Die Auswahl und Vorbereitung von Wolframelektroden für GTAW ist von entscheidender Bedeutung, um Ergebnisse zu optimieren und Verunreinigungen und Nacharbeiten zu verhindern.Getty Images
Wolfram ist ein seltenes Metallelement, das zur Herstellung von Elektroden zum Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW) verwendet wird.Das GTAW-Verfahren nutzt die Härte und hohe Temperaturbeständigkeit von Wolfram, um den Schweißstrom auf den Lichtbogen zu übertragen.Der Schmelzpunkt von Wolfram ist mit 3.410 Grad Celsius der höchste aller Metalle.
Diese nicht verbrauchbaren Elektroden sind in verschiedenen Größen und Längen erhältlich und bestehen aus reinem Wolfram oder Legierungen aus Wolfram und anderen Seltenerdelementen und Oxiden.Die Wahl der Elektrode für GTAW hängt von der Art und Dicke des Substrats ab und davon, ob zum Schweißen Wechselstrom (AC) oder Gleichstrom (DC) verwendet wird.Auch für die Wahl der drei Endpräparate, sphärisch, spitz oder kegelstumpfförmig, ist es entscheidend, die Ergebnisse zu optimieren und Verunreinigungen und Nacharbeiten zu vermeiden.
Jede Elektrode ist farblich gekennzeichnet, um Verwirrung über ihren Typ zu vermeiden.Die Farbe erscheint an der Spitze der Elektrode.
Reine Wolframelektroden (AWS-Klassifizierung EWP) enthalten 99,50 % Wolfram, das von allen Elektroden den höchsten Verbrauch aufweist und im Allgemeinen günstiger als Legierungselektroden ist.
Diese Elektroden bilden beim Erhitzen eine saubere kugelförmige Spitze und bieten eine hervorragende Lichtbogenstabilität beim Wechselstromschweißen mit ausgeglichenen Wellen.Reines Wolfram bietet außerdem eine gute Lichtbogenstabilität beim Wechselstrom-Sinuswellenschweißen, insbesondere bei Aluminium und Magnesium.Es wird normalerweise nicht zum Gleichstromschweißen verwendet, da es nicht den starken Lichtbogenstart ermöglicht, der mit Thorium- oder Cer-Elektroden verbunden ist.Es wird nicht empfohlen, reines Wolfram auf Inverter-basierten Maschinen zu verwenden;Um optimale Ergebnisse zu erzielen, verwenden Sie scharfe Cer- oder Lanthanid-Elektroden.
Thorium-Wolfram-Elektroden (AWS-Klassifizierung EWTh-1 und EWTh-2) enthalten mindestens 97,30 % Wolfram und 0,8 % bis 2,20 % Thorium.Es gibt zwei Typen: EWTh-1 und EWTh-2, die jeweils 1 % und 2 % enthalten.Jeweils.Sie sind häufig verwendete Elektroden und werden wegen ihrer langen Lebensdauer und Benutzerfreundlichkeit geschätzt.Thorium verbessert die Elektronenemissionsqualität der Elektrode, wodurch die Lichtbogenzündung verbessert und eine höhere Stromtragfähigkeit ermöglicht wird.Die Elektrode arbeitet weit unterhalb ihrer Schmelztemperatur, was die Verbrauchsrate erheblich reduziert und die Lichtbogendrift eliminiert, wodurch die Stabilität verbessert wird.Im Vergleich zu anderen Elektroden lagern sich bei Thoriumelektroden weniger Wolfram im Schmelzbad ab und verursachen daher weniger Schweißverschmutzung.
Diese Elektroden werden hauptsächlich zum Gleichstrom-Elektroden-Negativschweißen (DCEN) von Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Nickel und Titan sowie für einige spezielle Wechselstromschweißungen (z. B. dünne Aluminiumanwendungen) verwendet.
Während des Herstellungsprozesses wird Thorium gleichmäßig in der Elektrode verteilt, wodurch Wolfram nach dem Schleifen seine scharfen Kanten behält – dies ist die ideale Elektrodenform zum Schweißen von dünnem Stahl.Hinweis: Thorium ist radioaktiv, daher müssen Sie bei der Verwendung stets die Warnhinweise, Anweisungen und das Sicherheitsdatenblatt (MSDS) des Herstellers befolgen.
Cer-Wolfram-Elektrode (AWS-Klassifizierung EWCe-2) enthält mindestens 97,30 % Wolfram und 1,80 % bis 2,20 % Cer und wird als 2 % Cer bezeichnet.Diese Elektroden erzielen beim Gleichstromschweißen bei niedrigen Stromeinstellungen die beste Leistung, können aber auch bei Wechselstromprozessen geschickt eingesetzt werden.Aufgrund seiner hervorragenden Lichtbogenzündung bei niedriger Stromstärke ist Cerwolfram beliebt für Anwendungen wie die Herstellung von Schienenrohren und -rohren, die Blechverarbeitung und Arbeiten mit kleinen und präzisen Teilen.Wie Thorium eignet es sich am besten zum Schweißen von Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Nickellegierungen und Titan.In einigen Fällen kann es 2 % Thorium-Elektroden ersetzen.Die elektrischen Eigenschaften von Cerwolfram und Thorium unterscheiden sich geringfügig, die meisten Schweißer können sie jedoch nicht unterscheiden.
Die Verwendung einer Cerelektrode mit höherer Stromstärke wird nicht empfohlen, da eine höhere Stromstärke dazu führt, dass das Oxid schnell zur Spitzenhitze wandert, den Oxidgehalt entfernt und die Prozessvorteile zunichte macht.
Verwenden Sie spitze und/oder stumpfe Spitzen (für reine Wolfram-, Cer-, Lanthan- und Thorium-Typen) für Inverter-Wechselstrom- und Gleichstromschweißprozesse.
Lanthan-Wolfram-Elektroden (AWS-Klassifikationen EWLa-1, EWLa-1.5 und EWLa-2) enthalten mindestens 97,30 % Wolfram und 0,8 % bis 2,20 % Lanthan oder Lanthan und werden als EWLa-1, EWLa-1.5 und EWLa-2 Lanthanum Department bezeichnet von Elementen.Diese Elektroden verfügen über eine hervorragende Lichtbogenstartfähigkeit, eine niedrige Abbrandrate, eine gute Lichtbogenstabilität und hervorragende Wiederzündungseigenschaften – viele der gleichen Vorteile wie Cer-Elektroden.Lanthanid-Elektroden haben auch die Leitfähigkeit von 2 % Thorium-Wolfram.In einigen Fällen kann Lanthan-Wolfram Thorium-Wolfram ersetzen, ohne dass große Änderungen am Schweißverfahren erforderlich sind.
Wenn Sie die Schweißfähigkeit optimieren möchten, ist eine Lanthan-Wolfram-Elektrode die ideale Wahl.Sie sind für Wechselstrom oder DCEN mit Spitze geeignet oder können mit einer Wechselstrom-Sinuswellen-Stromversorgung verwendet werden.Lanthan und Wolfram können eine scharfe Spitze sehr gut aufrechterhalten, was beim Schweißen von Stahl und Edelstahl mit Gleich- oder Wechselstrom unter Verwendung einer Rechteckwellen-Stromversorgung von Vorteil ist.
Im Gegensatz zu Thorium-Wolfram eignen sich diese Elektroden zum Wechselstromschweißen und ermöglichen wie Cer-Elektroden das Starten und Aufrechterhalten des Lichtbogens bei einer niedrigeren Spannung.Im Vergleich zu reinem Wolfram erhöht der Zusatz von Lanthanoxid bei gegebener Elektrodengröße die maximale Stromtragfähigkeit um etwa 50 %.
Die Zirkonium-Wolfram-Elektrode (AWS-Klassifizierung EWZr-1) enthält mindestens 99,10 % Wolfram und 0,15 % bis 0,40 % Zirkonium.Die Zirkonium-Wolfram-Elektrode kann einen äußerst stabilen Lichtbogen erzeugen und Wolframspritzer verhindern.Es ist eine ideale Wahl für das Wechselstromschweißen, da es eine kugelförmige Spitze behält und eine hohe Verschmutzungsbeständigkeit aufweist.Seine Stromtragfähigkeit ist gleich oder größer als die von Thoriumwolfram.Es wird unter keinen Umständen empfohlen, Zirkonium zum Gleichstromschweißen zu verwenden.
Die Seltenerd-Wolfram-Elektrode (AWS-Klassifizierung EWG) enthält nicht spezifizierte Seltenerdoxid-Zusätze oder eine gemischte Kombination verschiedener Oxide, aber der Hersteller muss jeden Zusatz und seinen Prozentsatz auf der Verpackung angeben.Abhängig vom Additiv können die gewünschten Ergebnisse die Erzeugung eines stabilen Lichtbogens bei Wechselstrom- und Gleichstromprozessen, eine längere Lebensdauer als Thoriumwolfram, die Möglichkeit, bei derselben Arbeit Elektroden mit kleinerem Durchmesser zu verwenden, und die Verwendung von Elektroden ähnlicher Größe umfassen. Höherer Strom, und weniger Wolframspritzer.
Nach der Auswahl des Elektrodentyps erfolgt im nächsten Schritt die Auswahl der Endpräparation.Die drei Optionen sind sphärisch, spitz und kegelstumpfförmig.
Die kugelförmige Spitze wird normalerweise für reine Wolfram- und Zirkoniumelektroden verwendet und wird für Wechselstromprozesse auf Sinuswellen- und herkömmlichen Rechteckwellen-GTAW-Maschinen empfohlen.Um das Ende des Wolframs korrekt zu terraformieren, legen Sie einfach den für einen bestimmten Elektrodendurchmesser empfohlenen Wechselstrom an (siehe Abbildung 1), und am Ende der Elektrode bildet sich eine Kugel.
Der Durchmesser des kugelförmigen Endes sollte das 1,5-fache des Durchmessers der Elektrode nicht überschreiten (z. B. sollte eine 1/8-Zoll-Elektrode ein Ende mit 3/16 Zoll Durchmesser bilden).Eine größere Kugel an der Spitze der Elektrode verringert die Lichtbogenstabilität.Es kann auch abfallen und die Schweißnaht verunreinigen.
Spitzen und/oder abgestumpfte Spitzen (für reine Wolfram-, Cer-, Lanthan- und Thoriumtypen) werden in Inverter-Wechselstrom- und Gleichstromschweißprozessen verwendet.
Um Wolfram richtig zu schleifen, verwenden Sie eine Schleifscheibe, die speziell für das Schleifen von Wolfram entwickelt wurde (um Verunreinigungen zu verhindern) und eine Schleifscheibe aus Borax oder Diamant (um der Härte von Wolfram standzuhalten).Hinweis: Wenn Sie Thorium-Wolfram schleifen, achten Sie bitte darauf, den Staub zu kontrollieren und zu sammeln;die Schleifstation über ein ausreichendes Belüftungssystem verfügt;und befolgen Sie die Warnungen, Anweisungen und Sicherheitsdatenblätter des Herstellers.
Schleifen Sie das Wolfram direkt auf der Scheibe im 90-Grad-Winkel (siehe Abbildung 2), um sicherzustellen, dass sich die Schleifspuren über die gesamte Länge der Elektrode erstrecken.Dadurch kann das Vorhandensein von Graten auf dem Wolfram reduziert werden, die zu Lichtbogendrift führen oder im Schweißbad schmelzen und zu Verunreinigungen führen können.
Im Allgemeinen sollten Sie die Verjüngung bei Wolfram auf nicht mehr als das 2,5-fache des Elektrodendurchmessers schleifen (bei einer 1/8-Zoll-Elektrode ist die Schleiffläche beispielsweise 1/4 bis 5/16 Zoll lang).Das Schleifen von Wolfram zu einem Kegel kann den Übergang des Lichtbogenstarts vereinfachen und einen konzentrierteren Lichtbogen erzeugen, um so eine bessere Schweißleistung zu erzielen.
Beim Schweißen dünner Materialien (0,005 bis 0,040 Zoll) bei niedrigem Strom ist es am besten, das Wolfram spitz zu schleifen.Die Spitze ermöglicht die Übertragung des Schweißstroms im fokussierten Lichtbogen und verhindert die Verformung dünner Metalle wie Aluminium.Es wird nicht empfohlen, spitzes Wolfram für Anwendungen mit höheren Strömen zu verwenden, da der höhere Strom die Spitze des Wolframs wegbläst und eine Verunreinigung des Schweißbades verursacht.
Für Anwendungen mit höherem Strom ist es am besten, die abgeschnittene Spitze zu schleifen.Um diese Form zu erhalten, wird das Wolfram zunächst auf die oben beschriebene Verjüngung und dann auf 0,010 bis 0,030 Zoll geschliffen.Flacher Boden am Ende aus Wolfram.Dieser flache Boden verhindert die Übertragung von Wolfram durch den Lichtbogen.Es verhindert auch die Bildung von Kugeln.
WELDER, früher bekannt als Practical Welding Today, stellt die echten Menschen vor, die die Produkte herstellen, die wir täglich verwenden und verwenden.Dieses Magazin dient der Schweißerbranche in Nordamerika seit mehr als 20 Jahren.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 23. August 2021