Электроды для тиг сварки как подобрать
Этап подготовки к аргонодуговой сварке включает не только настройку инструмента, но и подбор верных расходных материалов. От правильности выбора расходки напрямую зависит результат работы, что делает его важным и требует внимания не только новичка.
- Сварочный газ
- Электроды
- Присадочный пруток
Суть сварочного процесса TIG-оборудованием
Если вы уже знакомы с такими типами сварки, как ММА и MIG-MAG, то наверняка знаете, что в первом в качестве главного расходного материала используется электрод, а во втором подвижная проволока. TIG-аппараты также используют электрод, но уже из вольфрама, материала отличающегося тугоплавкостью.
Защиту от окисления обеспечивает газ аргон, собственно, поэтому процесс часто именуют аргонодуговой сваркой. Англоязычная аббревиатура TIG означает - Tungsten (вольфрам) Inert (инертный) Gas (газ), что затрагивает наиболее важные элементы в работе.
Зачем тут присадочный пруток? Он подается вручную для формирования шва. Под действием дуги металл плавится, находясь в защищенной среде газа, и создает качественное соединение.
В этой статье мы не будем заострять внимание на том, как подбирается сам аппарат. Для этого создан отдельный материал, который поможет разобраться в том, как выбрать аргонодуговой аппарат для TIG сварки .
Сварочный газ – аргон или смеси?
Мы уже упоминали о том, что защиту процесса обеспечивает инертный газ. При TIG-сварке чаще используется чистый аргон, немного реже гелий и их смеси. Именно в этой среде вольфрамовый электрод изнашивается меньше всего, а внешний вид и качество шва оптимальны.
Выбор электрода для TIG варки
Вольфрам выбран в качестве электрода не случайно. Металл славится особой тугоплавкостью, по части которой у него просто нет конкурентов.
Опознать вольфрамовый электрод для аргонодуговой сварки можно по маркировке «W». Другие символы и даже цвет указывает на вид легирующих добавок. Они необходимы, чтобы улучшить характеристики и увеличить срок эксплуатации расходного материала.
Электроды могут быть как универсальными, так и специальными – для сварки только на постоянном или только на переменном виде тока.
- WP (зеленые электроды) - вольфрамовые электроды без специальных добавок для сварки на переменном токе
- Вольфрамовые электроды легированные оксидом лантана WL-20 (голубой цвет ) и WL-15 (золотой цвет) - универсальные электроды для сварки на постоянном и переменном токах
Цвет / Состав
Вольфрамовые электроды без специальных добавок. Вольфрама не менее 99,5%, остальное примеси.
Обеспечивают устойчивость дуги при сварке на переменном токе. Идеально подходят для сварки деталей из алюминия.
Обеспечивают легкий розжиг сварочной дуги и ее высокую устойчивость, быстрое повторное зажигание.
Вольфрамовые электроды легированные оксидом циркония 0,7-0,9% ZrO2
Для сварки на переменном токе. Создают стабильную дугу высокой мощности. Выдерживают значительные токовые нагрузки.
Для сварки любым типом тока, поддерживают стабильную дугу даже при небольших его значениях.
Используются для сварки особо ответственных соединений.
С диаметром все куда сложнее, ведь он должен быть выбран в зависимости от толщины свариваемого металла и разновидности сварочного тока. В этом вопросе вам пригодится таблица ниже. Здесь приведены рекомендации для самых распространенных электродов WP и WL:
Уроки сварки: Как настроить аргонодуговой аппарат для TIG-сварки?
Ранее мы рассказывали о том, как подобрать электрод , газ и другие расходные материалы. В этой статье продолжим рассматривать сварочный процесс, а точнее работу с аргонодуговым аппаратом tig. Для удобства сразу же выделим вопросы, которые будут затронуты в данном материале:
Для наглядности используем конкретные модели и заготовки. Сваривать будем нержавеющую сталь, а в качестве tig-аппарата выступит надежный и простой в управлении аппарат FUBAG INTIG 200 DC Pulse. Помимо основных функций оборудование обладает функцией импульсной сварки.
Что касается расходных материалов, то в приведенном примере используется баллон с аргоном, электроды WL 20 (для постоянного тока) и присадочный пруток.
Подготовка аргонодугового аппарата к работе
Все комплектующие под рукой. Собираем все воедино:
Устанавливаем редуктор на баллон с газом
Подключаем газовый шланг к редуктору
Подключаем байонетный разъем горелки к минусовому разъему
Подключаем кабель управления к пяти-пиновому разъему на лицевой панели
Последним подключаем кабель массы к плюсовому разъему
Аппарат практически готов к работе, теперь переходим к сборке tig горелки:
1. Первым устанавливаем цангодержатель
2. Аккуратно вставляем в него цангу
3. Прикручиваем хвостовик (не до конца)
4. Устанавливаем керамическое сопло
5. Вставляем вольфрамовый электрод
6. Настраиваем вылет электрода
7. Хорошенько затягиваем хвостовик.
Как только все выполнено, выставляем расход газа в зависимости от места проведения и диаметра сопла. Для сопла с диаметром 10 мм вполне подойдет расход газа равный 10 л/мин.
Внимание! Помимо самого аппарата и горелки, подготовка требуется и заготовкам. Очистив их от ржавчины, оксидной пленки и других загрязнений, вы позаботитесь о качестве сварки. Для обезжиривания можно воспользоваться ацетоном, уайт-спирпитом или другим растворителем. Присадочный пруток также зачищается наждачкой и обезжиривается.
Настройка tig аппарата от А до Я
Практически все металлы свариваются на прямой полярности (на электроде минус). Исключением является лишь сварка алюминия и его сплавов. Ярким примером сплава может могут стать медные сплавы со значительным содержанием алюминия. Для них обязательным является использование переменного тока.
На панели управления выставляем метод сварки – TIG.
Устанавливаем предпродувку газа на 0,5 сек.
Настраиваем ток поджига – 25% от рабочего тока (А).
Фиксируем время нарастания до рабочего тока – 0,2-1,0 сек.
Устанавливаем ток сварки (А) (см. Таблицу ниже)
Выставляем время до тока заварки кратера (спада в секундах)
Выбираем значение тока заварки кратера в амперах
Последним параметром станет время продувки газа после сварки (сек)
Параметры, которые относятся к заварке кратера, подбираются в зависимости от толщины металла.
В данной таблице даны общие рекомендации по подбору сварочного тока для наиболее используемых металлов и толщин. Это поможет вам сориентироваться при подготовке к началу работы.
Таблица. Настройка аргонодугового аппарата в зависимости от вида металла и толщины
Вид металла
Толщина металла, мм
Почему следить за силой тока важнее, чем за остальными параметрами? Во время TIG сварки можно прожечь заготовку, выставив слишком сильный ток. Низкое значение не позволит расплавить металл, что сведет все попытки сварить деталь на нет.
Правильный запуск и сварка TIG-горелкой
Параметры выставлены и пора начинать. У владельцев данной модели сварочного аппарата есть целых два варианта:
Использовать контактный поджиг
Прибегнуть к функции высокочастотного поджига
Последний предотвратит прожиг металла в случае неправильно выставленных параметров во время настройки аппарата аргонодуговой сварки. Он убережет металл от вольфрамовых включений и позволит самостоятельно контролировать расстояние до детали с момента начала работы.
И теперь самое главное – как же правильно вести горелку? Большинство опытных сварщиков проводят сварку справа налево. Во время процесса без присадочного материала электрод стоит расположить практически перпендикулярно свариваемой поверхности. Если присадочный материал присутствует, то достаточно удерживать небольшой угол (15-20 градусов).
Внимание! Чтобы металл шва не окислялся, надо следить, чтобы конец присадочного прутка постоянно находился в зоне защитного газа.
Процесс сварки завершается заваркой кратера. Заварка кратера - финальный участок сварочного шва длиной, высота которого уменьшается до нуля. С точки зрения качества сварного соединения, необходимо исключить образования кратера в финальной части шва. Для этого в аппарате предусматривается режим плавного уменьшения тока.
Для наглядности всего вышеописанного специалисты подготовили специальный видеоролик:
Как выбрать вольфрамовый электрод?
В этой статье мы расскажем, как правильно выбрать вольфрамовый электрод для аргонодуговой сварки, какие разновидности вольфрама бывают, их отличительные свойства, и как состав влияет на качество сварного шва.
Но в самом начале мы хотим обратить ваше внимание, что в ассортименте фирменной продукции ПТК появились вольфрамовые электроды марок WL-15, WL-20, WС-20, WY-20 и WZ-8.
Наши вольфрамовые электроды прошли рентгеноспектральный микроанализ элементного состава в Национальном Исследовательском Центре «Курчатовский институт». Это платное исследование мы провели по собственной инициативе, чтобы продемонстрировать дилерам и потребителям высшее качество нашей продукции.
Анализ проводился на растровом электронном микроскопе «Tescan Vega II», который позволяет получать СЭМ-изображения и проводить анализ элементного состава в реальном времени, что необходимо для контроля качества продукции и материалов.
Ознакомиться с протоколами исследований и результатами элементного состава вольфрамовых электродов производства ПТК вы можете в отчетных документах.
Что такое вольфрамовый электрод и где он применяется?
Вольфрамовый электрод — это пруток круглого сечения из чистого вольфрама или из вольфрама с добавлением присадок (легирующих добавок). Вольфрам используется при аргонодуговой сварке TIG неплавящимся электродом.
Если у вас возник вопрос, почему «неплавящимся», то ответ очень прост. Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления среди чистых металлов (3422°C). Поэтому аргонодуговая сварка производится на прямой полярности, потому что температура катодного пятна (-) достигает 3000 °C, а температура анодного пятна (+) достигает 4000°C. Из-за этого электрод не расходуется во время сварки, а выгорает.
Электроды могут иметь чистую поверхность или шлифованную. Отличительная особенность чистых электродов заключается в том, что они химически очищены, т.е. происходит травление заготовок с целью удаления окислов и загрязнений с поверхности.
Это наиболее трудоемкая и затратная процедура, поэтому применяется значительно реже в промышленном производстве. Шлифованная поверхность электродов говорит о том, что электроды могли быть обработаны ковкой, протяжкой или бесцентровым шлифованием. Последний метод наиболее популярный, в результате такого изготовления улучшается теплопроводность электродов.
Вольфрамовые электроды используются исключительно в TIG сварке, из-за недопущения окислов на поверхности соединительного шва. Сварка происходит в среде защитного газа, который ограждает зону сварки от воздействия кислорода.
При этом типе сварке используется химически инертный газ (благородный газ). К таким газам относится гелий, аргон и специальные сварочные смеси. Отличительная особенность данных газов в том, что у них очень низкая химическая реактивность, иными словами — не взаимодействуют с металлом сварного шва. Ещё эти газы не обладают цветом и запахом.
Буквенно-цифровая маркировка вольфрамовых электродов
В России могут использоваться и применяться 2 типа маркировки вольфрамовых электродов – это классификация по ГОСТ, ТУ и международная классификация по ISO 6848. Кратко рассмотрим эти виды маркировок.
Маркировка отечественных электродов по ГОСТ и ТУ
Продукция, которая произведена в России и соответствует установленным ГОСТ и ТУ, в своем наименовании содержит буквы «Э» и «В», они идут первые в названии и обозначают «электрод вольфрамовый». Далее, в названии идет обозначение химического состава присадок и их массовая доля.
- ЭВЧ — «Ч» — чистый (вольфрам не менее 99,92%);
- ЭВЛ — «Л» — лантан (массовая доля окиси лантана от 1,1 до 1,4%);
- ЭВЛ-2 — «Л» — лантан (массовая доля окиси лантана от 1,4 до 1,6%)
- ЭВИ-1 — «И» — иттрий (массовая доля окиси иттрия от 1,5 до 2,3%)
- ЭВИ-2 — «И» — иттрий (массовая доля окиси иттрия от 2,0 до 3,0% и тантала 0,1%)
- ЭВИ-3 — «И» — иттрий (массовая доля окиси иттрия от 2,5 до 3,5% и тантала 0,1%);
- ЭВТ-15 — «Т» — торий (массовая доля двуокиси тория от 1,5 до 2,0%).
Международная маркировка по стандартам ISO 6848
Большая часть вольфрамовых сплавов была стандартизирована Международной организацией по стандартизации в стандарте ISO 6848. Ниже в таблице приведены буквенно-числовые обозначения и процентный состав легирующих добавок.
Что такое легирующие добавки и редкоземельные металлы?
Мы рассмотрели буквенно-цифровые обозначения вольфрамовых электродов, теперь самое время рассказать о редкоземельных металлах (элементах), которые входят в состав электродов, а точнее в легирующие добавки (присадки).
Редкоземельные металлы — это группа из 17 элементов, которая включает в себя скандий, иттрий, лантан и лантаноиды. Все эти металлы серебристо-белого цвета, схожи по химическим и физическим свойствам, образуют тугоплавкие, практически не растворимые в воде оксиды.
Название «редкоземельные» эти металлы получили из-за того, что редко встречаются в земной коре, также эти металлы сложны в добыче и промышленном производстве.
В сварочных вольфрамовых электродах чаще всего используются присадки с лантаном, церием, иттрием, цирконием и торием.
Свойства присадочных металлов и их влияние на качество сварного шва
Вольфрамовый электрод WP (зеленый)
Чистые вольфрамовые электроды классифицируется как WP и имеют зеленый цветовой код. Содержание вольфрама в них не менее 99,5%.
- Особенности: Электроды с маркировкой WP обеспечивают высокую стабильность горения дуги, но обладают плохой термостойкостью и электронной эмиссией. Из-за такой ограниченной тепловой нагрузки рабочий конец электрода необходимо затачивать в виде округлой формы (шарика).
- Тип тока: Предназначены для сварки на синусоидальном токе (AC) в среде аргона или гелия.
- Металл: Этот тип электродов предназначен для сварки алюминия магния, никеля и их сплавов.
В связи с тем, что электроды WP использовались на трансформаторной технике, а сейчас большинство сварочного оборудования инверторное, необходимость в таких электродах значительно снизилась, поэтому этих электродов нет в ассортименте ПТК.
Вольфрамовые электроды WL-10 (черный), WL-15 (золотой) и WL-20 (голубой)
WL-10 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), черный цветовой код. Массовая доля оксида лантана достигает до 1%.
WL-15 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), золотой цветовой код. Массовая доля оксида лантана варьируется от 1,4 до 1,6%.
WL-20 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), массовая доля которого достигает до 2,2%. Цветовой код электрода — голубой.
- Особенности: Это универсальные электроды, которые выдерживают высокие токовые нагрузки, улучшают стабильность горения дуги и легкость запуска при одновременном снижении выгорания. Лантановые электроды меньше загрязняют вольфрамом шов, что особенно важно при финишных работах. Ещё они длительное время сохраняют заточку рабочего конца.
- Тип тока: Электроды можно использовать при сварке на постоянном и переменном токе (AC/DC).
- Металл: Применяется для сварки углеродистых и легированных сталей, алюминия, титана, никеля, меди и магниевых сплавов.
В ассортименте фирменной продукции ПТК есть вольфрамовые электроды WL-15 диаметром от 1,6 до 4,0 мм и WL-20 диаметром от 1,0 до 4,0 мм.
Классификация вольфрамовых электродов
Вольфрамовые электроды применяют при аргонодуговой сварке (TIG).
Ими сваривают изделия из металлов и их сплавов: углеродистых и легированных сталей, меди, титана и специальных жаропрочных составов.
Так же их используют для наплавки твердых сплавов. Они подходят для работ как на постоянном, так и на переменном токе.
Маркировка вольфрамовых электродов по цветам
В данной статье мы перечислили все основные маркировки, по которым ведется классификация вольфрамовых электродов.
Их лучше использовать для сварки переменным током, при этом рабочий торец обрабатывается для придания ему сферической формы. Также нельзя допускать даже минимального загрязнения сварочной ванны. Циркониевые электроды создают очень сильную и стабильную сварочную дугу. Поэтому н агрузка по току на них может быть намного больше, чем на электроды с цериевым, лантановым и ториевым покрытием.
Основные свариваемые металлы: алюминий и его сплавы, бронза и ее сплавы, магний и его сплавы, никель и его сплавы.
Применяются при сварке переменным синусоидальным током (с осциллятором). Такие электроды создают и поддерживают устойчивую дугу в любой инертной среде (лучше всего с аргоном или гелием). Из-за ограниченной тепловой нагрузки рабочий конец WP формируют в виде шарика.
Основные свариваемые металлы: алюминий, магний и их сплавы.
Этот редкоземельный металл повышает эмиссию с улучшением первоначального запуска сварочной дуги и поддерживают ее устойчивость даже при небольшом значении тока. Это универсальные электроды, которые применяются для сварки переменным током и током положительной прямой полярности.
Цериевые электроды используется при сварке трубопроводов, а так же тонколистовых стальных изделий и при сварке неповоротных стыков орбитальными автоматами.
Основные свариваемые металлы: металлы с высокой температурой плавления (молибден, тантал), ниобий и его сплавы, медь, бронза кремниевая, никель и его сплавы, титан и его сплавы. Подходит для всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе.
- WL-15 (золотистый) , WL-20 (синий) - содержат оксид лантана (1,5% и 2% соответственно).
Обладают легким первоначальным запуском сварочной дуги и маленькой склонностью к прожигу. Устойчивая первичная дуга и отличный повторный розжиг дуги выдвигают их на первые места в промышленном применении. Оксид лантана значительно увеличивает рабочий ток, меньше загрязняют сварной шов и уменьшают износ на 50% по сравнению с обычными вольфрамовыми электродами.
Слой оксида лантана распределяется равномерно по всей поверхности, поэтому заточка сохраняется очень долго. Это является большим преимуществом при сварке черной и нержавеющей стали постоянным током прямой полярности или переменным током при запитывании от современных сварочных источников питания. Сварка переменным синусоидальным током требует шарообразной формы рабочего конца электрода.
Основные свариваемые металлы: высоколегированные стали, алюминий, медь, бронза. Подходит для всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе.
Применяются при сварке ответственных узлов и конструкций на постоянном токе прямой полярности (DC). И считаются самыми устойчивыми из всех неплавящихся электродов, известных на сегодняшний день. Иттрированые электроды делают катодное пятно на конце более стабильным, поэтому устойчивость дуги значительно повышается.
Основные свариваемые металлы: углеродистые, низколегированные и нержавеющие стали, титан, медь и их сплавы.
Это наиболее распространенные электроды, поскольку они первые показали существенные преимущества композиционных электродов над чисто вольфрамовыми при сварке на постоянном токе.
Однако торий - радиоактивный элемент низкого уровня, поэтому пыль, которая неизбежна при заточке, может быть вредной для здоровья сварщика и небезопасной для окружающей среды. Если их применять не так часто, то незначительные выделения не нанесут никакого ущерба здоровью. Но если планируется постоянная работа такими электродами, то необходимо оборудовать место хорошей системой вентиляции.
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. Они отлично сохраняют свою форму даже на больших токах, в отличие от чисто вольфрамовых электродов, которые начинают плавиться.
В отличие от предыдущих электродов этому типу не нужно придавать сферическую форму при сварке переменным током концу - достаточно сделать совсем небольшую выпуклость. Однако следует обратить внимание на то, что в данном случае сварочная дуга будет скакать по выступающим поверхностям, вызывая так называемое "брожение". Поэтому WT-20 не рекомендуется использовать для сварки на переменном токе.
Основные свариваемые металлы: нержавеющие стали, металлы с высокой температурой плавления (молибден, тантал), ниобий и его сплавы, медь, бронза кремниевая, никель и его сплавы, титан и его сплавы.
Всё о вольфрамовых электродах
Вольфрамовые электроды используются для сварки как с переменным, так и с постоянным током. Вполне возможна работа с различными металлами и их сплавами.
Температура плавления "чистого" вольфрама очень высока - более 3400°C. Это самый тугоплавкий металл из всех существующих на данный момент. А значит он сохраняет твердость даже при крайне высоких температурах. Это позволяет делать из него неплавящиеся электроды.
Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки
Вольфрамовые электроды относятся к профессиональному оборудованию и применяются только для работы в среде инертных газов (как правило, это аргон). А качественного результата Вы добьетесь только при использовании присадочной проволоки.
При аргонодуговой сварке дуга горит между свариваемой деталью и электродом из вольфрама. Последний при этом он находится внутри сварочной горелки.
Советы по выбору и применению для новичков
Для TIG-сварки обычно используют постоянный ток DC (прямой полярности). Конечно, Вы можете работать и с током обратной полярности или даже переменным током. Но в таких случаях лучше воспользоваться неплавящимися электродами с легирующими добавками. Они повысят стабильность и устойчивость сварочной дуги.
Важно! Всегда выбирайте электроды исходя из того, какие металлы Вы будете сваривать и на каких токах работать.
Для повышения качества сварки в чистый вольфрам добавляют окиси редкоземельных металлов. В зависимости от них были разработаны маркировки вольфрамовых электродов.
Они делятся на 3 типа:
- постоянного (WT,WY);
- переменного (WP, WZ);
- универсальные (WL,WC).
Их также легко запомнить по цвету, в который окрашен один из концов: синий, зеленый, белый и т.д.
Советы по работе с вольфрамовыми электродами
Рассмотрим вариант аргонодуговой сварки на постоянном токе (DC).
В таких условиях работают со сталями, нержавейкой, титаном, медью, латунью, чугуном и их сплавами. Для каждого из этих металлов нужна своя присадочная проволока.
Запомните! Чем лучше Вы подберете проволоку по химическому составу, тем крепче, красивее и надежней будет сварочный шов.
Подключаем горелку к "-", а зажим заземления к "+". Получаем прямую полярность. Она дает более устойчивую дугу и глубокое проплавление. Диаметр электрода подбирается в соответствии с толщиной изделия.
Помните и о том, что вольфрамовый электрод должен быть обязательно хорошо заточен. На производстве используют специальные аппараты для заточки. В обычных условиях Вы можете воспользоваться обычным лепестковым кругом с мелким зерном или точильным станком. Сама заточка производится к острию электрода. При этом необходимо следить, чтобы он не перегрелся. Иначе вольфрам станет более хрупким и может начать крошиться.
И, конечно, не забываем про защитный газ. Лучше если это будет аргон высокой чистоты (не менее 99%). Сэкономите на нем и сразу получите потемнение сварочного шва.
Обратите внимание и на то, что на баллоне должен стоять регулятор. Он может быть как манометром, так и обычный поплавкового типа.
Важно! Толщина свариваемых деталей может достигать от нескольких долей мм до 0,8 см. Если толщина больше, то использовать вольфрамовые электроды просто нецелесообразно с точки зрения экономии. К тому же технически это более сложно.
Начиная работу, не забудьте о том, что TIG сварка производится справа налево без резких движений. В правой руке держим горелку, в левой - присадку (если она нужна). Если на Вашем инверторе есть функция спада тока или газа после сварки, то не забываем ими пользоваться. В первом случае Вы обеспечите очень плавное падение тока, а во втором - продолжите защиту получившегося шва в процессе его остывания.
Напомним, что горелка должна находиться под углом от 70 до 85 градусов, а присадка подается плавно и поступательно приблизительно под углом 20 градусов.
Важно! Не торопитесь отрывать горелку от места сварки, когда будете заканчивать работу. Иначе это приведет к удлинению дуги и плохой защите сварочного шва.
Пару слов о сварке AC/DC
Работая с переменным током (AC/DC) Вы сможете сварить алюминий. В этом случае вольфрамовые электроды не затачиваются так остро, их просто слегка закругляют. Зато нужно уделить особое внимание подготовке самого алюминиевого изделия. Ее нужно тщательным образом очистить и обезжирить, а так же снять фаски, если толщина детали не позволяет сделать полный провар.
К присадочному материалу тоже относимся с большим вниманием. Ведь нужно грамотно подобрать его химический состав. Это может быть как чистый АL 99%, так и AlSi (силумин) или AlMg (дюраль). В остальном нужна только практика.
И не забываем про безопасность
В конце хотелось бы отметить, что при любом виде сварочных работ необходимо не забывать про средства защиты. Выбирайте только ту спецодежду, в которой будет не только комфортно, но и безопасно. Помните о том, что при TIG-сварке выделяется очень сильное УФ-излучение, а глаза нам даны только одни.
Читайте также: