Особенности сварки вольфрамовыми электродами

Многие начинающие сварщики интересуются вопросом о том, для чего нужны вольфрамовые электроды, для какой сварки они годятся, что варят и какие характеристики имеют. Сразу же ответим, что подобные расходники нужны для сваривания конструкций в защитной газовой среде.

Применяются рассматриваемые электроды преимущественно в профильных мастерских и на больших производственных предприятиях. Однако современное автоматическое оборудование позволяет использовать электроды из вольфрама для сопряжения нержавеющих и цветных металлов в домашних условиях. Именно для таких сварщиков подготовлен следующий материал.

Характеристики и виды вольфрамовых электродов

Вольфрамовые электроды применят для аргонодуговой (аргонной) сварки и роботы с алюминием. Продаются подобные изделия в форм-факторе стержня размером порядка 175 миллиметров. Изготавливают их из вольфрама, а в состав добавляют специальные компоненты, которые улучшают качество шва. Сварка такими электродами ведется в среде защитных газов, которыми выступают гелий или аргон.

Во время сварки расход вольфрамовых электродов небольшой. Именно поэтому их еще называют неплавящимися. По размеру сечения сердечника варьируется назначение/применение вольфрамового электрода. По этим параметрам выбирается и сила сварочного тока.

• 50А - для проволоки в 1 мм;
• 100А – для 1,6-миллиметрового расходника;
• 200А – для 2-х и 2,4-х миллиметровой проволоки;
• 300А – для электродов сечением 3,2 мм;
• Больше 300А – стержни с проволокой 4 мм.

Помимо этого, неплавящиеся вольфрамовые электроды для делят по току

1. Для постоянного тока нужны изделия марки WT или WY.
2. Для переменного тока используют аналоги WZ или WP.
3. Универсальными выступают стержни класса WL и WC.

Обычно рассматриваемые расходные материалы необходимы для сварки металлоконструкций из углеродистых, нержавеющих и конструкционных сталей, а также деталей цветмета. Подобный выбор электродов обеспечивает создание прочного и ровного шва. При формировании более сложных конструкций используют изделия из низкоуглеродистого металла, которые создают монолитное соединение заготовок без нарушения целостности материалов.

Расходники из вольфрама активно применяются в таких сферах народного хозяйства, как:

• пищевая и космическая промышленность;
• ВПК и медицинская отрасль;
• химическое и ядерное машино/станкостроение.

Маркировка и расшифровка

Для удобства сварщиков и минимизации ошибок в подборе расходников, неплавящиеся электроды разделены на категории, которые имеют конкретную маркировку.

На принадлежность изделия к категории вольфрамовых электродов указывает латинская литера «W». После нее прописывается лигатура – добавления и присадки, обеспечивающие улучшенные сварочные характеристики. Это могут быть символы:

• WP - чистый вольфрам (99,5%);
• Z – добавлен оксид циркония;
• T – добавлен диоксид тория;
• C - добавлен церий;
• Y – добавлен диоксид иттрия; 
• L – добавлен оксид лантана.

Цифровые обозначения перед буквами указывают на процент определенной лигатуры, а также на длину проволоки, используемой в качестве сердечника.

Также активно используется цветовая маркировка неплавящихся расходников.

1. Белыми являются изделия WZ-8, состав которых содержит 0,8% оксида циркония. Они ориентированы на работу с переменным током и оснащены шарообразным кончиком. Данные стержни применяют для работы с магнием и алюминием, бронзой и никелем, а также композитами на основе этих металлов.
2. Зеленые электроды WP отлично функционируют в защитной среде газов. Применяются они для сваривания деталей из алюминия и магния.
3. Серый цвет указывает на универсальные расходники WC-20, в состав которых входит 2% оксида церия. При их использовании сварочная дуга запускается на низких токах, упрощая работу с трубопрокатом и тонколистовыми заготовками, и позволяя формировать конструкции из титана, тантала и т. д.
4. Синие и золотые модели WL-15 имеют в составе порядка 2-х процентов церия, что заметно повышает рабочий ток. Поэтому такие расходники отличаются простым розжигом дуги, чистотой сварного соединения и вдвое уменьшенным износом сердечника. Они годятся для сварки медных, алюминиевых и бронзовых заготовок, а также высоко легированных сталей.
5. Темно-синие расходники WY-20 содержат иттрий в объеме порядка 1,8-2,2 процента. Их применяют для сварочных работ с нержавеющими, низкоуглеродистыми и углеродистыми сталями, а также со сплавами меди и титана.
6. Красный цвет имеют стержни с оксидом тория (WT-20), предназначенные для работы с постоянным током, демонстрируя минимальный расход материала. Используют подобные изделия при сварке различных цветных металлов.

Выбор и подготовка электрода

Подбирают неплавящиеся сварочные расходники, опираясь на такие параметры, как:

• тип и размер;
• химический состав;
• форма наконечника;
• качество заточки.

Профессионалы выбирают оптимальный электрод для конкретной задачи, основываясь на собственном опыте, тогда как новичкам рекомендуется использовать специальные таблицы и справочники, где указаны параметры различных моделей.

Заточка вольфрамовых электродов – это обязательная процедура подготовки оборудования к сварочному процессу. От состояния и геометрии кончика изделия зависит распределение энергии, подвижность электронов и параметры сварочной дуги в процессе сварки. Также геометрия кончика стержня влияет на форму шва и параметры проварки материала.

Заточка неплавящихся электродов выполняется по особым правилам для всех видов расходников. Так, у моделей WP и WL кончик делают сферическим, тогда как у аналогов марки WT – выпуклым. Что до изделий WZ, WC и WY то тут кончик электрода имеет форму конуса.

Длина заточки стержня в каждом случае определяется по диаметру стержня. Для выполнения операции используют болгарку. Особого внимания заслуживает углу заточки, который должен соответствовать значениям:

• 10-20 градусов – низкие токи;
• 20-30 градусов – средние показатели;
• 60-120 градусов – максимальная мощность.

Угол заточки влияет на характеристики сварочного процесса, а также на расход изделия. Если же процедура заточки электрода осуществлена неверно, то вы получите:

• некорректную ширину соединения;
• нарушение симметрии заготовок;
• плохую проварку материала;
• блуждание сварочной дуги.

Специфика сварки вольфрамом

Аргоновая сварка при помощи вольфрамовых стержней отличается возможностью использования ручного, автоматического и полуавтоматического режима. Помимо того выделяют такие аспекты, как:

• соединение металлов без использования присадок;
• сваривание заготовок толщиной 0,1 миллиметр и меньше;
• создание дуги без контакта и металлом;
• минимальный расход электрода в защитном облаке.

В данном контексте необходимо отметить, что снизить расход стержня позволяет правильный выбор силы тока, а расход газа напрямую зависит от скорости сварки и толщины заготовки.

Заключение

В России сегодня представлены вольфрамовые электроды множества брендов и производителей. Особой популярностью у профессионалов пользуются шведские изделия торговой марки ESAB, которые по лицензии создаются на российских предприятиях.