Lựa chọn và chuẩn bị điện cực vonfram cho GTAW

Việc lựa chọn và chuẩn bị các điện cực vonfram cho GTAW là điều cần thiết để tối ưu hóa kết quả và ngăn ngừa ô nhiễm và làm lại. những hình ảnh đẹp
Vonfram là một nguyên tố kim loại hiếm được sử dụng để làm điện cực hàn hồ quang vonfram khí (GTAW). Quá trình GTAW dựa vào độ cứng và khả năng chịu nhiệt độ cao của vonfram để truyền dòng điện hàn sang hồ quang. Điểm nóng chảy của vonfram là cao nhất trong số tất cả các kim loại, ở 3.410 độ C.
Các điện cực không tiêu hao này có nhiều kích cỡ và độ dài khác nhau, được cấu tạo từ vonfram hoặc hợp kim tinh khiết của vonfram và các nguyên tố và oxit đất hiếm khác. Việc lựa chọn điện cực cho GTAW phụ thuộc vào loại và độ dày của chất nền và liệu dòng điện xoay chiều (AC) hay dòng điện một chiều (DC) được sử dụng để hàn. Chế phẩm nào trong số ba chế phẩm bạn chọn, hình cầu, đầu nhọn hoặc cắt ngắn, cũng rất quan trọng để tối ưu hóa kết quả và ngăn ngừa ô nhiễm và làm lại.
Mỗi điện cực được mã hóa bằng màu sắc để loại bỏ sự nhầm lẫn về loại của nó. Màu sắc xuất hiện trên đầu điện cực.
Điện cực vonfram tinh khiết (phân loại AWS EWP) chứa 99,50% vonfram, có tỷ lệ tiêu thụ cao nhất trong tất cả các điện cực và thường rẻ hơn điện cực hợp kim.
Các điện cực này tạo thành đầu hình cầu sạch khi được nung nóng và cung cấp độ ổn định hồ quang tuyệt vời cho hàn xoay chiều với sóng cân bằng. Vonfram tinh khiết cũng cung cấp độ ổn định hồ quang tốt cho hàn sóng sin AC, đặc biệt là trên nhôm và magiê. Nó thường không được sử dụng cho hàn điện một chiều vì nó không cung cấp sự khởi động hồ quang mạnh liên quan đến điện cực thori hoặc xeri. Không nên sử dụng vonfram nguyên chất trên các máy chạy biến tần; để có kết quả tốt nhất, hãy sử dụng điện cực xeri hoặc đèn lồng nhọn.
Điện cực vonfram thorium (phân loại AWS EWTh-1 và EWTh-2) chứa ít nhất 97,30% vonfram và 0,8% đến 2,20% thori. Có hai loại: EWTh-1 và EWTh-2, lần lượt chứa 1% và 2%. Tương ứng. Chúng là những điện cực được sử dụng phổ biến và được ưa chuộng vì tuổi thọ lâu dài và dễ sử dụng. Thorium cải thiện chất lượng phát xạ điện tử của điện cực, do đó cải thiện việc khởi động hồ quang và cho phép khả năng mang dòng điện cao hơn. Điện cực hoạt động thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy của nó, giúp giảm đáng kể tốc độ tiêu thụ và loại bỏ hiện tượng trôi hồ quang, do đó cải thiện độ ổn định. So với các điện cực khác, điện cực thori lắng đọng ít vonfram hơn trong bể nóng chảy, vì vậy chúng ít gây ô nhiễm mối hàn hơn.
Các điện cực này chủ yếu được sử dụng để hàn điện cực dòng điện một chiều (DCEN) thép cacbon, thép không gỉ, niken và titan, cũng như một số hàn AC đặc biệt (chẳng hạn như các ứng dụng nhôm mỏng).
Trong quá trình sản xuất, thori được phân tán đều khắp điện cực, giúp vonfram duy trì các cạnh sắc sau khi mài - đây là hình dạng điện cực lý tưởng để hàn thép mỏng. Lưu ý: Thorium là chất phóng xạ, vì vậy bạn phải luôn tuân theo các cảnh báo, hướng dẫn của nhà sản xuất và bảng dữ liệu an toàn vật liệu (MSDS) khi sử dụng.
Điện cực vonfram xeri (phân loại AWS EWCe-2) chứa ít nhất 97,30% vonfram và 1,80% đến 2,20% xeri, và được gọi là 2% xeri. Các điện cực này hoạt động tốt nhất trong hàn DC ở cài đặt dòng điện thấp, nhưng có thể được sử dụng một cách khéo léo trong các quy trình AC. Với khả năng bắt đầu hồ quang tuyệt vời ở cường độ dòng điện thấp, xeri vonfram phổ biến trong các ứng dụng như sản xuất ống và ống đường sắt, gia công kim loại tấm và các công việc liên quan đến các bộ phận nhỏ và chính xác. Giống như thorium, nó được sử dụng tốt nhất để hàn thép cacbon, thép không gỉ, hợp kim niken và titan. Trong một số trường hợp, nó có thể thay thế điện cực thori 2%. Tính chất điện của xeri vonfram và thori hơi khác nhau, nhưng hầu hết thợ hàn không thể phân biệt chúng.
Việc sử dụng điện cực xeri có cường độ dòng điện cao hơn không được khuyến khích, vì cường độ dòng điện cao hơn sẽ làm cho ôxít nhanh chóng chuyển sang nhiệt đầu, loại bỏ hàm lượng ôxít và làm mất hiệu lực của quá trình.
Sử dụng các đầu nhọn và / hoặc cắt ngắn (đối với các loại vonfram, xeri, lantan và thori tinh khiết) cho các quy trình hàn AC và DC biến tần.
Điện cực vonfram Lantan (phân loại AWS EWLa-1, EWLa-1.5 và EWLa-2) chứa ít nhất 97,30% vonfram và 0,8% đến 2,20% lantan hoặc lantan, và được gọi là EWLa-1, EWLa-1.5 và EWLa-2 Cục Lantan của các phần tử. Các điện cực này có khả năng khởi động hồ quang tuyệt vời, tỷ lệ cháy nổ thấp, độ ổn định hồ quang tốt và các đặc tính tái đốt cháy tuyệt vời - nhiều ưu điểm giống như điện cực xeri. Điện cực lanthanide cũng có tính chất dẫn điện của 2% thori vonfram. Trong một số trường hợp, lantan-vonfram có thể thay thế thori-vonfram mà không có thay đổi lớn đối với quy trình hàn.
Nếu bạn muốn tối ưu hóa khả năng hàn thì điện cực vonfram Lantan là sự lựa chọn lý tưởng. Chúng phù hợp với AC hoặc DCEN với đầu tip, hoặc chúng có thể được sử dụng với nguồn điện sóng sin AC. Lantan và vonfram có thể duy trì đầu nhọn rất tốt, đây là một lợi thế để hàn thép và thép không gỉ trên DC hoặc AC sử dụng nguồn điện sóng vuông.
Không giống như vonfram thori, các điện cực này thích hợp cho hàn xoay chiều và giống như điện cực xeri, cho phép khởi động và duy trì hồ quang ở điện áp thấp hơn. So với vonfram nguyên chất, đối với một kích thước điện cực nhất định, việc bổ sung thêm ôxit lantan làm tăng khả năng mang dòng điện tối đa lên xấp xỉ 50%.
Điện cực vonfram zirconium (phân loại AWS EWZr-1) chứa ít nhất 99,10% vonfram và 0,15% đến 0,40% zirconium. Điện cực vonfram zirconium có thể tạo ra hồ quang cực kỳ ổn định và ngăn chặn tungsten bắn tung tóe. Nó là một lựa chọn lý tưởng cho hàn xoay chiều vì nó vẫn giữ được đầu hình cầu và có khả năng chống nhiễm bẩn cao. Khả năng mang hiện tại của nó bằng hoặc lớn hơn thori vonfram. Không khuyến khích sử dụng zirconium để hàn DC trong bất kỳ trường hợp nào.
Điện cực vonfram đất hiếm (phân loại AWS EWG) chứa phụ gia oxit đất hiếm không xác định hoặc sự kết hợp hỗn hợp của các oxit khác nhau, nhưng nhà sản xuất cần ghi rõ từng loại phụ gia và tỷ lệ phần trăm của nó trên bao bì. Tùy thuộc vào chất phụ gia, kết quả mong muốn có thể bao gồm tạo ra hồ quang ổn định trong quá trình AC và DC, tuổi thọ cao hơn thori vonfram, khả năng sử dụng các điện cực có đường kính nhỏ hơn trong cùng một công việc và sử dụng các điện cực có kích thước tương tự Dòng điện cao hơn, và ít bắn tungsten hơn.
Sau khi chọn loại điện cực, bước tiếp theo là chọn chuẩn bị cuối cùng. Ba tùy chọn là hình cầu, nhọn và cắt ngắn.
Đầu hình cầu thường được sử dụng cho các điện cực vonfram và zirconi tinh khiết và được khuyến nghị cho các quy trình xoay chiều trên máy GTAW sóng sin và sóng vuông truyền thống. Để tạo hình chính xác phần cuối của vonfram, chỉ cần áp dụng dòng điện xoay chiều được khuyến nghị cho một đường kính điện cực nhất định (xem Hình 1), và một quả bóng sẽ được hình thành ở phần cuối của điện cực.
Đường kính của đầu hình cầu không được vượt quá 1,5 lần đường kính của điện cực (ví dụ, điện cực 1/8 inch phải tạo thành đầu có đường kính 3/16 inch). Hình cầu lớn hơn ở đầu điện cực làm giảm độ ổn định của hồ quang. Nó cũng có thể rơi ra và làm nhiễm bẩn mối hàn.
Các mẹo và / hoặc các đầu cắt ngắn (đối với các loại vonfram, xeri, lantan và thori tinh khiết) được sử dụng trong quy trình hàn AC và DC biến tần.
Để mài vonfram đúng cách, hãy sử dụng một bánh mài được thiết kế đặc biệt để mài vonfram (để ngăn ngừa ô nhiễm) và một bánh mài làm bằng hàn the hoặc kim cương (để chống lại độ cứng của vonfram). Lưu ý: Nếu bạn đang nghiền tungsten thorium, hãy đảm bảo kiểm soát và thu thập bụi; trạm nghiền có hệ thống thông gió đầy đủ; và tuân theo các cảnh báo, hướng dẫn và MSDS của nhà sản xuất.
Mài vonfram trực tiếp trên bánh xe ở góc 90 độ (xem Hình 2) để đảm bảo rằng các vết mài mở rộng dọc theo chiều dài của điện cực. Làm như vậy có thể làm giảm sự hiện diện của các đường gờ trên vonfram, có thể gây trôi hồ quang hoặc chảy vào vũng hàn, dẫn đến nhiễm bẩn.
Nói chung, bạn muốn mài côn trên vonfram không quá 2,5 lần đường kính điện cực (ví dụ: đối với điện cực 1/8 inch, bề mặt đất dài từ 1/4 đến 5/16 inch). Mài vonfram thành hình nón có thể đơn giản hóa quá trình chuyển đổi bắt đầu hồ quang và tạo ra hồ quang tập trung hơn, để có được hiệu suất hàn tốt hơn.
Khi hàn trên vật liệu mỏng (0,005 đến 0,040 inch) ở dòng điện thấp, tốt nhất là mài vonfram thành một điểm. Đầu cho phép dòng hàn được truyền trong hồ quang tập trung và giúp ngăn ngừa sự biến dạng của kim loại mỏng như nhôm. Không nên sử dụng vonfram nhọn cho các ứng dụng dòng điện cao hơn vì dòng điện cao hơn sẽ thổi bay đầu nhọn của vonfram và gây nhiễm bẩn vũng hàn.
Đối với các ứng dụng hiện tại cao hơn, tốt nhất là mài phần đầu đã được cắt bớt. Để có được hình dạng này, trước tiên vonfram được mài theo độ côn được mô tả ở trên, và sau đó được mài thành 0,010 đến 0,030 inch. Mặt đất phẳng ở cuối vonfram. Mặt đất bằng phẳng này giúp ngăn cản vonfram truyền qua hồ quang. Nó cũng ngăn chặn sự hình thành của các quả bóng.
WELDER, trước đây được gọi là hàn thực tế ngày nay, giới thiệu những người thực sự tạo ra các sản phẩm mà chúng ta sử dụng và làm việc hàng ngày. Tạp chí này đã phục vụ cộng đồng hàn ở Bắc Mỹ trong hơn 20 năm.


Thời gian đăng bài: 23/08-2021