V tomto článku vám řekneme, jak vybrat správnou wolframovou elektrodu pro argonové obloukové svařování, jaké typy wolframu existují, jejich charakteristické vlastnosti a jak složení ovlivňuje kvalitu svaru.
Hned na začátku bychom ale rádi upozornili na skutečnost, že v sortimentu výrobků značky PTK se objevily wolframové elektrody značek WL-15, WL-20, WC-20, WY-20 a WZ-8 .
Naše wolframové elektrody prošly rentgenovou mikroanalýzou elementárního složení v Národním výzkumném centru “Kurčatovův institut”. Tuto placenou studii jsme provedli z vlastní iniciativy, abychom prodejcům a spotřebitelům ukázali nejvyšší kvalitu našich produktů.
Analýza byla provedena na rastrovacím elektronovém mikroskopu Tescan Vega II, který umožňuje získávat snímky SEM a analyzovat elementární složení v reálném čase, což je nezbytné pro kontrolu kvality výrobků a materiálů.
S protokoly výzkumu a výsledky elementárního složení wolframových elektrod vyráběných PTK se můžete seznámit v reportovacích dokumentech.
Obsah
- Co je to wolframová elektroda a kde se používá?
- Alfanumerické značení wolframových elektrod
- Označení domácích elektrod podle GOST a TU
- Mezinárodní značení podle norem ISO 6848
- Co jsou legovací přísady a kovy vzácných zemin?
- Vlastnosti přídavných kovů a jejich vliv na kvalitu svaru
- Wolframová elektroda WP (zelená)
- Wolframové elektrody WL-10 (černá), WL-15 (zlatá) a WL-20 (modrá)
- Mezinárodní značky elektrod
- Tipy pro svařování TIG
- Jak se chránit
Co je to wolframová elektroda a kde se používá?
Wolframová elektroda je kulatá tyč vyrobená z čistého wolframu nebo wolframu s přídavkem přísad (legujících přísad). Wolfram se používá při svařování TIG s netavící se elektrodou.
Pokud máte otázku, proč „netavící“, pak je odpověď velmi jednoduchá. Wolfram má nejvyšší bod tání mezi čistými kovy (3422°C). Proto se svařování argonem provádí s přímou polaritou, protože teplota katodového bodu (-) dosahuje 3000 °C a teplota anodového bodu (+) dosahuje 4000 °C. Z tohoto důvodu se elektroda během svařování nespotřebovává, ale vyhoří.
Elektrody mohou mít čistý nebo leštěný povrch. Charakteristickým znakem čistých elektrod je, že jsou chemicky čištěny, tzn. Obrobky jsou leptány, aby se z povrchu odstranily oxidy a nečistoty.
Jedná se o nejnáročnější a nejnákladnější postup, proto se v průmyslové výrobě používá mnohem méně často. Broušený povrch elektrod naznačuje, že elektrody mohly být zpracovány kováním, protahováním nebo bezhrotým broušením. Poslední způsob je nejoblíbenější, v důsledku této výroby se zlepšuje tepelná vodivost elektrod.
Průměr a délka wolframových elektrod se může lišit. Standardní elektrody mají délku od 50 do 175 mm a jmenovitý průměr od 0,5 do 10 mm. V Rusku se elektrody vyrábějí podle GOST 23949-80, TU 48-19-27-91, TU 48-19-39-85, 48-19-221-83 a TU 48-19-527-83 z čistého wolframu a wolfram s aktivačními legujícími přísadami kovů vzácných zemin.
Wolframové elektrody se používají výhradně při svařování TIG, kvůli prevenci oxidů na povrchu spojovacího švu. Svařování probíhá v prostředí ochranného plynu, který chrání zónu svařování před působením kyslíku.
Tento typ svařování používá chemicky inertní plyn (vzácný plyn). Mezi tyto plyny patří helium, argon a speciální svařovací směsi. Charakteristickým rysem těchto plynů je, že mají velmi nízkou chemickou reaktivitu, jinými slovy, neinteragují s kovem svaru. Tyto plyny jsou také bezbarvé a bez zápachu.
Alfanumerické značení wolframových elektrod
V Rusku lze použít a aplikovat 2 typy značení wolframových elektrod – jedná se o klasifikaci podle GOST, TU a mezinárodní klasifikaci podle ISO 6848. Podívejme se krátce na tyto typy značení.
Označení domácích elektrod podle GOST a TU
Výrobky, které jsou vyráběny v Rusku a splňují zavedené GOST a TU, obsahují ve svém názvu písmena „E“ a „B“, jsou na prvním místě v názvu a znamenají „wolframová elektroda“. Dále název udává chemické složení přísad a jejich hmotnostní podíl.
- EHF – „H“ – čistý (wolfram ne méně než 99,92%);
- EVL – „L“ – lanthan (hmotnostní podíl oxidu lanthanitého od 1,1 do 1,4 %);
- EVL-2 – “L” – lanthan (hmotnostní podíl oxidu lanthanitého od 1,4 do 1,6 %)
- EVI-1 – “I” – yttrium (hmotnostní podíl oxidu yttria od 1,5 do 2,3%)
- EVI-2 – „I“ – yttrium (hmotnostní podíl oxidu yttria od 2,0 do 3,0 % a tantalu 0,1 %)
- EVI-3 – „I“ – yttrium (hmotnostní podíl oxidu yttria od 2,5 do 3,5 % a tantalu 0,1 %);
- EVT-15 – „T“ – thorium (hmotnostní podíl oxidu thorium od 1,5 do 2,0 %).
Mezinárodní značení podle norem ISO 6848
Většina slitin wolframu byla standardizována Mezinárodní organizací pro normalizaci v ISO 6848. Níže uvedená tabulka ukazuje alfanumerická označení a procentuální složení legovacích přísad.
Co jsou legovací přísady a kovy vzácných zemin?
Podívali jsme se na alfanumerická označení wolframových elektrod, nyní je čas mluvit o kovech vzácných zemin (prvcích), které jsou součástí elektrod, nebo spíše o legujících přísadách (přísadách).
Kovy vzácných zemin jsou skupinou 17 prvků, které zahrnují skandium, yttrium, lanthan a lanthanoidy. Všechny tyto kovy mají stříbřitě bílou barvu, podobné chemické a fyzikální vlastnosti a tvoří žáruvzdorné oxidy, které jsou prakticky nerozpustné ve vodě.
Tyto kovy dostaly název „vzácné zeminy“ kvůli skutečnosti, že se zřídka vyskytují v zemské kůře a tyto kovy je také obtížné těžit a průmyslově vyrábět.
Nejčastěji používané přísady do wolframových svařovacích elektrod jsou lanthan, cer, yttrium, zirkonium a thorium.
Vlastnosti přídavných kovů a jejich vliv na kvalitu svaru
Wolframová elektroda WP (zelená)
Elektrody z čistého wolframu jsou klasifikovány jako WP a mají zelený barevný kód. Obsah wolframu v nich je minimálně 99,5 %.
- Vlastnosti: Elektrody označené WP poskytují vysokou stabilitu oblouku, ale mají špatnou tepelnou odolnost a elektronické vyzařování. Kvůli tomuto omezenému tepelnému zatížení musí být pracovní konec elektrody nabroušen do kulatého tvaru (kuličky).
- Aktuální typ: Určeno pro svařování sinusovým proudem (AC) v argonu nebo heliu.
- Kov: Tento typ elektrody je určen pro svařování hliníku, hořčíku, niklu a jejich slitin.
Vzhledem k tomu, že elektrody WP byly použity na transformátorových zařízeních a nyní je většina svařovacích zařízení invertorových, potřeba takových elektrod výrazně klesla, takže tyto elektrody nejsou v rozsahu PTK.
Wolframové elektrody WL-10 (černá), WL-15 (zlatá) a WL-20 (modrá)
WL-10 je elektroda obsahující oxid lanthanitý (La₂O₃), barevné označení černá. Hmotnostní podíl oxidu lanthanitého dosahuje až 1 %.
WL-15 je elektroda obsahující oxid lanthanitý (La₂O₃), zlatý barevný kód. Hmotnostní podíl oxidu lanthanitého se pohybuje od 1,4 do 1,6 %.
WL-20 je elektroda obsahující oxid lanthanitý (La₂O2,2), jehož hmotnostní zlomek dosahuje až XNUMX %. Barevný kód elektrody je modrý.
- Vlastnosti: Jedná se o univerzální elektrody, které vydrží vysoké proudové zatížení, zlepšují stabilitu oblouku a snadné spouštění a zároveň snižují vyhoření. Lanthanové elektrody méně pravděpodobně kontaminují šev wolframem, což je zvláště důležité při dokončovacích pracích. Také si dlouho zachovávají ostrost pracovního konce.
- Aktuální typ: Elektrody lze použít pro svařování stejnosměrným i střídavým proudem (AC/DC).
- Kov: Používá se pro svařování uhlíkových a legovaných ocelí, hliníku, titanu, niklu, mědi a slitin hořčíku.
Sortiment značkových výrobků PTK zahrnuje wolframové elektrody WL-15 o průměru od 1,6 do 4,0 mm a WL-20 o průměru od 1,0 do 4,0 mm.
Wolframové elektrody se používají při svařování argonovým obloukem, to znamená při svařování netavitelnou elektrodou v argonovém ochranném plynu.
Teplota tání wolframu je 3410 °C, bod varu 5900 °C. Je to nejvíce žáruvzdorný kov, jaký existuje. Wolfram si zachovává svou tvrdost i při velmi vysokých teplotách. To vám umožní vyrobit z něj nekonzumovatelné elektrody. V přírodě se wolfram vyskytuje především ve formě oxidovaných sloučenin – wolframitu a scheelitu.
Při svařování argonovým obloukem hoří oblouk mezi svařovaným obrobkem a wolframovou elektrodou. Elektroda je uvnitř svařovacího hořáku. Pro svařování v prostředí ochranného plynu se obvykle používá stejnosměrný proud stejnosměrné polarity. Někdy se používá obrácená polarita nebo střídavý proud. V takových případech je vhodné použít wolframové elektrody s legujícími přísadami, které zvyšují stabilitu a stabilitu svařovacího oblouku.
Pro zlepšení kvality elektrody (například odolnost proti vysokým teplotám, zvýšení stability jiskření) se do čistého wolframu jako přísada zavádějí oxidy kovů vzácných zemin. Existuje řada druhů wolframových elektrod v závislosti na obsahu těchto přísad. To určuje značku elektrody. Značka elektrody v naší době je snadno zapamatovatelná podle barvy, ve které je jeden konec natřen. Wolframové elektrody se dělí na tři typy: Konstantní (WT, WY), Variabilní (WP, WZ) a Univerzální (WL, WC).
Mezinárodní značky elektrod
WP (zelená) – Čistá wolframová elektroda (obsah nejméně 99,5 %). Elektrody poskytují dobrou stabilitu oblouku při svařování střídavým proudem, vyváženým nebo nesymetrickým s plynulou vysokofrekvenční stabilizací (s oscilátorem). Tyto elektrody jsou preferovány pro AC svařování hliníku, hořčíku a jejich slitin, protože poskytují dobrou stabilitu oblouku v prostředí argonu i helia. Díky omezenému tepelnému zatížení je pracovní konec čisté wolframové elektrody zformován do koule.
Hlavní materiály ke svařování: hliník, hořčík a jejich slitiny.
Zobrazit ceny pro WP (zelené) elektrody, můžete sledovat odkaz.
WZ-8 (bílá) – Elektrody s přídavkem oxidu zirkoničitého jsou preferovány pro svařování střídavým proudem, kdy není dovoleno ani minimální znečištění svarové lázně. Elektrody vytvářejí extrémně stabilní oblouk. Přípustné proudové zatížení elektrody je o něco vyšší než u elektrod ceru, lanthanu a thoria. Při svařování střídavým proudem je pracovní konec elektrody zpracován do tvaru koule.
Hlavní materiály ke svařování: hliník a jeho slitiny, bronz a jeho slitiny, hořčík a jeho slitiny, nikl a jeho slitiny.
Zobrazit ceny pro WZ-8 (bílé) elektrody, klikněte na odkaz.
WT-20 (červená) – Elektroda s přídavkem oxidu thoria. Nejběžnější elektrody, protože jako první ukázaly významné výhody kompozitních elektrod oproti čistě wolframovým elektrodám při svařování stejnosměrným proudem. Nicméně thorium je nízko radioaktivní materiál, takže výpary a prach vznikající při ostření elektrod mohou ovlivnit zdraví svářeče a bezpečnost životního prostředí.
Relativně malé uvolňování thoria při epizodickém svařování, jak ukázala praxe, není rizikovým faktorem. Pokud je však svařování prováděno ve stísněných prostorách pravidelně a dlouhodobě, nebo je svářeč nucen vdechovat prach vznikající při broušení elektrody, je nutné z bezpečnostních důvodů vybavit pracoviště místní ventilací.
Thoriované elektrody dobře fungují při svařování stejnosměrným proudem a s vylepšenými zdroji proudu, přičemž v závislosti na úloze můžete změnit úhel ostření elektrody. Thoriované elektrody dobře drží svůj tvar při vysokých svařovacích proudech i v případech, kdy se čistá wolframová elektroda začne tavit s vytvořením kulové plochy na konci.
Elektrody WT-20 se nedoporučují pro svařování střídavým proudem. Čelo elektrody je zpracováno ve formě plošiny s římsami.
Hlavní materiály ke svařování: nerezové oceli, kovy s vysokým bodem tání (molybden, tantal), niob a jeho slitiny, měď, křemíkový bronz, nikl a jeho slitiny, titan a jeho slitiny.
Zobrazit ceny pro WT-20 (červené) elektrody, můžete sledovat odkaz.
WY-20 (tmavě modrá) – Yttriovaná wolframová elektroda, nejodolnější nekonzumovatelná elektroda, která se dnes používá. Používá se pro svařování zvláště kritických spojů na stejnosměrný proud stejnosměrné polarity, obsah oxidové přísady je 1,8-2,2 %, yttriovaný wolfram zvyšuje stabilitu katodové skvrny na konci elektrody, v důsledku čehož je stabilita oblouku vylepšené v širokém rozsahu provozních proudů.
Hlavní materiály ke svařování: svařování kritických konstrukcí z uhlíkových, nízkolegovaných a nerezových ocelí, titanu, mědi a jejich slitin stejnosměrným proudem (DC).
Zobrazit ceny pro WY-20 (tmavě modré) elektrody, klikněte na odkaz.
WC-20 (šedá) – Slitina wolframu s 2% oxidu ceru (cer je nejběžnější neradioaktivní prvek vzácných zemin) zlepšuje vyzařování elektrody. Zlepšuje počáteční start oblouku a zvyšuje přípustný svařovací proud. Elektrody WC-20 jsou univerzální, lze je úspěšně svařovat střídavým proudem a konstantní přímou polaritou.
Ve srovnání s čistě wolframovou elektrodou poskytuje cerová elektroda větší stabilitu oblouku i při nízkých proudech. Elektrody se používají při orbitálním svařování trubek, svařování potrubí a tenkých ocelových plechů. Při svařování těmito elektrodami s vysokými hodnotami proudu dochází ke koncentraci oxidu ceru na horkém konci elektrody. To je nevýhoda cerových elektrod.
Hlavní materiály ke svařování: kovy s vysokými teplotami tání (molybden, tantal), niob a jeho slitiny, měď, křemíkový bronz, nikl a jeho slitiny, titan a jeho slitiny. Vhodné pro všechny typy ocelí a slitin na AC i DC
Zobrazit ceny pro WC-20 (šedé) elektrody, klikněte na odkaz.
WL-20 , WL-15 (modrá, zlatá) – Elektrody z oxidu wolframu a lanthanu mají velmi snadné počáteční zapálení oblouku, nízkou tendenci k prohoření, stabilní oblouk a vynikající výkon při opětovném zapálení oblouku.
Přídavek 1,5 % (WL-15) a 2,0 % (WL-20) oxidu lanthanitého zvyšuje maximální proud, nosnost elektrody je pro tuto velikost při svařování střídavým proudem asi o 50 % větší než u čistého wolframu. Ve srovnání s cerem a thoriem mají lanthanové elektrody menší opotřebení na pracovním konci elektrody.
Lanthanové elektrody jsou odolnější a způsobují menší kontaminaci svaru wolframem. Oxid lanthanitý je rovnoměrně rozložen po délce elektrody, což umožňuje udržet počáteční ostření elektrody po dlouhou dobu při svařování. To je hlavní výhoda při svařování DC (přímá polarita) nebo AC z vylepšených svařovacích zdrojů, ocelí a nerezových ocelí. Při svařování střídavým sinusovým proudem musí mít pracovní konec elektrody kulový tvar.
Hlavní materiály ke svařování: vysoce legované oceli, hliník, měď, bronz. Vhodné pro všechny druhy ocelí a slitin na střídavý i stejnosměrný proud.
Zobrazit ceny pro WL-20 zde a WL-15 link.
Tipy pro svařování TIG
Svařujte na stejnosměrný proud (ocel, nerez, titan, mosaz, měď, litina, ale i různé sloučeniny). Každý materiál potřebuje svůj vlastní výplňový drát a čím lépe vyberete ten, který odpovídá chemickému složení, tím pevnější, krásnější a spolehlivější spojení bude. Hořák musí být připojen na “-” a zemnicí svorka na “+”. To nám dává přímou polaritu, což nám dává stabilnější směrový oblouk a hlubokou penetraci. Při výběru wolframové elektrody je třeba věnovat pozornost jejímu průměru. volí se na základě tloušťky svařovaných dílů.
Pro stejnosměrné svařování je třeba pamatovat na nejdůležitější požadavek, wolframová elektroda musí být nabroušena velmi přesně a ostře. Ve velkých podnicích se k ostření wolframových elektrod používají speciální stroje a stroje s diamantovým kotoučem, ale bez nich můžete použít běžný plátkový kotouč s jemnými zrny nebo brusku. Ostření se provádí na špičce elektrody, aniž by došlo k jejímu přehřátí. wolfram se stává křehčí a začíná se jednoduše drolit. Je potřeba pamatovat i na ochranný plyn, musí to být vysokofrekvenční argon (objemový podíl argonu musí být minimálně 99,998 %).
Pokud je plyn špatný, pak se to okamžitě projeví, nejdůležitějším znakem je ztmavnutí svaru. Na válec musí být instalován regulátor, může být buď s tlakoměrem, nebo typu plováku. Většina seriózních podniků stále více používá dovážené převodovky se dvěma rotametry a druhý se používá pro foukání. To zase poskytuje ochranu zadní housence švu (svařování plechů a trubek).
Vlastní svařování se provádí zprava doleva, s hořákem v pravé ruce a přídavným materiálem v levé ruce (pokud je to nutné). Pokud má stroj funkce „útlum proudu“ a „plyn po svařování“, neměli byste na ně zapomenout, první vám poskytne hladký pokles proudu na konci svařování a druhý bude i nadále chránit svarový šev během procesu chlazení. Hořák by měl být pod úhlem 70 0 až 85 0, přísada je přiváděna přibližně pod úhlem 20 0 plynule a progresivně. Na konci svařování není třeba spěchat a odtrhávat hořák od místa svařování, protože to bude mít za následek delší oblouk a špatnou ochranu švů.
Hliník se svařuje na střídavý proud, wolfram se při preparaci nebrousí jako jehla, ale jen lehce zakulacuje. Při svařování hliníku je třeba věnovat důležitou část přípravě materiálu i přísady. Nejprve je nutné povrch očistit a odmastit. Za druhé, zkoste, pokud tloušťka neumožňuje plné proniknutí. Náležitá pozornost je věnována i aditivu, je nutné správně vybrat chemikálii. složení, může to být čistý AL 99%, AlSi (silumin) nebo AlMg (duralumin). Zbytek chce jen cvik.
Jak se chránit
A na závěr bych rád poznamenal, že u tohoto typu svařování je potřeba se o ochranné pomůcky náležitě starat. Vybírejte pouze takové ochranné prostředky, které budou nejen pohodlné, ale i bezpečné, protože. TIG svařování produkuje velmi silné ultrafialové záření a my máme jen jedno oko.
Doporučujeme zvážit moderní, vysoce účinný prostředek ochrany – masku „Chameleon“.
