Jak wybrać odpowiednią elektrodę wolframową

Spawanie metodą TIG jest jednym z najtrudniejszych procesów spawalniczych, które wymaga dużej praktyki, ale zapewnia najwyższą jakość i estetykę spoin. W szeregu wyzwań, które trzeba pokonać, aby uzyskać najlepszy wynik, stoi właściwy dobór wolframu.
Jako początkujący mogłeś słyszeć, jak inni spawacze rozmawiali o czerwonych lub złotych elektrodach wolframowych, debatując, która z nich jest lepsza lub nadaje się do stali lub stopów aluminium. Dlatego postanowiliśmy pomóc Ci zrozumieć rodzaje elektrod wolframowych i udzielić wskazówek dotyczących wyboru właściwej dla Twojego zastosowania.

 

Rola wolframu w spawaniu TIG

TIG oznacza proces spawania wolframem w osłonie gazów obojętnych, więc jak można wywnioskować, proces ten w dużej mierze opiera się na elektrodach wolframowych. Wolfram jest rzadkim pierwiastkiem metalicznym o najwyższej temperaturze topnienia ze wszystkich metali. W rezultacie elektroda jest w stanie wytrzymać ciepło łuku spawalniczego bez topienia.

Elektrody wolframowe są dostępne w wielu różnych rozmiarach, długościach i składach. Dlatego na rynku można znaleźć elektrody TIG o średnicy od 0,040″-3/32″, złożone z czystego wolframu lub z dodatkiem tlenków, o długości 7″ lub krótsze.
Każda z tych właściwości może wpływać na wyniki spawania, dlatego wielu początkujących spawaczy zastanawia się, od czego zacząć. Ponieważ wybór odpowiedniego wolframu do spawania TIG jest niezbędny do uzyskania najlepszych wyników spawania różnych rodzajów metali, pomożemy Ci zrozumieć ich właściwości i przygotowanie.

 

Rodzaje spawania TIG Objaśnienie elektrod wolframowych

Amerykańskie Towarzystwo Spawalnicze opublikowało „Specyfikację elektrod wolframowych z rozproszonym tlenkiem i wolframem do spawania łukowego i cięcia”, aby zapewnić każdemu spawaczowi elektrody wolframowe o określonym składzie.
Dokument AWS A5.12M/A5.12:2009 zawiera również tabelę, która identyfikuje kodowanie kolorami stosowane w Stanach Zjednoczonych, Europie i Japonii, które stanowią większość udziału w rynku sprzedawanego wolframu. Ze względu na łatwiejsze rozróżnienie wielu spawaczy nazywa elektrody TIG kolorem, a nie ich oryginalną nazwą.

 

Czysta elektroda wolframowa — kod koloru: zielony

Czyste elektrody wolframowe zawierają 99,50% wolframu i są oznaczone jako EWP w klasyfikacji AWS. Czysty wolfram jest jednym z najstarszych wyborów elektrod i był ściśle związany z odkryciem spawania łukiem wolframowym w gazie. Spawanie TIG zostało pierwotnie opracowane do spawania aluminium i magnezu, a te elektrody są używane w tych samych zastosowaniach nawet dzisiaj.

Zielone elektrody wolframowe wykazują najlepsze wyniki w spawaniu prądem przemiennym, gdzie po podgrzaniu tworzą czystą kulkę. Ponadto oferują stabilny łuk w spawaniu z falą zrównoważoną i sinusoidalną, ale kosztem dużego zużycia. Zwiększona konsumpcja jest jednak rekompensowana ich niską ceną.

Oprócz wysokiego zużycia, elektrody z czystego wolframu mają tendencję do plucia przy wyższym natężeniu prądu. Więc nawet jeśli można ich używać do spawania prądem stałym, nie zapewniają one płynnego zajarzania łuku i czystych rezultatów w zastosowaniach o wyższym natężeniu prądu.
Ze względu na znane wady elektrod z czystego wolframu producenci wprowadzili tlenki, aby poprawić stabilność łuku, zajarzenie łuku i wydajność. Mimo to niektórzy spawacze preferują zielony wolfram do spawania aluminium i magnezu ze względu na niższą cenę.

Sprawdź naszą ofertę na elektrody wolframowe zielone.

 

 

Elektrody wolframowe thorowe

Elektrody thorowe są jednymi z najbardziej wszechstronnych na rynku, co czyni je jednymi z najczęściej używanych obecnie elektrod wolframowych. Zawierają 97,30% wolframu i 1,70 do 2,20% tlenku toru. Dobre zajarzanie łuku DC i stabilność przy długiej żywotności i średniej szybkości erozji są powodem, dla którego wielu starszych spawaczy wybiera elektrody torowane.
Dodanie tlenku toru do wolframu obniża temperaturę roboczą poniżej temperatury topnienia, co minimalizuje zanieczyszczenie i zużycie jeziorka spawalniczego. W rezultacie torowane elektrody spawalnicze zapewniają doskonałe wyniki spawania elektrodą prądu stałego ujemnego (prosta polaryzacja) stali węglowej i nierdzewnej, stopów niklu i stopów tytanu.

Elektrody thorowe nie sprawdzają się dobrze podczas spawania prądem przemiennym w porównaniu z zielonymi elektrodami wolframowymi. Ponadto kulista końcówka, która jest odpowiednia do spawania metali nieżelaznych, jest trudna w utrzymaniu.

AWS rozpoznaje trzy typy elektrod torowanych: żółtą, czerwoną i fioletową, ale tylko dwa z nich mają znaczenie komercyjne:

• Elektroda torowana EWTh-1 ma kolor kodowy żółty i zawiera 0,8–1,2% tlenku toru rozproszonego na całej długości. Żółte elektrody wolframowe dobrze utrzymują zaostrzony punkt, co czyni je doskonałym wyborem do stali, stopów miedzi, tytanu lub stopów niklu.
• Elektrody thorowe EWTh-2 mają czerwony kod kolorystyczny i zawierają 1,7–2,2% toru, co poprawia charakterystykę pracy. Dzięki dobrej stabilności i zajarzenia łuku, niskiemu zużyciu energii i znakomitym wynikom spawania prądem stałym, czerwone elektrody wolframowe to najlepszy wybór do spawania TIG stali.

Największą wadą elektrod torowanych jest dodatek toru, który jest materiałem radioaktywnym. Dlatego należy zachować szczególną ostrożność podczas szlifowania torowanych elektrod wolframowych. Względy bezpieczeństwa są jednym z głównych powodów, dla których wielu spawaczy korzysta z alternatywnych rozwiązań, takich jak lantanowe lub cerowe elektrody wolframowe.

 

Elektrody cerowe — kod koloru: szary, dawniej: pomarańczowy

Elektrody cerowe zawierają 97,30% wolframu i od 1,80 do 2,20% CeO2 lub tlenku ceru, zwanego także tlenkiem ceru. Chociaż istnieje kilka klas elektrod cerowych, tylko jedna ma znaczenie komercyjne – EWCe-2 , która ma szary kolor na końcówce.
Elektrody cerowe EWCe-2 zapewniają doskonałe wyniki spawania prądem stałym o niskim natężeniu. W porównaniu z zielonym wolframem, szare elektrody wykazują wyjątkowo lepsze zajarzanie i stabilność łuku oraz zmniejszoną szybkość parowania. Chociaż zapewniają one podobną charakterystykę łuku, jak elektrody torowane, elektrody cerowe działają lepiej w sytuacjach o niskim natężeniu, co czyni je odpowiednimi do spawania cienkich blach, produkcji rur i delikatnego łączenia metali.

Szare elektrody mogą być używane do prądu przemiennego, ale działają lepiej w przypadku spawania stali węglowej i nierdzewnej, stopów niklu i tytanu, podobnie jak czerwony wolfram. Jednak cer nie jest radioaktywny jak tor, co stanowi zaletę.
Niemniej jednak elektrody cerowe wykazują słabe wyniki przy spawaniu TIG prądem stałym o dużym natężeniu. Tlenki migrują do końcówki elektrody, gdzie koncentruje się ciepło i rozpraszają się. Utrata tlenku ceru powoduje, że elektrody tracą swoje pozytywne właściwości.

Sprawdź naszą ofertę na elektrody wolframowe szare.

 

Elektrody cyrkonowe — kod koloru: brązowy

Cyrkonowana elektroda wolframowa zawiera 99,10% wolframu i 0,15 do 0,40% tlenku cyrkonu. Na czubku mają brązowy kolor , a AWS klasyfikuje je jako EWZr-1 . Brązowe elektrody spawalnicze TIG zostały opracowane jako alternatywa dla czystego wolframu, co widać po wysokiej zawartości wolframu.
Podobnie cyrkonowe elektrody wolframowe są używane do prac spawalniczych AC, które obejmują spawanie metodą TIG stopów aluminium i magnezu. Wysoka zawartość wolframu zapewnia bardzo stabilny łuk i zachowuje kulistą końcówkę. Tymczasem dodanie tlenku cyrkonu poprawia zajarzenie łuku, wytwarza mniej plucia i lepiej radzi sobie z wyższym natężeniem prądu niż elektrody z czystego wolframu.

Brązowe elektrody wolframowe są droższe niż zielone elektrody wolframowe, ale mają kluczowe znaczenie w zastosowaniach wymagających czystości podczas spawania prądem zmiennym sinusoidalnym.
Chociaż wolfram z cyrkonem ma podobną obciążalność prądową jak elektrody torowane, nie należy go używać do spawania stali węglowej prądem stałym.

 

Elektrody wolframowe lantanowe

Elektrody wolframowe lantanowe zawierają co najmniej 97,80 procent wolframu i dodatek 0,8-1,7% tlenku lantanu (La 2 O 3 ), który jest również nazywany lantanem. Dodatek tlenku lantanu poprawia zajarzenie łuku, stabilność i wydajność spawania zarówno prądem przemiennym, jak i stałym. Ponadto zachowują ostrą końcówkę do spawania stali, a także kulistą końcówkę do stopów aluminium i metali nieżelaznych przy spawaniu AC TIG.
Ze względu na swoje korzystne właściwości lantanowa elektroda wolframowa jest uważana za odpowiedni zamiennik torowanej elektrody wolframowej. Jednak tlenek lantanu nie jest radioaktywny, co sprawia, że ​​elektrody te są obecnie wybierane przez wielu spawaczy.

 

AWS klasyfikuje lantanowe elektrody wolframowe na trzy oddzielne klasy w zależności od dodatku lantanu:

• Elektrody EWLa-1 zawierają 0,8-1,2 procent wagowych tlenku lantanu i mają czarny kolor na końcówce. Są one podobne do niebieskiej elektrody wolframowej i wykazują zajarzenie łuku DC, stabilny łuk, niską szybkość erozji, szeroki zakres natężenia prądu i brak rozpryskiwania.
• Elektrody EWLa-1.5 są obecnie jednymi z najbardziej wszechstronnych elektrod ze względu na ich zdolność do dobrej pracy zarówno podczas prac spawalniczych AC, jak i zastosowań DCEN. Zawierają one 1,3–1,7% wag. La 2 O 3 i można je rozpoznać po złotym kolorze końcówki.
• Elektrody EWLa-2 zawierają 1,8–2,2% wag. rozproszonego tlenku lantanu, który jest jednym z najwyższych ilości tlenków wśród wszystkich typów elektrod określonych przez AWS. Wysoki dodatek tlenków sprawia, że ​​niebieski wolfram jest odporny na duże obciążenia pulsacyjne i prądowe, zachowując przy tym doskonałą wydajność zajarzania łuku przy niskim zużyciu.

 

Wskazówki dotyczące przygotowania wolframu

Po wybraniu właściwej elektrody wolframowej do swojej pracy, należy przygotować jej końcówkę zgodnie z wymaganiami.
Elektrody spawalnicze prądu przemiennego (wolfram czysty lub cyrkonowany) będą wymagały kulistej końcówki, która doskonale sprawdza się na spawarkach sinusoidalnych i konwencjonalnych urządzeniach GTAW z falą kwadratową. Aby uzyskać kulistą końcówkę, nie potrzebujesz specjalnego przygotowania. Wystarczy podać prąd zmienny, a na końcu elektrody uformuje się kulka.

I odwrotnie, spawanie stali nierdzewnej lub stali będzie wymagało ostrej i/lub ściętej końcówki, którą można nakładać na różne typy elektrod (elektrody thorowe, lantanowe itp.) Do ostrzenia elektrody wolframowej potrzebna będzie specjalistyczna ostrzałka do elektrod wolframowych ze szlifierką diamentową .

Zasadniczo będziesz musiał zeszlifować stożek na odległość nie większą niż 2,5-krotność średnicy elektrody. Dzieje się tak, ponieważ szlifowanie stożka daje bardziej skupiony łuk, zwiększając ogólną penetrację i stabilność. Należy jednak zachować ostrożność podczas szlifowania torowanych elektrod wolframowych ze względu na znane już zagrożenia dla zdrowia.
Spawanie cienkiego aluminium lub dowolnego delikatnego metalu podatnego na odkształcenia będzie wymagało spiczastej końcówki. Ostra końcówka ściśle skupia łuk i zawęża strefę wpływu ciepła. Wąska HAZ ma kluczowe znaczenie przy próbie uniknięcia zniekształceń delikatnych metali.

Sprawdź nasz uchwyt do szlifowania elektrod wolframowych SPF-175.

 

Wybór właściwej elektrody wolframowej

Znając charakterystykę każdego typu elektrody i przygotowania wolframu, można już w pewnym stopniu wywnioskować, który wolfram jest odpowiedni do stali, stali nierdzewnej lub stopów aluminium.
Niemniej jednak ta ostatnia część naszego artykułu posłuży jako doskonałe podsumowanie wszystkiego, czego się dzisiaj nauczyliśmy.

 

Jaki jest najlepszy wolfram do stali?

Do spawania TIG stali węglowej można używać szerokiej gamy elektrod TIG, a właściwy wybór będzie się różnić w zależności od natężenia procesu.
Doświadczeni spawacze powiedzą Ci, że najbardziej wszechstronnym wyborem do spawania stali są elektrody torowane (czerwona końcówka elektrody). Jedynym powodem jest możliwość dobrej pracy zarówno z grubą, jak i cienką stalą, zastosowania AC/DC, wyjątkowo stabilny łuk, doskonałe zajarzenie łuku właściwości i końcowe wyniki jeziorka spawalniczego.
Jednak ze względu na zagrożenie dla zdrowia związane z torem wielu spawaczy zaczęło używać elektrod lantanowych. Wolfram ze złotą końcówką stanowi alternatywę i kolejny doskonały wszechstronny wybór dla stali. Nie powoduje problemów zdrowotnych i jest trwały, ale działa nieco gorzej w aplikacjach o niskim natężeniu. Tymczasem niebieski wolfram doskonale sprawdza się podczas spawania stali prądem stałym o wysokim natężeniu.
Spawanie stali prądem stałym przy niskim prądzie będzie wymagało cerowych elektrod wolframowych. Szary wolfram daje bardziej stabilny łuk z cienką stalą, która jest uważana za alternatywę dla czerwonego lub złotego wolframu.

 

Jaki jest najlepszy wolfram do stali nierdzewnej?

Podczas gdy spawanie metodą TIG stali nierdzewnej jest zasadniczo inne i trudniejsze niż łączenie stali miękkiej, wybór elektrody wolframowej pozostaje taki sam. Możesz z powodzeniem spawać metodą TIG stal nierdzewną elektrodami torowymi, lantanowymi lub cerowymi.
Po raz kolejny czerwony wolfram jest uniwersalnym wyborem dla stali nierdzewnej, ale ze względów bezpieczeństwa można użyć elektrod lantanowych jako alternatywy.

 

Jaki jest najlepszy wolfram do aluminium?

Spawanie TIG aluminium wymaga prądu przemiennego, więc będziesz potrzebować elektrody wolframowej, która świetnie się z nim współpracuje. Typowym wyborem są elektrody z czystego wolframu (zielone) lub z cyrkonowanego wolframu (brązowe).
Wielu spawaczy wybiera zielony wolfram do aluminium ze względu na jego niską cenę i przyzwoitą wydajność łuku podczas spawania magnezu, aluminium lub innych metali nieżelaznych. Jednak czysty wolfram ma najwyższy wskaźnik zużycia ze wszystkich rodzajów wolframu i ma tendencję do plucia przy zastosowaniach o wyższym natężeniu.
Gdy czystość ma kluczowe znaczenie, spawanie TIG prądem przemiennym będzie wymagać wolframu z cyrkonem. Chociaż jest bardziej ekspansywny niż zielony wolfram, brązowe elektrody wykazują lepsze zajarzenie łuku, mniejsze zużycie i zanieczyszczenie jeziorka spawalniczego.

 

Końcowe przemyślenia

Czerwony, niebieski, złoty lub zielony wolfram może brzmieć niejasno dla początkujących, ale zrozumienie, w jaki sposób wpływają one na wydajność łuku spawalniczego, ma kluczowe znaczenie dla uzyskania najlepszych rezultatów. Na szczęście klasyfikacja AWS pozwala rozróżnić każdy rodzaj wolframu po kolorze i poznać jego skład.
Znając właściwości każdego typu elektrody TIG, wybór właściwej dla danego zastosowania powinien być bułką z masłem. Mamy nadzieję, że nasz artykuł pomógł Ci zrozumieć niewielką część skomplikowanej układanki zwanej spawaniem TIG.