Золотые электроды для сварки

Обновлено: 13.05.2024

В этой статье мы расскажем, как правильно выбрать вольфрамовый электрод для аргонодуговой сварки, какие разновидности вольфрама бывают, их отличительные свойства, и как состав влияет на качество сварного шва.

Но в самом начале мы хотим обратить ваше внимание, что в ассортименте фирменной продукции ПТК появились вольфрамовые электроды марок WL-15, WL-20, WС-20, WY-20 и WZ-8.

Наши вольфрамовые электроды прошли рентгеноспектральный микроанализ элементного состава в Национальном Исследовательском Центре «Курчатовский институт». Это платное исследование мы провели по собственной инициативе, чтобы продемонстрировать дилерам и потребителям высшее качество нашей продукции.

Анализ проводился на растровом электронном микроскопе «Tescan Vega II», который позволяет получать СЭМ-изображения и проводить анализ элементного состава в реальном времени, что необходимо для контроля качества продукции и материалов.

Ознакомиться с протоколами исследований и результатами элементного состава вольфрамовых электродов производства ПТК вы можете в отчетных документах.

Что такое вольфрамовый электрод и где он применяется?

Вольфрамовый электрод — это пруток круглого сечения из чистого вольфрама или из вольфрама с добавлением присадок (легирующих добавок). Вольфрам используется при аргонодуговой сварке TIG неплавящимся электродом.

Если у вас возник вопрос, почему «неплавящимся», то ответ очень прост. Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления среди чистых металлов (3422°C). Поэтому аргонодуговая сварка производится на прямой полярности, потому что температура катодного пятна (-) достигает 3000 °C, а температура анодного пятна (+) достигает 4000°C. Из-за этого электрод не расходуется во время сварки, а выгорает.

Электроды могут иметь чистую поверхность или шлифованную. Отличительная особенность чистых электродов заключается в том, что они химически очищены, т.е. происходит травление заготовок с целью удаления окислов и загрязнений с поверхности.

Это наиболее трудоемкая и затратная процедура, поэтому применяется значительно реже в промышленном производстве. Шлифованная поверхность электродов говорит о том, что электроды могли быть обработаны ковкой, протяжкой или бесцентровым шлифованием. Последний метод наиболее популярный, в результате такого изготовления улучшается теплопроводность электродов.

Вольфрамовые электроды используются исключительно в TIG сварке, из-за недопущения окислов на поверхности соединительного шва. Сварка происходит в среде защитного газа, который ограждает зону сварки от воздействия кислорода.

При этом типе сварке используется химически инертный газ (благородный газ). К таким газам относится гелий, аргон и специальные сварочные смеси. Отличительная особенность данных газов в том, что у них очень низкая химическая реактивность, иными словами — не взаимодействуют с металлом сварного шва. Ещё эти газы не обладают цветом и запахом.

Буквенно-цифровая маркировка вольфрамовых электродов

В России могут использоваться и применяться 2 типа маркировки вольфрамовых электродов – это классификация по ГОСТ, ТУ и международная классификация по ISO 6848. Кратко рассмотрим эти виды маркировок.

Маркировка отечественных электродов по ГОСТ и ТУ

Продукция, которая произведена в России и соответствует установленным ГОСТ и ТУ, в своем наименовании содержит буквы «Э» и «В», они идут первые в названии и обозначают «электрод вольфрамовый». Далее, в названии идет обозначение химического состава присадок и их массовая доля.

ЭВЧ — «Ч» — чистый (вольфрам не менее 99,92%);
ЭВЛ — «Л» — лантан (массовая доля окиси лантана от 1,1 до 1,4%);
ЭВЛ-2 — «Л» — лантан (массовая доля окиси лантана от 1,4 до 1,6%)
ЭВИ-1 — «И» — иттрий (массовая доля окиси иттрия от 1,5 до 2,3%)
ЭВИ-2 — «И» — иттрий (массовая доля окиси иттрия от 2,0 до 3,0% и тантала 0,1%)
ЭВИ-3 — «И» — иттрий (массовая доля окиси иттрия от 2,5 до 3,5% и тантала 0,1%);
ЭВТ-15 — «Т» — торий (массовая доля двуокиси тория от 1,5 до 2,0%).

Международная маркировка по стандартам ISO 6848

Большая часть вольфрамовых сплавов была стандартизирована Международной организацией по стандартизации в стандарте ISO 6848. Ниже в таблице приведены буквенно-числовые обозначения и процентный состав легирующих добавок.

Что такое легирующие добавки и редкоземельные металлы?

Мы рассмотрели буквенно-цифровые обозначения вольфрамовых электродов, теперь самое время рассказать о редкоземельных металлах (элементах), которые входят в состав электродов, а точнее в легирующие добавки (присадки).

Редкоземельные металлы — это группа из 17 элементов, которая включает в себя скандий, иттрий, лантан и лантаноиды. Все эти металлы серебристо-белого цвета, схожи по химическим и физическим свойствам, образуют тугоплавкие, практически не растворимые в воде оксиды.

Название «редкоземельные» эти металлы получили из-за того, что редко встречаются в земной коре, также эти металлы сложны в добыче и промышленном производстве.

В сварочных вольфрамовых электродах чаще всего используются присадки с лантаном, церием, иттрием, цирконием и торием.

Свойства присадочных металлов и их влияние на качество сварного шва

Вольфрамовый электрод WP (зеленый)

Чистые вольфрамовые электроды классифицируется как WP и имеют зеленый цветовой код. Содержание вольфрама в них не менее 99,5%.

Особенности: Электроды с маркировкой WP обеспечивают высокую стабильность горения дуги, но обладают плохой термостойкостью и электронной эмиссией. Из-за такой ограниченной тепловой нагрузки рабочий конец электрода необходимо затачивать в виде округлой формы (шарика).
Тип тока: Предназначены для сварки на синусоидальном токе (AC) в среде аргона или гелия.
Металл: Этот тип электродов предназначен для сварки алюминия магния, никеля и их сплавов.

В связи с тем, что электроды WP использовались на трансформаторной технике, а сейчас большинство сварочного оборудования инверторное, необходимость в таких электродах значительно снизилась, поэтому этих электродов нет в ассортименте ПТК.

Вольфрамовые электроды WL-10 (черный), WL-15 (золотой) и WL-20 (голубой)

WL-10 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), черный цветовой код. Массовая доля оксида лантана достигает до 1%.

WL-15 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), золотой цветовой код. Массовая доля оксида лантана варьируется от 1,4 до 1,6%.

WL-20 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), массовая доля которого достигает до 2,2%. Цветовой код электрода — голубой.

Особенности: Это универсальные электроды, которые выдерживают высокие токовые нагрузки, улучшают стабильность горения дуги и легкость запуска при одновременном снижении выгорания. Лантановые электроды меньше загрязняют вольфрамом шов, что особенно важно при финишных работах. Ещё они длительное время сохраняют заточку рабочего конца.
Тип тока: Электроды можно использовать при сварке на постоянном и переменном токе (AC/DC).
Металл: Применяется для сварки углеродистых и легированных сталей, алюминия, титана, никеля, меди и магниевых сплавов.

В ассортименте фирменной продукции ПТК есть вольфрамовые электроды WL-15 диаметром от 1,6 до 4,0 мм и WL-20 диаметром от 1,0 до 4,0 мм.

Вольфрамовые электроды - классификация, описание, характеристики

Вольфрамовый электрод – неплавящийся проводник, используемый для сварочных работ в среде защитного газа аргона или гелия. В отличие от других видов сварки, данный электрод только вызывает образование дуги и удерживает ее, не являясь при этом припоем.

Вольфрам как нельзя лучше подошел для этих целей, как самый тугоплавкий металл, известный на данный момент. Вольфрамовые электроды могут проводить ток, длительное время выдерживать высокие температуры и плавится при этом в десятки раз медленней, чем другие металлы в аналогичных условиях. Сейчас на рынке этот материал получил обширную классификацию, что позволяет подбирать качественный электрод под сварочные условия.

Маркировка и характеристики вольфрамовых электродов

Вольфрамовый электрод разделяют на классы, облегчающие работу сварщиков по подборке прутков, подходящих под условия сварки. Так, чтобы получить качественный шов на постоянном токе прямой и обратной полярности нужны разные неплавящиеся электроды, а ведь есть еще и переменный ток. Эти и другие критерии и обуславливают существующую классификацию вольфрамовых стержней.

Все существующие обозначения вольфрамовых электродов подходят под международные стандарты DIN EN 26848 , а значит, независимо от места производства, согласно маркировке вы можете подобрать нужный материал.

Маркировка отражает все необходимые характеристики электрода – химический состав, размер прутка.

Всегда первый символ в маркировке «W» – обозначающий металл вольфрам. Второй символ обозначает тип металла, или металлов. Первым числом идет число, обозначающее долю лигатур на 1000 долей вольфрама, то есть число 20 будет означать 2% примесей, 8 – 0.8% и так далее. Второе число обозначает длину электрода, самым распространенным размером считается пруток 175 мм, но на рынке доступны изделия длиной 50, 175, 150 мм.

Чистые вольфрамовые электроды с трудом используют сварочные аппараты TIG, поэтому к сплаву добавляют различные примеси. Лигатуры нужны, чтобы придать электроду требуемых характеристик плавкости, дугообразования, проводимости, прочности и др.

“WP” – международное обозначение электродов из чистого вольфрама, а точнее в таком изделии не меньше 99.5% металла. Как уже говорилось ранее изделие специфическое имеет ряд условий для использования и заточки. Маркируются зеленым цветом.
“C” – данный символ в маркировке обозначает примесь Церия (нерадиоактивного редкоземельного металла). Маркируются изделия серым цветом. WC неплавящиеся электроды – универсальные и подходят как для работы с постоянным, так и с переменным током.
“Т” — диоксид тория. Такие стержни маркируют красным цветом. Их используют для большей части работ с цветными металлами, низколегированными сталями, углеродистыми сплавами, нержавейкой. Благодаря длинному перечню доступных для работы сплавов ториевые стержни стали одними из наиболее используемых. Но есть один весомый недостаток, связанный с радиоактивностью лигатуры. Именно поэтому стержни маркируются ярким цветом. Чтобы избежать неприятных последствий рекомендую строго соблюдать все требования безопасности, начиная с использования защитной одежды и маски, заканчивая тщательной вентиляцией рабочего помещения. Еще один плюс WТ прутков – прочность, которая даже больше, чем сварка вольфрамовым электродом из чистого металла.
“Y” — диоксид иттрия. Стержни применяемые при работах на прямой полярности постоянного тока, маркируются темно-синим цветом. Ими варят конструкции, которые должны выдерживать высокую силу тока. Подходит электрод Y неплавящийся для работы с титаном, медью, высоколегированными и низколегированными сталями.
“Z” — оксид циркония. Используется при работе переменным током с алюминием и медью. Изделия маркируются белым цветом. Сплав в котором всего 0.8% оксида циркония позволяет получать идеально стабильную дугу, но с условием должной зачистки сварочной плоскости.
“L” — оксид лантана. Данный металл в изделиях продается с различной маркировкой, обозначающей 1.5% примеси (наконечник окрашен в цвет золота) и 2% лантана (наконечник светло-синего цвета). Изделия относят к универсальным, способным работать с переменным и постоянным током. Характеризуют высокой прочностью самого сплава, способностью работать при высоких мощностях и стойкостью к удерживанию заточки прутка.

Применение данных стержней на аргоновой сварке позволяет реже проводить ревизию заточки.

Предлагаем ознакомиться с особенностями применения каждого вида электродов посредством сравнительной таблицы.

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
Диаметр вольфрамового электрода, мм	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.

Классификация вольфрамовых электродов

Вольфрамовые электроды применяют при аргонодуговой сварке (TIG).

Ими сваривают изделия из металлов и их сплавов: углеродистых и легированных сталей, меди, титана и специальных жаропрочных составов.

Так же их используют для наплавки твердых сплавов. Они подходят для работ как на постоянном, так и на переменном токе.

Маркировка вольфрамовых электродов по цветам

В данной статье мы перечислили все основные маркировки, по которым ведется классификация вольфрамовых электродов.

Их лучше использовать для сварки переменным током, при этом рабочий торец обрабатывается для придания ему сферической формы. Также нельзя допускать даже минимального загрязнения сварочной ванны. Циркониевые электроды создают очень сильную и стабильную сварочную дугу. Поэтому н агрузка по току на них может быть намного больше, чем на электроды с цериевым, лантановым и ториевым покрытием.

Основные свариваемые металлы: алюминий и его сплавы, бронза и ее сплавы, магний и его сплавы, никель и его сплавы.

Применяются при сварке переменным синусоидальным током (с осциллятором). Такие электроды создают и поддерживают устойчивую дугу в любой инертной среде (лучше всего с аргоном или гелием). Из-за ограниченной тепловой нагрузки рабочий конец WP формируют в виде шарика.

Основные свариваемые металлы: алюминий, магний и их сплавы.

Этот редкоземельный металл повышает эмиссию с улучшением первоначального запуска сварочной дуги и поддерживают ее устойчивость даже при небольшом значении тока. Это универсальные электроды, которые применяются для сварки переменным током и током положительной прямой полярности.

Цериевые электроды используется при сварке трубопроводов, а так же тонколистовых стальных изделий и при сварке неповоротных стыков орбитальными автоматами.

Основные свариваемые металлы: металлы с высокой температурой плавления (молибден, тантал), ниобий и его сплавы, медь, бронза кремниевая, никель и его сплавы, титан и его сплавы. Подходит для всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе.

WL-15 (золотистый) , WL-20 (синий) - содержат оксид лантана (1,5% и 2% соответственно).

Обладают легким первоначальным запуском сварочной дуги и маленькой склонностью к прожигу. Устойчивая первичная дуга и отличный повторный розжиг дуги выдвигают их на первые места в промышленном применении. Оксид лантана значительно увеличивает рабочий ток, меньше загрязняют сварной шов и уменьшают износ на 50% по сравнению с обычными вольфрамовыми электродами.

Слой оксида лантана распределяется равномерно по всей поверхности, поэтому заточка сохраняется очень долго. Это является большим преимуществом при сварке черной и нержавеющей стали постоянным током прямой полярности или переменным током при запитывании от современных сварочных источников питания. Сварка переменным синусоидальным током требует шарообразной формы рабочего конца электрода.

Основные свариваемые металлы: высоколегированные стали, алюминий, медь, бронза. Подходит для всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе.

Применяются при сварке ответственных узлов и конструкций на постоянном токе прямой полярности (DC). И считаются самыми устойчивыми из всех неплавящихся электродов, известных на сегодняшний день. Иттрированые электроды делают катодное пятно на конце более стабильным, поэтому устойчивость дуги значительно повышается.

Основные свариваемые металлы: углеродистые, низколегированные и нержавеющие стали, титан, медь и их сплавы.

Это наиболее распространенные электроды, поскольку они первые показали существенные преимущества композиционных электродов над чисто вольфрамовыми при сварке на постоянном токе.

Однако торий - радиоактивный элемент низкого уровня, поэтому пыль, которая неизбежна при заточке, может быть вредной для здоровья сварщика и небезопасной для окружающей среды. Если их применять не так часто, то незначительные выделения не нанесут никакого ущерба здоровью. Но если планируется постоянная работа такими электродами, то необходимо оборудовать место хорошей системой вентиляции.

Торированные электроды хорошо работают при сварке на постоянном токе и с улучшенными источниками тока, при этом, в зависимости от поставленной задачи можно менять угол заточки электрода. Они отлично сохраняют свою форму даже на больших токах, в отличие от чисто вольфрамовых электродов, которые начинают плавиться.

В отличие от предыдущих электродов этому типу не нужно придавать сферическую форму при сварке переменным током концу - достаточно сделать совсем небольшую выпуклость. Однако следует обратить внимание на то, что в данном случае сварочная дуга будет скакать по выступающим поверхностям, вызывая так называемое "брожение". Поэтому WT-20 не рекомендуется использовать для сварки на переменном токе.

Основные свариваемые металлы: нержавеющие стали, металлы с высокой температурой плавления (молибден, тантал), ниобий и его сплавы, медь, бронза кремниевая, никель и его сплавы, титан и его сплавы.

Читайте также: