Всё для надежной сварки
Печатная версия материала с сайта svarkainfo.ru - портала о сварке. При использовании материалов с сайта, пожалуйста, всегда указывайте источник или гиперссылку.
показать меню

Главная / Библиотека / Интернет-учебник / Выбор вольфрамового электрода

Интернет-учебник

Выбор вольфрамового электрода

Применяемые вольфрамовые электроды должны отвечать требованиям ГОСТ 23949—80 «Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся. Технические условия».

Для сварки в среде инертных газов применяются электроды диаметром 0,5—10 мм из чистого вольфрама (ЭВЧ), вольфрама с присадкой двуокиси тория (ЭВТ), вольфрама с присадкой окиси лантана (ЭВЛ), вольфрама с присадкой окиси иттрия (ЭВМ).

Размеры электродов и их предельные отклонения должны соответствовать указанным в табл. 6.6.


Пример условного обозначения электрода марки ЭВЛ диаметром 2,0 мм, длиной 150 мм:

«Электрод вольфрамовый ЭВЛ-02-150—ГОСТ 23949—80».

Каждый электрод должен быть маркирован в соответствии с табл. 6.7. Электроды диаметром 3,0 мм и более допускается маркировать снятием фасок 1мм х 45° или рисок. Маркировка должна быть нанесена на одном из концов электрода. Маркировка может быть нанесена на торец в виде полосы или точки на поверхности у торца на длине 5—10 мм.


Различные марки электродов имеют специфические особенности, которые необходимо учитывать при их выборе для конкретных условий сварки.

Эрозия вольфрамовых электродов в большой мере зависит от рода и значения сварочного тока, марки электрода, эффективности его охлаждения и условий газовой защиты. Если охлаждением электрода при данном значении сварочного тока поддерживается температура, при которой термоэмиссия электронов достаточна для обеспечения потребной плотности тока, то эрозия в этом случае минимальная. При переохлаждении электрода увеличиваются доля ионного тока между электродом и плазмой столба, тепловой поток в тело электрода, а вместе с ним и эрозия. При аргонодуговой сварке на токах до 500 А удельный расход вольфрама колеблется в зависимости от технологических условий в пределах 1-10-8—8-10-6 г/(А-с). Поэтому вопрос о выборе оптимального теплового режима вольфрамового электрода является весьма важным.

Зависимость между максимально допустимым сварочным током Iсв в амперах и диаметром электрода dэ в миллиметрах при сварке на постоянном токе прямой полярности выражается следующей эмпирической формулой:

Iсв=65*dэ3/2.           (6.1)

В табл. 6.8 приведены значения сварочных токов для различных Типов и диаметров электродов при аргонодуговой сварке. Допустимые токи для других марок электродов находятся в пределах этого диапазона токов.


Электроды из чистого вольфрама применяются для сварки на переменном токе алюминия и его сплавов. Конец вольфрамового электрода в этом случае оплавляется с образованием полусферы на торце. При сварочном токе ниже допустимого значения образуются шарообразные капли, которые перемещаются по торцу электрода и периодически срываются в столб дуги. Максимальное значение сварочного тока ограничивается в связи с образованием чрезмерно большой капли расплавленного вольфрама, которая затрудняет процесс сварки. Электроды из чистого вольфрама могут быть использованы и при сварке на постоянном токе, однако токовая нагрузка должна быть снижена но сравнению с торированными или лантанированными электродами.

В состав активизированных электродов введены добавки двуокиси тория, либо окиси лантана, либо окиси иттрия 1—3,5%, Это усиливает эмиссионные свойства электродов, улучшает зажигание дуги в диапазоне малых токов, увеличивает примерно на 30—50% допустимый сварочный ток. Торированные или лантанированные электроды, как правило, применяются для сварки на постоянном токе прямой полярности с заточкой электрода на конус с высотой, равной 2—3 диаметрам электрода. Острая заточка электрода исключает блуждание катодного пятна по поверхности электрода.

Иттрированные вольфрамовые электроды обеспечивают максимальную токовую нагрузку по сравнению с другими типами вольфрамовых электродов. Они рекомендуются для сварки как на переменном, так и на постоянном токе.

Боковая поверхность и конец электрода при правильном выборе параметров режима сварки и размеров электрода должны блестеть» Матовая поверхность означаем что тепловая нагрузка на электрод превышает рекомендуемую. Если поверхность электрода после сварки приобретает синий, черный цвет или имеет зеленый налет, это означает, что расход аргона недостаточен или время продувки аргона после отключения дуги мало.

При длительной работе вольфрамового электрода на его рабочей поверхности у торца образуются наросты окислов вольфрама, так называемые коронки, которые могут приводить к произвольному перемещению катодного пятна и блужданию дуги по поверхности сварочной ванны. Вероятность образования «коронки» уменьшается при интенсивном охлаждении электрода и улучшении газовой защиты.

Заточка вольфрамовых электродов должна производиться твердыми дисками с мелким зерном для избежания образования заусенцев и бороздок на торце электрода. Круг, на котором затачиваются вольфрамовые электроды, не должен применяться для других материалов, чтобы исключить попадание загрязнений. Диаметр притупления вольфрамового электрода (катода) и угол заточки влияют на проплавляющую способность дуги. При уменьшении диаметра притупления повышается концентрация теплового потока, растет давление дуги и плотность тока. Глубина проплавления монотонно увеличивается при уменьшении диаметра притупления электрода. Изменение угла заточки приводит к изменению формы и размеров столба дуги. При углах заточки 15—75° столб имеет коническую форму, при больших углах форма столба дуги приближается к цилиндрической, а пятно нагрева сокращается. На рис. 6.18 показано влияние угла заточки Θ и диаметра притупления dп вольфрамового электрода на высоту обратного валика h при сварке пластин из нержавеющей стали толщиной 5,2 мм с полным проплавлением стыка на весу. Режим сварки: сварочный ток 210 А, скорость сварки 8,64 м/ч, длина дуги 1,0 мм, диаметр лантанированного вольфрама 4,0 мм. Наиболее интенсивно, более чем в два раза, растет высота обратного валика с увеличением угла заточки от 20 до 45°, а затем снижается.


При увеличении диаметра притупления от 0 до 1,5 мм высота обратного валика снижается вдвое, ширина проплавления увеличивается на 30—50%. При сварке вольфрамовым электродом, имеющим притупление, вероятность появления непровара из-за несоосности электрода и линии стыка снижается.

На практике используются вольфрамовые электроды с заточкой под углом 20—90°. При меньших углах снижается ресурс работы электрода, а при углах свыше 90° возможно неустойчивое горение дуги из-за блуждания катодного пятна по торцевой поверхности.