Правила сварки вольфрама: как проводить ее правильно

СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

Сварка тонколистовой нержавеющей и жаро­прочной аустенитной стали. Конструктивные элементы швов предусматриваются ГОСТ 14771—76. Перед сваркой поверхность свари­ваемых кромок зачищают до блеска стальной щеткой, а затем промывают растворителем (дихлорэтаном,- ацетоном, авиабензином) для удаления жира (следы жира вызывают поры в шве и снижают устойчивость дуги). Перед сваркой детали скрепляют прихватками через 50—75 мм.

Техника сварки тонких листов нержавеющей стали неплавящимся или плавящимся электро­дом аналогична технике сварки тонких листов из низкоуглеродистой стали. Сварку ведут спра­ва налево. Поперечные движения прутком и электродом не допускаются во избежание окис­ления

металла

шва.

Сталь толщиной более 3 мм сваривают пла­вящимся ‘ электродом (проволокой из нержа­веющей стали) на постоянном токе обратной полярности.

Ориентировочные режимы ручной сварки вольфрамовым электродом тонкой нержавею­щей стали в аргоне приведены в табл. 61.

61. Ори штир j< чные роимы ручной сварка вольфрамовым электродом нержавеющей в жаропрочной аустенитной стали в аргоне (стыковые соединении)

Толщина свариваемого листа, мм

Диаметр электрода и присадочной

проволоки,

мм

Род і ока

Сварочный ток, А

Напряжение,

В

Скорость, сварки, см/мин

Расход

аргона,

дм3/мин

1,0

2/1,6

беременный

35—75

12—16

15—33

2,5—3,0

1,0

2/1,6

Постоянный прямой

30—60

11—15

12—28

2,5—3,0

полярности

1,5

2/1,6

Переменный

45—85

12W6

14—31

2,5—3,0

1,5

2/1,6

Постоянный прямой

40—75

И—І5

9—19

2,5—3,0

полярности

4,0

4/2,5

То же

85—130

12—15

10Д)

Обратную сторону шва защищают от воз­духа поддувом аргона.

Сварка алюминиевых сплавов. Подготовка кромок деталей под сварку гкалогична подго­товке листов из нержавеющих сталей. Кромки деталей из алюминиевых сплавов мож; ю очи­щать травлением в детворе хромовой кисло­ты. Перед травлением кромки обезжиривают растворителем или теплым раствором каус­тика. Затем промывают горячей водой и тща­тельно протирают. Сварка должна произво­диться не позже, чем через 2—3 ч после трав­ления, иначе она вновь покроется окислом.

При ручной сварке деталей толщиной до 5 мм скос кромок не делается.

Ориентировочные режимы сварки алюми­ниевых сплавов вольфрамовым электродом в аргоне приведены в табл. 62.

Алюминий жадно поглощает водород, по­этому содержание влаги в аргоне не должно быть больше допускаемого.

Присадочным материалом служит, как пра­вило, проволока того же состава, что и основ­ной металл. Для формирования валика с об­ратной стороны шва в подкладке из нержа­веющей стали делается канавка. Сварка произ — ьодьтся без поперечных колебательных движе­ний электродом и прутком.

Чтобы избежать перегрева кромок алюми­ния, сварку выполняют на больших скоростях за один проход дуги.

В институте электросварки им. Е. О. Патонч разработан флюс, имеющий вид карандаша; этот флюс предварительно наносят на свари­ваемые кромки. Содержащиеся во флюсе фто- рилы и окислы способствуют уменьшению диа­метра столба дуги и тем самым повышению его температуры; благодаря этому глубина ‘проплавления возрастает и сварка ведется с повышенными скоростями и с меньшлм пере­гревом

металла

. Особенно высокое качество сварных соединений можно получить при двух-

62. Ориентировочные режимы сварки алюминиевых сплавов вольфрамовым электродом на переменном токе

Марка

сплавов

Толщина

металла

мм

Диаметр

вольфрамо­

вого

электрода,

мм

Встык без прнсадочно: іроволокн

Встык с

присадочной проволокой

Аргон

Гелий

Аргон

Гелий

Свароч — ный ток, А

Расход

газа,

дм3/мин

Свароч­ный ток, А

Расход

газа,

дм3/мин

Свароч­ный ток, А

Расход

газа,

дм’/мин

Свароч­ный ток, А

Расход

газа,

дм3/мин

АД

1

1,5—2,0

50—65

4—5

40—45

5—7

65—85

4—5

45—55

5—7

AM

2

3,0

90—110

7—8

60-/0

8—10

90—110

7—8

60—70

8—10

AM

3

3,0—4,0

110—120

8—9

70—80

Ю—12

100—120

8—9

70—80

10—42

АМгбТ

3

4,0

. —

170—200

8—9

100—150

10—12

Примечание. Напряжение дуги при сварке в аргоне — 10-—15 В, то же в гелин —

12—16

В, длина дуги 1,5—3 мм.

63. Ориентировочные режимы ручной аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом стыковых соединений титановых сплавов с присадочным материалом

Толщина

металла

,

мм

Разделка кромок

Сварочный ток, А

Напряже — ние, В

Диаметр

электрода,

мм

Диаметр

присадочной

проволоки,

мм

Расход

аргона,

дм3/мии

для защиты дуги

для защиты обратной стороны шва

0,8

Без разделки

30—50

12—15

1,0

0,8—2,0

8—12

3—4

1,0

То же

40—60

12—15

1,0—1,5

1—2

8—12

3—4

1,5

»

60—80

14—16

1,5

1—2

8—12

3—4

2,0

»

90—100

14—16

1,5—2,0

2,0

10—12

3—4

2,5

»

110—120

14—16

2,0

2,5—3,0

10—12

3—4

3,0

»

120—140

14—16

2,0

2,5—3,0

12—14

3—4

4,0

V-образный, 60°

120—130

14—16

2,0

2,5—3,0

12—14

3—4

64. Ори :нтиро ючньїі: режимы ручной ргонодуговой сварки вольфрамовым электродом титана марок ВТ1-0, ВТ1-00, OT4-Q, ОТ4-1

Т олщина

металла

, мм

Диаметр электрода, мм

Диаметр присадочной

проволоки,

мм

Сварочный tol, А

Расход

аргона,

дм3/мин

для защиты дуги

для защиты обратной сторойы шва

0,5—1

1,5—2,0

1,0—1,5

25—60

8—10

2—3

2

2,0—2,5

1,5—2,0

80—100

8—10

2—4

4

2,3—3,0

1,5—3,0

120—160

12—16

2—4

8

2,5—3,0

2,0—3,0

160—180

12—16

2—4

12

3,0—4,0

2,0—4,0

180—220

12—16

2—4

Примечание. Напряжение дуги при толщине

0,5—1

,0 мм —

8—10

В; при толщине 4—20 мм — 10—16 В.

слойной или трехслойной аргонодуговой свар­ке вольфрамовым электродом с применением флюсов в виде паст.

Li арка титана. В качестве защитного газа применяют аргон А или гелий. Газ обязатель­но подается также на обратную сторону шва и на все участки

металла

, нагретые более чем на 400°С.

Аргон

одуговая сварка титаї :а и его сплавов вольфррм >вым электродом производится на постоянном токе с использованием оборудова­ния, применяемого для сварки сталей.’

При аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом титан и его сплавы обладают ма­лой склонностью к образованию горячих тре­щин. В некоторых случаях наблюдаются холод­

ные трещины в сварных соединениях; они воз­никают спустя некоторое время после сварки — от нескольких часов до нискольких месяцев.

При сварке втавр и внахлестку защита арго — . ном производится со всех сторон соединения.

Наиболее надежная защита сварного соеди­нения достигается при сварке деталей в герме­тичных і амерах, заполн-чных аргоном.

Для сварки листов малой толш*лн>г (до

2,5 мм) в качестве присадочного материала при­меняют технический титан марки ВТ1. При больших толщинах и при сварке титановых сплавов, имеющих временное сопротивление более 90 кгс/мм[25], применяют присадочный материал, по составу приближающийся к ос­новному металлу, или легированный алюми­нием (марки ВТ5) и другими элементами.

Признаком удовлетворительного качества сварки можно считать отсутствие цветов побе­жалости на поверхности шва. Темные цвета побежалости вплоть до синего свидетельствуют о недостаточной защите

металла

при сварке.

Сварные соединения, выполненные ручной аргонодуговой сваркой, необходимо подвер­гать термической обработке (отжигу) для пре­дотвращения трещин, которые могут появить­ся с течением времени.

Температура отжига сварных деталей из титана ВТ1, ОТ4-1 — 550—600°; из титана марок ВТ5, ВТ5-1, ОТ4, ВТ4, ОТ4-2 — 600— 650°С. Выдержка при отжиге — 20—40 мин, охлаждение — на воздухе.

Аргон

одуговая сварка вольфрамовым элек­тродом применяется для

металла

толщиной от 0,5 до 10 мм; металл толщиной до 3 мм свари­вается встык без присадочного материала.

Режимы ручной аргонодуговой сварки воль­фрамовым электродом титановых сплавов при­ведены в табл. 63, 64.

Сварка меди вольфрамовым электро­дом может выполняться в азоте, являющемся инертным газом для меди.

65. Режимы аргонодуговой сварки бронзы

Толщи­на, мм

Сварочиы: ток, А

Напряже­ние, В

Скорость сварки, м/ч

Расход

аргона мар

“в.

дм[26]/мин

1,4

120—130

20—22

28—30

6—8

1,8

150—160

18—20

24—26

8—10

2,5

180—200

16—18

20—22

10—12

Пррмечание. Диаметр вольфрамовой элек­трода 3,5 мм. Швы выполняют встык на медной под­кладке без зазора. Ток постоянный прямой полярности.

Для сварки бронзы азотче применя­ют; защитным газом і этом случае может Сыть только аргон.

Режимы аргонодуговой сварки бронзы Бр. ОЦС-4-4-2,5 приведены в габл. 65.

Сварка в защитных инертных газах всех металлов и их сплавов наилучшие результаты дагт при использовании источнике*) питанля ду­ги импульсным током, описанных в гл. XXI. Импульснодуговая сварка обеспечивает направ­ленный перенос электродного

металла

во всех пространственных положениях. Она обеспечи­вает хорошее качество соединений листов раз­личной толщины, в том лісле менее 1 мм.

При импульсной сварке капля с конца пла­вящейся проволоки отрывается во время про­хождения импульса и восстанавливается после него. Этот процесс последовательно повторя­ется, в результате чего, создается струйный пере­нос электродного

металла

с постоянной час­тотой и постоянными размерами мелких капель при среднем значении тока ниже обычного.

Преимущество импульсной сварки вольфра­мовым электродрм выражается в повышенной стабильности горения дуги, а также в постоян­стве качества

металла

шва по всей его д чине, что объясняется постоянством времени нахож­дения каждой капли на конце электрода.

В результате постоянства тепловложения при импульсной сварке величина проплавления строго постоянна и изменяется, например, в пределах всего 0,25 мм при сварке листов тол­щиной 6,35 мм. При импульсной сварке отсут­ствует разбрызгивание

металла

.

Большие возможности импульсная свар­ка предоставляет при выполнении работ во все:. пространстве:~1ЫХ положениях.

При обычной сварке в защитны „ газах ко­роткой дугой для уменьшения сварочной ванны ток снижают до минимума, что иногда приво­дит к непроварам. Импульсная сварка допу­скает значительно большее тепловложение, чем сварка с короткими замыкгниями, и в резуль­тате этого непровар исключен.

экскаваторов, радиобашни, опоры линий элек — тропереді чи и др.).

Сварка – технологический процесс, используемый на многих производствах, для соединения деталей путем их нагрева и установления межатомных связей. Существует более ста видов сварки, которые классифицируются по различным признакам. Классификация по …

Такая технология гравировки, резки и раскроя материала использует лазер высокого уровня мощности. Лазерный луч, который сфокусирован, двигается в графической программе по траектории отрисованного эскиза. Используются разные материалы: двухслойный пластик, органическое …

Как правильно выбрать сварочный кабель? На обеспечение бесперебойной работы сварочного оборудования, а также длительность его эксплуатационного срока зависит то, как правильно выбрать сварочный кабель. Необходимо, чтобы это было приспособление высокого …

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

металла

м. 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.