Правила сварки вольфрама: как проводить ее правильно

Технический прогресс привел к необходимости проведения сварочных работ с применением новых электродов, которые до этого не использовались и имеют уникальные свойства. В отечественной промышленности не обходится без химических активных и тугоплавких металлов. Речь идет о молибдене, вольфраме и цирконии. Начали разрабатываться революционные методики сварки, в основание которых были положены новейшие научные исследования. Сварка вольфрама проводится с использованием специальных электродов.

Вольфрам и его сплавы

Вольфрам принято считать самым тугоплавким металлом, так как плавится он при температуре 2019 градуса Цельсия. На его основе изготавливают сплавы.

К примеру, добавление кобальта и хрома придает повышенную твердость, стойкость и износоустойчивость.

Серебро и медь — для высокой тепло- и электропроводности, стойкости к механическим повреждениям. Их применяют при изготовлении электродов для завершения точечных сварок. Сварка вольфрамовым электродом дает возможность выполнять поставленные задачи, экономя расходные материалы.

Главный минус — хрупкость при снижении температуры до 20 градусов, потому механические обработки должны проводиться при значениях, превышающих предел хрупкости, — 300−500 градусов.

Вольфрамовые электроды

Давая ответ на вопрос, вольфрамовые электроды, для чего нужны — следует знать, какими они бывают:

  1. Переменные. Их посредством проводится сваривание с использованием переменного напряжения. Есть чистые и циркониевые, посредством данных изделий обрабатывают алюминий, магний и сплавы из них. Первый с зеленым оттенком, а второй — с белым.
  2. Универсальные. Процесс сварки возможен с использованием двух разных видов напряжения (переменное и постоянное). К данному типу принадлежат цериевые и лантарированные. У первых серый цвет, у вторых — синий и золотистый.

Особенности работы с металлом

Следует знать, что сварка может проводится в ручном, автоматическом либо полуавтоматическом режиме. Работу делают и не применяя присадку, пользуясь только расплавленным металлом с кончиков элементов для сварных швов, что значительно сокращает рабочие затраты. Необходимо учитывать ряд моментов:

  • пайка вольфрама возможна даже в тех случаях, если толщина элементов менее 0,1 мм;
  • во время работы воздушные массы должны устраняться с действующей зоны, расход газа зависит от показателя толщины изделия, скорости пайки, типа соединений;
  • дуга может поджигаться, не касаясь металла, в таком случае понадобится осциллятор;
  • нужно тщательно следить за выбором полярности тока, что позволит уменьшать трату электродов за счет сокращения нагревания металла;
  • аргон создает защитный шар, предотвращая окисление и уменьшая использование материалов.

Существует ряд требований относительно работы. Их следует обязательно придерживаться для сохранения высокого качества изделий, в частности:

  • следить за точным соблюдением размеров для получения швов высочайшего качества;
  • пользоваться определенными приспособлениями, упрощающими сборку;
  • обезжирить кончики электродов и обрабатываемые поверхности;
  • правильно подбирать силу тока для экономии электродов и сохранения формы их заточек;
  • не забывать вытеснять воздух из зоны работ;
  • если используются инертные защитные газы, нужно постоянно следить, чтобы газовое облако закрывало не только сварную ванну, но и электрод с кончиком разогретой проволоки;
  • при ускорении сваривания должна возрасти и скорость подачи инертных газов.

Ручная методика имеет ряд особенностей. Работы выполняются справа налево. Если сваривают самые тонкие компоненты, то горелку нужно держать под углом 60 градусов, если более толстые — 90 градусов. При выборе методики установки присадки учитывают толщину изделий.

У автоматического и полуавтоматического режимов также имеются особенности. Так, направление работы должно помогать перемещению присадочного прутка в передней части дуги. Электроды размещают в перпендикулярном положении к сварочным поверхностям, а присадка и проволока — под углом 90 градусов.

Сварка вольфрамовыми электродами

Трансформаторы выступают главными источниками питания, когда используется переменный ток, генераторы и выпрямители — если постоянный. У всех источников должна быть крутопадающая характеристика, которая поддержит постоянную величину напряжения, если нарушена длина дуги из-за перепадов.

Относительно того, что варят вольфрамовыми электродами. Такой тип сваривания используют при работе с молибденом, никелем, титаном и высоколегированными сталями. Источник высокой температуры — ток.

Компоненты — специальный электрод и газ аргон, то есть процесс происходит уже в защищенной среде, что приводит к улучшению характеристик сварочных швов, упрощая саму работу и делая ее более эффективной.

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 угольные, графитовые, 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 прутки для сварки 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 сварки трубопроводов 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 вольфрамовым электродом 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 аргоновая сварка и художники-сварщики.

Некоторые обязательные технологические требования:
При ручной сварке, 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-дуговой сварки 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.