La selezione e la preparazione degli elettrodi di tungsteno per GTAW è essenziale per ottimizzare i risultati e prevenire contaminazioni e rilavorazioni.Immagini Getty
Il tungsteno è un elemento metallico raro utilizzato per realizzare elettrodi per saldatura ad arco di tungsteno a gas (GTAW).Il processo GTAW si basa sulla durezza e sulla resistenza alle alte temperature del tungsteno per trasferire la corrente di saldatura all'arco.Il punto di fusione del tungsteno è il più alto tra tutti i metalli, a 3.410 gradi Celsius.
Questi elettrodi non consumabili sono disponibili in varie dimensioni e lunghezze e sono composti da tungsteno puro o leghe di tungsteno e altri elementi e ossidi delle terre rare.La scelta dell'elettrodo per GTAW dipende dal tipo e dallo spessore del substrato e dal fatto che per la saldatura venga utilizzata corrente alternata (CA) o corrente continua (CC).Anche la scelta delle tre preparazioni finali, sferica, appuntita o troncata, è fondamentale per ottimizzare i risultati e prevenire contaminazioni e rilavorazioni.
Ogni elettrodo è codificato a colori per eliminare confusione sul tipo.Il colore appare sulla punta dell'elettrodo.
Gli elettrodi di tungsteno puro (classificazione AWS EWP) contengono il 99,50% di tungsteno, che ha il tasso di consumo più elevato di tutti gli elettrodi ed è generalmente più economico degli elettrodi in lega.
Questi elettrodi formano una punta sferica pulita quando riscaldati e forniscono un'eccellente stabilità dell'arco per la saldatura CA con onde bilanciate.Il tungsteno puro fornisce anche una buona stabilità dell'arco per la saldatura a onda sinusoidale CA, in particolare su alluminio e magnesio.Di solito non viene utilizzato per la saldatura CC perché non fornisce il forte innesco dell'arco associato agli elettrodi di torio o cerio.Non è consigliabile utilizzare tungsteno puro su macchine basate su inverter;per ottenere risultati ottimali, utilizzare elettrodi affilati al cerio o al lantanide.
Gli elettrodi di tungsteno al torio (classificazione AWS EWTh-1 e EWTh-2) contengono almeno il 97,30% di tungsteno e dallo 0,8% al 2,20% di torio.Ne esistono di due tipi: EWTh-1 e EWTh-2, contenenti rispettivamente l'1% e il 2%.Rispettivamente.Sono elettrodi comunemente usati e sono apprezzati per la loro lunga durata e facilità d'uso.Il torio migliora la qualità dell'emissione di elettroni dell'elettrodo, migliorando così l'innesco dell'arco e consentendo una maggiore capacità di trasporto di corrente.L'elettrodo funziona molto al di sotto della sua temperatura di fusione, il che riduce notevolmente il tasso di consumo ed elimina la deriva dell'arco, migliorando così la stabilità.Rispetto ad altri elettrodi, gli elettrodi al torio depositano meno tungsteno nel bagno di fusione, quindi causano meno inquinamento della saldatura.
Questi elettrodi vengono utilizzati principalmente per la saldatura DCEN (elettrodo negativo a corrente continua) di acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, nichel e titanio, nonché per alcune saldature speciali in CA (come applicazioni di alluminio sottile).
Durante il processo di produzione, il torio viene distribuito uniformemente in tutto l'elettrodo, il che aiuta il tungsteno a mantenere i suoi bordi affilati dopo la molatura: questa è la forma dell'elettrodo ideale per saldare l'acciaio sottile.Nota: il torio è radioattivo, quindi è necessario seguire sempre le avvertenze, le istruzioni e la scheda tecnica di sicurezza del materiale (MSDS) del produttore quando lo si utilizza.
L'elettrodo di tungsteno e cerio (classificazione AWS EWCe-2) contiene almeno il 97,30% di tungsteno e dall'1,80% al 2,20% di cerio ed è chiamato 2% di cerio.Questi elettrodi offrono prestazioni migliori nella saldatura CC con impostazioni di corrente basse, ma possono essere utilizzati abilmente nei processi CA.Grazie al suo eccellente innesco dell'arco a basso amperaggio, il tungsteno al cerio è popolare in applicazioni quali la produzione di tubi e tubazioni ferroviarie, la lavorazione della lamiera e lavori che coinvolgono parti piccole e precise.Come il torio, è utilizzato al meglio per saldare acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, leghe di nichel e titanio.In alcuni casi, può sostituire gli elettrodi al torio al 2%.Le proprietà elettriche del tungsteno cerio e del torio sono leggermente diverse, ma la maggior parte dei saldatori non è in grado di distinguerle.
Si sconsiglia l'uso di un elettrodo al cerio con amperaggio più elevato, poiché un amperaggio più elevato farà sì che l'ossido migri rapidamente verso il calore della punta, rimuovendo il contenuto di ossido e invalidando i vantaggi del processo.
Utilizzare punte appuntite e/o troncate (per i tipi tungsteno puro, cerio, lantanio e torio) per processi di saldatura inverter AC e DC.
Gli elettrodi di tungsteno al lantanio (classificazioni AWS EWLa-1, EWLa-1.5 e EWLa-2) contengono almeno il 97,30% di tungsteno e dallo 0,8% al 2,20% di lantanio o lantanio e sono chiamati EWLa-1, EWLa-1.5 e EWLa-2 Dipartimento di lantanio di elementi.Questi elettrodi hanno un'eccellente capacità di innesco dell'arco, un basso tasso di combustione, una buona stabilità dell'arco ed eccellenti caratteristiche di riaccensione, molti degli stessi vantaggi degli elettrodi al cerio.Gli elettrodi al lantanide hanno anche le proprietà conduttive del tungsteno al torio al 2%.In alcuni casi, il lantanio-tungsteno può sostituire il torio-tungsteno senza grandi modifiche alla procedura di saldatura.
Se si desidera ottimizzare la capacità di saldatura, l'elettrodo di tungsteno al lantanio è la scelta ideale.Sono adatti per AC o DCEN con punta, oppure possono essere utilizzati con alimentazione AC a onda sinusoidale.Il lantanio e il tungsteno possono mantenere molto bene una punta affilata, il che è un vantaggio per la saldatura di acciaio e acciaio inossidabile in corrente continua o alternata utilizzando un alimentatore a onda quadra.
A differenza degli elettrodi al torio-tungsteno, questi elettrodi sono adatti alla saldatura in corrente alternata e, come gli elettrodi al cerio, consentono l'innesco e il mantenimento dell'arco ad una tensione inferiore.Rispetto al tungsteno puro, per una data dimensione dell'elettrodo, l'aggiunta di ossido di lantanio aumenta la capacità massima di trasporto di corrente di circa il 50%.
L'elettrodo di tungsteno allo zirconio (classificazione AWS EWZr-1) contiene almeno il 99,10% di tungsteno e dallo 0,15% allo 0,40% di zirconio.L'elettrodo di tungsteno allo zirconio può generare un arco estremamente stabile e prevenire schizzi di tungsteno.È la scelta ideale per la saldatura AC perché mantiene una punta sferica e ha un'elevata resistenza alla contaminazione.La sua capacità di carico attuale è uguale o maggiore del tungsteno del torio.Non è consigliabile utilizzare lo zirconio per la saldatura CC in nessuna circostanza.
L'elettrodo di tungsteno di terre rare (classificazione AWS EWG) contiene additivi di ossidi di terre rare non specificati o una combinazione mista di diversi ossidi, ma il produttore deve indicare ciascun additivo e la sua percentuale sulla confezione.A seconda dell'additivo, i risultati desiderati possono includere la generazione di un arco stabile durante i processi CA e CC, una durata maggiore rispetto al torio-tungsteno, la capacità di utilizzare elettrodi di diametro inferiore nello stesso lavoro e l'uso di elettrodi di dimensioni simili. e meno schizzi di tungsteno.
Dopo aver selezionato il tipo di elettrodo, il passo successivo è selezionare la preparazione finale.Le tre opzioni sono sferica, appuntita e troncata.
La punta sferica viene solitamente utilizzata per elettrodi di tungsteno e zirconio puri ed è consigliata per processi AC su macchine GTAW a onda sinusoidale e tradizionale a onda quadra.Per terraformare correttamente l'estremità del tungsteno, è sufficiente applicare la corrente CA consigliata per un dato diametro dell'elettrodo (vedere Figura 1) e all'estremità dell'elettrodo si formerà una sfera.
Il diametro dell'estremità sferica non deve superare 1,5 volte il diametro dell'elettrodo (ad esempio, un elettrodo da 1/8 di pollice dovrebbe formare un'estremità del diametro di 3/16 di pollice).Una sfera più grande sulla punta dell'elettrodo riduce la stabilità dell'arco.Potrebbe anche cadere e contaminare la saldatura.
Punte e/o punte troncate (per i tipi tungsteno puro, cerio, lantanio e torio) vengono utilizzate nei processi di saldatura inverter AC e DC.
Per macinare correttamente il tungsteno, utilizzare una mola specificatamente progettata per la molatura del tungsteno (per prevenire la contaminazione) e una mola in borace o diamante (per resistere alla durezza del tungsteno).Nota: se stai macinando il torio-tungsteno, assicurati di controllare e raccogliere la polvere;la stazione di macinazione è dotata di un adeguato sistema di ventilazione;e seguire le avvertenze, le istruzioni e la scheda di sicurezza del produttore.
Macinare il tungsteno direttamente sulla ruota con un angolo di 90 gradi (vedere Figura 2) per garantire che i segni di molatura si estendano lungo la lunghezza dell'elettrodo.Ciò può ridurre la presenza di creste sul tungsteno, che potrebbero causare la deriva dell'arco o la fusione nel bagno di saldatura, con conseguente contaminazione.
In genere, si desidera molare la conicità sul tungsteno fino a non più di 2,5 volte il diametro dell'elettrodo (ad esempio, per un elettrodo da 1/8 di pollice, la superficie molata è lunga da 1/4 a 5/16 di pollice).La macinazione del tungsteno in un cono può semplificare la transizione dell'innesco dell'arco e produrre un arco più concentrato, in modo da ottenere migliori prestazioni di saldatura.
Quando si saldano materiali sottili (da 0,005 a 0,040 pollici) a bassa corrente, è meglio macinare il tungsteno fino a un certo punto.La punta consente la trasmissione della corrente di saldatura nell'arco focalizzato e aiuta a prevenire la deformazione di metalli sottili come l'alluminio.Non è consigliabile utilizzare il tungsteno appuntito per applicazioni a corrente più elevata perché la corrente più elevata soffierà via la punta del tungsteno e causerà la contaminazione del bagno di saldatura.
Per applicazioni a corrente più elevata, è meglio molare la punta troncata.Per ottenere questa forma, il tungsteno viene prima macinato fino alla conicità sopra descritta, quindi macinato da 0,010 a 0,030 pollici.Terreno piatto all'estremità del tungsteno.Questa superficie piana aiuta a impedire il trasferimento del tungsteno attraverso l'arco.Inoltre previene la formazione di palline.
WELDER, precedentemente noto come Practical Welding Today, mette in mostra le persone reali che realizzano i prodotti che utilizziamo e lavoriamo ogni giorno.Questa rivista è al servizio della comunità della saldatura in Nord America da oltre 20 anni.
Orario di pubblicazione: 23 agosto 2021