Характеристики и эксплуатация неплавящихся электродов

Сварка являет собой нагревание электрода и метала с целью для соединения. Сварочные неплавящиеся электроды есть важным элементом и нужны для автоматической и ручной сварки. Материалами для соединения есть цветные сплавы, сталь. Для создания швов необходима проволока, которая есть присадочной, меняет свою структуру и плавится при разряде. Защитный газ, который используется в процессе, необходим для того, чтобы создать условия для защиты зоны, где проходит сварка от вредных паров, их выведения. На качество выполненной работы это тоже влияет.

Характеристика неплавящихся электродов

Неплавящиеся электроды из вольфрама имеют диаметр 2-6 мм. У них наконечники имеют вид конуса большой длины для постоянного бесперебойного тока и в форме сферы для сменного питания. Заточку проходят вручную или на специальных станках, у которых есть направляющая для установки стержня. Могут быть использованы при переменном и постоянном токе, при этом с прямой или обратной полярностью. Для переменного тока обязательное условие — использование стабилизатора, который компенсирует и выравнивает электрический ток. Сварка выполняется в одном из видов защитных газов — гелию, аргоне или азоте.

Разновидности и предназначение

При проведении сварки чаще всего применяются следующие виды неплавящегося электродного покрытия:

• на основе угля;
• чистое графитовое;
• из вольфрама.

Независимо от покрытия электродов для ручной дуговой сварки все они относятся к одной категории, но при этом предназначаются для вполне конкретных целей.

Угольные

Сварка неплавящимися стержнями с угольным покрытием проводятся в режимах с токами не более 500-600 Ампер, которых хватает для соединения не очень массивных стальных конструкций, а также исправления поверхностных дефектов литых изделий.

При этом сваривание с их помощью может быть организовано как с присадочным материалом, подаваемым в зону формирования будущего шва, так и без него.

Графитовые

Чисто графитовые электроды чаще всего применяются при работе с цветными металлами (алюминием или медью), а также с их сплавами. Этот вид сварного материала в отличие от угольных образцов более экономичен и выгоден на практике.

К тому же такие неплавящиеся стержни обладают целым рядом достоинств, а именно: устойчивость к воздействию высоких температур, меньший износ и простая подготовка к работе (резке).

Особое распространение графитовые стержни получили при сварке проводов и других изделий из меди.

Вольфрамовые

Они изготавливаются в форме длинного покрытого прутка с диаметром от 1-го до 4-х миллиметров и очень тугоплавки. Температура плавления такого электрода намного превышает тот же показатель для рабочей дуги, вследствие чего он обладает универсальными свойствами и может применяться даже для сварки сложной в обработке нержавейки.

Вольфрамовые неплавящиеся электроды могут делать с добавлением тория, оксида лантана (лантанированные) или иттрия. Каждая из марок предназначена для определенного вида сварки.

Отличия от плавящихся электродов

Недостатком и отличием есть то, что при работе электрод плавится. Он не только замазывает своими сплавами швы, но и уменьшается в размерах, в сравнении с неплавящемся. Это приводит к тому, что сварщику необходимо заменять электрод для работы.

Применение неплавящихся электродов:

• работа с заготовками, у которых детали состоят из цветных сплавов;
• надежное соединение листовых материалов;
• соединение крупных размеров цветного металла в больших листах;
• методы перенесения покрытия из одного металла на другой;
• сварка емкостей из метала для многих видов промышленности.

Благодаря технологии неплавящихся электродов можно сварить конструкции из металлов с большим процентом кремния, титана.

Что такое легирующие добавки и редкоземельные металлы?

Мы рассмотрели буквенно-цифровые обозначения вольфрамовых электродов, теперь самое время рассказать о редкоземельных металлах (элементах), которые входят в состав электродов, а точнее в легирующие добавки (присадки).

Редкоземельные металлы — это группа из 17 элементов, которая включает в себя скандий, иттрий, лантан и лантаноиды. Все эти металлы серебристо-белого цвета, схожи по химическим и физическим свойствам, образуют тугоплавкие, практически не растворимые в воде оксиды.

Название «редкоземельные» эти металлы получили из-за того, что редко встречаются в земной коре, также эти металлы сложны в добыче и промышленном производстве.

В сварочных вольфрамовых электродах чаще всего используются присадки с лантаном, церием, иттрием, цирконием и торием.

Виды сварки

Виды сварки неплавящихся электродов:

1. Ручная сварка неплавящимся электродом.
2. Автоматизированная.

Преимущества применения:

• сварка разных по виду материалов;
• в шлифовке и очистке от окалин швы не нуждаются;
• трещины и деформации не возникают;
• сваривать можно любые сплавы и металлы, запрещенных нет;
• когда формируется шов, расплав может составлять 0-100%;
• полярность подключения не играет роль;
• в системе защитного газа хорошая устойчивость к ряду дуг;
• химический состав можно менять за счет проволоки присадочной;
• быстрое выполнение;
• качественное соединение;
• приложен небольшой труд при монтаже или сварке.

Буквенно-цифровая маркировка вольфрамовых электродов

В России могут использоваться и применяться 2 типа маркировки вольфрамовых электродов – это классификация по ГОСТ, ТУ и международная классификация по ISO 6848. Кратко рассмотрим эти виды маркировок.

Маркировка отечественных электродов по ГОСТ и ТУ

Продукция, которая произведена в России и соответствует установленным ГОСТ и ТУ, в своем наименовании содержит буквы «Э» и «В», они идут первые в названии и обозначают «электрод вольфрамовый». Далее, в названии идет обозначение химического состава присадок и их массовая доля.

• ЭВЧ — «Ч» — чистый (вольфрам не менее 99,92%);
• ЭВЛ — «Л» — лантан (массовая доля окиси лантана от 1,1 до 1,4%);
• ЭВЛ-2 — «Л» — лантан (массовая доля окиси лантана от 1,4 до 1,6%)
• ЭВИ-1 — «И» — иттрий (массовая доля окиси иттрия от 1,5 до 2,3%)
• ЭВИ-2 — «И» — иттрий (массовая доля окиси иттрия от 2,0 до 3,0% и тантала 0,1%)
• ЭВИ-3 — «И» — иттрий (массовая доля окиси иттрия от 2,5 до 3,5% и тантала 0,1%);
• ЭВТ-15 — «Т» — торий (массовая доля двуокиси тория от 1,5 до 2,0%).

Международная маркировка по стандартам ISO 6848

Большая часть вольфрамовых сплавов была стандартизирована Международной организацией по стандартизации в стандарте ISO 6848. Ниже в таблице приведены буквенно-числовые обозначения и процентный состав легирующих добавок.

Особенности сварки

Сварка неплавящимся электродом, который по составу тугоплавкий и имеют высокую температуру для плавления, которая гораздо выше уровня. Для выбора вида электрода изучается химический состав и толщина металла, затем подбирается.

Виды расходников для сварки:

1. Вольфрамовые. Сварка неплавящимся электродом в защитных газах нужна для надежных прочных швов в промышленности и быту. Электроды имеют сердечник с диаметром 1-4 мм и защитное напыление для соединения разных между собой металлов. У вольфрама температура выше дуги, которая меньше изнашивается и теряет свои способности благодаря этому. В качестве газа используется аргон.
2. Графитовые. Есть проводниками с углеродом-графитом, самый долговечный вид, который устойчивый к высоким температурам и электрическому току. Свое применение находят только в промышленности для сварки кабелей с алюминия и меди на специальном оборудовании. Электроды используют для соединения деталей из стали с низким составом углерода и для скрытия дефектов на чугуне. Для работы с проводами из меди применяют в работе графитовые стержни.
3. Угольные. В заготовках с толстыми стенками убираются дефекты, не часто применяются. При сварке неплавящимся электродом применяют до 600 А ток и используют обычно только в промышленных целях. Они хорошо проводят электричество за счет слоя меди в своем покрытии и применяются не только для сваривания, но и для спаивания, резки. Таких показателей электричества достаточно для того, чтоб нагреть и расплавить конструкционную и низколегированную сталь. В состав электродов входит кокс, который обеспечивает прочность. Диаметр и длина от 1,5 мм до больших размеров. Угольные и графитовые электроды не пользуются спросом, их редко где применяют.

Сварка стали неплавящимся электродом позволяет аккуратно, практически невидимо без грубых дефектов получить красивый шов и соединить в одно целое большие листовые листы металлов. Используется листовой метал в машиностроении, строительстве для укрытий и ограды временных сооружений, военной промышленности. Большим плюсом есть возможность комбинировать и соединять листы, которые из разных металлов и сплавов, при этом риски получить вмятины или деформации минимальные. Сварка неплавящимся электродом по ГОСТу всегда соблюдает его. Используя сварочный аппарат, обязательно нужно соблюдать правила и пользоваться защитной маской для глаз и лица.

Графитовые

Графитовые электроды обладают электропроводностью, более высокой, чем у угольных расходных элементов. Это позволяет осуществлять сварку при большом значении тока. Преимуществом также является высокая устойчивость против окисления при высоких температурах, что снижает их расход при осуществлении соединительных работ. Графитовые электроды находят широкое применение на металлургических предприятиях.

К достоинствам графитовых электродов относятся: небольшой период времени, необходимый для их прогревания, стойкость к появлению трещин, отсутствие прилипания к поверхности изделий при нагревании. Для образования стабильной дуги достаточно небольшого значения тока.

Графитовые стержни по сравнению с угольными более практичны. Работа с ними является удобной, а полученное соединение отличается прочностью и долговечностью.

Материал и виды покрытия

Электродное покрытие по соотношению общего диаметра электрода к диаметру сердечника делится на следующие категории (коэффициент):

• Типа М – тонкое покрытие (до 1,2).
• С – среднее (до 1,45).
• Д – толстое (до 1,8).
• Г – особо толстое (свыше 1,8).

По составу также существует отдельная классификация:

• А – кислое.
• Б – основное.
• Ц – целлюлозное.
• Р – рутиловое.
• Две буквы (указанные выше, а также рутилово-железные с обозначением РЖ) – смешанный тип.
• П – прочие типы.

Приведенные буквы участвуют в маркировке.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Предусмотрено дополнительное деление электродов на несколько групп, в зависимости от состояния обмазки, точности изготовления этих изделий.

Цвет

Вольфрамовые электроды отдельно имеют цветовую маркировку, указывающую на тип и процентный вес содержащегося в составе оксида:

• Торий – голубые (0,35 – 0,55%), желтые (0,8 – 1,2%), красные (1,7 – 2,2%), сиреневые (2,8 – 3,2%), оранжевые (3,8 – 4,2%).
• Цирконий – коричневые (0,15 – 0,5%) и белые (0,7 – 0,9%).
• Оксид лантана – черные (0,9 – 1,2%), золотые (1,4 – 1,6%), синие (1,8 – 2,2%).
• Оксид церия – серые, соответствующие 1,8 – 2,2%.

Сиреневым и бирюзовым цветами отмечаются смешанные оксиды, состоящие из редкоземельных элементов. Зеленые стержни производятся из чистого вольфрама.

Плюсы и минусы метода

Плюсами этого способа сваривания всегда считались:

• простота эксплуатации и низкая цена оборудования для сварного процесса;
• возможность сваривания большого количества разновидностей металлов при широком спектре выбора электродного материала;
• возможность выполнять сварные работы в труднодоступных местах;
• уместно сваривание в любых пространственных положениях.

Из недостатков стоит выделить:

Сушка и прокалка электродов

Во время транспортировки или хранения электроды могут отсыреть. В таком случае нужна предварительная сушка, а еще лучше – прокалка. Это очень важная процедура, которая в конечном итоге положительно влияет на загорание дуги.

Не стоит часто прибегать к прокалке электродов, поскольку неоднократное нагревание способно повредить покрытие стержня. Подвергать процедуре желательно только требуемое для текущих работ количество электродов. Или же их должно остаться совсем немного.

Прокалывание практично еще и тем, что поднимает температуру электродов непосредственно перед работой. Это важно, например, для сварки труб или при работе с толстыми заготовками. Предварительный прогрев дает возможность получать герметичные стыки во время «сварки под давлением». Но следует иметь ввиду, что важен постепенный нагрев. При резком перепаде температуры не исключено образование известкового налета.

Прокалка связана с предельными сроками и длительностью хранения электродов. Согласно общепринятым нормативам максимальный срок годности отечественной продукции составляет пять лет. На практике электроды могут храниться несколько дольше, не теряя при это своих характеристик.

Рекомендации по подбору диаметра электрода и сварочного тока

Качество сварочного шва напрямую зависит и от правильно подобранного диаметра сварочного электрода и выставленному току. Поэтому мы подготовили для вас специальные рекомендации, которые помогут достичь максимально качественный результат в процессе сварки.

Маркировка

Следует сразу отметить, что маркировка этих изделий может быть очень простой, или наоборот — сложной. Например, комбинация символов Э46А декодируется следующим образом:

• Буква «Э» означает, что объект является электродом.
• Число соответствует минимальному значению предела прочности на разрыв.
• Буква после номера указывает на назначение: «Т» — для обработки жаропрочной легированной стали, «Н» — для наплавки на поверхность, «А» — использование пластичных металлов путём их плавления при условии увеличения вязкости, «У» — работа с углеродистой сталью.

Для создания стабильных условий горения дуги и обеспечения требуемых характеристик сварки используется специальное покрытие сварочного электрода, представляющее собой порошковый материал, покрывающий изделие. От качества этого покрытия напрямую зависит эффективность сварки и прочность конструкции.

Статья создана по материалам сайта Zakupka.com.

Сварочный калькулятор для TIG сварки

Напоминаем, что мы разработали специализированный сварочный TIG калькулятор, который будет полезен дилерам и сварщикам, которые только познают азы аргонодуговой сварки. Калькулятор «даст» рекомендации для сварочных работ с алюминием, сталью и нержавейкой, может с выбором горелок и комплектующих. Выбор толщины свариваемого металла — от 1 до 12 мм. Также, калькулятор подскажет какие области должны быть проварены, в зависимости от типа соединения.

Переходите по ссылке и пользуйтесь калькулятором TIG калькулятором.