Глава 11. Электроды для сварки цветных металлов. Газы и флюсы

Неплавящиеся электроды

Неплавящиеся электроды применяют главным образом для сварки в защитном газе и плазменной сварки и резки. Неплавящимися электродами служат вольфрамовая проволока — прутки. Вольфрам — тугоплавкий металл, температура его плавления достигает 4500 °С, поэтому при сварке его расход незначителен. Применение вольфрамовых электродов позволяет осуществлять аргонодуговую сварку различных высоколегированных сталей и цветных металлов без присадочного или с присадочным материалом, обеспечивая при этом хорошую защиту зоны сварки инертным газом.

ГОСТ 23949—80 предусматривает несколько марок вольфрамовых электродов:

ЭВЧ, которые изготовляют из вольфрама без легирующих примесей и поставляют в виде прутков длиной 77, 150, 200 и 300 мм при диаметре 1—10 мм и в мотках при диаметре проволоки 0,5 мм;
лантанированные ЭВЛ с присадкой 1—1,4 % оксида лантана — выпускают только в прутках. Они улучшают стабильность горения дуги и уменьшают расход электродов при сварке;
итерированные ЭВИ-1 с присадкой 1,5—2,3 % оксида иттрия обеспечивают более легкое зажигание дуги и малый расход электродного металла. Вольфрамовые электроды применяют также для плазменной резки, когда плазмообразующий газ не содержит кислорода. В качестве материала для электродов, работающих в кислородсодержащих средах, используют гафний и цирконий. Хотя теплофизические свойства этих материалов значительно ниже чем у вольфрама (теплопроводность и температура плавления), они менее подвержены окислению в кислородсодержащих средах. Для улучшения теплоотвода и повышения термической стойкости при высокой температуре электроды из гафния или циркония заключают в специальные медные державки, укрепленные в плазмотронах. Кроме вольфрама, гафния и циркония неплавящимися электродами служат угольные и графитизированные стержни, применяемые для воздушно-дуговой резки стали и сварки меди. Угольные электроды изготовляют путем прессования и последующей термической обработки угольного порошка. Их изготовляют в виде стержней круглого и прямоугольного сечения.

Для воздушно-дуговой резки изготовляют стержни круглого сечения марки ВДК, диаметром 6, 8, 10, 12 мм и длиной 300 мм, а также плоские стержни марки ВДП, сечением 5x12 и 5х18 мм и длиной 350 мм. Для сварки изготовляют круглые стержни диаметром 4—18 мм и длиной 250 мм. Для улучшения теплофизических свойств и большей стойкости угольные стержни подвергают графитизации путем термической обработки при температуре 2600°С. Графитизация уменьшает омическое сопротивление электродов в 4 раза, поэтому они меньше нагреваются, меньше окисляются (сгорают) и применяются при токе большей величины. Для этой же цели применяют омеднение поверхности электродов.

При эксплуатации неплавящихся электродов следует придерживаться технологических правил, обеспечивающих качественное выполнение сварки или резки, а также меньший износ электрода в процессе работы. В частности, при сварке алюминия и его сплавов вольфрамовым электродом необходимо применять переменный ток и электроды ЭВЛ или ЭВИ. Сварка и резка угольным электродом, а также плазменная резка возможны только постоянным током прямой полярности. Сварка цветных металлов (кроме алюминия) вольфрамовым электродом должна выполняться постоянным током прямой полярности. Необходимо ткаже выполнять технологические рекомендации по заточке конца электрода и его закреплению.