Что это такое?
Вольфрамовые электроды — это неплавящиеся расходные материалы, применяемые для аргонодуговой сварки (TIG). Название «неплавящиеся» они получили из-за исключительно высокой температуры плавления вольфрама (около 3400°C), благодаря чему электрод не расплавляется в процессе сварки, а только подгорает, формируя стабильную электрическую дугу . Для улучшения свойств в вольфрам добавляют активирующие присадки — оксиды различных металлов, которые повышают эмиссионную способность, стабильность дуги и долговечность электрода. По содержанию основного элемента вольфрамовые электроды соответствуют требованиям ГОСТ 23949-80, где массовая доля вольфрама в различных марках составляет от 99,89% до 99,95% .
Из чего делают и какие бывают?
Электроды производятся из чистого вольфрама или вольфрама с активирующими присадками — оксидами лантана, тория, церия, иттрия, циркония . Каждая марка имеет свое назначение, обозначается буквенно-цифровым кодом и имеет цветовую маркировку на торце .
Основные типы электродов:
WP (зеленый) — электрод из чистого вольфрама (99,95%). Предназначен для сварки на переменном токе (AC) алюминия, магния и их сплавов. При работе кончик электрода формируется в виде шарика. Не рекомендуется для постоянного тока из-за нестабильной дуги и риска попадания вольфрама в шов .
WT (красный, желтый, фиолетовый) — торированные электроды (содержат 1-3% оксида тория). Наиболее распространены в ручной TIG-сварке на постоянном токе (DC). Обеспечивают высокую плотность тока, отличный розжиг и стабильность дуги. Основной недостаток — торий является слаборадиоактивным элементом, что требует соблюдения мер безопасности при заточке и работы в хорошо проветриваемых помещениях .
WL (золотистый, черный, синий) — лантанированные электроды (1,5-2,2% оксида лантана). Универсальны: работают как на постоянном, так и на переменном токе. Обеспечивают легкий поджиг, стабильное горение дуги, дольше сохраняют заточку и не радиоактивны. Используются для сварки алюминия, нержавеющих и углеродистых сталей, титана, меди .
WC (серый) — церированные электроды (1,8-2,2% оксида церия). По характеристикам близки к торированным, но не радиоактивны. Обеспечивают отличный поджиг и стабильность, работают на постоянном и переменном токе. Активно используются в автоматизированной сварке и для неповоротных стыков трубопроводов .
WZ (белый, коричневый) — цирконированные электроды (0,15-0,9% оксида циркония). Оптимальны для сварки алюминия на переменном токе. Образуют стабильную дугу, кончик электрода формируется в аккуратный шарик с низким риском попадания вольфрама в ванну .
WY (темно-синий) — иттрированные электроды (1,5-3,5% оксида иттрия). Используются для ответственных конструкций, сварки титана, нержавеющих и низколегированных сталей на постоянном токе .
E3 (фиолетовый) — современные электроды с добавкой смеси оксидов редкоземельных элементов. Нерадиоактивны, универсальны для всех типов тока, обеспечивают увеличенный срок службы и высокую токовую нагрузку .
Диаметры и токи: выпускаются диаметрами от 0,5 до 10 мм, стандартная длина — 150 или 175 мм (в мотках до 3000 мм для тонких диаметров). Допустимый сварочный ток зависит от диаметра: для 1,0 мм — до 50 А, 1,6 мм — до 100 А, 2,0-2,4 мм — до 200 А, 3,2 мм — до 300 А, 4,0 мм — свыше 300 А .
Зачем и где это применяют?
Вольфрамовые электроды применяются для аргонодуговой сварки (TIG) в среде инертных газов (аргон, гелий, их смеси). Сварка ведется как с присадочным материалом (проволокой), так и без него — на тонких листах до 2 мм шов формируется за счет расплавления кромок .
Основные области применения: судостроение (сварка корпусов из алюминиево-магниевых сплавов), нефтехимия и трубопроводы (стыки труб из нержавеющей стали), авиа- и ракетостроение (сварка титана, жаропрочных сплавов), автомобилестроение (выхлопные системы из нержавейки), пищевая промышленность (сварка нержавеющих емкостей), художественная сварка и ремонт .
Интересный факт:
Вольфрам — самый тугоплавкий из металлов, его температура плавления составляет 3410°C, а температура кипения достигает 5900°C . Для зажигания дуги при сварке вольфрамовым электродом используется осциллятор — устройство, подающее высокочастотные импульсы, так как из-за тугоплавкости вольфрама не образуется достаточного количества ионизированных газов для самовозбуждения дуги . Перед сваркой на постоянном токе электрод необходимо заточить — форма и угол заточки влияют на фокусировку дуги и проплавляющую способность. Для сварки на переменном токе кончик формируется в виде притупленного шарика .
