Электроды вольфрамовые MOST WT, WP, WL, WC, WR2, Multi-Strike

При аргоно-дуговой сварке (TIG) помимо горелки, источника и защитного газа, неплавающийся электрод является значимой предпосылкой для успешной работы. 

При выборе вольфрамового электрода следует соблюдать следующие пункты:

• Вид вольфрамового электрода
• Диаметр электрода
• Качество шлифовки и шероховатость электрода
• Геометрия конца электрода

Электроды вольфрамовые MOST WT20 (торий 2%)

Наиболее распространенные электроды, поскольку они первые показали существенные преимущества композиционных электродов над чисто вольфрамовыми при сварке на постоянном токе. Тем не менее, торий - радиоактивный материал низкого уровня, таким образом, пары и пыль, образующаяся при заточке электрода, могут влиять на здоровье сварщика и безопасность окружающей среды.
Сравнительно не большое выделение тория при эпизодической сварке, как показала практика, не являются факторами риска. Но, если сварка производится в ограниченных пространствах регулярно и в течение длительного времени или сварщик вынужден вдыхать пыль, образующуюся при заточке электрода, необходимо в целях безопасности оборудовать места производства работ местной вентиляцией.
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. Торированные электроды хорошо сохраняют свою форму при больших сварочных токах даже в тех случаях, когда чисто вольфрамовый электрод начинает плавиться с образованием на конце сферической поверхности.

Электроды вольфрамовые MOST WP (чистый вольфрам)

Электроды без добавок - состоящие из чистого вольфрама. Главное областью применения этих электродов является сварка переменным током (AC) сплавов алюминия при хорошей устойчивости дуги. Электроды WP не пригодны для сварки прямым током (DC).

Электроды вольфрамовые MOST WL10, WL15 (лантановые)

Электроды с добавкой оксида лантана универсальные и применяются почти во всех областях сварки DC и AC. Главное применение они находят при сварке не- и высоколегированных сталей, алюминия, титана, никеля, меди и сплавов магния в режимах DC и AC.

Электроды вольфрамовые MOST WC20 (с церием)

Универсальные электроды практически для всех процессов сварки TIG, не радиоактивны. Благодаря добавке оксида церия (CeO2) электроды данного типа обладают рабочими свойствами, схожими с WT электродами. Применяются для сварки нелегированных и высоколегированных сталей, алюминия, титана, никеля, меди и сплавов магния в режимах DC и AC.

Электроды вольфрамовые Multi-Strike (с редкоземельными элементами)

Huntingdon Fusion Techniques производят электроды со стабилизацией сложных оксидов («Multi-Strike»). В этой улучшенной формуле без признаков радиотоксичности объединены три оксида и вольфрам. В результате получается превосходный универсальный электрод, который отличается длительным сроком службы, высокой повторяемостью размеров изделий и надежным розжигом дуги даже после многократного применения. Эти не радиоактивные электроды не содержат тория, способствуют хорошему поджигу и стабильности дуги при сварке, в режимах DC и AC. Применяются в режимах низких и средних токов для сварки алюминия, стали, нержавеющей стали, меди и других цветных металлов. Благодаря хорошим свойствам поджига идеально подходят для автоматической сварки.

Повышение качества сварки TIG* и GTA**

Электрод является самым слабым звеном в цепочке обеспечения качества сварки. Неправильное использование, ненадлежащий выбор и подготовка электродов неизменно приводят к дефектным сварным соединениям. В некоторых случаях вполне допустимо ручное шлифование. Но иной подход требуется тогда, когда особенно важна безопасность сварных соединений и характеристики швов должны соответствовать строгим критериям приемочного контроля. Опытным путем было установлено, что оптимальная подготовка может привести к существенному увеличению срока службы электрода.

* Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа 

** Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа

Первый шаг: выбор правильного диаметра

Второй шаг: выбор надежного поставщика

Электроды разных производителей внешне похожи друг на друга, но следует учитывать тот факт, что качество, как правило, подразумевает стоимость. При производстве электродов лучшего качества обеспечивается мелкозернистая структура, что гарантирует более эффективное перемещение оксидов по направлению к концу электрода, более легкий розжиг дуги, оптимальное время горения дуги и более качественую сварку с минимальным загрязнением.

Третий шаг: выбор лучшего состава электрода

Многие годы производители использовали различные добавки, улучшающие рабочие характеристики электродов. Стабилизированные оксиды, в частности, оксид тория, церия и лантана обеспечивают тот же уровень эмиссии, что и чистый вольфрам при низких температурах. В результате их использования увеличивается время горения и повышается стабильность дуги. Однако обнаружилось, что сварка с применением оксида тория, будучи более качественной, чем при использовании чистого вольфрама, представляет серьезную опасность для здоровья. — Чистый вольфрам. Имеет высокую работу выхода, то есть, требует большого количества энергии. Это создает сложности при розжиге и сохранении устойчивой дуги. Кроме того, он имеет высокую скорость расплавления, а, следовательно, более низкий эксплуатационный ресурс.

— Стабилизированный оксид тория. Обеспечивает качественную сварку, но, как выяснилось, радиоактивен. Многие производители и сварщики отказались от его использования из-за опасности для здоровья.

— Стабилизированный оксид циркония. Используется при сварке, качество которой определяется радиографическим методом, в тех случаях, когда загрязнение вольфрама должно быть сведено к минимуму. Легко загрязняется при применении переменного тока, но отличается быстрым розжигом дуги и хорошим уровнем допустимой нагрузки по току.

— Стабилизированный оксид церия. Хорош для сварки током низкой частоты, орбитальной сварки постоянным током труб и тонколистовых материалов. Его применение дает малую допустимую нагрузку по току, но хорошую устойчивость дуги и низкий порог ее розжига.

— Стабилизированный оксид лантана. Нерадиотоксичен, является альтернативой стабилизированным продуктам на основе оксида тория. Обеспечивает быстрый розжиг, в том числе и повторный, а также достаточный ресурс стойкости.

— Стабилизированный состав. Некоторые компании, например, Huntingdon Fusion Techniques, производят электроды со стабилизацией сложных оксидов («Multi-Strike»). В этой улучшенной формуле без признаков радиотоксичности объединены три оксида и вольфрам. В результате получается превосходный универсальный электрод, который отличается длительным сроком службы, высокой повторяемостью размеров изделий и надежным розжигом дуги даже после многократного применения3

На некоторых электродах используется цветная маркировка, но она не стандартизирована для всех составов и различна в Европе, Японии и США. В основе классификации лежит химический состав:

• E: электрод,
• W: вольфрам,
• P: чистый вольфрам,
• ZR: стабилизированный цирконий,
• TH: стабилизированный торий,
• CE: стабилизированный церий,
• LA: стабилизированный лантан,
• G: стабилизация неуточненного оксида.

Числа обозначают номинальное количество легирующего компонента (весовое процентное содержание). Например, EWTH-2 представляет собой электрод на основе вольфрама и стабилизированного оксида тория с двухпроцентным содержанием оксида тория.

Четвертый шаг: выбор лучшей машины для шлифовки электродов

Стандартная настольная машина для шлифовки представляется недостаточно подходящей. Побочное загрязнение поверхности электрода при других операциях может вызывать возникновение примесей, существенно влияющих на процесс сварки. Кроме того, неровный шлифовальный круг может стать причиной нарушения геометрии конца электрода. Следует выбрать шлифовальную машину, которая предназначена именно для подготовки электродов, и использовать ее исключительно в этих целях. Выбор рекомендуется остановить на надежно функционирующем устройстве, способном обрабатывать все возможные диаметры. Предпочтительнее диск с алмазной режущей кромкой. Во время его использования необходимо следить за тем, чтобы следы шлифования располагались вдоль оси: электроны распространяются по поверхности, и их поток становится неустойчивым при столкновении с поперечными следами шлифования.

Следует убедиться в том, что в комплект оборудования входят струбцина для установки детали под углом (0–90°) и оборудование для отсоса радиотоксичной пыли.

Воспроизводимость геометрии формы конца электрода является обязательной для обеспечения качественной сварки. Она может быть достигнута путем механизированного шлифования конца вольфрамового электрода. При ручном шлифовании электродов не удается обеспечить стабильную и оптимальную геометрию каждого электрода. Любое отклонение от оптимальной формы оказывает отрицательное влияние на качество шва (рис. 3, таблица 2).

Пятый шаг: выбор правильного метода шлифовки конца

Форма и чистота поверхности конца электрода имеют ключевое значение для выполнения качественной сварки

Конус

Оптимальная форма электрода определяется исключительно опытным путем с учетом параметров тока дуги, источника питания, горелки, свариваемого материала, его толщины и подготовки соединения. В качестве полезного руководства может быть использована таблица указания полярности. Как правило, большие углы обеспечивают увеличение срока службы электрода и хорошие условия для проплавления, а также позволяют выполнять сварку узкой дугой на форсированных режимах без опасности эрозии электрода. Уменьшение угла снижает вероятность блуждания дуги, способствует стабилизации горения дуги и позволяет сваривать на меньшем токе.

Обработка конца электрода

Протекание сварочного тока происходит, в основном, в поверхностном слое электрода и зависит от качества поверхности. Царапины и следы шлифования оказывают большое влияние на проводимость электрода. Поэтому важно обеспечить шлифование электрода строго параллельно его оси. Оптимальная чистота поверхности должна составлять 0,5 Ra. В электродах, шлифованных перпендикулярно оси, или чистота поверхности которых больше 0,5 Ra, ток протекает нестабильно, что, в свою очередь, может вызывать:

1. загорание дуги вне конца электрода, 
2. блуждание дуги, 
3. термический шок конца, уменьшение срока службы электрода.

Притупление

Для выполнения особых задач предпочтительнее использовать электрод с притупленным концом. Притупленный конический конец, имеющий особый угол, который достигается путем шлифования, часто рекомендуется при использовании постоянного тока прямой полярности (DCEN).