Сварочный аппарат с вольфрамовым стержнем

Обновлено: 18.05.2024

Название TIG происходит от английского слова «Tungsten», что переводится как «вольфрамовый». Сварка tig – способ дуговой сварки в инертном газе с помощью вольфрамового электрода.

Международные обозначения способов сварочного процесса:

TIG (WIG) – дуговая электродом из вольфрама (W-электродом) способом ТИГ (в среде инертного газа);
TIG-DC – с применением постоянного тока;
TIG-AC – с переменным током;
TIG-DC/AC – использование постоянного и переменного тока;
TIG pulser – с применением пульсирующего тока;
TIG HF – с системой бесконтактного возбуждения дуги высокочастотным и высоковольтным разрядом;
TIG contact – с контактным возбуждением дуги касанием об изделие.

Особенности tig-сварки с применением инвертора

Метод относится к аргонодуговой сварке и предполагает использование неплавящегося электрода из активированного или чистого вольфрама. Расплав и сварочная дуга защищаются оболочкой инертного газа. При необходимости добавляют присадочный материал.

Источником питания служит инвертор. Это электрический источник тока, принцип работы которого отличается от традиционных источников. Поступающий из сети ток вначале выпрямляется, что способствует его преобразованию, затем разделяется на короткие участки (тактируется) при помощи электронных выключателей – транзисторов.

Тиг-инверторы отличаются стабильным питанием. При изменении длины дуги меняется не сила тока, а напряжение. Это способствует достаточному провару металла и постоянной мощности плавления.

Примерная стоимость тиг-инверторов на Яндекс.маркет

Отличительные свойства способа:

универсальность (можно варить любой металл, пригодный к сварке плавлением);
чистота и безвредность процесса;
высокое качество сварного шва;
возможность оптимальной настройки тока и внесения требуемого количества присадок;
применение в стесненных условиях.

Принцип действия

Сущность сварочного процесса заключается в расплавлении кромок свариваемого изделия и присадочной проволоки с помощью дуги, горящей между обрабатываемым предметом и неплавящимся электродом.

При правильном применении вольфрамового электрода, который имеет высокую точку плавления – 3380 °C, он не плавится. Назначение электрода – носитель электрической дуги. Сварочную присадку вводят вручную или с помощью механизма подачи.

От воздействия воздуха дуга, кристаллизующийся шов, сварочная ванна, торец присадочного материала защищены газом (преимущественно используют аргон), который посредством горелки подается в рабочую зону, концентрично обтекая электрод. Газ препятствует окислению металла на открытом воздухе.

Схема TIG-сварки

Классификация инверторов

Сварочные инверторные выпрямители представляют собой транзисторные инверторные источники питания. Устройства отличаются массогабаритными показателями, имеющими широкие пределы регулирования энергии.

В зависимости от выполняемых функций, инверторы подразделяются:

ММА – для дуговой ручной сварки;
MIG/MAG – для полуавтоматического способа в среде защитных газов;
MMA, MIG/MAG – полуавтоматы;
TIG – для аргонно-дуговой сварки неплавящимся электродом;
MMA, TIG – универсальные аппараты.

Технология сварки tig с использованием инвертора

Работа преимущественно выполняется на постоянном и переменном токах. Технология имеет свои особенности.

Общие положения техники процесса:

Сварка корневых швов не требует поперечного перемещения конца электрода.
Заполнение разделки выполняется с минимальными поперечными перемещениями конца электрода.
Угол между плоскостью детали и осью горелки – 60-90°.
Угол подачи присадочной проволоки в зону сварки находится в интервале 15-45° к плоскости детали.

Расположение дуги и присадочного материала зависят от пространственного положения шва. Ручной способ требует постоянного нахождения присадочной проволоки в струе защитного газа.

Выбор режима зависит от химического состава и толщины свариваемого металла и его положения в пространстве.

Выполнение работ

Алгоритм метода включает следующие этапы:

Выбор присадки. Выполняется с учетом параметров: материал, диаметр и длина прутка.
Настройка расхода защитного газа. Зависит от вида газа, размера сварочной ванны.
Очистка поверхности деталей. Включает очистку боковых частей кромок и поверхности изделия в зоне, подлежащей сварке.
Зажигание электрической дуги.
Ведение горелки.
Устранение отклонения дуги.
Выполнение сварного шва.

Конструкция и применение сварочного аппарата TIG

Комплект профессионального оборудования под названием сварочный инвертор TIG предназначается как для ручной, так и для автоматизированной дуговой сварки в специально созданной защитной среде.

Одновременно с защитой газовой средой в качестве неплавящихся электродов применяются специальные вольфрамовые стержни, вследствие чего сварочные аппараты этого типа относятся к особой категории (к устройствам для TIG сварки).

Значение термина

По-немецки это наименование звучит «WIG», что расшифровывается как сварка в газе с вольфрамом, и подтверждает предназначение этой технологии.

Намного реже этот класс сварочных аппаратов обозначают аббревиатурой GTA, из расшифровки которой следует, что на таком сварочном аппарате возможен выбор между ручным и автоматическим вариантами подачи присадочной проволоки.

При любом из указанных наименований TIG технологию следует отнести к разновидности аргонно-дуговой сварки, в отечественной практике чаще всего обозначаемой просто АДС.

Виды сварочных аппаратов

Любой современный аппарат TIG, являясь разновидностью классического оборудования АДС, одновременно с этим обладает расширенными возможностями, которые, прежде всего, проявляются в его универсальности.

Основное различие устройств, работающих по аргонодуговой и TIG технологиям, состоит в особенностях организации самого сварочного процесса, а также в конструкции используемой при этом ручной горелки.

Так, при работе по TIG-методу предусмотрена возможность ограниченной регулировки положения жёстко закрепляемого электрода. Необходимость такого ограничения объясняется частичным прогоранием при интенсивном сварочном процессе.

Аппараты для сварки TIG традиционно различаются по характеру тока, питающего дугу, и делятся в соответствии с этим на два вида. Согласно этой классификации они могут быть представлены агрегатами, работающими на переменном токе (АC) и аппаратами постоянного тока (сварка DC).

Сварочные аппараты AC, как правило, применяют для сварки обычных сталей, алюминия и его сплавов, а оборудование DC традиционно используют для обработки заготовок из цветных металлов.

В последние годы нормальной считается ситуация, когда в одном сварочном аппарате заложены обе возможности, когда он может работать сразу в двух режимах (сварка TIG АC/DC).

К числу таких универсальных устройств могут быть отнесены и модели компактных инверторов, основное предназначение которых – аргонодуговая сварка в соответствующих режимах.

Конструкция оборудования

Любой сварочный аппарат класса TIG включает в свою конструкцию следующие обязательные модули:

выпрямитель, состоящий из мощного тиристорного моста;
специальное электронное устройство (инвертор), служащее для преобразования DC тока в АC;
импульсный трансформатор;
блок управления работой аппарата TIG, с пульта которого можно регулировать силу сварочного тока и его частоту.

Указанное оборудование может быть рассчитано и на дополнительные функциональные возможности, к которым может быть причислена «tig squarewave» технология, снижающая нестабильность дуги и повышающая качество шва.

Сюда же следует отнести и современный метод бесконтактного дугового зажигания (HF), в отсутствии которого этот процесс реализуется «по старинке» (то есть контактным способом).

Не стоит забывать и о новых «Lift-Arc» технологиях, обеспечивающих постепенное нарастание тока при касании заготовки вольфрамовым электродом.

Современные сварочные инверторы TIG за счёт наличия комплекта сменного оборудования и возможности выставлять соответствующие режимы работы также могут быть отнесены к категории универсальных устройств.

Они могут работать как по методу TIG (с жёстко фиксированным вольфрамовым стержнем), так и по общепринятой GTA технологии, сопровождающейся подачей проволоки в автоматическом режиме.

И, наконец, их можно эксплуатировать как обычные MMA-аппараты, включающие в свой комплект стандартные неплавящиеся (покрытые) электроды.

Критерии выбора

Перед приобретением сварочного аппарата TIG необходимо заранее определиться с тем, с какой целью он будет использоваться и в каких условиях эксплуатироваться.

В первую очередь необходимо обратить внимание на его функционал, под которым в данном случае понимаются следующие расширенные возможности:

допустимость работы от источника любого напряжения (220 или 380 Вольт);
наличие в TIG аппарате сразу двух режимов сварочного тока;
возможность изменять его полярность;
включение в функционал режима «PULS», обеспечивающего возможность импульсной обработки неплавящимся электродом нержавейки с повышенным коэффициентом вязкости;
допустимость длительной работы в токовых режимах до 180 Ампер и выше (эти режимы используются при сплавлении заготовок толщиной более 6-ти миллиметров);
наличие в комплекте горелки с водным охлаждением, которую сварщику удобно было бы подключать к стационарным охлаждающим устройствам;
оснащённость цифровым табло (дисплеем), облегчающим визуальный контроль выставленных режимов;
возможность качественно сваривать заготовки в составе автоматизированных комплексов и допустимость работы по всем известным технологиям.

Наличие у приобретаемой модели сварочного аппарата TIG всех представленных функций делает работу более эффективной. Под расширенным функционалом понимается наличие HF-осциллятора (возможности бесконтактного поджигания дуги) и режима «DOWN SLOP», обеспечивающего плавное понижение интенсивности дугового разряда.

Кроме того, к таким дополнениям можно отнести и возможность изменения баланса полярности токовых характеристик при работе в режиме АC («BALANCE»).

Горелка с водяным охлаждением обязательно должна быть укомплектована стыковочными переходниками типового размера.

Благодаря широким возможностям можно сказать, что сварочный аппарат класса ТИГ относится к разряду профессионального оборудования, работать на котором по силам только опытным специалистам.

Промышленные образцы

Несомненный лидер на рынке современных инверторов для сварки с аргоном – это известная компания TIGER®.

Небольшие по своим габаритам и универсальные модели этой фирмы (TIGER 170, 200 и 210 DC, в частности) заметно превосходят своих конкурентов по соотношению цены и качества.

Посредством аппаратов TIG от немецко-бельгийских производителей удаётся сваривать не только тонкие стальные заготовки, но и листовые материалы толщиной до 6-ти миллиметров.

Одновременно с этим в этом агрегате предусмотрен полный набор дополнительных возможностей, обеспечивающих управление стартовыми токами розжига дуги.

Такая функция позволяет без всяких проблем и прожогов варить все известные разновидности тонколистового материала и другие виды сложных металлических изделий.

При небольших размерах и малой массе этого сварочного аппарата класса TIG (его вес составляет не более 5,4 кг) он, тем не менее, оснащено микропроцессорной системой управления и встроенной памятью на 99 режимов сварки.

Их установка и выставление других рабочих параметров реализуются посредством простого и интуитивно понятного интерфейса с ограниченным количеством переключателей и выводом информации на цифровой дисплей.

Для проведения достаточно сложных сварочных операций (в число которых входит и сварка алюминия) оборудование класса TIG подходит идеально.

Единственное, о чём следует побеспокоиться перед покупкой конкретного аппарата – это ознакомиться с характеристиками данной модели и оценить её с точки зрения профессионального сварщика.

Технологии и оборудование для TIG сварки

TIG сварка – это процесс сплавления металлов в атмосфере инертного газа с помощью неплавящегося электрода (вольфрамового). Аббревиатура TIG означает вольфрам плюс инертный газ. В России известна под названием аргоновая сварка, хотя используется еще гелий или их смеси.

Оборудование

Сварочное оборудование TIG состоит из нескольких частей:

источника питания постоянного или переменного тока;
сварочной горелки с неплавящимся электродом;
баллонов с инертным газом с редукторами;
шлангов для его подачи к области сварки.

Электрод изготавливается из чистого вольфрама или его сплавов, имеет температуру плавления 3380 ⁰C. Это позволяет сваривать любые изделия из металла.

Он практически не плавится, периодически его конец требует заточки, что необходимо для получения качественного, тонкого шва. Представляет собой стержень с заточенным одним концом.

Электрод вставляется в цангу и закрепляется в горелке. Нерабочая часть вольфрамового стержня закрывается специальным колпаком, чтобы предотвратить его замыкание на массу во время производства работ.

Сварочная горелка TIG имеет кнопку подачи газа и напряжения. Головка заканчивается керамическим соплом, через который выглядывает заостренный кончик вольфрамового электрода. К ручке подсоединен газовый шланг.

Газ при нажатии кнопки выходит через сопло, предотвращая поступление воздуха окружающей атмосферы. Благодаря этому в сварочной ванне при TIG сварке отсутствует водород из атмосферы, а он, как известно, приводит к появлению пор в шве при кристаллизации остывающего изделия.

Сферы применения

Если сваривание идет встык без зазора, то достаточно расплавить кромки свариваемых изделий под защитой аргона и получится хороший герметичный шов.

Если имеется зазор, то необходимо в область сварки вводить присадочную проволоку из того же материала, в результате получится прочный шов с большим сопротивлением на разрыв и излом.

Когда требуется применять TIG сварку к тугоплавким материалам, то используют гелий. В среде этого газа электрическая дуга вырабатывает тепла в 1,5-2 раза больше, чем в аргоне. Поэтому происходит более глубокая проварка шва и увеличивается скорость сварки.

Применение аргона и гелия в пропорции 40/60 позволяет получить достоинства того и другого: стабильность дуги благодаря аргону, глубокое проплавление шва благодаря гелию.

Аргонодуговая сварка TIG получила распространение в машиностроении, в пищевой промышленности для изготовления посуды, в химической и нефтеперерабатывающей промышленности для производства емкостей. Без TIG сварки трудно представить автомастерскую или производство изделий из алюминия.

При желании любой человек может своими руками сделать TIG сварку из инвертора, для этого достаточно укомплектовать оборудование сварочной TIG горелкой, баллонами с аргоном. Нужна также вентильная система подачи газа.

Преимущества и недостатки

ТИГ сварка обеспечивает получение чистого без шлака, герметичного без пор сварного шва. Аргоновая сварка позволяет соединять практически все металлы и их сплавы, номенклатура свариваемых материалов больше, чем у любого другого вида сварки. Позволяет сваривать тонкостенные и толстостенные изделия.

TIG сварка обеспечивает лучший контроль над состоянием сварочной ванны. Неплавящийся электрод упрощает для сварщика поддержание одинаковой дуги на всей длине сварного шва, не нужно учитывать изменение длины электрода в случае использования обычной дуговой сварки.

В процессе работ отсутствуют искры и брызги. На шве нет шлака и нет задымления, как при использовании электродов с обмазкой. Все это позволяет получать высококачественные сварные соединения с достаточно высокой скоростью. Превосходит обычную дуговую сварку практически по всем параметрам.

К недостаткам TIG сварки можно отнести необходимость тщательной зачистки свариваемых поверхностей от масла, ржавчины, краски и прочего мусора. Иначе шов получится пористым с изъянами.

При ветреной погоде сварка под защитой из аргона затруднена, требуются дополнительные ограждающие щиты, происходит перерасход газа.

В труднодоступных местах затруднена работа из-за малого выхода сварочной иглы и колпачка. Приходится увеличивать вылет острия прутка, что приводит к его перегреву. Надо устанавливать маленький колпачок, что требует обрезания вольфрамового электрода.

Выбор и заточка вольфрамовых прутков

Электроды для TIG сварки состоят на 97-99,5% из вольфрама. Разнообразные добавки улучшают сваривание в специфических условиях.

Прутки из вольфрама имеют чистоту 99,5%. Имеют маркировку WP и высокую энергию выхода электронов, поэтому труднее осуществляется розжиг и поддержание дуги по сравнению с электродами, имеющими легирующие добавки.

Применяются при работе с переменным током. Повышенная температура на конце сварочной иглы по сравнению с другими типами электродов приводит к быстрому износу.

Электроды марки WT-20 имеют добавку оксида тория с повышенной радиоактивностью, поэтому в последнее время от него стали отказываться. Наиболее опасен такой электрод во время заточки, когда в виде пыли попадает в легкие. Для сварщиков он практически безопасен, работает на постоянном токе.

Прутки WC-20 для TIG сварки дополнены оксидом церия. Работают на постоянном токе при его малых уровнях. Дуга легко зажигается, используется при сваривании мелких деталей.

Электроды WL-20 с оксидом лантана меньше всего нагреваются, имеют самый большой срок службы.

Вольфрамовые стержни с оксидом циркония WZ-8 работают только с переменным током, дуга более стабильна, чем у WP.

Стержни c оксидом иттрия WY-20 стойки к большим токам. Применяются для сваривания особенно важных соединений постоянным током.

От заточки прутка зависит и качество сварного шва. При использовании постоянного тока применяется конусовидная заточка с плоской оконечностью. Если применяется переменный ток, то кончик прутка должен быть округлым.

Со временем электроды меняют форму и требуют новой заточки. При постоянном токе применяется заточка конусом с плоским концом. При переменном – округлый кончик. Даже царапины, образующиеся во время заточки, влияют на качество соединения при TIG сварке. Поэтому желательно полировать конус прутка.

Высота конуса влияет на глубину проварки и ширину шва. Длина заточки больше, ширина шва меньше. При маленькой заточке меньше глубина проварки. Оптимальной заточкой считается 2,0-2,5 диаметра стержня.

Последовательность действий

Перед тем как приступить к TIG сварке, стыки необходимо очистить от жира, ржавчины и прочего. Металл должен быть идеально чистым, иначе все останется в сварочном шве, что скажется на его качестве.

Большую часть сталей сваривают постоянным током. Алюминий, магний, медные сплавы с большим содержанием алюминия сваривают переменным током.

Сила тока выбирается по таблицам, зависит от вида материала, его габаритов и толщины сварочного прутка. Если во время TIG сварки выбрать слишком сильный ток, то пруток расплавится. При слабом токе дуга неустойчива.

Рекомендуемая длина дуги 1,5-3 мм. Увеличение длины дуги приводит к увеличению ширины шва и уменьшению глубины проваривания.

При сваривании встык сварочная игла должна выходить из сопла на 3-5 мм, при угловых на 5-8 мм.

Сварка неплавящимся электродом начинается с запуска инертного газа. Процесс сварки завершается отключением аргона через 10-15 с после того, как погасла дуга. Это необходимо, чтобы процесс кристаллизации произошел без доступа воздуха.

Для очень важных соединений применяется бесконтактный способ разжигания дуги. Имеется в промышленном оборудовании. Применяется при сваривании стойких к коррозии сталей. Это исключает попадание вольфрама в шов. Для менее ответственных соединений применяют аппарат с контактным способом розжига дуги. Он обычно имеется в бытовых установках.

Для TIG сварки достаточно вести горелку вдоль стыка без колебательных движений, как в обычной электродуговой сварке. За счет этого получается узкий шов, скорость сварки повышается.

При применении присадочной проволоки необходимо контролировать, чтобы расплавляемый конец находился под струей инертного газа. Сварочная ванна должна иметь вытянутую форму, никак не круглую.

Ошибки

Быстрый расход вольфрамового прутка происходит по причине большого тока или недостаточности инертного газа при TIG сварке. Сварочный стержень окисляется в промежутках между свариванием из-за преждевременного выключения инертного газа. Он должен интенсивно идти 10-15 с после того, как погасла дуга.

Сварочный стержень может менять цвет из-за низкой скорости подачи защитного газа. Некачественный шов возникает при попадании в зону сварки паров воды. Часто это связано с неплотным соединением шлангов.

Как использовать вольфрам для сварки

Из всех существующих видов соединений металлов и сплавов, пожалуй, самым распространенным является сварка. Из множества существующих разновидностей сварки, одной из самых надежных и качественных является аргоновая сварка вольфрамовым электродом. Вольфрамовую сварку проводят так же в среде углекислоты и смеси газов.

Особенности

Сварка с использованием вольфрама очень эффективна. Вольфрам является настолько тугоплавким металлом, что выдерживает температуры, при которых другие металлы плавятся. Поэтому, в отличие от плавящихся электродов, вольфрамовый можно использовать в течение длительного времени для производства большого объема работ.

Такая особенность позволяет изготовить непрерывные сварочные швы большой длины при постоянных параметрах сварки. Так как вольфрамовый электрод не оплавляется, для заполнения сварочной ванны металлом почти всегда используется присадочная проволока.

Еще одной особенностью сварки вольфрамовыми электродами является электрическая схема. При сварке вольфрамом полярность постоянного тока меняют на обратную.

По причине того, что электрод не плавится, зажигать дугу касанием свариваемых деталей не рекомендуется, так как вольфрамовый электрод теряет свои свойства из-за наслоения побочных продуктов, образующихся при сгорании металла.

В этом случае для бесконтактного зажигания дуги используется осциллятор-стабилизатор сварочной дуги (ОССД), работа которого заключается в инвертировании переменного напряжения промышленной частоты в импульсы высокой частоты, необходимые для розжига. Осциллятор должен подключаться к источнику сварочного тока последовательно.

Применение аргона

Для повышения качества сварных швов при сварке вольфрамом используется аргон. Этот инертный газ, будучи тяжелее воздуха, вытесняет его, опускаясь на дно сварочной ванны.

Сам аргон практически нейтрален при взаимодействии с вольфрамом и свариваемым металлом. При горении дуги он препятствует образованию соединений металла с составляющими воздуха.

Для уменьшения пористости шва иногда в аргон добавляется кислород в количестве 2-5% от объема инертного газа. Это помогает защитить металл от загрязнений, влаги и прочих включений, которые попадают в область вольфрамовой сварки.

Кислород способствует повышению температуры дуги в среде аргона. Большинство посторонних неметаллических частиц сгорает еще до твердения присадочного металла в шве или всплывает на его поверхность.

При малой толщине свариваемых деталей допускается сварка вольфрамовым стержнем без применения присадочного материала.

Применение аргоновой сварки и вольфрама наиболее эффективно при использовании сварочных автоматов. При малой длине швов или их разной ориентации использование автоматической сварки неприменимо, а темп ручной сварки очень низок.

Сварка в аргоне происходит при помощи специальной горелки, внутрь которой по специальному шлангу подается инертный газ. При помощи двух кабелей – питающего и управляющего – подается ток на электрод.

Цветная и буквенная маркировка

Электроды из вольфрама различаются по материалу легирующих присадок, применяемых при их изготовлении. Эти добавки увеличивают долговечность электродов. Они же и определяют свойства изделий при их использовании для сварки соответствующих материалов.

Тип вольфрамового электрода определяется по содержанию буквенно-цифровой информации и по цветам маркировки, нанесенной на стержень. Буквенно-цифровая и цветовая маркировки соответствуют друг другу.

Буквенная

Первой буквой идет всегда W. Она указывает на материал, из которого изготовлен электрод – вольфрам. Вторая буква латинского алфавита указывает на тип легирующей добавки:

C – оксид церия. Это универсальный вольфрамовый проводник. Его можно применять для сварки постоянным и переменным током. Горение сварочной дуги происходит даже при незначительной величине тока;
Z – оксид циркония (наиболее тугоплавкий). Пригоден для сварки переменным током. Крайне важно соблюдать требования к чистоте сварочной ванны. Недопустимо малейшее загрязнение. Сварка отличается стабильной и мощной дугой;
L – окись лантана. При использовании вольфрамовых стержней с этой добавкой происходит быстрый и легкий розжиг дуги и стабильное ее горение. Практически устраняется возможность прожига свариваемых деталей. Электроды, в составе которых содержится оксид лантана, наиболее долговечны;
T – окись тория. Эта добавка позволяет с высоким качеством сваривать заготовки из коррозионностойкой стали. Сварка при этом должна производиться на постоянном токе. При работе вольфрамовыми электродами с торием предъявляются высокие требования к подготовке свариваемых поверхностей, иначе дуга может «перескакивать» с одного «микровыступа» на другой. Очевидно, что шов будет не проваренным. Из-за высокой радиоактивности тория рабочее место должно быть оборудовано идеальной вентиляцией, иначе пары могут оказать вредное влияние на здоровье;
Y – иттрий. Сварка постоянным током с помощью этих вольфрамовых изделий осуществляется при изготовлении наиболее ответственных конструкций, так как подобные электроды являются наиболее устойчивыми к разрушению;
P – без добавок. В изделиях с такой маркировкой содержание вольфрама должно быть не ниже 99,5 %. Такие электроды обеспечивают устойчивое горение дуги при использовании переменного тока. Это делает их наиболее востребованными при сварке алюминия в среде аргона.

Чтобы донести более полную информацию о характеристиках вольфрамовых электродов, на стержнях после латинских букв указываются два цифровых значения через дефис. Число в первом показывает процентное содержание присадки, увеличенное в десять раз, во втором – длину стержня в миллиметрах. Например, маркировка WL 15-150 указывает, что в составе вольфрамового стержня, длиной 150 миллиметров, содержится 1,5 % оксида лантана.

Цветовая

Цветовое обозначение применяется для большего удобства при необходимости выбора вольфрамовых прутков. Оно представляет собой окраску концов стержня в один из следующих цветов:

зеленый – изделия без присадок, обозначаемые символами WP;
серый – вольфрамовый электроды с 2,0 % окиси церия, имеющие обозначение WC 20;
черный – изделия, содержащие 1,0 % оксида лантана, обозначаемые WL 10;
золотистый – прутки с 1,5 % оксида лантана, на которых проставлено WL 15;
синий – стержни с 2,0 % окиси лантана, маркируемые как WL 20;
белый – изделия с оксидом циркония с содержанием его 0,8 %. Обозначение таких изделий – WZ 8;
желтый – прутки, имеющие в своем составе 1,0 % окиси тория. Их маркировка – WT 10;
красный – изделия из вольфрама, изготовленные с добавлением 2,0 % оксида тория, имеющие обозначение WT 20;
фиолетовый – прутки с 3,0 % оксида тория и с маркировкой WT 30;
оранжевый – стержни, в состав которых включены 4,0 % оксида тория. Обозначение таких электродов – WT 40;
темно-синий – электроды с иттрием в соотношении 2,0 % к вольфраму. Их обозначение WY 20;

Таким образом, идентификация нужного вида вольфрамовых электродов упрощается.

Для алюминия

Соединение алюминиевых деталей должно быть легким и прочным. Эти требования возможно выполнить, используя сварку. Но вся проблема в том, что при отличных эксплуатационных качествах, алюминий очень сложно сваривать.

Проблемы при сваривании обусловлены химическими и физическими свойствами металла. На поверхности изделий всегда присутствует алюминиевая окисная пленка, которая имеет температуру плавления более 2000 °C при том, что сам алюминий плавится уже при 650 °C. Это требует от сварщика удаления и прожигания окисной пленки до прогрева алюминия.

Алюминий на воздухе, да еще в разогретом состоянии быстро окисляется, что создает предпосылки для образования тугоплавкой пленки на расплавленном металле.

В результате шов получается неоднородным. Для устранения этого фактора необходимо обеспечить отсутствие доступа воздуха в зону сварки, что и делает аргон при вольфрамовом методе.

Текучесть алюминия в расплавленном состоянии требует применения различных теплоотводящих подкладок. Водород, выходящий из алюминия наружу при разогреве, создает множество пор, приводящих к ослаблению сварочного шва.

Большой коэффициент температурного расширения и возникающая поэтому усадка при остывании приводит к значительной деформации изделия. Высокая теплопроводность материала требует применения тока, который превосходит по значению ток, необходимый для соединения более тугоплавких материалов.

Для качественного соединения свариваемых деталей с учетом вышеописанных свойств, применение вольфрамового электрода для аргонодуговой сварки алюминия становится наиболее целесообразным. Лучшим решением в этом случае будет применение вольфрамовых стержней без добавок.

Для устранения окисной пленки на поверхности материала необходимо сварку производить непременно током обратной полярности.

Заточка вольфрамовых электродов

Качество сварочных работ, помимо выбора типа электрода и параметров сварочного тока, зависит еще и от правильной заточки стержня. От формы наконечника неплавящегося электрода будет зависеть ширина и глубина зоны проплавления металла.

Форма заточки зависит еще и от применяемого тока и его значения. Требования по заточке в справочной литературе могут различаться, но эти различия существенного влияния на качество вольфрамовой сварки не окажут.

Общая рекомендация по заточке следующая – стержни марок WP, WL необходимо затачивать до состояния полусферы, в то время, как для марки WT достаточно лишь обозначить небольшую выпуклую форму. Остальные типы вольфрамовых электродов затачиваются конусом.

Важным условием правильной заточки является недопустимость ошибок. Не должно быть несимметричной заточки, вызывающей отклонение дуги в сторону от шва, и наличия рисок от заточки, не совпадающих по направлению с осью стержня, что также может вызвать блуждание дуги.

При правильном выборе материалов и обеспечении необходимой среды, с помощью вольфрамовой сварки возможно соединение практически любых металлов и сплавов.

Сварка вольфрамовым электродом: состав, технические преимущества и способы их использования

Вольфрам широко используется как тугоплавкий материал, а в сварке в том числе применяется для стабилизации дуги. Вольфрамовые электроды классифицируют по цветам, это делается, в первую очередь, для обозначения их химического состава. Данные электроды относятся к неплавящемуся типу, а в среде защитного газа они выдерживают высокую температуру и длительную работу без прерывания.

Отличительные характеристики

Сварочные стержни из чистого вольфрама используются крайне редко, т. к. для работы с такими электродами необходимы только аппараты TIG. Поэтому добавляются легирующие элементы. Согласно этим добавкам – их цветовое обозначение наконечников:

зеленый цвет сообщает о стержне из чистого вольфрама, маркировка WP. Для сваривания алюминия и меди;
серый цвет — это добавка оксида церия, обозначается как C. Используется для сварки с любым видом тока;
красный наконечник — обозначение для диоксида тория, маркировка T. Для сваривания цветного металла, нержавеющей и углеродистой стали. Главный минус – радиоактивность тория: работая с ним, необходимо придерживаться строгой техники безопасности;
темно-синий цвет означает диоксид иттрия, маркируется Y. Используется для сварки на постоянном токе прямой полярности для разного металла (нержавеющая, углеродистая сталь, медь, титан);
белый цвет — обозначение для добавления оксида циркония, маркировка Z. Используется для сваривания алюминия и меди с помощью аргона на переменном токе, важно обеспечить чистоту сварочной области;
золотой цвет характеризует добавление оксида лантана, маркировка WL-15. Используется для сварки двумя видами тока (постоянным и переменным), содержание легирующего элемента 1,5%;
синий цвет тоже обозначает добавление оксида лантана, но в соотношении уже 2%.

Категории вольфрамовых электродов:

Преимущества использования вольфрамовых электродов и сфера их применения

Технические преимущественные характеристики обусловлены химическим составом данного типа электродов. Поэтому неплавящиеся стержни используют для TIG-сварки, а этот способ широко распространен в энергетической, машиностроительной, авиационной, нефтеперерабатывающей промышленности.

Основная область применения вольфрамовых электродов – соединение или ремонт металлов с толщиной от 0,1 до 6 мм.

В бытовых условиях часто используют аргонодуговую сварку для ремонта кондиционеров, автомобильных обогревателей.

Во время работы с нержавеющей сталью или с другим материалом наконечник играет роль проводника электрической энергии. В отличие от плавящихся электродов вольфрамовые стержни имеют одинаковую форму наконечника.
При выполнении правильной заточки электрода можно сформировать стабильную сварочную дугу.
Большой выбор вольфрамовых электродов с разными легирующими добавками, подходящих для сваривания разных материалов.
Вольфрам самый тугоплавкий металл, его температура плавления 3422 о С. Поэтому для аргоновой сварки использование таких электродов максимально экономично.
Возможность использования неплавящихся электродов для изделий с толщиной от 0,1 мм, также нет ограничений в максимально возможной толщине.

Способы и режимы сварки

Наиболее распространена ручная аргонодуговая сварка с применением вольфрамовых электродов. В мировой практике данная сварка классифицируется как TIG. С режимом TIG могут работать сварочные инверторы и выпрямители. Возможна работа автоматическим или полуавтоматическим способом. Менее распространенный метод – сварка плазменной дугой. Способ сварки погруженной дугой примечателен тем, что применяют электрод повышенного диаметра и при этом используют повышенный ток.

Ручная аргонодуговая сварка может быть выполнена в двух режимах – AC и DC. Их отличия:

AC – работа с переменной электрической энергией, прямоугольным импульсом.
DC – применяется стабилизированный ток, импульсный.

Сварка вольфрамовым электродом с использованием инвертора

Для работы с вольфрамовыми электродами используют универсальный источник электрической энергии – инвертор. Менее распространено использование сварочных выпрямителей (только для постоянного тока) и трансформаторов (для переменного электричества). Инвертор востребован, благодаря своей практичности, для работы с двумя видами сварочного напряжения.

Примерная стоимость инверторов для сварки на Яндекс.маркет

Оборудование для сварки инвертором

Для данного вида сварки необходимы:

Сварочная горелка используется для жесткой фиксации вольфрамовых электродов в необходимом положении. Она подводит ток и равномерно распределяет подачу аргона вокруг сварочной ванны.

Защитный газ применяется, в первую очередь, для вытеснения воздуха из области сварки и, чтобы убрать его контакт с работающим стержнем. Также аргон или гелий обеспечивают прохождение тока и передачу тепла через дугу. Выбор конкретного типа газа зависит от свариваемого материала.

Важным условием для качественного итогового шва является изначальная подготовка кромок детали.

Техника сварки

Для ручной сварки с помощью инвертора необходимо выполнять следующие правила:

Сваривание происходит по направлению справа налево.
Для изделий с маленькой толщиной горелку располагают под углом 60 о .
Для толстых деталей горелка размещается под углом 90 о .
Способ ведения присадочной проволоки зависит от толщины свариваемого металла.

Важнейшее условие для качественного сварочного шва – стабильная дуга. Достигнуть этого можно с помощью постоянного тока с прямой полярностью. Также имеет значение заточка неплавящегося стержня. В процессе заточки необходимо следить за тем, чтобы электрод не перегрелся, в таком случае стержень становится хрупким во время сварки.

Присадочную проволоку вводят не в центр дуги, а немного сбоку возвратно-поступательным передвижением, если толщина металла до 10 мм. Для сварки металлов с большей толщиной проволоку ведут поступательно-поперечными движениями.

Читайте также: