Электрод

Не исключено, что Колесо истории сварено вольфрамовым электродом.

Достоинства вольфрамовых электродов

Вольфрам – самой тугоплавкий из металлов, его t° плавления +3422°C, поэтому вольфрамовые электроды относятся к неплавящимся. Они имеют превосходные механические качества: твердость, износоустойчивость при сильном нагреве и наименьший коэффициент температурного расширения среди металлов. У вольфрамовых электродов хорошая теплопроводность, очень высокое сопротивление температурной ползучести и очень высокий модуль упругости. Проволока и вольфрамовые электроды (пруток) – наиболее востребованная продукция из вольфрама

Недостатки вольфрамовых электродов

Вольфрам относится к редким элементам земной литосферы. Сложность получения его в чистом виде и сложность обработки вольфрама в силу уникальных его свойств – все это сказывается на себестоимости вольфрамового проката. Вольфрамовые электроды очень тяжелые, кубический сантиметр вольфрама весит 19,3 грамма. Чистый вольфрам довольно хрупкий при комнатной температуре.

Производство вольфрамовых электродов

Чем пластичней металл, тем легче он поддается обработке давлением. Технологическая пластичность вольфрама невелика, но с ростом температуры улучшаются, а прочность остается высокой. Поэтому вольфрамовый прокат получают горячей обработкой под давлением.

Сначала делают вольфрамовые заготовки (для получения проволоки и прутков) обычно методами порошковой металлургии. Получают так называемый штабик. Затем его нагревают и расковывают на ротационной ковочной машине. Выходят вольфрамовые прутки (электроды) Ø 2 – 3 мм. Из прутков после волочения в горячем состоянии получают вольфрамовую проволоку на порядок тоньше.

Пруток (электроды) – полуфабрикат с неизменным размером поперечного сечения. Прямая, соединяющая две любые точки периметра сечения, находится или в плоскости сечения или на поверхности прутка. Изготовляется литьем, прокаткой, ковкой, прессованием или волочением. Поставляется прямыми отрезками или свернутый в бухту.

Технология сварки вольфрамовым электродом

Сварочный электрод – тонкий стержень со спецпокрытием (или без него). При дуговой сварке между деталью и электродом возникает вольтова дуга –- стабильный электроразряд в ионизированной атмосфере с температурой, достаточной для плавки металла.

Вольфрамовые электроды (как и угольные) относятся неплавящимся. Поэтому при сварке дополнительно подается присадочный материал, обычно – сварочная проволока. Расплавленный металл от присадки и детали формирует сварочную ванну. Покрытие электрода стабилизирует горение дуги, защищает расплавленный металла от действия воздуха и придает шву нужные свойства. Используют кислое, рутиловое, основное или целлюлозное покрытие. В покрытие включают компоненты: газоо– и шлакообразующие, стабилизирующие, легирующие, раскисляющие.

Оптимизация сварки вольфрамовым электродом

У вольфрамовых электродов (в частности, у электрода марки ЭВЧ) зажигаемость дуги оставляет желать лучшего. Для улучшения зажигаемости и стабилизации дуги используют присадку циркония. Присадка тория (к электроду ЭВТ-15) также облегчает зажигаемость дуги и удлиняет срок службы сварочного электрода. С присадкой иттрия (к электроду ЭВИ-1, ЭВИ-2, ЭВИ-3) можно сваривать детали и при переменном, и при постоянном токе. При переменном токе питание сварочной дуги может быть однофазным и трехфазным.

При сварке цветных металлов используют вольфрамовые электроды с присадкой циркония, при сварке высоколегированных сталей – с присадкой тория. Получается сварной шов очень прочный, даже между деталями разного химического состава. Сварка в атмосфере аргона (аргонодуговая сварка), еще больше повышает качество сварного шва. Во время сварки на вольфрамовый электрод подается аргон и защищает зону сварки от атмосферной газовой смеси (азота, кислорода, углекислого газа). Это не только повышает качество шва, но и защищает электрод от быстрого сгорания.

Характеристика отечественных вольфрамовых электродов

Электроды марок ВЛ, ЭВЛ-2 – универсальные, для всех марок сплавов и рабочих токов AC/DC

Электроды марок ВЛ, ВА, СВИ. Технология производства и состав электродов дают высокую термостабильность и эксплуатационную надежность. Электроды производятся любого размера и конфигурации по чертежам заказчика.

Электроды La2O3 – вольфрам с окислами лантана. Очень легкий первоначальный запуск и повторная зажигаемость дуги, устойчивая дуга и низкая склонность к прожогам. По сравнению с чистым вольфрамом легирование окисью лантана (до 2%) повышает максимальный ток и несущую способность электрода в полтора раза. Лантановые электроды долговечнее цериевых и ториевых, не так быстро изнашиваются с рабочего конца и вносят меньше вольфрама в сварной шов. Равномерное распределение окиси лантана по длине электрода дольше сохраняет первоначальную заточку электрода при сварке.

Электроды СВИ-1 / ЭВИ-1 надежно сваривают конструкции из сплавов титана, меди, низколегированных и нержавеющих сталей на постоянном токе прямой полярности (DC). Иттрированый вольфрам самый стойкий из всех вольфрамовых электродов. Окислы иттрия до 2,2%, стабилизируют катодное пятно на конце электрода, делая дугу очень устойчивой независимо от рабочих токов.

Диаметр электродов: 1.6; 2; 3; 4 мм. Длина 1000мм. Поверхность ровная, шлифованная, без смазки, трещин, сколов, заусениц и подобных дефектов.

Электроды марок ЭВЛ-2 и ЭВЧ (ТУ 48-19-527-91) для дуговой сварки, резки, наплавки и напыления в среде инертных газов.

Параметры электродов

Поверхность прутка должна быть ровная, шлифованная, без заусениц, трещин, сколов, пятен смазки и т.п. Поверхность прутка Ø1; 1.6; 2; 2.5 мм протравлена. На поверхности допустимы цвета побежалости, заковы и раковины, в пределах допускаемых отклонений по диаметру. Электроды обрезаются с торцов. На торцах допустимы сколы до 1 мм. Отклонение от прямолинейности до 0.25% от длины электрода.

На электроды марки ЭВЛ-2 наносится маркировка масляной краской черного цвета.

Характеристика импортных вольфрамовых электродов

WC-20, WL-20, WT-20, WY-20, WZ8, WP – наиболее востребованы для дуговой сварки в атмосфере инертного газа.

Применяют для TIG -сварки Tungsten Insert Gas (АДС, GTA,WIG) – автоматической, полуавтоматической, ручной дуговой сварки в защитной атмосфере. Применяют: инертные гелий и аргон, активные – водород, кислород, азот, углекислый газ или их смеси (Аr + Не, Аr + О2, Аr + СО2).

Таблица 1. Электроды в пеналах для аргоно-дуговой сварки

У электрода WL-20 (вольфрам с окисью лантана до 2,2%) легкий поджиг дуги, очень стабильная дуга и легкая повторную зажигаемость дуги и малая вероятность прожогов. По сравнению с чистым вольфрамом примесь к нему окиси лантана повышает несущую способность электрода в 1,5 раза и максимальный ток при сварке переменным током. По сравнению с электродами WC-20 и WT-20 (с примесью церия и тория), лантановые – долговечнее, с меньшим износом рабочего конца электрода и меньшим загрязнением вольфрамом сварного шва. Равномерное распределение окиси лантана в электроде, долго сохраняет его первоначальную заточку при сварке как на постоянном (прямой полярности) так и переменном токе. Переменный синусоидальный ток требует сферической заточки рабочего конца электрода.

WC-20 Примесь к вольфраму до 2,2% окиси церия – самого распространенного нерадиоактивного редкоземельного элемента, облегчает начальный запуск дуги, улучшает эмиссию электрода и увеличивает максимальный сварочный ток. Такими электродами можно работать как на переменном, так и на постоянном токе прямой полярности. У WC-20 большая устойчивость дуги (чем у вольфрамового) даже при низком значении тока. WC-20 применяют для орбитальной сварки труб, сварки тонколистовой стали и трубопроводов. Недостатком WC-20 считается, что при сварке с большими значениями тока окись церия концентрируется в рабочем конце электрода.

Таблица 2. Оптимальные значения тока для вольфрамовых электродов при аргонодувной сварке

Широкий выбор вольфрамовых электродов удовлетворит любого заказчика. Качество прутков гарантируется полным соблюдением технологических норм производства. Сроки выполнения заказов минимальны. При оптовых заказах действует гибкая система скидок.