Вольфрамовые электроды

Графитовые электроды

Графитовые электродыизготавливаются из угольных посредством с дополнительной высокотемпературной обработки графитизации.

Графитизация осуществляется длительной выдержкой угольных стержней при 2500⁰ - 2600⁰С. Нагрев обеспечивается пропусканием по стержням тока достаточно большой силы.

Эта операция является весьма энергоемкой и стоимость графитовых электродов в связи с этим значительно выше угольных.

Задача такой обработки сводится к перестройке относительно хаотичного расположения атомов в атмосферном углероде в строгую кристаллическую решетку графита строение в виде правильных шестиугольников, с постоянными параметрами решетки - расстоянием между атомами в каждом слое и между слоями.

Неплавящиеся графитовые электроды, специально предназначенные для дуговой резки и сварки, по гос. стандартам не изготавливаются, поэтому в ряде случаев их делают путем разрезки и обтачивания графитизированных электродов по ГОСТ 4426 - 71.

Вольфрамовые электроды являются более удобными для большинства сварочных работ. Вольфрам один из наиболее тугоплавких металлов.

Его температура плавления - 3600⁰К (3377⁰С).

Температура кипения - ~ 5000⁰К (~4700⁰С).

Скрытая теплота плавления~ -~ 1160 кал/ч.

Вольфрамовые стержни изготавливаются из порошка после его просеивания и спекания.

Технологический процесс изготовления вольфрамовых электродов состоит из следующих операций:

1. Получение порошкообразного (путем восстановления водородом оксида вольфрама WO₃ при 500-800⁰С или электролизом расплавов минералов вольфрама с бурой при температуре 1050⁰С... 1300⁰С)

2. Прессование (на специальных прессах)

3. Спекание и проковка (приводит к значительному свариванию отдельных частиц)

4. Волочение (до получения электродов нужного диаметра, проволоку диаметром 0,01 мм)

Вольфрамовые электроды при сварке использую как катод, т.к. при использовании их как анода они быстро расходуются. По этой причине сварка неплавящимся вольфрамовым электродом постоянным током обратной полярности практически не применяется. В некоторых случаях вольфрамовые электроды достаточно стойки и в дуге переменного тока.

Усиливается расход вольфрамового электрода плавлением из-за образования на его торце более легкоплавких сплавов вольфрама с составляющими свариваемого металла при:

а) Прямом контакте электрода со свариваемым изделием при коротких замыканиях при зажигании дуги.

б) Конденсация паров и попадании капель из сварочной ванны на торец электрода. Поэтому дугу зажигают на угольной пластине или наложением в момент зажигания на дуговой промежуток высокого напряжения большой частоты, вызывающего пробой без контакта (с помощью осциллятора).

Для безконтактного зажигания дуги и ее стабилизации в составе электрода должны быть составляющие с малой работой выхода электрона.

С этой целью в состав вольфрамового электрода вводят двуокись тория (ThO₂) в количестве 1,5-2% и называется торированными электродами.

Торированные электроды (марки ВТ-15) более стойкие против оплавления торца и дают в швах меньшее количество вольфрамовых включений, получающихся при падении капель с электрода в ванну.

Однако торированные электроды в связи с естественной радиоактивностью тория требуют применения мер предосторожности, определяемыми санитарными правилами использования радиоактивных веществ.

В последнее время разработаны лантанирование и итрирование вольфрамовых электродов.

Вольфрамовые электроды весьма чувствительны к окислению, даже при наличии относительно небольших количеств кислорода в газовой фазе дуги. Образующийся окись вольфрама с низкой температурой плавления приводит к интенсивному расходованию электрода.

"Та". Возможно, что применение танталовых электродов в качестве неплавящихся (т-ра плавления тантала (3000⁰С) может быть целесообразно и при сварке в тех случаях, когда включения тантала в шве менее вредны, чем вольфрамовые.

Для неплавящихся вольфрамовых и танталовых электродов ГОСТ не разработан, их изготавливают по техническим условиям.