Все что нужно знать о вольфрамовых электродах для сварки алюминия и не только

Вольфрамовые электроды используют для TIG аргонодуговой сварки металлических сплавов – легированных, углеродистых, титановых, медных и прочих. Они подходят для сваривания металлоконструкций с применением постоянного либо переменного тока.

Что это такое, где и для чего применяется

Вольфрамовый электродный прут, применяемый для соединения металлических деталей сваркой, представляет собой стержень круглого сечения, для изготовления которого используется либо чистая вольфрамовая сталь, либо вольфрам с легирующими присадками. Чистый металл характеризуется наиболее высокой температурой плавления, которая составляет 3422 °C.

Электродные пруты из вольфрама изготавливают со шлифованной чистой поверхностью. В первом случае изделия обрабатывают бесцентровой шлифовкой, протяжкой либо ковкой.

Во втором случае выполняется химическая очистка поверхности от различных загрязнений и окислов по технологии травления металла. Шлифованные пруты являются более востребованными, так как после обработки у них значительно повышается показатель теплопроводности.

Важно: Вольфрамовые неплавящиеся электроды применяют только в сварке TIG. Монтажно-сварочные работы осуществляются в защитном газе для исключения попадания кислорода в сварную зону и предупреждения окисления соединительного шва.

Вес вольфрамового электрода

Вес вольфрама в одном изделии зависит от диаметра прута. Длина практически всех изделий одинаковая и составляет 17,5 см.

Вольфрамовые электроды представлены на рынке в пластиковых упаковках:

• по 5 шт. – пруты диаметром менее 4 мм;
• по 10 шт. – изделия, диаметр которых больше 4 мм.

Таблица: Масса электродных вольфрамовых прутов в зависимости от диаметра изделий

Маркировка вольфрамовых электродов

На отечественном рынке электродные пруты из вольфрама представлены с маркировкой в двух вариантах – по ISO (международная классификация) либо ГОСТ, ТУ (российская классификация).

Также различают вольфрамовые электроды по цветам.

По ГОСТ и ТУ

Вольфрамовые электроды российских производителей маркируются согласно требованиям отечественных ГОСТ, ТУ. Первые две буквы в маркировке изделия «Э» и «В» означают – «электрод», «вольфрамовый». Третья буква означает присадку.

Таблица: Маркировка электродов из вольфрама российского производства, массовая доля входящих присадок.

Маркировка по ISO 6848

Неплавящиеся электроды зарубежного производства маркируют по международной системе ISO.

Таблица: Маркировка электродов из вольфрама по ISO, цвет и процентное содержание присадки.

WP зеленый

Зеленые неплавящиеся электроды содержат 99,5% вольфрама. Монтажно-сварочные работы осуществляются с использованием синусоидального переменного тока.

Электродные прутья формируют и поддерживают при сваривании металлоконструкций устойчивую дугу, наиболее совместимы с гелиевой либо аргоновой газовой средой.

Рабочий конец электродного прута делают шарообразным, так как тепловые воздействия ограничены.

Целевое предназначение – сваривание деталей из алюминия, магния.

WL 10 черный

Электродный прут черного цвета, содержащий порядка 1% лантана. Изделие обеспечивает легкий старт процесса, стабильность горения дуги, минимизирует выгорание.

Эти электроды используют для сваривания деталей из легированных, углеродистых сталей, элементов конструкций из магниевых сплавов, в т.ч. медных, никелевых, титановых и алюминиевых заготовок.

Золотой электрод WL 15

Для изготовления электродов золотистого цвета производителями используется вольфрамовая сталь и присадка оксида лантана в количестве 1,5%.

Электродные пруты данного типа пользуются большим спросом в промышленной сфере благодаря своим неоспоримым преимуществам:

• легкий поджог дуги сварки;
• легкий повторный розжиг сварочной дуги;
• устойчивость первичной дуги;
• минимальные риски прожигания свариваемых элементов конструкции;
• сохранение заточки продолжительный период благодаря равномерному распределению оксида лантана на поверхности (это особенно важно при выполнении сварных соединений элементов конструкций из нержавейки, черной стали).

К сведению: Электроды с золотистой поверхностью можно использовать с постоянным и переменным током, в т.ч. для любых металлических сплавов.

WL 20 темно-синий

В состав вольфрамового электродного прута WL 20 входит 2% лантана, который существенно повышает показатель рабочего тока, препятствует включению электрода в сварочный шов, практически в два раза сокращает расход изделия.

Электроды ЭВЛ предназначены для соединения сварочным агрегатом бронзовых, алюминиевых заготовок и деталей из высоколегированных сталей, меди.

WС 10 розовый

Вольфрамовый электродный прут содержит порядка 1% церия.

Преимущества электрода:

• повышает стабильность горения сварной дуги;
• обеспечивает легкость розжига дуги;
• минимизирует выгорание металла.

Специалисты рекомендуют использовать такие электродные пруты при низких токовых значениях для коротких сварных циклов.

Целевое назначение электрода – сварка изделий из листового металла, всех видов стальных сплавов, алюминия, при этом с использованием тока переменного либо постоянного типа.

WС 20 серый

Вольфрамовый электродный прут серого цвета с добавкой оксида церия в количестве 2%.

Редкоземельный металл обеспечивает улучшенный первичный розжиг дуги, увеличивает эмиссию, стабильность дуги на минимальных токовых показателях.

Универсальный серый электрод с цериевой присадкой используют для сварочных процедур с током переменного типа. Этим электродным прутом сваривают трубопроводные коммуникации, заготовки из листовой стали. Также их задействуют для соединения неповоротных стыков автоматами орбитального типа.

Серые вольфрамо-цериевые пруты можно применять для соединения любых металлических сплавов на переменном либо постоянном токе. Такие электродные стержни часто применяют для сваривания элементов конструкций из никелевых, титановых сплавов, ниобия, кремниевой бронзы, тантала, меди, молибдена.

WY 20 синий

Для изготовления электродных прутов применяется вольфрамовая сталь с добавкой 1,8-2,2% иттрия. Расходный материал предназначен для соединения сваркой ответственных узлов, металлических элементов с применением тока прямой полярности постоянного типа.

Электродный прут этого типа является наиболее устойчивым на этапе сварки, если сравнивать с другими неплавящимися электродами. Катодное пятно максимально стабильное, в результате чего существенно увеличивается стойкость сварной дуги.

Целевое предназначение расходного материала – сваривание между собой отдельных элементов конструкций, выполненных из нержавейки, низколегированных, углеродистых сталей, изделий из медных, титановых сплавов.

WZ 3 коричневый

Коричневый электрод с присадкой циркония в количестве 0,3%. В процессе сварки расходник используется исключительно с током переменного тока. При этом допускаются повышенные токовые значения.

Но при выполнении монтажно-сварочных работ таким электродным прутом наблюдается нестабильность дуги, повышенная требовательность к чистоте сварной ванны. Поэтому специалисты рекомендуют окончание сварочного прута затачивать в полусферическую форму.

Таким расходником допускается сварка алюминиевых, бронзовых заготовок, магниевых и никелевых деталей.

WZ 8 белый

Вольфрамовый электрод с циркониевой присадкой в количестве 0,8%. Сварку расходником рекомендуется выполнять с задейстованием переменного тока, предварительно заточив его рабочий конец под сферическую форму.

Не допускается даже малейшее загрязнение сварной ванны. Электрод формирует достаточно сильную, при этом стабильную дугу. Соответственно на него допустима высокая токовая нагрузка в отличие от вольфрамовых прутов с другими присадочными материалами (лантаном, церием, торием).

Целевое назначение расходника – сваривание деталей, изготовленных из бронзовых, алюминиевых, никелевых, магниевых сплавов.

WT красные

Для изготовления красных электродов производители используют торированный вольфрам. Это самые востребованные сварочные расходники, первые показавшие значительное превосходство композитных электродов в сварке металлоконструкций на постоянном токе над электродными прутами из чистого вольфрама.

Торированный вольфрам отлично себя показывает во время сварки с улучшенными токовыми источниками. При этом допускается регулировка угла заточки электродного прута зависимо от цели сварочных работ. Даже при больших токовых значениях рассматриваемый сварочный расходник сохраняет первоначальную форму в отличие от чистых электродов, начинающих плавиться.

Целевое назначение расходного материала – сварное соединение элементов конструкций из нержавейки, ниобиевых сплавов, тантала и молибдена, а также титановых и никелевых сплавов, кремниевой бронзы и меди.

Важно: Торий является низкоуровневым радиоактивным химическим элементом. Соответственно нужно учитывать, что образующаяся пыль в процессе заточки окончания расходника, способна навредить как человеческому здоровью, так и окружающей среде.

Сравнительная таблица

Таблица: Основные марки вольфрама с присадками, технико-эксплуатационные характеристики электродов разного типа

Выбор диаметра электрода и силы сварочного тока

На качество сварки вольфрамовым электродом влияет правильно выставленное токовое значение, в т.ч. диаметр расходника.

Таблица: Рекомендуемый сварочный ток зависимо от диаметра электродного стержня

Заточка вольфрамовых электродов

Перед началом сваривания металлических заготовок с применением тока постоянного типа электроды для TIG сварки нужно затачивать под определенным углом.

О том как влияет угол заточки смотрите в видео ниже.

Электродный кончик должен быть достаточно острым, чтобы полностью сфокусировать дугу на небольшом диаметре сварной ванны.

О том, как и чем затачивать электроды смотрите на видео ниже

Способ применения

Сварку вольфрамовыми электродами задействуют в производственной сфере и сельскохозяйственной деятельности. Агрегаты TIG с данным типом электродного прута позволяют сваривать элементы конструкций, изготовленные из нержавейки, углеродистых, конструкционных сталей, современных металлических сплавов.

Поэтому сварочная технология вольфрамовыми электродами с различными присадками на сегодняшний день является наиболее востребованной на производственных предприятиях.

Ключевым потребителем рассматриваемой технологии сварки является аэрокосмическая отрасль. В промышленной сфере сварку TIG с электродами из вольфрама применяют для сваривания разнообразных элементов конструкций, изготовленных из металлических сплавов, которые во время сварочного процесса требуют повышенной защиты.

Аргонодуговую сварочную технологию используют для выполнения переходов труб коммуникационных систем из одного диаметра в другой.

После сваривания алюминиевых деталей TIG сваркой на сварных швах не формируются трещины, металл на соединительных участках отличается химической целостностью. Это предоставляет возможность применять данную сварочную технологию при герметизации резервуаров, предназначающихся для утилизации ядерных отходов.

Инверторную сварку TIG с вольфрамовым расходником также можно использовать в бытовых условиях для сваривания изделий из нержавейки и алюминия. Сварные швы сливаются в единое целое с металлом соединяемых заготовок, поэтому характеризуются высокой надежностью.

Свойства присадочных материалов и их влияние на качество шва

Сварочные агрегаты TIG сложно воспринимают металлический электрод из чистого вольфрама, поэтому в сплав расходника добавляют различные присадки для улучшения рабочих характеристик:

• прочности;
• токовой проводимости;
• дугообразования;
• плавкости металлического сплава и прочих.

Чистый вольфрамовый сварочный прут содержит металла в своем составе более 99,5% и обозначается маркировкой WP.

Используемые присадочные материалы, их маркировка:

• С – церий, неплавящиеся универсальные WC электродные пруты, применяемые для соединения металлоконструкций, при работе сварочных агрегатов на токе постоянного либо переменного действия;
• Т – торий, WТ электроды часто применяют для сваривания заготовок из цветных металлов, металлоконструкций из низколегированных, углеродистых металлических сплавов, нержавейки;
• Y — иттрий, электроды WY используют при сварке на постоянном токе, имеющем прямую полярность, для соединения заготовок из легированных сталей, медных, титановых сплавов;
• Z – цирконий, электродными прутами WZ сваривают медные, алюминиевые конструкции с применением тока переменного действия, расходники обеспечивают стабильность сварной дуги при условии предварительной зачистки рабочей плоскости;
• L — лантан, универсальные вольфрамовые стержни WL предоставляют возможность осуществлять сварочные мероприятия с применением постоянного, переменного тока, металлический сплав расходника отличается повышенной прочностью, стойкостью к сохранению заточки рабочего конца стержня, такие электродные пруты применяют для работы с высокими мощностями, они меньше загрязняют сварочный шов вольфрамом.

Как определить вольфрам в домашних условиях

Сегодня многих домашних умельцев интересует вопрос, где можно найти вольфрам в быту. Как правило, вольфрамовая сталь имеется в незначительных количествах во всех нагревательных бытовых приборах: электрочайниках, утюгах старых моделей, тепловентиляторах, тостерах, рукомойниках и прочих.

Для извлечения вольфрамовой проволоки из нагревательных элементов (ТЭНов) просто нужно разобрать старую, вышедшую из строя бытовую технику.

Также практически из самого вольфрама изготовлены нити накаливания приборов освещения. Этот металл в большом количестве находится в рентгеновском оборудовании, электронно-лучевых трубках, устанавливаемых на кинескопы, в обмотке электрических печей, катодах вакуумных ламп.

Еще этот металл содержится в составе сплавов, из которых изготавливают промышленные инструменты: буры, фрезы, сверла и резцы.