Вольфрамовые электроды для сварки ТИГ
4.1.7. Для
сварки ТИГ используют вольфрамовые электроды, выпускаемые согласно ГОСТ 23949-80 из чистого вольфрама, а также из вольфрама с активирующими присадками (диоксид тория, оксиды лантана и иттрия). Основные марки электродов в зависимости от их химического состава представлены в табл. 4.16.
Таблица 4.16. Марки вольфрамовых электродов
|
Цветная маркировка наносится на торец электрода в виде полосы или точек. Введение в вольфрам присадок с меньшей работой выхода электронов усиливает их эмиссию с поверхности катода. Например, плотность тока, эмитируемого с поверхности катода из торированного вольфрама при температуре 2867 °С, примерно такая: же, как и у катода из чистого вольфрама при температуре 3727 °С. Использование электродов с активирующими присад - ками позволяет значительно увеличить допустимый сварочный ток и повысить их работоспособность. Так, вследствие меньшего испарения и других причин наименьший расход неплавящихся | вольфрамовых электродов, который наблюдается при легировавший их иттрием, составляет 0,04-0,09 г/м. Менее стойкие элек - i троды, легированные лантаном, а далее идут вольфрамовые элек - | троды, легированные торием, которые на территории бывшего ' СССР использовались ограниченно, в связи с его радиоактивностью. Все работы с применением вольфрамовых электродов, марок ЭВТ-15 и ЭВТ-20 должны выполняться в соответствии с «Санитарными правилами по применению торированных электродов при сварочных работах». Неплавящиеся электроды, изготовленные из чистого вольфрама, наименее стойкие, их расход превышает 0,4- 0,5 г/м.
Основные марки электродов, выпускаемых в соответствие с европейскими стандартами для сварки ТИГ, которые в последнее время поступают на рынок Украины, приведены в табл. 4.17.
Марка электрода |
Вводимая присадка (вольфрам - основа ) |
Массовая доля присадки, % |
WR |
W >99,8 |
- |
WT 4 |
ThOz |
0,35-0,5 |
WT 10 |
ThOz |
0,80-1,20 |
WT 20 |
ThOz |
1,70-2,20 |
WT 30 |
ThOz |
2,80-3,20 |
WT 40 |
ThOz |
3,80-4,20 |
WZ 3 |
ZrOz |
0,15-0,50 |
WZ 8 |
ZrOz |
0,70-0,90 |
WL 10 |
LaOz |
0,90-1,20 |
WС 20 |
CeOz |
1,80-2,20 |
Примечание. Электроды поставляются шлифованные в прутках длиной 175 мм, диаметром от 0,5 до 8,0 мм. |
Таблица 4.17. Основные марки вольфрамовых неплавящихся электродов по стандарту PN-EN 26848:1997 |
Заметим, что диаметр электродов (табл. 4.18) рекомендуется выбирать в зависимости от силы сварочного тока и состава защитного газа. |
Конец электрода при сварке на постоянном токе затачивают под углом 60° на участке, длиной равной 2-3 диаметрам электрода или в виде четырехгранной пирамиды (рис. 4.3, а). При сварке на переменном токе концу электрода придают форму полусферы (рис. 4.3, б). Воспроизводимость геометрических размеров и формы конца электрода является обязательным условием обеспечения качественной
сварки, которая достигается шлифо - Рис - 4-3- Схемы заточки вольфрамо-
,, - вых электродов при сварке на постоян-
ванием конца электрода. Наиболее ном (а) и переменном (б) токе
эффективно механизированное шлифование (специализированные заточные станки). Заточка вольфрамовых электродов выполняется только при наличии вытяжной вентиляции у станка. В первую очередь это относится к электродам, легированным торием. Вольфрамовая пыль чрезвычайно вредна. Установлено, что протекание сварочного тока в основном происходит по поверхностному слою электрода и зависит от высоты неровностей и расположения рисок, остающихся после его механической обработки. Поэтому шлифование конца электрода необходимо выполнять строго перпендикулярно оси электрода, а высота рисок, остающихся после механической обработки, должна быть минимальной. Для заточки электродов необходимо применять карборундовые или алмазные круги.
Таблица 4.18. Зависимость диаметра неплавящихся электродов от силы тока (А)
Примечание. В числителе приведены значения силы тока при сварке в аргоне, в знаменателе - в гелии. |
На продолжительность работы электрода также влияет состояние наружной поверхности. Большей стойкостью обладают электроды со шлифованной поверхностью, так как имеют лучший контакт с цангой держателя.
Для снижения расхода неплавящегося вольфрамового электрода необходимо начинать подавать защитный газ за 5-15 с до возбуждения дуги, а заканчивать его подачу через 10-15 с после того, как дуга погаснет. Возбуждать дугу необходимо с помощью осциллятора или разряда конденсаторов.
Таблица і. 19. Химический состав некоторых проволок и прутков для сварки меди и бронзы |
При сварке гоком прямой полярности на изделие приходится 65-75 % теплоты, выделяющейся в дуге, что обеспечивает большую глубину проплавления основного металла и меньший разогрев электрода.
При использовании постоянного тока обратной полярности повышается расход электрода за счет его большего нагрева. При сварке на переменном гоке из-за физических особенностей дугового промежутка сила тока дуги на прямой полярности выше, чем па обратной, т. е. проявляется выпрямляющий эффект сварочной дуги, связанный с различными тенлофизическими свойствами электрода и изделия.