У начинающего специалиста выбор вольфрамового электрода чаще всего вызывает затруднения: разные цвета, обозначения, химический состав и другие переменные, которые делают выбор не таким очевидным. В этой статье мы постараемся разобраться во всем многообразии вольфрамовых электродов и узнаем отличия, а также то, как их качество может повлиять на результат – сварочный шов.
Стоит отметить, что компания «ДельтаСвар» может предложить своим заказчикам вольфрамовые электроды WL с оксидом лантана (светло-синий), WC с оксидом церия (серый), WY с оксидом иттрия (темно-синий), WT с оксидом тория (красный) (внимание, торий радиоактивен!).
Легирование вольфрама оксидами придает специфические характеристики стойкости вольфрамовым электродам, которые предотвращают их быстрое выгорание.
Например, оксид лантана увеличивает значение максимально допустимого тока. Несущая способность этого электрода при сварке на переменном токе примерно на 50% больше, чем у чистого вольфрама. По сравнению с марками WC и WT электроды WL имеют меньший износ рабочего конца электрода.
Наши вольфрамовые электроды прошли испытание временем, и десятки заказчиков со всей РФ ежедневно используют наши материалы в своей работе, по достоинству оценив их качество.
Что же такое вольфрамовый электрод, и где его используют?
Вольфрамовый электрод – это пруток круглого сечения из вольфрама или из вольфрама с добавлением легирующих присадок. Данные прутки используют для аргонодуговой сварки (TIG) неплавящимся электродом.
Почему электрод не плавится? Всё просто! Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления среди чистых металлов. Показатель впечатляет – целых 3422 °С! Например, осуществляя TIG-сварку на прямой и обратной полярности, температура вольфрамового электрода может достигать 3000…4000 °С, а температура столба дуги колеблется между 5000 и 20000 °С. Именно поэтому электрод не расходуется во время сварки, а лишь выгорает.
Электроды, в свою очередь, могут иметь шлифованную или чистую поверхность. Особенностью электродов с чистой поверхностью является то, что они химически чистые, то есть прошли травление с целью удаления окислов и загрязнений с поверхности.
Это очень трудоемкая и затратная процедура, именно поэтому она редко применяется в промышленном производстве. Шлифованная поверхность электродов говорит о том, что электроды могли быть обработаны бесцентровым шлифованием, протяжкой или ковкой. Бесцентровое шлифование существенно улучшает теплопроводность электродов.
Длина и диаметр вольфрамовых электродов могут ощутимо отличаться. Так, например, стандартные электроды имеют длину от 50 мм до 175 мм, а номинальный диаметр варьируется от 0,5 мм до 10 мм. В России электроды соответствуют следующим нормативным документам: ГОСТ 23949-80, ТУ 48-19-27-91, ТУ 48-19-39-85, 48-19-221-83 и ТУ 48-19-527-83.
Вольфрамовые электроды используются исключительно в аргонодуговой сварке для исключения попадания окислов на поверхность сварочного шва. Сама же сварка происходит в среде защитного газа, который, в свою очередь, предотвращает попадание кислорода в зону сварки.
При TIG-сварке используется только инертный газ. Инертными являются гелий, аргон и другие специализированные сварочные смеси. Характерной особенностью этих газов является то, что они обладают низкой химической активностью, иначе – не взаимодействуют с металлом сварочного шва. Они бесцветны и не имеют характерного запаха.
Маркировка вольфрамовых электродов
В нашей стране вы можете встретить 2 типа маркировки вольфрамовых электродов: международная классификация по стандарту ISO 6848 и классификация по ГОСТ/ТУ. Рассмотрим оба вида маркировки.
Маркировка отечественных электродов по ГОСТ и ТУ
Расшифровка продукции, произведенной в РФ в соответствии со всеми ГОСТ и ТУ, довольно проста, ведь в своем названии она содержит буквы «Э» и «В», что означает электрод вольфрамовый. Далее в наименовании идет обозначение химического состава присадки и 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
| Буквенное обозначение | Цветовой код | Массовая доля легирующих добавок |
| WP | Зеленый | – |
| WC-20 | Серый | ~2% |
| WL-10 | Черный | ~1% La₂O₃ |
| WL-15 | Золотой | ~1,5% La₂O₃ |
| WL-20 | Голубой | ~2% La₂O₃ |
| WT-10 | Желтый | ~1% ThO₂ |
| WT-20 | Красный | ~2% ThO₂ |
| WT-30 | Фиолетовый | ~3% ThO₂ |
| WT-40 | Оранжевый | ~4% ThO₂ |
| WY-20 | Синий | ~2% Y₂O₃ |
| WZ-3 | Коричневый | ~0,3% ZrO₂ |
| WZ-8 | Белый | ~0,8% ZrO₂ |
Что такое легирующие добавки и редкоземельные металлы?
Мы познакомились с буквенно-цифровым обозначением вольфрамовых электродов. Следующее, о чем стоит упомянуть, это редкоземельные металлы, которые, в свою очередь, входят в состав легирующих присадок.
Редкоземельные металлы — это группа из 17 элементов, в которую входят скандий, иттрий, лантан и лантаноиды. Все эти металлы имеют серебристо-белый цвет, они идентичны по химическим и физическим свойствам, образуя тугоплавкие, практически нерастворимые в воде оксиды.
Редкоземельными их называют потому, что они не распространены в земной коре и, как следствие, сложны в добыче и производстве.
Самые основные присадки – лантан, церий, иттрий, цирконий и торий.
Вольфрамовые электроды WL-10 (черный), WL-15 (золотой) и WL-20 (голубой)
WL-10 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), черный цветовой код. Массовая доля оксида лантана достигает до 1%.
WL-15 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), золотой цветовой код. Массовая доля оксида лантана варьируется от 1,4 до 1,6%.
WL-20 — это электрод с содержанием оксида лантана (La₂O₃), массовая доля которого достигает до 2,2%. Цветовой код электрода — голубой.
Особенности: Это универсальные электроды, которые выдерживают высокие токовые нагрузки, а легирующая присадка (лантан) улучшает стабильность горения и легкость формирования дуги при одновременном снижении выгорания вольфрама. Лантановые электроды меньше загрязняют вольфрамом шов, что особенно важно при особо ответственных работах. Также можно отметить, что они длительное время сохраняют форму заточки рабочей поверхности электрода.
Тип тока: Электроды можно использовать при сварке на постоянном и переменном токе (AC/DC).
Металл: Применяются для сварки углеродистых и легированных сталей, алюминия, титана, никеля, меди и магниевых сплавов.
Вольфрамовые электроды WС-10 (розовый) и WС-20 (серый)
WС-10 — это электрод с содержанием оксида церия (CeO₂), розовый цветовой код. Массовая доля оксида церия достигает до 1%.
WС-20 — это электрод с содержанием оксида церия (CeO₂), массовая доля которого варьируется в пределах от 1,8 до 2,2%. Имеет серый цветовой код.
Особенности: церий в качестве легирующего элемента способствует стабильности горения дуги и легкости поджига дуги при одновременном снижении выгорания электрода. Вольфрам марки WС-10/20 рекомендуется использовать в коротких сварочных циклах при малых значениях тока.
Тип тока: цериевые электроды предназначены для сварки на постоянном и переменном токе (AC/DC).
Металл: электроды предназначены для сварки алюминия, всех типов сталей и их сплавов, особенно тонколистового материала.
Вольфрамовый электрод WY-20 (синий)
Это вольфрамовый электрод с содержанием оксида иттрия (Y₂O₃), который имеет синий цветовой код. Массовая доля легирующей добавки варьируется в пределах от 1,8 до 2,2%.
Особенности: иттриевые вольфрамовые электроды выдерживают большие токи, при соблюдении технологии сварки обеспечивают создание качественных и прочных шов, поэтому особенно подходят для сварки ответственных конструкций с большими толщинами.
Тип тока: предназначены для сварки только на постоянном токе (DC).
Металл: этот тип электродов подойдет для сварки всех типов сталей, титана, меди и их сплавов.
Вольфрамовые электроды WZ-3 (коричневый) и WZ-8 (белый)
WZ-3 — это электрод с содержанием оксида циркония (ZrO₂), коричневый цветовой код. Массовая доля оксида церия достигает до 0,3%.
WZ-8 — это электрод с содержанием оксида циркония (ZrO₂), массовая доля которого варьируется в пределах от 0,7 до 0,9%. Имеет белый цветовой код.
Особенности: данный тип электродов можно применять при сварке на больших токах. Электроды имеют низкую стабильность дуги, и они крайне требовательны к чистоте сварочной ванны. Рабочий конец этих электродов рекомендуется затачивать в форме полусферы.
Тип тока: предназначены для сварки только на переменном токе (АC).
Металл: электроды предназначены для сварки алюминия, магния, никеля, бронзы и их сплавов.
Рекомендации по подбору диаметра электрода и сварочного тока
Качество сварочного шва напрямую зависит и от правильно подобранного диаметра сварочного электрода, и выставленного тока. В таблице ниже представлены ориентировочные цифры, которые позволят начинающему специалисту получить качественный сварочный шов.
| Диаметр электрода, мм | Рекомендуемый ток при сварке в аргоне (AC), А | Рекомендуемый ток при сварке в гелии (AC), А | Рекомендуемый ток при сварке в аргоне (DC), А | Рекомендуемый ток при сварке в гелии (DC), А |
| 1,0 | до 60 | до 50 | до 70 | до 50 |
| 1,6 | 60–120 | 50–110 | 70–120 | 50–100 |
| 2,0 | 70–130 | 60–120 | 90–150 | 70–130 |
| 2,4 | 100–180 | 90–160 | 110–180 | 90–150 |
| 3,0 | 140–230 | 120–200 | 150–220 | 120–200 |
| 3,2 | 160–250 | 150–220 | 180–270 | 160–250 |
| 4,0 | 200–320 | 180–300 | 200–350 | 180–320 |
