, малейшие погрешности могут привести к эрозии наконечника;
• L — вольфрамовые электроды с лантаном — черные (1 %), золотые (1,5 %), синие (2 %). Лигатура равномерно распределяется по длине стержня, предотвращая эрозию наконечника при недостатке силы тока. Особенность — возможность быстрого повторного розжига. Российская маркировка — ЭВЛ;
• Т — с торием — красные (2 % лигатуры). Его наличие позволяет сваривать самые капризные и тонкие металлы, не допуская прожогов. На постоянном токе получается ровный и чистый шов, на переменном токе шов может получиться неровным с непроваренными участками из-за нестабильности дуги. Применение радиоактивной легирующей добавки требует строгого соблюдения норм безопасности — пары и пыль опасны. В нашей стране электроды производят с обозначением — ЭВТ;
• Y — с иттрием — синие (2 %). Среди перечисленных марок иттриевые электроды — самые устойчивые. Их использование оправдано при сварке конструкций, которые должны выдерживать огромные нагрузки. Отечественное обозначение по ГОСТу — ЭВИ.

Правила выбора

• тип тока;
• легирующие добавки;
• диаметр стержня, влияющего на толщину будущего шва.

Вольфрамовые электроды для аргонной сварки нужно подготовить к работе. Сварщику придется предварительно заточить пруток. В этом заключается основной недостаток неплавящихся стержней и отличие от плавящихся. Последние не нуждаются в подготовке и могут использоваться сразу. Форму кончика вольфрамового электрода нужно постоянно проверять в процессе работы. Все дело заключается в потоках электронных частиц, направляющихся к кончику стержня. От интенсивности их движения зависит сила, с которой дуга давит на изделие. А от нее уже зависит равномерность проварки шва, его ровность, толщина и чистота.

Установлены жесткие требования, соблюдение которых позволит получить ровный красивый шов без пропусков и прожогов. Предусматриваются формы:

• шарика или полусферы — для серий WP и WL;
• иглы — для всех остальных.

Имеет значение и другой показатель — высота обработки наконечника. Ее определяют с помощью математических вычислений — необходимо умножить размер диаметра прутка на константу — 2,5. При диаметре 6 см понадобится заточить пруток на высоту 15 мм. Заточку осуществляют болгаркой или точильным станком.

• низкий уровень тока — 10 или 20 градусов;
• невысокий уровень тока — не более 30 градусов;
• высокий — до 120 градусов.

Из опыта — самый эффективный размер — от 20 до 90 градусов. Если он менее 20 градусов — вольфрамовый электрод быстро износится и придется приобретать новый. Если угол превышает показатели в 90 градусов, появляется риск нестабильной работы дуги.

Не имеет значения состав электрода, его легирующие добавки для выбора угла заточки. Важен только уровень подаваемого тока. Неправильно выбранный угол тут же приведет к видимым проблемам: неровный или шов с непроваренными участками, быстрое изнашивание расходника.

Советы

Наилучшим вариантом для вольфрамовых электродов аргонодуговой сварки является работа на постоянном токе прямой полярности. Особое внимание необходимо уделить заточке кончика прутка. Рекомендуется уделить внимание другим моментам:

• В процессе заточки не стоит усердствовать. Материал может перегреться и стать хрупким. Дальнейшее его использование будет вряд ли возможно, он просто раскрошится;
• Важно следить за качеством подаваемого газа. Объемная доля качественного аргона достигает 99,9 %. Если его качество низкое, это сразу станет заметно по потемневшему шву. Необходимо будет провести регулировку с помощью оборудования на баллоне;
• Важно наладить оптимальную силу тока, чтобы избежать эрозии наконечника прутка. Затупление или образование большой капли приведет к недолговечности электрода, пропуску участков расплавления, сквозным прожогам материала;
• Для получения качественного шва сварку проводят справа налево. Горелка удерживается в правой руке, а присадочная проволока — в левой.

В ряде случаев может применяться переменный ток. Сварка аргоном на переменном токе не столь требовательна к форме кончика прутка. Здесь важно просто подготовить электрод к сварке, придав кончику полукруглую форму. А вот к поверхностям, которые потребуется сварить, сварка на переменном токе очень чувствительна. Особенно это касается алюминия. Основное условие получения ровных сварных швов без непроваренных участков — очистка и тщательное удаление жировых следов с поверхности.

Правильно выбранный вольфрамовый электрод – залог успешной сварки!

От правильного выбора электрода напрямую зависит комфорт сварочного процесса и качество изготовленного шва.

В аргонодуговой сварке используется электрическая дуга, горящая между концом электрода и изделием. Сварочную ванну защищает инертный газ — аргон. Электрод является неплавящимся, поэтому сварщику легче контролировать воздушный зазор, ровно вести горелку, что сказывается на качестве шва. При этом сварщик-аргонщик должен уметь правильно выбирать цвет вольфрамового электрода, от чего зависит надежность соединения и срок службы расходников. Разобраться в отличии расцветок неплавящихся электродов поможет наша статья.

В этой статье:

Разновидности вольфрамовых электродов по составу

Вольфрам хорошо подходит для аргонодуговой сварки, поскольку температура его плавления 3410º С — больше, чем у большинства металлов. Поэтому он не плавится от электрической дуги, позволяет создать сварочную ванну для формирования шва.

Вольфрамовый стержень похож по цвету на матовую легированную сталь. Для повышения стабильности горения дуги, улучшения устойчивости к деформациям и других свойств в чистый вольфрам добавляют редкоземельные металлы. Исходя из состава стержня определяется его принадлежность к определенной марке и сфера применения. В международной среде вольфрамовые электроды обозначают цветным кончиком, указывающим на марку. Именно по нему сварщик и должен выбирать расходники для сварки.

WZ-8, белые

Предназначены для сварки алюминия, бронзы (и ее сплавов), никеля, магния.

Имеют в составе оксид циркония, рассчитаны на сварку на переменном токе. Такой стержень обеспечивает стабильность горения дуги и предотвращает загрязнение сварочной ванны. Чтобы шов получился максимально качественным, кончик затачивается сферической формы.

WP, зеленые

Выпускаются для сварки магния, алюминия и их сплавов.

В составе присутствует чистый вольфрам в количестве 99.5%. Предназначены для работы на переменном токе, обеспечивают стабильное горение электрической дуги. Подходят для работы с осциллятором и без него. В качестве защитного газа может использоваться аргон или гелий. Поскольку тонкий кончик быстро перегревается и крошится, рекомендуется сферическая заточка.

WT-20, красные

Применяются для сварки: меди, бронзы, никеля, легированной стали, титана, металлов с высокой температурой плавления (тантал, молибден).

Смесь вольфрама с оксидом тория. Торий является радиоактивным материалом, поэтому заточка стержня должна выполняться в защитных средствах, иначе пыль скажется на здоровье сварщика. При нерегулярной сварке допускается обычный процесс с естественной вентиляцией. Для постоянной работы красными вольфрамовыми электродами требуется принудительная вентиляция, а при сварке в емкостях — маски с турбоблоками.

Необходимая особая форма заточки в виде площадки с выступами. Лучше варить постоянным током. За счет добавок тория стержни выдерживают повышенную температуру без деформации, поэтому используются для сварки толстых металлов.

WC-20, серые

WY-20, темно-синие

Задействуются при сварке молибдена, тантала, меди, бронзы, ниобия, никеля, титана. Универсальны по типу тока (AC/DC).

Состав включает добавку 2% оксида церия, нерадиоактивного элемента, работа с которым более безопасна для сварщика. Церий содействует легкому начальному запуску дуги, разрешает повышать сварочный ток без вреда для оснастки. Электроды отлично держат дугу на малых токах при сварке тонколистовой стали. Самая распространенная сфера использования — орбитальная сварка труб.

WL-20, синий и WL-15, золотистый

Ими варят алюминий, бронзу, медь, легированную сталь. Можно работать на переменном и постоянном токе любой полярности, а также на переменном синусоидальном токе.

Цифра в марке указывает на содержание оксида лантана — 2% и 1.5%. Вещество замедляет износ кончика иглы, облегчает первичный и повторные поджиги дуги, снижает вероятность прожогов. Благодаря оксиду лантана сварочный ток можно увеличивать на 50% по сравнению с максимумом у чисто вольфрамовых стержней. Синие и золотистые электроды лучше держат заточку, а вольфрам меньше загрязняет сварочную ванну.

Разновидности вольфрамовых электродов по диаметру

Всего существует 8 вариантов диаметров неплавящихся вольфрамовых электродов: 1.0/1.6/2.0/2.4/3.2/4.0/4.8/6.4 мм. Чем толще стержень, тем на большей силе тока получится варить. В домашней мастерской и на производствах чаще всего используют иглы диаметром 1.6-2.0 мм для тонкого металла, а 3.2 мм для соединения уголка, труб, профиля и пр. В таблице допустимых токов указаны предельные значения для каждого диаметра с учетом выбора полярности. Это поможет правильно подобрать оснастку для конкретного сварочного процесса.

Диаметр вольфрамового электрода, мм	Диапазон применяемых токов, при сварке на постоянном токе, А		Диапазон применяемых токов, при сварке на переменном токе, А
	Прямая полярность (-)	Обратная полярность (+)	Неравные по амплитуде волны +/-	Равные по амплитуде волны +/-
1,0	15-80	-	10-80	20-60
1,6	60-150	10-18	50-120	40-100
2,0	100-200	12-20	70-160	60-130
2,4	150-250	15-25	80-200	80-150
3,2	220-350	20-35	150-270	120-200
4,0	350-500	35-50	220-350	170-260
4,8	420-650	45-65	240-420	220-340
6,4	600-900	65-100	360-560	250-450

Для заточки неплавящегося электрода используют специальные машинки. У них есть вращающийся алмазный диск, колесо с выбором диаметра электрода, возможность установки угла заточки, функция обрезки и притупления (торцевания). Использование станка безопасно (поскольку есть держатель электрода) и позволяет получить красивую, правильную заточку за считанные секунды. Купить такую машинку можно и для частных нужд.

Если машинки нет, можно использовать обычный электромотор с алмазным кругом. Но электрод придется держать в руках, периодически окунать в воду, чтобы остудить (иначе держать не получится), и контролировать угол заточки на глаз. Избегайте радиальной заточки — держите стержень сбоку диска, а не с торца. Затачивание производится к острию, а не сбоку иглы. Длина заточки равняется 2-3 диаметрам электрода. Кончик должен сходить на нет (для сварки тонкого металла 1 мм) или с небольшим притуплением 0.2 диаметра для толстого металла.

Обычно завести горелку в неудобное место мешает длинная капа. Используйте среднюю или короткую капу из набора (если их нет — приобретите). Но длинный электрод в них не вставить, поэтому вольфрамовый стержень придется обрезать на алмазном диске.

Попробуйте добавить или убавить расход газа на редукторе. Еще причина "плевков" может быть в загрязненном месте стыка (масло, краска). Очистите соединение растворителем. Некоторые сплавы или черный металл "плюются" всегда, поэтому запаситесь заточенными электродами, чтобы быстрее закончить стык. Зачастую сварщики-аргонщики затачивают вольфрамовые электроды с двух сторон, чтобы реже бегать к станку.

Для аргоновой сварки алюминия форма кончика должна быть толстой (по сути, не заточенной), но с закруглением. Тогда дуга будет гореть более ровно, получится контролировать сварочную ванну. Сварка ведется на переменном токе.

Читайте также:

  
• Инверторный сварочный аппарат weldmaster иса 220пн
  
• Блок управления сварочным полуавтоматом
  
• Подготовка машины к сварке
  
• Аттестация технологии сварки газпром
  
• Сварочные инверторы тсс mma