Характеристика и особенности сварки электродом из вольфрама

Техника безопасности при сваркеВ связи с техническим прогрессом возникла потребность в сварке с использованием новых, ранее не применявшихся электродов, с уникальными свойствами. В современной промышленности: авиационной, атомной, приборостроительной и других, широко применяются химические активные и тугоплавкие металлы - молибден, вольфрам, цирконий и др. Их использование способствовало разработке новых методов сварки, которые основаны на современных научных принципах.

Вольфрам и его сплавы

Сварочные материалы Вольфрам - самый тугоплавкий металл, так как температура его плавления равна 3422 градусов С. Существует несколько сплавов с вольфрамом, например, с кобальтом и хромом, которые характеризуются большой твердостью, стойкостью и износоустойчивостью. Сплавы с серебром и медью имеют высокую тепло- и электропроводность, а также стойкость к износу. Они применяются в производстве электродов для выполнения точечной сварки. Сварка вольфрамовыми электродами позволяет выполнить все поставленные производственные задачи и сэкономить расход сварочных материалов, в том числе электродов вольфрама.

Недостаток металла - это его хрупкость при 20 градусов С, поэтому обработку механическим способом возможно производить при температуре выше предела хрупкости, то есть от 300 до 500 градусов С.

Электроды из вольфрама

Вольфрамовые электроды бывают:

  1. Панели управления для сварки электродом из вольфрамаПеременными, предназначенными для осуществления сваривания переменным током. К этим электродам относятся вольфрамовый чистый и циркониевый, используемые для сварки алюминия, магния и их сплавов. Первый имеет зеленый цветовой код, а второй - белый.
  2. Универсальными, при которых процесс сварки происходит постоянным и переменным током. К данным электродам относятся цериевые и лантарированные. Первые характеризуются серым цветом, а вторые синим и золотым. Эти электроды используются для сварки большинства сплавов и стали.

Особенности сварки электродами из вольфрама

  • Источники питания при сваркеСварку можно вести в нескольких режимах (ручной, автоматический и полуавтоматический). Осуществлять сварку можно без применения присадки и использовать расплавленный металл с краев деталей для сварного шва, что повышает экономичность всего процесса.
  • Сварку можно применять к изделиям толщиной меньше 0,1 миллиметров.
  • Важным условием процесса сваривания является то, что при работе воздух должен вытесняться из зоны действий. Величина расхода газа зависит от толщины металла, скорости процесса сварки, типа соединения и других показателей.
  • При этой сварке можно производить поджигание дуги без соприкосновения электрода с рабочим металлом, при помощи осциллятора. Как правило, при контактировании металла изделия и электрода во время поджига дуги, сплавляется вольфрам со свариваемым металлом и появляется следующий состав, температура сплава которого ниже температуры чистого вольфрама. Это способствует понижению прочности соединения сварки.
  • Необходимо подобрать электрический ток сварки нужной полярности, что приведет к минимизации расхода электродов. Это позволит на долгое время сохранить правильность заточки конца электрода. В случае правильного использования тока, можно добиться уменьшения нагрева металла и уменьшить расходование электрода.
  • Аргон защищает электрод от окисления кислородом и поэтому уменьшается расход электрода.

Требования, предъявляемые к сварке

  • Требования, предъявляемые к сваркеНеобходимо в точности соблюдать размеры для прочного и качественного сварного шва.
  • С помощью электродов из вольфрама можно обеспечивать сборку кромки сварных деталей.
  • В работе использовать специальные приспособления для сварки и сборки.
  • Проводить обезжиривание концов электродов и рабочих поверхностей для получения сварного шва хорошего качества.
  • Правильно выбрать силу тока, чтобы уменьшить расход электрода и сохранить его форму заточки.
  • Из рабочей зоны сварки вытеснить воздух.
  • При использовании инертных защитных газов обратить внимание, чтобы область облака газа захватывала всю сварную ванную, электрод и конец разогретой проволоки.
  • Надо увеличивать скорость продвижения (потока) газа инертного при более высокой скорости процесса сварки.

При ручном методе существуют следующие требования к процессу сварки:

  • Сваривание надо выполнять в направлении справо налево.
  • При сварке тонких изделий, расположение горелки должно быть под углом равным 60 градусов относительно поверхности изделия.
  • Для деталей большей толщины угол должен равняться 90 градусов.
  • На выбор метода введения присадочной проволоки влияет толщина изделия. При тонколистовом металле - проволока вводится при помощи поступательно-возвратных колебаний. Если детали имеют большую толщину, движения должны быть поперечно-поступательными.

При полуавтоматическом и автоматическом методе требования к сварке следующие:

  • При сварке полуавтоматическим и автоматическим методом, направление должно способствовать движению присадочного прутка впереди дуги.
  • Электрод из вольфрама должен быть размещен перпендикулярно к свариваемым поверхностям. Присадочная проволока и электрод располагаются также под прямым углом.

Источники питания сварки вольфрамовым электродом

Трансформаторы применяются в качестве источников питания во время сварки электрическим переменным током, а генераторы и выпрямители - постоянным. Источники должны обладать крутопадающей вольт-амперной характеристикой, которая способствует постоянству нужной величины тока при нарушениях длины дуги из-за различных колебаний.

Горелка для дугового сваривания

Особенности сварки вольфрамовыми электродами. Предназначена для точной фиксации электрода из вольфрама в нужном положении и допуска к нему электрического тока, а также для постоянного и равномерного распределения прохода потока защитного газа по периметру сварочной ванны. Горелка складывается из специальной головки, которая покрыта изоляционным материалом и корпуса. В рукоятке есть встроенная кнопка старта либо выключения электрического тока для осуществления сваривания или прохода защитного газа.

Иногда в горелках встречается кнопка регулированием прохода тока. Для того чтобы электрод был надежно закреплен, надо до отказа закрутить тыльный колпачок. Электрод обычно помещается в тыльный колпачок, так как он бывает достаточно длинным. Иногда встречаются и колпачки небольшой длины.

Горелки бывают разнообразных конструкций и размеров, которые зависят от максимальной величины тока или условий использования. Величина нагрева и время, нужное для охлаждения горелки при сваривании, зависит от ее размеров. Конструкция определенных изделий предполагает снижение температуры под струей защитного газа. Эти изделия являются горелками охлаждения в воздухе и применяются при больших величинах тока сварки.

Газовое сопло

Вольфрам, его сплавы и электроды.Предназначается для направления струи газа (защитного) в рабочую зону сварки с целью замены воздуха в окружающем пространстве. Сопло прикрепляется с помощью резьбы к TIG-горелке, которую в любой момент можно легко заменить. Сопло, чаще всего, изготавливается из керамики для противостояния воздействиям высокой температуры.

Газовые линзы

Как выбрать электрод из вольфрама?Существует следующий вид сопла, в которые встроены линзы (газовые), в них струя газа поступает через стальную решетку, способствующую большей защите и устойчивости к внешним воздействиям потоков воздуха. Плюсом установки сопла с линзами является предоставление специалисту более обширной области для обзора ванны для сварки. А с помощью линз происходит снижение расхода газа.

Панели управления для сварки электродом из вольфрама

Вольфрамовая сварка - разновидности электродовБлоки управления бывают простыми и сложными с наличием разнообразных функций и характеристик. Простые панели используют только для процесса регулировки необходимой величины электрического тока сварки. Расход газа контролируется при помощи регулятора, который вставлен в горелку TIG. Панели управления современных конструкций способствуют запуску защитного газа до момента зажигания дуги, а также продолжают его подачу после прекращения электрического тока. Это способствует защите вольфрамового электрода и сварочной ванны, которая остывает, от негативных воздействий среды.

Управляющие блоки помогают осуществлять контроль повышения или снижения потока сварочного тока, а также его пульсацию, что предохраняет электрод от распадания и появления вольфрамовых частичек в сварном шве. Контроль времени уменьшения потока электрического тока после окончания сварочного процесса предотвращает появление пористости и кратера.

Импульсный режим характеризуется установкой тока импульса (первый уровень) и тока базы (второй уровень). Нужная величина выставляется в зависимости от условий и правил поддержки хорошего горения дуги. Плавка металла происходит при помощи силы тока импульса. Пока остывает сварочная ванна, во время паузы происходит окончательная кристаллизация сварного шва. Продолжительность и временной период импульса подвергаются регулировке. При этой сварке, шов представляет собой линию точек сваривания, наложенных между собой. На степень покрытия имеет большое влияние скорость сварки.

Сварочные материалы

Защитный газ

Выбор сварочного защитного газаГаз выполняет следующие функции:

  • вытеснение из сварочной зоны воздуха, что помогает избежать его контактирование с ванной и сильно разогретым электродом из вольфрама;
  • обеспечение прохода электрического тока и подача тепла с помощью дуги.

Для сварки в среде инертных газов неплавящимся электродом (TIG) используют два инертных газа: гелий и аргон, которые иногда смешивают между собой. Аргоном пользуются намного чаще, чем гелием. Для TIG-сварки используют азот и водород в качестве восстановительных газов. Выбор определенного типа газа напрямую зависит от вида и свойств материала, который подлежит сварке.

Электроды

Маркировка вольфрамовых электродов по цветуЭлектроды из вольфрама бывают четырех типов:

  1. Вольфрам чистый без примесей (ЭВЧ).
  2. Соединение "вольфрам + окись лантана".
  3. Соединение "вольфрам + окись иттрия".
  4. Соединение "вольфрам + двуокись тория".

Размер диаметра электрода зависит от вида и величины тока, а также его марки. Электроды типа ЭВЧ применяют во время сварки электрического переменного тока, а другие - для процессов сваривания электрического переменного и постоянного тока разных полярностей (прямая и обратная).

В ходе сваривания электроды затупляются и поэтому уменьшается размер провара (глубина). Конец электрода можно заточить в виде сферы при сварке на переменном токе или в форме конуса при сварке на постоянном токе. С целью заточки используются стационарные и переносные аппараты с направляющими или без них. Для уменьшения расходов электродов, нужно начинать подачу потока инертного газа до подключения тока сварки, и заканчивать после окончания подачи тока и охлаждения электрода.

Техника безопасности при сварке

Особенности сварки вольфрамовыми электродами. Этот способ сваривания, довольно-таки безопасный, хотя вредные вещества выделяются в меньшем количестве, чем при других видах сварки. Известно, что количество опасных для здоровья веществ зависит от скорости и силы сварочного тока, от вида свариваемой стали (высоколегированная, низколегированная и нелегированная), а также от степени загрязненности поверхности металла маслом и др.

Сварщику необходимо соблюдать правила безопасности, а также применять в работе индивидуальные средства защиты, Профессия сварщика считается одной из самых опасных специальностей. Сварщики имеют дело с горючими и негорючими газами, со сжатым воздухом и электрическим током и другими вредными и опасными факторами. Работники должны знать все особенности и правила работы на оборудовании для сварки и соблюдать меры безопасности. Для защиты органов зрения и лица применяются сварочные щитки и маски.