Неплавящиеся электроды получили такое название из-за того, что будучи токопроводящими материалами, имеют очень высокую температуру плавления и в сварочном процессе не плавятся, а только незначительно обгорают. Бывают , вольфрамовые, они выпускаются в виде прутков. Здесь мы рассмотрим электроды из вольфрама.

Вольфрам как сварочный материал

Этот элемент относится к металлам. Он самый тугоплавкий, очень твердый и хрупкий, температура его плавления составляет почти 35000 С. Электрод в составе своем имеет непосредственно самого вольфрама от 95% до 99,5%. Остальное приходится на прочие добавки- оксиды тория, церия, лантана, циркония, иттрия. Перечисленные оксиды вводят в пруток исходя из назначения конкретной марки.

Назначение

Главное назначение этого электрода - сварка спецсталей, алюминия, магния и различных легких сплавов, тугоплавких металлов и металлов малых толщин, для работы, где предъявляются очень строгие требования.

Типы

Электроды из вольфрама делятся на три типа:
1.Для переменного тока. Используются для работы с магнием, алюминием,их разновидностями и сплавами, в случае необходимости защиты ванны от грязи.
2. Для постоянного тока. В эти вводят иттрий или торий. Последний элемент радиоактивный. Не рекомендуется увлекаться работой в закрытых пространствах. Применяют для сварки меди, титана, никеля, тантала, бронзы, сталей аустенитного типа(нержавейки), углеродистых сплавов.
3. Универсальные электроды. Замечательно проявляют себя в работе как на переменном, так и на постоянном токе. Применение «универсалов» распространено в работе на трубопроводах. Хорошо и незаметно соединяют тонколистовой металл.

Марки и маркировка

Электроды так же разбиваются по маркам, имеют буквенную маркировку, а концы прутков обозначаются определенны цветом.
1. WP(зеленый). Выполнен из вольфрама. Содержание в пределах 99,5%. Работают с магнием и алюминием.
2. WC-20 (серый). Содержит 2% оксида церия. Этот стержень универсальный. Применяют для на неповоротных стыках.
3. WL-15, WL-20 (синий). С добавлением лантана, отличается устойчивой дугой. Самый используемый в промышленности. Швы из-под этого электрода долговечные и чистые. Работает на постоянном токе.
4. WT-20 (красный). В составе присутствует торий. Несмотря на радиоактивность, этот электрод очень «ходовой» благодаря отличным сварочным свойствам тория, который запросто соединяет самые «капризные» сплавы. Работает на постоянном токе.
5. WZ-8 (белый). Сюда добавляется оксид циркония. Очень любит чистоту. Рекомендуется переменный ток. Приступая к работе, следует закруглить электрод. Хорошо работает по алюминию.
6. WY-20 (темно-синий). Этот стержень покрывают тонким иттриевым слоем. Применяются для ответственных и важных конструкций.
Следует учитывать, что при выборе конкретного электрода определяют свойства свариваемого металла. Иногда для одного изделия нужны разные марки.

Область применения в сварочном производстве

Работать хорошо при работе с металлом толщиной от 0,1 до 6 мм. Допускается работать без присадки, при толщине стенки не пболее 2мм.Шов формируется за счет расплавленных кромок. Для более толстого металла требуется присадочный материал в виде присадочной проволоки или пластин, которые подаются в зону дуги или уложены в разделку. Стыковые и угловые швы в любом положении в пространстве выполняют автоматически, полуавтоматически или вручную.

Важнейшим условием для работы является ограждение сварочной ванны от воздействия воздуха. Поэтому сварочный процесс вольфрамом ведется в защите от инертных газов (чаще всего аргона), а сварку такой назвали аргонно-дуговой. Аргон — газ инертный. Это значит, что он не вступает в реакцию с расплавленным металлом, и поскольку аргон тяжелее воздуха, он его вытесняет и надежно защищает ванну. Необходимо, чтобы в защите аргона была вся сварочная ванна, конец присадки и сам электрод.

Подготовка и сборка кромок

Чтобы качество сварки обеспечивалось надежно, особенно когда конструкция тонколистовая, необходима правильная и точная подготовка, предварительную сборку и прихватку кромок выполнять в сборочно-сварочных приспособлениях.

Чистота соединения

Следует особое внимание обращать на чистоту свариваемого соединения и самой рабочей части стержня. Если конец электрода будет загрязненным или обгоревшим, кромки соединения не зачищены, есть опасность попадания кусочка вольфрама в ванну и образования в структуре шва вредного включения. Во избежание лишнего соприкосновения электрода с поверхностью металла, используют осциллятор - устройство для бесконтактного возбуждения дуги.

Режим сварки

Обязательно нужно строго соблюдать сварочный режим, то есть подобрать силу тока, следить за расходом газа, соблюдать скорость подачи электрода вдоль шва — это залог качества соединения.

Особенности сварки электродами из вольфрама
Главная особенность вольфрама — это его высокая температура плавления. А в совокупности с инертной аргоновой защитой эти электроды творят просто сварочные чудеса! Достаточно сказать, что диапазон толщин имеет размах от десятых долей миллиметра до десятков миллиметров, сила тока может быть от нескольких ампер до сотен ампер. Нет в природе такого металла, стали или сплава, который не мог бы быть сварен аргонно-дуговой сваркой. В последние годы, наряду с художественной ковкой, с художниками-кузнецами все больше приобретают популярность художественная и художники-сварщики.

Некоторые обязательные технологические требования :
При , следует соблюдать следующие требования
. движение ведется справа налево;
. при работе с изделиями толщиной до 2-2,5мм горелку необходио держать под углом 60 градусов к поверхности изделия, а когда толщина деталей больше 2-2,5мм, то угол настраивать примерно в 90 градусов.Поперечные колебания не рекомендуются.
Если процесс проходит в автоматическом или полуавтоматическом режиме, то пруток направляется так, чтобы он двигался впереди дуги.

Сварка алюминия

Ведется на переменном токе. Перед началом сварки нужно обязательно зачистить и подвергнуть травлению (смачиванию кислотой) кромок.

Недостатки аргонно- вольфрамом
Как и у всякого способа сварки, этот метод так же имеет и минусы. Это проблемы при работе на улице, на сквозняке, процесс становится труднее при работе на большом токе (работа с алюминием), так как требуется принудительное охлаждение.
Некоторые обязательные правила аргонодуговой сварки

Чтобы правильно провести сварку, нужно следовать простым правилам:
1. В работе с тонколистовым металлом, для получения точности нужно использовать сборочно-сварочную оснастку.
2. Стержни должны иметь идеальную чистоту на конце.
3. Рекомендуется подобрать правильный режим сварки.
4. Надежно защищать и держать ванну под струей аргона.
Придерживаясь всех правил и пользуясь нужными знаниями для проведения сварочных работ, вы добьетесь качественного шва и наградите себя долгими годами спокойствия.

Вольфрамовый электрод – неплавящийся проводник, используемый для сварочных работ в среде защитного газа аргона или гелия. В отличие от других видов сварки, данный электрод только вызывает образование дуги и удерживает ее, не являясь при этом припоем.

Вольфрам как нельзя лучше подошел для этих целей, как самый тугоплавкий металл, известный на данный момент. Вольфрамовые электроды могут проводить ток, длительное время выдерживать высокие температуры и плавится при этом в десятки раз медленней, чем другие металлы в аналогичных условиях. Сейчас на рынке этот материал получил обширную классификацию, что позволяет подбирать качественный электрод под сварочные условия.

Вольфрамовые электроды разделяют на классы, облегчающие работу сварщиков по подборке прутков, подходящих под условия сварки. Так, чтобы получить качественный шов на постоянном токе прямой и обратной полярности нужны разные неплавящиеся электроды, а ведь есть еще и переменный ток. Эти и другие критерии и обуславливают существующую классификацию вольфрамовых стержней.

Все существующие обозначения электродов вольфрамовых подходят под международные стандарты DIN EN 26848 , а значит, независимо от места производства, согласно маркировке вы можете подобрать нужный материал.

Маркировка отражает все необходимые характеристики электрода – химический состав, размер прутка.

Всегда первый символ в маркировке «W» – обозначающий металл вольфрам. Второй символ обозначает тип металла, или металлов. Первым числом идет число, обозначающее долю лигатур на 1000 долей вольфрама, то есть число 20 будет означать 2% примесей, 8 – 0.8% и так далее. Второе число обозначает длину электрода, самым распространенным размером считается пруток 175 мм, но на рынке доступны изделия длиной 50, 175, 150 мм.

Чистые вольфрамовые электроды с трудом используют сварочные аппараты TIG, поэтому к сплаву добавляют различные примеси. Лигатуры нужны, чтобы придать электроду требуемых характеристик плавкости, дугообразования, проводимости, прочности и др.

• “WP” – международное обозначение электродов из чистого вольфрама, а точнее в таком изделии не меньше 99.5% металла. Как уже говорилось ранее изделие специфическое имеет ряд условий для использования и заточки. Маркируются зеленым цветом.
• “C” – данный символ в маркировке обозначает примесь Церия (нерадиоактивного редкоземельного металла). Маркируются изделия серым цветом. WC неплавящиеся электроды – универсальные и подходят как для работы с постоянным, так и с переменным током.
• “Т” - диоксид тория. Такие стержни маркируют красным цветом. Их используют для большей части работ с цветными металлами, низколегированными сталями, углеродистыми сплавами, нержавейкой. Благодаря длинному перечню доступных для работы сплавов ториевые стержни стали одними из наиболее используемых. Но есть один весомый недостаток, связанный с радиоактивностью лигатуры. Именно поэтому стержни маркируются ярким цветом. Чтобы избежать неприятных последствий рекомендую строго соблюдать все требования безопасности, начиная с использования защитной одежды и маски, заканчивая тщательной вентиляцией рабочего помещения. Еще один плюс WТ прутков – прочность, которая даже больше, чем сварка вольфрамовым электродом из чистого металла.
• “Y” - диоксид иттрия. Стержни применяемые при работах на прямой полярности постоянного тока, маркируются темно-синим цветом. Ими варят конструкции, которые должны выдерживать высокую силу тока. Подходит электрод Y неплавящийся для работы с титаном, медью, высоколегированными и низколегированными сталями.
• “Z” - оксид циркония. Используется при работе переменным током с алюминием и медью. Изделия маркируются белым цветом. Сплав в котором всего 0.8% оксида циркония позволяет получать идеально стабильную дугу, но с условием должной зачистки сварочной плоскости.
• “L” - оксид лантана. Данный металл в изделиях продается с различной маркировкой, обозначающей 1.5% примеси (наконечник окрашен в цвет золота) и 2% лантана (наконечник светло-синего цвета). Изделия относят к универсальным, способным работать с переменным и постоянным током. Характеризуют высокой прочностью самого сплава, способностью работать при высоких мощностях и стойкостью к удерживанию заточки прутка. Применение данных стержней на аргоновой сварке позволяет реже проводить ревизию заточки.

Предлагаем ознакомиться с особенностями применения каждого вида электродов посредством сравнительной таблицы.

Таблица сравнения вольфрамовых электродов

Хочется отметить,что на рынке встречаются отечественные электроды длиной 1000 мм и диаметров 1.6; 2,0, 3.0, 4.0 мм. Их маркировка отличается от международной:

• “ВЛ/ЭВЛ-2” -Универсальный вольфрамовый электрод с оксидом лантана La2O3 сварка всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе.
• “ЭВИ-1/СВИ-1” – Иттрированный электрод. Сварка особо ответственных конструкций из углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей, титана, меди и их сплавов на постоянном токе

Заточка вольфрамовых электродов

Сварочные инверторы TIG технологии позволяют получить ровный шов, который зависит от множества технологических процессов, в их число входит знание, как заточить неплавящийся вольфрамовый электрод.

Каждый сварщик, работающий с аргонодуговым аппаратом должен знать все особенности этого процесса. Наконечник неплавящегося прутка играет роль проводника тока, вызывает образование дуги и отвечает за ее удержание. Если электрод будет заточен неправильно или вовсе не будет заточен, то дуга начнет «скакать», а значит получить качественный, ровный шов уже не получится.

Обратите внимание! Форма заточки зависит от типа электрода, а также от свариваемого металла.

Грубо говоря, существует лишь две формы, по которым необходимо делать заточку, это:

1. Сфера;
2. Конус.

Под сферу затачиваются окончания прутков из чистого вольфрама и с примесью лантана, то есть марки WP, WL. На грани между двумя формами располагаются электроды из вольфрама WT, которые имеют скругленное окончание конуса. Марки вольфрамовых электродов не вошедших в описание затачиваются строго под конус.

При сварке алюминия электроды для аргонодуговой сварки должны быть сферической формы на конце, но «шарик» формируется сам в процессе варки, поэтому делать его вручную нецелесообразно.

Особенности заточки

С формой заточки мы разобрались, но как узнать угол и длину затачиваемого участка? Чтобы узнать длину необходимо воспользоваться простой формулой. Для этого берем диаметр прутка и умножаем его на 2.5. Полученное число (в миллиметрах) и есть длина участка для заточки. Выдержать оптимальный угол заточки сложней.

Согласно ГОСТ вольфрамовые электроды точатся так, чтобы угол конуса составлял 28-30 градусов.

Споры по поводу оптимального угла заточки ведутся и по сей день, ведь при более остром угле в 17 градусов, можно получить наиболее качественный провар, что очень важно при работе с толстым металлом и несущими конструкциями. С другой стороны угол 60 градусов стабилизирует дугу, поэтому сам процесс сваривания проходит быстрей и проще, но при этом снижается провар. Поэтому используйте оптимальный угол заточки, подобранный под все случаи.

Влияние угла заточки на глубину провара

Ручная заточка – процесс не сложный, но выдержать значения, в пределах допуска заточки очень сложно. Наиболее точный результат можно получить если зажать пруток в патрон дрели и на малых оборотах точить наждаком или болгаркой.

Чтобы избежать погрешностей, можно приобрести специальное точильное оборудование. Оно позволит добиться идеальной, станочной заточки. Состоит такой станок из электродвигателя, алмазного диска, регулятора оборотов и угла заточки.

При ручной заточке могут проявиться следующие ошибки:

• Ширина больше или меньше нормы – приводит к снижению проплавления шва.
• Несимметричная заточка – неконтролируемое передвижение сварочной дуги.
• Слишком острый угол – электрод вольфрамовый начинает быстро плавится.
• Тупой угол заточки – снижается проварка шва.
• Риски – блуждание дуги.

Как видите, заточка влияет на множество параметров сварки, поэтому пренебрегать ее качеством не стоит. Если вы проводите много времени работая, с аргонодуговой сваркой, то есть смысл приобрести специальный затачивающий станок. В случае если сварочные работы проводятся нечасто, можно затачивать прутки у специалистов. Не забывайте и про то, что электроды вольфрамовые точатся не только под марку электрода, но и под конкретный металл.

В последнее время сварочные работы получили достаточно большое распространение, что связано с высоким качеством получаемого шва и многими другими моментами. Проводить сварку можно с использованием специального оборудования, а также расходного материала – электродов. Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки на сегодняшний день весьма распространены. Они представляют собой неплавящийся подводник, который предназначен для работы в защитной среде. В качестве защитной среды могут применяться газ аргона или гелия.

При применении специального электрода для рельефной сварки стоит учитывать, что он предназначен для образования дуги и ее удерживания, не выступает в качестве припоя. Для использования вольфрамовых электродов требуются специальные сварочные аппараты. Классификацияимеет огромное количество особенностей, к примеру, применяются различные цвета для обозначения химического состава.

Маркировка вольфрамовых электродов

Вольфрам идеально подходит в качестве тугоплавкого материала, который предназначен для стабилизации образующейся дуги. К особенностям этого расходного материала отнесем следующие моменты:

1. Выдерживает длительную работу под высоким напряжением.
2. Применяемый материал при изготовлении способен выдерживать длительное воздействие высокой температуры.
3. Плавится вольфрам намного медленнее, чем другие материалы, применяемые при изготовлении электродов.

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки классифицируются по цветам и многим другим признакам. Деление на классы позволяет существенно упростить выбор. При выборе учитываются многие особенности процесса сварки металлов. Маркировка электродов проводится для обозначения размера прутка и химического состава, а также других значимых характеристик.

Уделяя внимание обозначению маркировки вольфрамовых электродов ТИГ и других вариантов, исполнения следует отметить нижеприведенные моменты:

1. Первый символ в маркировке, который указывает на применение вольфрама в качестве основного материала при изготовлении электродов, всегда «W».
2. Следующий символ предназначается для обозначения металлов. Как правило, концентрация примесей указывается в процентном соотношении. К примеру, число 20 говорит о концентрации примеси 2%.
3. Следующее число указывает на длину прутка. Наиболее распространенным вариантом исполнения можно назвать вольфрамовый электрод с длиной 175 мм. На рынке можно встретить и другие варианты исполнения рассматриваемого изделия.

Стоит учитывать, что пруток из чистого вольфрама на сегодняшний день применяется крайне редко, так как с ним могут работать исключительно сварочные аппараты TIG (даже при их использовании может возникнуть много трудностей). Примеси применяются для изменения следующих показателей:

1. проводимости;
2. плавкости;
3. дугообразования;
4. прочности.

Международные стандарты, применяемые при обозначении, определяют следующие моменты:

1. WP – обозначение, которое используется для электродов с чистым вольфрамом. На примеси уходит менее 0,5%. Как ранее было отмечено, подобные варианты исполнения довольно трудно применять при сварке.
2. С – символ, применяемый для обозначения примеси Церия. Стоит учитывать, что для данного варианта исполнения применяется также серый цвет обозначения. Подходит вольфрамовый электрод с подобной примесью для многих аппаратов
3. Т – применяется для обозначения диоксида тория. Для маркировки подобного стержня принято использовать красный цвет. Область применения весьма обширна, как правило, проводится плавка цветных металлов, к примеру, нержавеющей стали. При выборе этого варианта исполнения следует помнить о его существенном недостатке – применяемая лигатура зачастую радиоактивная. Именно поэтому при изготовлении применяется столь яркий цвет. Во время проведения работы нужно соблюдать технику безопасности. Достоинством этого типа прудков можно назвать высокую прочность.
4. Z–обозначение оксида циркония. Для обозначения данной примеси применятся белый цвет. Чаще всего подобный вариант исполнения вольфрамового электрода используется при работе с медью или алюминием. За счет определенной концентрации оксида циркония повышается стабильность образующейся дуги.
5. Y – диоксид иттрия. Для обозначения этого легирующего элемента применяется темно-синий оттенок. Область применения – производственные цехи, в которых получают конструкцию, рассчитанную на выдерживание высокой нагрузки. Подходит для сваривания меди, титана и некоторых сталей.
6. L – обозначение оксида лантана. Стоит учитывать, что данный вариант исполнения может маркироваться самым различным образом. Изделие считается универсальным предложением, которое подходит для работы с постоянным и переменным током. Основными эксплуатационными качествами можно считать высокую прочность и устойчивость к воздействию критических температур.

Цветная маркировка вольфрамовых электродов применяется для того, чтобы упростить процесс подбора расходного материала к определенным условиям работы.

Особенности сварки вольфрамовым электродом

Правильно выбрав электроды для сварки, можно лишь обеспечить условия для проведения качественной работы. Каждый сварщик должен знать все особенности сварки в аргоновой среде, когда применяются неплавящиеся электроды из вольфрама. Среди особенностей отметим следующие моменты:

1. При соединении нержавеющей стали или других материалов наконечник выступает в качестве проводника тока. Плавящиеся электродымогут иметь разную форму наконечника, так как этот параметр не отражается на особенностях проводимой работы.
2. За счет правильной заточки формируется стабильная дуга. Если допустить ошибку при заточке, образующаяся дуга будет нестабильной, что не позволит получить качественный шов.
3. При применении вольфрамовых электродов учитывается их химический состав и многие другие моменты.

В некоторых случаях без подобных электродов просто не обойтись, но при обычной сварке их применять не рекомендуется.

Заточка вольфрамовых электродов

Заточка вольфрамовых электродов должна проводиться для того, чтобы можно было получить ровный шов при минимальных трудовых затратах. Заточка вольфрамовых сварочных электродов для аргонной сварки может проводиться для получения следующей формы:

1. сферы;
2. конуса.

Кроме этого, при проведении рассматриваемого процесса уделяется внимание:

1. углу заточки;
2. длине участка, с которого снимается материал при заточке.

Длина определяется при помощи специальной формулы, а вот выдержать требуемый угол заточки довольно сложно.

Особенности заточки вольфрамовых стержней также заключаются в нижеприведенных моментах:

1. С увеличением угла существенно повышается качество получаемого изделия, но возникают трудности при сваривании элементов, изготовляемых из толстого металла.
2. При выдерживании 60-ти градусов формирующаяся дуга становится более стабильной, перестает скакать, за счет чего процесс сварки существенно упрощается.

Приведенная ваше информация определяет то, что угол заточки выбирается в зависимости от особенностей конкретного случая. Если предъявляются высокие требования к получаемому шву, то заточка проводится под острым углом, если важна производительность, его можно снизить.

Образование требующейся формы наконечника может проводится вручную или при использовании специальных инструментов. Для срезания материала может использоваться болгарка или наждачный круг. Кроме этого, в продаже встречается и специальное оборудование, предназначенное для проведения рассматриваемой работы.

При выполнении заточки вручную могут допускаться следующие ошибки:

1. Создается слишком острый угол. За счет допущения подобной ошибки материал начинает слишком быстро плавиться, работа существенно усложняется. Слишком острый угол создается лишь в том случае, когда нужно получить высококачественный шов. Перед тем как проводить сварку при большом угле заточки следует немного потренироваться, так как задача существенно усложняется.
2. Следует выдерживать ширину. Слишком большой или малый показатель становится причиной, по которой нельзя выдержать требуемые параметры проплавления шва.
3. Довольно часто встречается ситуация, при которой заточка проводится несимметрично. Это приводит к тому, что контролировать передвижение дуги становится очень сложно. Именно поэтому при проведении работы не стоит спешить, лучше всего проверять симметричность периодически, так как на определенном этапе исправить дефект уже будет невозможно.
4. При критическом снижении угла заточки снижается степень проплавки получаемого шва.
5. При применении болгарки есть вероятность того, что на поверхности появятся небольшие канавки. Этот дефект становится причиной блуждания дуги. Именно поэтому при проведении работы следует быть осторожным, не следует делать резких движений.

Если аргонодуговая сварка проводится часто, то следует применить специальный затачивающий станок. Кроме этого, некоторые фирмы предоставляют соответствующие услуги. Процесс заточки должен проводиться также с учетом того, какой материал будет обрабатываться.

В заключение отметим, что стоимость вольфрамовых электродов весьма велика. Это связано со сложностью производства, количеством и типом используемых материалов при изготовлении. Выпускают подобные изделия самые различные производители, большей популярностью пользуется продукция зарубежных производителей, но можно приобрести и варианты исполнения, предлагаемые отечественными производителями.

К атегория:

Сварка металлов

Сварка вольфрамовым электродом

Сварка вольфрамовым электродом является весьма важным видом дуговой сварки, широко применяемым в производстве изделий новой техники из спецсталей, алюминия, магния и различных легких сплавов, тугоплавких металлов и активных металлов с большим сродством к кислороду, металлов малых толщин (менее 1 мм) и т. д. Вольфрам, самый тугоплавкий металл, в настоящее время производится в больших количествах для широкого промышленного применения.

Вольфрам используется в больших количествах как легирующая присадка в высококачественных сталях, как основа многих твердых сплавов, для изготовления нити электрических ламп накаливания и пр. Для дуговой сварки выпускаются вольфрамо-вые стержни диаметром 1-6 мм.

Вольфрам производится методами порошковой металлургии; из РУДЫ получают окисел вольфрама, он восстанавливается в печах в струе водорода; полученный тонкий порошок прессуют, затем длительной проковкой в атмосфере водорода превращают в сплошной металл за счет сварки частиц порошка в одпо целое. Нагретый вольфрам энергично соединяется с кислородом и быстро сгорает. Поэтому вольфрамовый электрод нельзя применять для сварки на воздухе; он применим только в защитных газах, не содержащих кислорода и непрерывно вдуваемых в дугу, - это инертные газы аргон или гелий, или же водород, иногда смеси этих газов. Дуга постоянного тока в аргоне при прямой полярности (минус на вольфрамовом электроде) легко зажигается, горит спокойно и устойчиво; напряжение дуги ниже, чем в воздухе; при этом электрод нагревается мало. Обычное напряжение дуги (10-15 в) поднимается до 25-30 в лишь при больших токах.

На прямой полярности электрод нагревается мало и допустимы высокие плотности тока. Наименьший сварочный ток на нормальной полярности может, быть снижен до 1 а при еще достаточно устойчивом горении дуги. При нормальных режимах сварки на прямой полярности расход вольфрама незначителен и составляет в среднем всего несколько граммов за час работы.

Ввиду разницы в свойствах и размерах вольфрамового стержня и свариваемого изделия дуга отличается ярко выраженной асимметрией; ее вид и свойства резко меняются при обратной полярности (плюс на вольфрамовом электроде). Возрастает напряжение дуги, уменьшается ее устойчивость, значительно усиливается нагрев и увеличивается расход вольфрамового электрода, уменьшается глубина проплавления основного металла. Дуга оказывает особое весьма важное технологически очищающее действие, которое состоит в том, что с поверхности основного металла в зоне сварки удаляются окислы и загрязнения. Это позволяет сваривать без применения флюсов алюминий, магний и их сплавы, что является большим техническим преимуществом для самолетостроения и других отраслей промышленности, где применяется сварка легких металлов. Сущность очищающего действия дуги, по-видимому, заключается в том, что при обратной полярности вольфрамовый электрод бомбардируется электронами, а основной металл - тяжелыми положительными ионами аргона. Бомбардировка ионами производит механическое действие, подобное опескоструи-ванию, разрушает и сбивает пленку окислов и очищает поверхность металла. Этот процесс часто называется катодным распылением. Трудность поддержания дуги обратной полярности и сильный разогрев вольфрамового электрода иногда делают целесообразным применение переменного тока для питания дуги при сварке алюминиевых и магниевых сплавов.

Вследствие асимметрии электродов дуга обладает сильным выпрямляющим действием. Электропроводность дуги выше в полупериоде, когда на вольфрамовом электроде минус, и значительно меньше, когда на электроде плюс (рис. 1). При питании дуги переменным током до известной степени совмещаются преимущества дуги постоянного тока прямой и обратной полярности, нагревание вольфрамового электрода не слишком сильно и расходуется он медленно, а основной металл хорошо проплавляется; в то же время очищающее действие дуги вполне достаточно для сварки алюминиевых и магниевых сплавов без флюсов.

Для металлов, окисляющихся не очень сильно, таких, как углеродистые и легированные стали, включая нержавеющие, твердые сплавы, медь и медные сплавы, никель и никелевые сплавы, титан, молибден и т. п., целесообразна сварка дугой постоянного тока прямой полярности.

Для питания дуги вполне пригодны обычные агрегаты постоянного тока и выпрямители для дуговой сварки. В некоторых случаях желательны дополнительно осцилляторы, облегчающие зажигание и устойчивое горение дуги. Для алюминия, магния и их сплавов и некоторых других интенсивно окисляющихся сплавов целесообразно применение переменного тока от специальных трансформаторов с повышенным сварочным напряжением и обязательным применением осцилляторов. Вольфрамовые электроды применяются обычно диаметром 1-4 мм.

Существенное значение для сварки имеет держатель электрода или горелка (рис. 2). Горелка служит для удержания электрода, подведения сварочного тока, иногда и охлаждающей воды. Размеры горелок и конструкция определяются в первую очередь силой сварочного тока. На прямой полярности и токах не свыше 200 а горелка не требует водяного охлаждения. Токи более 500-600 а обычно не применяются ввиду усиливающегося разбрызгивания металла и выдувания дугой металла из сварочной ванны.

Рис. 1. Асимметрия дуги переменного тока в аргоне

Особенно выгодна и производительна сварка вольфрамовым электродом без присадочного металла, когда шов образуется за счет сплавления кромок основного металла или присадочный материал заранее закладывают в разделку шва. Сварка вольфрамовым электродом удобна для автоматизации. Если требуется присадочный металл, то автоматы и полуавтоматы снабжают механизмом для подачи присадочной проволоки. Присадочная проволока по размерам и скорости подачи сходна с плавящейся электродной проволокой.

Сварка вольфрамовым электродом применима для очень широкого диапазона толщин металла (0,1-60 мм), сварку металла больших толщин выполняют в несколько слоев током 1-600 а.

Рис. 2. Держатель электродов (горелка) для аргоно-дуговеп сварки: 1 - газоподводящий ниппель; 2 - подвод тока; 3 - регулировочный газовый вентиль; 4 - насадка для газа; 5 - мундштук; 6 - цанга для электрода; 7 - вольфрамовый электрод

Расход аргона 0,5-1,5 м3/ч. Скорость сварки меньше, чем при плавящемся электроде, но во многих случаях вполне удовлетворительна.

Поверхность сварных швов получается гладкой, металлически чистой; разогреваемый объем основного металла и его деформации минимальны. Практически составы присадочного и наплавленного металла одинаковы; сохраняется без изменения содержание даже наиболее легко окисляющихся элементов. Потери присадочного металла на угар и разбрызгивание обычно не превышают 2-3%- При сварке низкоуглеродистой стали, в особенности плохо раскисленной, необходимо применять легированную проволоку, например Св-ЮГС , для подавления кипения расплавленного металла и устранения пор в наплавке.

Сварка в аргоне вольфрамовым электродом в основном применяется для металлов небольших толщин до 5-6 мм. Металлы больших толщин также можно сваривать, но с увеличением толщины быстро снижается производительность сварки и более удобными и рентабельными часто становятся другие методы, в первую очередь сварка плавящимся электродом в инертных газах.

Способ сварки в аргоне вольфрамовым электродом применим во всех пространственных положениях, дает наплавленный металл высокого качества. Существенным преимуществом является видимость места сварки. Сварка вольфрамовым электродом может производиться не только в чистом аргоне, но и в смеси аргона с различными газами (до 5% кислорода или до 20% водорода); для некоторых металлов очень хорошие результаты дает сварка в чистом водороде, в особенности для металлов малых толщин.

При сварке неплавким электродом полезно используется главным образом тепло, освобождающееся на поверхности основного металла. Тепло же, освобождающееся в катодном пятне на вольфрамовом электроде, расходуется в значительной степени на бесполезный нагрев этого электрода и излучение; полный тепловой к. п. д. сварочной дуги с неплавящимся электродом значительно ниже, чем с плавящимся, и составляет в среднем 50-60% (против 80-85%).

Вольфрамовые электроды являются прутками из вольфрама, которые очень распространены как сварочный материал для сваривания аргонодуговой сваркой. Как правило, их используют для сваривания особо ответственных соединений с использованием постоянного тока обратной полярности, а также для сваривания большинства нержавеющих и высоколегированных сталей. Помимо этого ними сваривают жаропрочные сплавы и цветные металлы.

Технология сваривания, а также производства вольфрамовых электродов работает таким образом, что данный вид электродов обеспечивает стабильное сваривание, стабильную сварочную дугу, а также термостойкость и устойчивость к эксплуатации.

С помощью вольфрамовых сварочных электродов производят сваривание высококачественных сварочных швов. Примечательно, что для сваривания вольфрамовыми электродами не обязательно, чтобы свариваемые детали были разного химического состава. Широкую популярность приобрело сваривание вольфрамовыми электродами в аргоновой среде. Это сильно влияет на процесс сваривания в лучшую сторону. Такое сваривание сразу же прекрасно зарекомендовало себя, особенно при появлении таких металлов, как титан, никель, молибден и высоколегированные стали.

Вольфрамовые электроды являются неплавящимися, однако при сваривании используются вместе с присадочной проволокой. В основном такие электроды применяют для сваривания цветных металлов, а также их сплавов. Помимо этого нередко можно заметить использование вольфрамовых электродов для сварки высоколегированных сталей. Также вольфрамовые электроды используются для получения сварочного шва высокого качества из металлов одного или разных составов.

Неплавящиеся сварочные электроды из вольфрама имеют некоторые отрицательные качества. Среди этих недостатков не очень хорошая зажигаемость сварочной дуги. Для этого нужно совершать зажигание дуги в три этапа:

Короткое замыкание электрода на заготовке; Отведение электрода от свариваемого материала на небольшое расстояние; Возникновение устойчивой сварочной дуги;

Для того чтобы улучшить качество поджога сварочной дуги, а также достичь высокой стабильности при сваривании вольфрамовыми электродами иногда добавляют цирконий. Это позволяет улучшить качество сваривания, а также использовать данный вид электродов в различных токовых средах.

Данный вид сваривания прекрасно зарекомендовал себя для сваривания молибдена, никеля, титана и высоколегированных сталей. В данном случае источником высокой температуры является электрический ток. При таком сваривании основными элементами при сваривании является вольфрамовый электрод и газ аргон. При сваривании неплавящимся электродом подается газ аргон, и сваривание производится уже в защищенной среде. Такая защита прекрасно повышает характеристики сварочного шва, а также делает сам сварочный процесс намного проще и эффективнее.