Nicht abschmelzende Elektroden zum WIG-Schweißen der Marke. Wolframelektroden zum Argonlichtbogenschweißen. Vor- und Nachteile des manuellen WIG-Schweißverfahrens

Ein wenig Theorie - um Aluminium zu schweißen, braucht man eine Wechselstromquelle, denn mit Gleichstrom lässt sich Aluminium nicht schweißen. Dies gilt speziell für das Argon-Lichtbogenschweißen. Das Gerät muss über eine berührungslose Zündfunktion, eine Kraterfüllfunktion und eine AC-Balance-Einstellfunktion verfügen. Dieses Gerät hat all diese Funktionen, es ist nichts anderes drin, aber das reicht völlig aus, um die Arbeit effizient zu erledigen.

Besondere Aufmerksamkeit sollte Argongas gewidmet werden. Wenn es etwas verschmutzt ist, schlägt das Schweißen fehl. Aluminium wird während des Schweißvorgangs schwarz und die Nähte werden sehr hässlich. Denn es kommt vor, dass man auf Zylinder stößt, in die etwas Luft aus der Atmosphäre gemischt wird.

Füllstab

Ich bin auf zwei Hauptarten von Füllmaterial gestoßen - Füllstäbe zum Schweißen von Reinaluminium zum Beispiel, wie ich hier habe, elektrische Stromschienen, dort wird Reinaluminium verwendet.

Und Füllstäbe zum Schweißen von Aluminiumguss, in denen viele Verunreinigungen anderer Metalle enthalten sind. In solchen Stäben wird eine Siliziumkomponente hinzugefügt, die das Arbeiten mit Aluminium erheblich erleichtert und die Nähte in solchen Fällen so stark wie möglich sind.

Zum Schweißen von Reinaluminium werden Stäbe mit der Nummer 5356 verwendet, zum Schweißen von Aluminiumgusslegierungen wird Stab 4043 verwendet.

Wolframelektrode

Wolframelektroden müssen entweder universell oder zum Wechselstromschweißen verwendet werden, solche Elektroden sind grün eingefärbt. Zum Aluminiumschweißen verwende ich eine Universalelektrode mit einem Durchmesser von 2,4. Sie können sowohl dünnes als auch dickes Aluminium bis zu 5-6 mm schweißen.

Die Elektrode muss vor dem Schweißen geschärft werden, aber es ist nicht notwendig, dass sie sehr scharf ist, es ist möglich, eine leichte Stumpfheit zu hinterlassen, da sie während des Schweißvorgangs immer noch mit einer Halbkugel abgerundet wird. Beim Schweißen sollte die Wolframelektrode eine klare Kugel haben, die einem kleinen Tropfen ähnelt, aber dieser Tropfen sollte im Durchmesser nicht größer sein als die Elektrode selbst. Die Farbe sollte glänzend sein, die Kugel selbst sollte gleichmäßig sein. Wenn es beispielsweise matt ist, bedeutet dies schlechten Schutz oder schlechtes Gas. Auf das Gas kommt es an - entweder gibt es wenig Gas oder das Gas ist schlecht.

Wenn die Elektrode zu stark schmilzt, hält sie zu hohe Temperaturen aus und ist daher für solche Ströme nicht ausgelegt. Das heißt, es ist notwendig, eine Elektrode mit größerem Durchmesser zu verwenden.

Und das Gerät hat auch eine Funktion wie eine Wechselstromwaage. Auf diese Funktion werden wir im Detail eingehen. Sie ist auch dafür verantwortlich, wie sich Wolfram bei der Arbeit verhält.

Gasschutz

Beim Aluminiumschweißen ist es sinnvoll, eine Gaslinse zu verwenden. Eine Gaslinse ist ein Spannzangenhalter, der im Inneren eine eingebettete Netzstruktur aufweist, durch die Gas strömt. Dieses Gas erzeugt eine leisere laminare Strömung und bietet somit einen besseren Schutz für Wolframelektrode und Schweißbad. Auch für diese Gaslinse gibt es spezielle Düsen, der Durchmesser der Düsen kann auch unterschiedlich sein. Speziell für Aluminium gilt: Je größer der Düsendurchmesser, desto besser der Schutz. Ich habe einen sehr kleinen Düsendurchmesser, nur 8 Millimeter, aber für meine Aufgabe wird es reichen.

Der Überstand der Wolframelektrode beim Schweißen sollte ca. 4-5 mm betragen. Wenn mehr vorhanden ist, wird Wolfram bei Wechselstrom sehr heiß und kollabiert.

Die vollständige Bezeichnung dieses Schweißverfahrens lautet: Lichtbogenhandschweißen unter Schutzgas mit einer Wolframelektrode (DSTU 3761.3-98 „Schweißen und verwandte Verfahren. Teil 3 Schweißen von Metallen: Verbindungen und Nähte, Technologie, Werkstoffe und Ausrüstung. Begriffe und Definitionen"). Das Schema und das Wesen des WIG-Schweißverfahrens sind in der folgenden Abbildung dargestellt.

Durch einen Lichtbogen, der zwischen der nicht abschmelzenden Wolframelektrode und dem Werkstück brennt, werden die Kanten des zu schweißenden Werkstücks und der Zusatzwerkstoff aufgeschmolzen. In diesem Fall wird eine Elektrode entweder aus reinem oder aus aktiviertem Wolfram verwendet. Bei Bedarf wird dem Schweißbad Zusatzwerkstoff zugesetzt. Während sich der Lichtbogen bewegt, verfestigt sich das geschmolzene (flüssige) Metall im Schweißbad (d. h. kristallisiert) und bildet eine Schweißnaht, die die Kanten der Teile verbindet. Die Schweißverbindung entsteht entweder nur durch das geschmolzene Grundmetall oder sowohl durch das Grundmetall als auch durch das Metall des Zusatzdrahtes. Der Lichtbogen, das Schmelzbad, die Enden der Wolframelektrode und des Zusatzdrahtes sowie die Kühlnaht werden durch ein Inertgas (Argon oder Helium), das der Schweißzone mit einem Brenner zugeführt wird, vor der Umgebung geschützt. Das Schweißen erfolgt entweder mit Gleichstrom mit direkter Polarität, wenn der Pluspol der Stromquelle mit dem Produkt und der Minuspol mit dem Brenner verbunden ist, oder mit Wechselstrom (beim Schweißen von Aluminium).

WIG-Schweißanwendungen

Dieses Schweißverfahren wird häufig in der Chemie-, Wärme- und Energieindustrie, Ölraffination, Luft- und Raumfahrt, Lebensmittelindustrie, Automobilindustrie und anderen Industrien zum Schweißen fast aller Metalle und Legierungen verwendet: Kohlenstoff-, Bau- und Edelstahl, Aluminium und seine Legierungen, Titan, Nickel, Kupfer, Messing, Siliziumbronzen sowie unähnliche Metalle und Legierungen; Auftauchen einiger Metalle auf anderen.

Schweißstromquelle

Die Schweißstromquelle versorgt den Schweißlichtbogen mit elektrischer Energie. Als Stromquelle beim WIG-Schweißen werden verwendet:

Schweißtransformatoren - beim Schweißen mit Wechselstrom;
- Schweißgleichrichter und Generatoren - zum Gleichstromschweißen;
- universelle Stromquellen für AC- und DC-Schweißen.

Stromquellen für das WIG-Schweißen müssen eine steil abfallende äußere Strom-Spannungs-Kennlinie () aufweisen. Diese Kennlinie gewährleistet die Konstanz des eingestellten Wertes des Schweißstromes bei Verletzungen der Lichtbogenlänge, beispielsweise durch Schwingungen der Schweißerhand.

Schweißbrenner

Der Hauptzweck des WIG-Lichtbogenschweißbrenners besteht darin, die Wolframelektrode (W-Elektrode) in der gewünschten Position starr zu fixieren, mit elektrischem Strom zu versorgen und den Schutzgasstrom gleichmäßig um das Schweißbad zu verteilen. Es besteht aus einem Körper (Griff) und einem mit Isoliermaterial bedeckten Kopf. Typischerweise ist im Brennergriff ein Bedienknopf zum Ein- und Ausschalten von Schweißstrom und Schutzgas eingebaut. Einige moderne Brenner verfügen während des Schweißens über einen Stromregler. Mit der Spannzange können Sie die W-Elektrode fest im Brenner fixieren; Schrauben Sie dazu die hintere Kappe ganz nach unten. Normalerweise ist die hintere Kappe lang genug, um die gesamte Länge der Elektrode aufzunehmen, wie gezeigt. Für Arbeiten unter beengten Platzverhältnissen können die Brenner jedoch auch mit kurzen Kappen geliefert werden.

WIG-Brenner werden je nach maximal benötigtem Strom und Einsatzbedingungen in den unterschiedlichsten Bauformen und Größen angeboten. Die Brennergröße beeinflusst auch, wie sich der Brenner beim Schweißen erwärmt und abkühlt. Einige Brenner sind so konstruiert, dass sie durch einen Schutzgasstrom gekühlt werden (dies sind die sogenannten luftgekühlten Brenner). Die Brenner geben auch Wärme an die Umgebung ab. Wassergekühlte Brenner sind ebenfalls erhältlich. Sie sind in der Regel für den Einsatz bei höheren Schweißströmen vorgesehen. Wassergekühlte WIG-Brenner sind bei gleichen Schweißströmen im Allgemeinen kleiner als luftgekühlte Brenner.

Gasdüse. Die Gasdüse hat die Aufgabe, das Schutzgas in die Schweißzone zu leiten, sodass es die Umgebungsluft ersetzt. Die Gasdüse ist mit dem WIG-Brenner verschraubt, was bei Bedarf den Austausch erleichtert. Sie bestehen in der Regel aus Keramik, um starker Hitze standzuhalten.

Gaslinsen... Eine andere Art von Düsen sind eingebaute Gaslinsendüsen, bei denen der Gasstrom durch ein Metallgitter strömt, was ihm mehr Laminarität verleiht, was einen besseren Schutz bietet, da ein solcher Strom widerstandsfähiger gegen die Auswirkungen von Querluftströmungen ist und wirkt über eine größere Distanz. Der Vorteil der Laminar-Gasstromdüse besteht darin, dass ein größerer Stick-Out eingestellt werden kann, was dem Schweißer eine bessere Sicht auf das Schweißbad ermöglicht. Gaslinsen reduzieren auch den Gasverbrauch.

Konventionelle Düse (links) und Gaslinsendüse (rechts)

Schutzgasströmungsform aus einer konventionellen Düse

Schutzgasströmungsform aus einer Gaslinsendüse

Steuergeräte (Panels) für WIG-Schweißanlagen

Steuergeräte (Panels) für WIG-Schweißanlagen können sowohl sehr einfach als auch sehr komplex mit verschiedenen Funktionen sein. Mit dem einfachsten Steuergerät können Sie nur den Schweißstrom steuern. Gleichzeitig wird der Schutzgasstrom durch einen im WIG-Brenner eingebauten Regler eingestellt. Moderne Steuergeräte ermöglichen es, Schutzgas vor dem Zünden des Lichtbogens einzuschalten und nach Abschalten des Schweißstroms noch einige Zeit weiterzuführen. Letzterer schützt die Wolframelektrode und das kühlende Schweißbad vor der Umgebungsluft. Steuergeräte für WIG-Schweißanlagen können auch Anstieg und Abfall des Schweißstroms sowie gepulstes Schweißen (Stromwelligkeit) steuern. Die Einstellung des Zeitpunkts des sanften Anstiegs des Stroms auf den Nennwert beim Zünden des Lichtbogens schützt die Wolframelektrode vor Zerstörung und dem Eindringen von Wolframpartikeln in die Schweißnaht. Die Steuerung der Rampenzeit am Schweißende verhindert die Bildung von Kratern und Porosität.

Im Pulsschweißmodus werden zwei Stromstufen eingestellt: Pulsstrom und Basisstrom. Der Basisstromwert wird aus der Bedingung ausgewählt, dass der Lichtbogen brennt. Das Aufschmelzen des Grundwerkstoffes erfolgt durch den Pulsstrom, während in der Pause das Schmelzbad abkühlt (bis zur vollständigen Kristallisation, abhängig von den Parametern des Pulsmodus). Puls- und Pausendauer können angepasst werden.

Beim Pulsschweißen sieht die Naht wie eine Reihe von übereinanderliegenden Schweißpunkten aus, und der Grad der Überlappung hängt von der Schweißgeschwindigkeit ab.

Grundparameter des manuellen WIG-Schweißmodus

Die wichtigsten Parameter des WIG-Schweißmodus sind:

Wolframelektrodentyp;
- Elektrodendurchmesser;
- Art des Schutzgases;
- Schweißstromstärke (Iw);
- Lichtbogenspannung (Ud);
- Schweißgeschwindigkeit (Vw).

Gebrauchte Schweißzusätze

Schutzgase

Das Schutzgas hat mehrere Funktionen. Eine davon ist, die Umgebungsluft aus der Schweißzone zu verdrängen und dadurch den Kontakt mit dem Schweißbad und einer heißen Wolframelektrode auszuschließen. Es spielt auch eine wichtige Rolle bei der Strom- und Wärmeübertragung durch den Lichtbogen. Beim WIG-Schweißen werden zwei Inertgase verwendet: Argon (Ar) und Helium (He), von denen ersteres häufiger verwendet wird. Sie können beide miteinander vermischt werden oder mit jeweils einem anderen Gas mit Reduktionsvermögen, d.h. geht eine Bindung mit Sauerstoff ein. Beim WIG-Schweißen werden zwei Gase als Reduktionsgase verwendet, Wasserstoff (H2) und Stickstoff (N2). Die Wahl der Schutzgasart richtet sich nach der Art des zu schweißenden Materials.

Auswahl des richtigen Schutzgases.

Als Schutzgas für die Wurzelseite der Schweißnaht wird empfohlen, ein N 2 / H 2 -Gasgemisch zu verwenden.

Weitere Informationen zu Schutzgasen und Füllstäben finden Sie im Artikel

Elektroden

Nicht abschmelzende Wolframelektroden für das Schutzgasschweißen werden in 4 Typen (nach -80) hergestellt:

EHF - reines Wolfram ohne spezielle Zusätze;
EVL - Wolfram mit Zusatz von Lanthanoxid (1,1 - 1,4 %);
EVI - Wolfram mit Zusatz von Yttriumoxid (1,5 - 3,5%);
EWT - Wolfram mit Zusatz von Thoriumdioxid (1,5 - 2%).

Der Durchmesser der Wolframelektrode wird je nach Marke, Wert und Art des Schweißstroms gewählt. EHF-Elektroden werden zum Schweißen an Wechselstrom verwendet, andere zum Schweißen an Wechsel- und Gleichstrom mit Gleich- und Verpolung.

Stromart und Polarität beeinflussen in erster Linie die Form der Durchdringung. Diese Abhängigkeit ist herkömmlich in der Figur gezeigt.

A - Gleichstrom-Gleichstrom-Polarität; B - Gleichstromumkehrpolarität; B - Wechselstrom;

Beim Schweißen wird die Elektrode stumpf und dadurch nimmt die Eindringtiefe ab. Es wird empfohlen, das Elektrodenende beim Wechselstromschweißen in Form einer Kugel und beim Gleichstromschweißen in Form eines Kegels zu schärfen. Der Konuswinkel sollte 28 - 30° betragen, die Länge des konischen Teils sollte 2 - 3 Elektrodendurchmesser betragen. Der Kegel sollte nach dem Schärfen stumpf sein, der stumpfe Durchmesser sollte 0,2 bis 0,5 mm betragen.

Der Schärfvorgang der Elektrode ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Beim Schärfen der Elektrode können tragbare Geräte oder stationäre Geräte mit oder ohne spezielle Führungen für die Elektrode verwendet werden.

Schärfen der W-Elektrode

Verbrauch an Elektroden mit einem Durchmesser von 8 - 10 mm bei Dauerbetrieb für 5 Stunden:

ESP - 8,4 g / h, EVL - 1,2 g / h, EVI - 0,18 g / h, EVT - 1,4 g / h. Um den Elektrodenverbrauch zu reduzieren, sollte die Schutzgaszufuhr vor dem Einschalten des Schweißstroms gestartet und nach dem Abschalten des Stroms und dem Abkühlen der Elektrode gestoppt werden.

In Plasmaschweißbrennern werden Zirkon- und Hafniumelektroden verwendet. Das Schweißen mit einer Graphitelektrode wird sehr selten verwendet - hauptsächlich zur Herstellung unkritischer Schweißverbindungen bei der Herstellung von Produkten aus kohlenstoffarmem Stahl, Schweißen von Fehlern an Gusseisen und beim Schweißen von Kupfer in Stickstoff mit Gleichstrom mit direkter Polarität.

Einfluss der Strompolarität auf den Schweißprozess

Die Polarität des Schweißstroms beeinflusst maßgeblich die Art des Lichtbogenschweißprozesses im Schutzgas mit einer Wolframelektrode. Anders als beim Schweißen mit abschmelzender Elektrode (einschließlich E-Hand- und MIG / MAG-Schweißen) sind beim Schweißen mit einer nicht abschmelzenden Elektrode in einer Schutzgasatmosphäre die Unterschiede in der Art des Schweißprozesses bei umgekehrter und direkter Polarität entgegengesetzt.

So zeichnet sich das WIG-Schweißverfahren bei Verwendung der umgekehrten Polarität durch folgende Merkmale aus:

Reduzierter Wärmeeintrag in das Produkt und erhöhter Wärmeeintrag in die Elektrode (daher muss beim Schweißen mit umgekehrter Polarität die nicht abschmelzende Elektrode bei gleichem Strom einen größeren Durchmesser haben, sonst überhitzt sie und bricht schnell zusammen);
- die Schmelzzone des Grundmetalls ist breit, aber flach;
- Der Effekt der kathodischen Reinigung der Oberfläche des Grundmetalls wird beobachtet, wenn unter dem Einfluss des Flusses positiver Ionen die Oxid- und Nitridschichten zerstört werden (das sogenannte kathodische Sputtern), was die Verschmelzung der . verbessert Kanten und die Bildung der Schweißnaht.

Beim Schweißen mit gerader Polarität ist jedoch Folgendes zu beachten:

Erhöhter Wärmeeintrag in das Produkt und reduzierter Wärmeeintrag in die Elektrode;
- Die Schmelzzone des Grundmetalls ist schmal, aber tief.

Wie beim E-Hand- und MIG/MAG-Schweißen sind die unterschiedlichen Lichtbogeneigenschaften bei Vorwärts- und Rückwärtspolung beim WIG-Schweißen mit der Asymmetrie der Energiefreisetzung an Kathode und Anode verbunden. Diese Asymmetrie wiederum wird durch die Differenz der Werte des Spannungsabfalls im anodischen und kathodischen Bereich des Lichtbogens bestimmt. Unter den Bedingungen des Schweißens mit einer nicht abschmelzenden Elektrode ist der Spannungsabfall an der Kathode viel geringer als der Spannungsabfall an der Anode, daher wird an der Kathode weniger Wärme erzeugt als an der Anode.

Nachfolgend eine ungefähre Wärmefreisetzung in verschiedenen Teilen des Lichtbogens beim WIG-Schweißen bei einem Schweißstrom von 100 A und bei Verwendung von gerader Polarität (als Produkt des Spannungsabfalls im entsprechenden Lichtbogenbereich mit dem Schweißstrom):

Im Kathodenbereich: 4 V x 100 A = 0,4 kW bei einer Länge von ≈ 0,0001 mm
- in der Lichtbogensäule: 5 V x 100 A = 0,5 kW bei einer Länge von ≈ 5 mm
- im Anodenbereich: 10 V x 100 A = 1,0 kW bei einer Länge von ≈ 0,001 mm.

Da beim Schweißen mit gerader Polarität ein erhöhter Wärmeeintrag in das Produkt und weniger in die Elektrode eintritt, wird beim Schweißen mit Gleichstrom die direkte Polarität verwendet. In diesem Fall schmelzen aufgrund der Tatsache, dass Wärme hauptsächlich im Anodenbereich freigesetzt wird, nur die Teile des Grundmetalls, auf die der Lichtbogen gerichtet ist, d.h. wo sich die Anode befindet.

Grundlegende internationale Bezeichnungen zum WIG-Schweißen

WIG- Diese Abkürzung des Namens dieses Prozesses wird in Europa akzeptiert. WIG - Tungsten Inert Gas (Wolfram - Wolfram auf Englisch).

PERÜCKE- Daher ist es in Deutschland üblich, diesen Vorgang der Kürze halber zu nennen. WIG - Wolfram-Inertgasschweißen (Wolfram - Wolfram auf Deutsch).

WIG-DC- WIG-Methode auf Gleichstrom (DC - Gleichstrom - Gleichstrom in Englisch).

WIG-AC- WIG-Methode auf Wechselstrom (AC - Wechselstrom - Wechselstrom in Englisch).

WIG-HF- WIG-Verfahren mit einem System zur berührungslosen Lichtbogenanregung durch Hochspannungs- und Hochfrequenzentladung; HF - Hochfrequenz - Hochfrequenz auf Englisch.

Dabei wird ein Oszillator verwendet, der einen kurzzeitigen Spannungsimpuls erzeugt, der für einen Durchbruch und sequentiellen Verlauf von einer Funkenentladung bis hin zu einer Bogenentladung sorgt. Aufgrund der hohen Frequenz und geringen Leistung des Oszillators ist die hohe Spannung für den Menschen ungefährlich. Die Hochfrequenzzündung sorgt für höchste Qualität der Schweißnaht, da sie die Wolframelektrode nicht mit dem Werkstück berührt und somit das Eindringen von Wolframpartikeln in das Schweißbad ausschließt. Auch bei dieser Zündung erfolgt keine Zerstörung der Stirnfläche der Wolframelektrode. Der Einsatz von Oszillatoren kann jedoch zum Ausfall von Geräten führen, die gegenüber elektromagnetischen Einflüssen empfindlich sind.

WIG-Kontakt oder SCRATCH START - ein WIG-Verfahren mit Kontaktlichtbogenzündung durch Berühren der Wolframelektrode des Werkstücks ("Aufschlagen" des Endes der Wolframelektrode über die Werkstückoberfläche, ähnlich wie beim Schweißen mit umhüllten Elektroden). Bei dieser Methode der Lichtbogenzündung ist es möglich, dass Wolframpartikel in das Schmelzbad gelangen sowie das Ende der Wolframelektrode zerstört wird, da im Moment des Kontakts der Elektrode mit dem Produkt ein Kurzschlussstrom fließt .

WIG-LIFT ARC(WIG-LIFT IGNITION, LIFTIG) - WIG-Verfahren mit Kontaktlichtbogenerregung, wenn im Moment eines Kurzschlusses ein zuvor reduzierter Strom fließt.

Diese Methode der Lichtbogenzündung schließt zwar den Kontakt der Elektrode mit dem Produkt nicht aus, hat jedoch nicht die Nachteile der vorherigen Methode, da im Moment des Kurzschlusses ein zuvor reduzierter Strom fließt.

Einstellen der WIG-Schweißparameter

Die folgende Abbildung zeigt den Ablauf zum Definieren und Anpassen der WIG-Schweißparameter.

WIG-Schweißtechnik

Beim WIG-Schweißen muss der Seitenwinkel des Brenners immer 90 Grad betragen. Der Brenner sollte schräg gehalten werden, während der Neigungswinkel des Brenners zur Oberfläche des Produkts in Richtung des Rückwärtsschweißens 70…80 Grad betragen sollte. Das Additiv wird zugeführt, während sich der Brenner in einem Winkel von 15 bis 30° zum Grundmetall bewegt.

Das WIG-Schweißen erfolgt „schräg nach vorne“ (dh der Brenner wird zur Formschweißung geneigt) unter regelmäßiger Zugabe von Additiv in kleinen Schritten. Beim Schweißen ist es sehr wichtig, dass das Ende des Zusatzdrahtes nicht aus der Schutzgaszone herausgezogen wird; andernfalls oxidiert es beim Schmelzen oder Erhitzen bei Kontakt mit Umgebungsluft. Jeder Grad an Oxidation oder Verunreinigung des Zusatzdrahtes führt unweigerlich zu einer Verunreinigung des Schweißbades. Daher ist es sehr wichtig, dass der Schweißer die Füllbecken sauber von Schmutz, Fett oder Feuchtigkeit verwendet. Normalerweise gelangen Schmutz und Fett von schmutzigen Handschuhen auf das Füllmetall. Daher ist es sehr wünschenswert, die Stäbe unmittelbar vor dem Schweißen beispielsweise mit Aceton zu bearbeiten. Schmierung und Feuchtigkeit, sowohl am Schweißstab als auch am Grundwerkstoff, können schwerwiegende Schweißfehler wie Porosität, Wasserstoffrisse usw. verursachen.

Merkmale des Schweißens von Aluminium und Aluminiumlegierungen

Beim WIG-Schweißen der meisten Metalle wird Gleichstrom mit direkter Polarität verwendet. Bei Aluminium und Magnesium sind diese Schweißbedingungen jedoch nicht akzeptabel. Dies ist auf das Vorhandensein eines starken und feuerfesten Oxidfilms auf der Oberfläche dieser Metalle zurückzuführen. Aluminium ist hochreaktiv. Es interagiert leicht mit Luftsauerstoff, d.h. oxidiert. Dabei bildet sich ein dünner dichter Film aus Aluminiumoxid (Al 2 O 3). Gerade diesem Film verdankt Aluminium seine hohe Korrosionsbeständigkeit. Der Schmelzpunkt von reinem Aluminium beträgt 660 ° C und der Schmelzpunkt von Aluminiumoxid ist mehr als dreimal höher - 2030 ° C. Aluminiumoxid ist ein keramisches Material, das hart und nicht leitend ist. Wenn Aluminium schmilzt, breitet es sich in großen Tropfen aus, die durch einen Oxidfilm vom Schmelzen abgehalten werden. Gelangen die Bruchstücke der Folie in das kristallisierte Schweißgut, verschlechtern sich dessen mechanische Eigenschaften. Um also zwei Aluminiumteile miteinander zu verschweißen, muss zunächst dieser Oxidfilm zerstört werden. Das kann gemacht werden:

Mechanisch (dies ist jedoch praktisch unmöglich, da Aluminium aufgrund der hohen chemischen Aktivität sofort eine Verbindung mit Sauerstoff eingeht und sich eine neue Schicht aus Aluminiumoxid bildet. die Oxidation von Aluminium und die Bildung eines Oxidfilms treten noch intensiver auf);
- chemische Behandlung (eher schwierig und zeitaufwendig);
- Schweißen mit umgekehrter Polarität;
- Schweißen mit Wechselstrom.

Wenn die Elektrode an den Minuspol angeschlossen wird (geradpoliges Schweißen), wird eine erhebliche Wärmemenge auf das Werkstück übertragen, aber die Folie reißt nicht. Bei Umpolung und Anschluss der Elektrode an den Pluspol (verpoltes Schweißen) wird zwar weniger Wärme auf das Produkt übertragen, aber sobald der Lichtbogen gezündet wird, beginnt die Oxidschicht zu brechen (also sogenannte kathodische Reinigung).

Es gibt zwei Theorien, die den Mechanismus der Zerstörung des Oxidfilms bei umgekehrter Polarität erklären.

Der Kathodenfleck, der sich entlang der Oberfläche des Schmelzbades bewegt, führt zur Verdampfung von Aluminiumoxiden, während die Emission von Elektronen aus aktiven Kathodenflecken Bruchstücke des Oxidfilms an die Ränder des Schmelzbades abstößt, wo sie dünne Streifen bilden.

Der Ionenstrom hat genügend kinetische Energie, um den Oxidfilm zu zerstören, wenn er mit der Kathodenoberfläche kollidiert (ein ähnlicher Effekt tritt beim Sandstrahlen auf). Diese Theorie wird dadurch gestützt, dass die Reinigungswirkung bei Verwendung von Inertgasen mit höherem Atomgewicht (Argon) höher ist.

Neben diesem positiven Phänomen werden jedoch negative Folgen des Schweißens mit umgekehrter Polarität wie Überhitzung der Elektrode, an der zu viel Wärme erzeugt wird (was zu Überhitzung führt) und geringe Eindringung des Grundmetalls beobachtet. Die Lösung dieser Probleme ist das Wechselstromschweißen. Die Kombination von Vorwärts- und Rückwärtspolarität ermöglicht es Ihnen, beide Polaritäten zu nutzen; wir erhalten sowohl den notwendigen Wärmeeintrag (d. h. das Eindringen des Grundmetalls) in Halbperioden mit direkter Polarität als auch die Reinigung der Oberfläche von Aluminiumoxid (in Halbperioden mit umgekehrter Polarität). Das Schweißen mit Wechselstrom dieser Frequenz ist das ideale Verfahren zum Fügen aller Arten von Aluminium- und Magnesiumlegierungen.

Vor- und Nachteile des manuellen WIG-Schweißverfahrens

Gegenüber anderen Schweißverfahren (E-Hand, MIG/MAG, Unterpulverschweißen) bietet das WIG-Schweißen folgende Vorteile:

Ermöglicht hochwertige Schweißnähte in Bezug auf fast alle Metalle und Legierungen (einschließlich schwer zu schweißender und unähnlicher, z. B. Aluminium mit Stahl);
- bietet eine gute visuelle Kontrolle des Schweißbades und des Lichtbogens;
- aufgrund der fehlenden Metallübertragung durch den Lichtbogen gibt es keine Metallspritzer;
- praktisch keine Behandlung der Nahtoberfläche nach dem Schweißen erforderlich;
- wie bei MIG / MAG- und MMA-Schweißverfahren kann das WIG-Schweißen in allen räumlichen Lagen durchgeführt werden;
- wie beim MIG/MAG-Schweißen gibt es beim WIG-Schweißen keine Schlacke, d. h. es gibt keine Schlackeneinschlüsse im Schweißgut.

Die Nachteile dieses Schweißverfahrens sind geringe Produktivität, Komplexität und hohe Kosten der Stromquelle (im Vergleich zum Abschmelzelektrodenschweißen).

Gesundheit und Sicherheit in Bezug auf das WIG-Schweißverfahren

Wolframelektroden werden beim Argon-Lichtbogenschweißen verwendet, dh beim Schweißen mit einer nicht abschmelzenden Elektrode in einer Argon-Schutzgasumgebung.

Der Schmelzpunkt von Wolfram beträgt 3410°C, der Siedepunkt liegt bei 5900 °C. Es ist das hitzebeständigste Metall, das es gibt. Wolfram bleibt auch bei sehr hohen Temperaturen hart. Auf diese Weise können Sie daraus nicht verbrauchbare Elektroden herstellen. In der Natur kommt Wolfram hauptsächlich in Form von oxidierten Verbindungen vor - Wolframit und Scheelit.

Beim Argon-Lichtbogenschweißen brennt ein Lichtbogen zwischen dem Werkstück und der Wolframelektrode. Die Elektrode befindet sich im Schweißbrenner. Beim Schutzgasschweißen wird üblicherweise Gleichstrom mit direkter Polarität verwendet. Manchmal wird Strom mit umgekehrter Polarität oder Wechselstrom verwendet. In solchen Fällen empfiehlt es sich, Wolframelektroden mit Legierungszusätzen zu verwenden, die die Stabilität und Stabilität des Schweißlichtbogens erhöhen.

Zur Verbesserung der Elektrodenqualität (z. B. Beständigkeit gegen hohe Temperaturen, Erhöhung der Lichtbogenstabilität) werden dem reinen Wolfram als Zusatz Seltenerdmetalloxide zugesetzt. Je nach Gehalt dieser Zusatzstoffe gibt es verschiedene Varianten von Wolframelektroden. Dies bestimmt die Marke der Elektrode. Heutzutage kann man sich die Marke der Elektrode leicht an der Farbe merken, in der ein Ende lackiert ist. Wolframelektroden werden in drei Typen unterteilt: Fest (WT, WY), Variable (WP, WZ) und Universal (WL, WC).

Internationale Elektrodenmarken

WP(grün) - Reine Wolframelektrode (Gehalt nicht weniger als 99,5%). Die Elektroden bieten eine gute Lichtbogenstabilität beim Schweißen mit Wechselstrom, symmetrisch oder unsymmetrisch mit kontinuierlicher Hochfrequenzstabilisierung (mit einem Oszillator). Diese Elektroden werden für das sinusförmige Wechselstromschweißen von Aluminium, Magnesium und deren Legierungen bevorzugt, da sie eine gute Lichtbogenstabilität sowohl in Argon- als auch in Heliumumgebungen bieten. Aufgrund der begrenzten thermischen Belastung wird das Arbeitsende der reinen Wolframelektrode zu einer Kugel geformt.

Aluminium, Magnesium und deren Legierungen.

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WZ-8(weiß) - Zirkonoxid-Elektroden werden bevorzugt für das Wechselstromschweißen verwendet, wo selbst eine minimale Verschmutzung des Schweißbades nicht toleriert wird. Die Elektroden erzeugen einen äußerst stabilen Lichtbogen. Die zulässige Strombelastung der Elektrode ist etwas höher als bei Cer-, Lanthan- und Thorium-Elektroden. Das Arbeitsende der Elektrode beim Schweißen mit Wechselstrom ist kugelförmig bearbeitet.

Wichtigste zu schweißende Materialien: Aluminium und seine Legierungen, Bronze und seine Legierungen, Magnesium und seine Legierungen, Nickel und seine Legierungen.

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WT-20(rot) - Elektrode mit Zusatz von Thoriumoxid. Die gebräuchlichsten Elektroden, da sie als erste beim Schweißen mit Gleichstrom signifikante Vorteile von Verbundelektroden gegenüber reinen Wolframelektroden zeigten. Da Thorium jedoch ein schwach radioaktives Material ist, können die beim Schärfen der Elektrode entstehenden Dämpfe und Stäube die Gesundheit des Schweißers und die Sicherheit der Umwelt beeinträchtigen.
Die relativ geringe Freisetzung von Thorium beim episodischen Schweißen ist, wie die Praxis gezeigt hat, kein Risikofaktor. Wird jedoch regelmäßig und über längere Zeit in engen Räumen geschweißt oder muss der Schweißer den beim Schärfen der Elektrode entstehenden Staub einatmen, ist es aus Sicherheitsgründen erforderlich, den Arbeitsbereich mit einer lokalen Belüftung auszustatten.
Beim Schweißen mit Gleichstrom und mit verbesserten Stromquellen funktionieren dornige Elektroden gut, während Sie je nach Aufgabenstellung den Winkel des Elektrodenschleifens ändern können. Thorisierte Elektroden behalten ihre Form bei hohen Schweißströmen auch dann gut, wenn eine reine Wolframelektrode zu schmelzen beginnt und am Ende eine kugelförmige Oberfläche entsteht.
WT-20-Elektroden werden nicht für das Wechselstromschweißen empfohlen. Das Ende der Elektrode ist in Form einer Plattform mit Vorsprüngen bearbeitet.

Wichtigste zu schweißende Materialien: Edelstähle, Metalle mit hohem Schmelzpunkt (Molybdän, Tantal), Niob und seine Legierungen, Kupfer, Siliziumbronze, Nickel und seine Legierungen, Titan und seine Legierungen.

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WY-20(dunkelblau) - Yttrium-Wolfram-Elektrode, die haltbarste nicht verbrauchbare Elektrode, die heute verwendet wird. Es wird zum Schweißen besonders kritischer Verbindungen bei Gleichstrom mit direkter Polarität verwendet, der Gehalt an Oxidzusatz beträgt 1,8-2,2%, Yttrium-Wolfram erhöht die Stabilität des Kathodenflecks am Elektrodenende, wodurch der Lichtbogen Stabilität wird in einem weiten Bereich von Betriebsströmen verbessert.

Wichtigste zu schweißende Materialien: Schweißen besonders kritischer Strukturen aus Kohlenstoff-, niedriglegierten und nichtrostenden Stählen, Titan, Kupfer und deren Legierungen mit Gleichstrom (DC).

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WC-20(grau) - Wolframlegierung mit 2% Ceroxid (Cer ist das häufigste nicht-radioaktive Seltenerdelement) verbessert die Elektrodenemission. Verbessert den anfänglichen Lichtbogenstart und erhöht den zulässigen Schweißstrom. WC-20-Elektroden sind universell, sie können erfolgreich mit Wechselstrom und mit konstanter gerader Polarität geschweißt werden.
Im Vergleich zu einer reinen Wolframelektrode bietet die Cer-Elektrode auch bei niedrigen Strömen eine höhere Lichtbogenstabilität. Die Elektroden werden beim Orbitalschweißen von Rohren, beim Schweißen von Rohrleitungen und Stahlblechen eingesetzt. Beim Schweißen mit diesen Elektroden mit hohen Stromwerten kommt es am glühenden Ende der Elektrode zu einer Anreicherung von Ceroxid. Dies ist ein Nachteil von Cer-Elektroden.

Wichtigste zu schweißende Materialien: Metalle mit hohem Schmelzpunkt (Molybdän, Tantal), Niob und seine Legierungen, Kupfer, Siliziumbronze, Nickel und seine Legierungen, Titan und seine Legierungen. Geeignet für alle Arten von Stählen und Legierungen auf AC und DC

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WL-20, WL-15 (blau, gold) - Wolfram-Lanthan-Oxid-Elektroden haben einen sehr leichten Lichtbogenanfang, geringe Durchbrandneigung, einen stabilen Lichtbogen und hervorragende Wiederzündeigenschaften.
Die Zugabe von 1,5 % (WL-15) bzw. 2,0 % (WL-20) Lanthanoxid erhöht den maximalen Strom, die Belastbarkeit der Elektrode ist bei gegebener Größe beim Schweißen mit Wechselstrom um ca. 50 % höher als bei reinem Wolfram. Im Vergleich zu Cer und Thorium weisen Lanthanelektroden einen geringeren Verschleiß an der Elektrodenspitze auf.
Lanthanelektroden sind haltbarer und weniger Wolframverschmutzung der Schweißnaht. Lanthanoxid ist gleichmäßig über die Länge der Elektrode verteilt, wodurch die ursprüngliche Schärfe der Elektrode während des Schweißens lange erhalten bleibt. Dies ist ein wesentlicher Vorteil beim Schweißen mit Gleichstrom (gerade Polarität) oder Wechselstrom aus modernen Schweißstromquellen wie Stählen und Edelstahl. Beim Schweißen mit sinusförmigem Wechselstrom muss das Arbeitsende der Elektrode kugelförmig sein.

Wichtigste zu schweißende Materialien: hochlegierte Stähle, Aluminium, Kupfer, Bronze. Geeignet für alle Arten von Stählen und Legierungen in AC und DC.

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Gleichstromgeschweißt (Stahl, Edelstahl, Titan, Messing, Kupfer, Gusseisen, sowie unterschiedliche Verbindungen). Jedes Material benötigt seinen eigenen Fülldraht und je besser Sie den zur chemischen Zusammensetzung passenden wählen, desto fester, schöner und zuverlässiger wird die Verbindung. Der Brenner muss an "-" und die Masseklemme an "+" angeschlossen werden. Dies gibt uns eine gerade Polarität, die uns einen stabileren Richtungsbogen und eine tiefere Durchdringung verleiht. Bei der Auswahl einer Wolframelektrode müssen Sie auf ihren Durchmesser achten, da sie wird nach den Dicken der zu schweißenden Teile ausgewählt.

Beim Gleichstromschweißen ist die wichtigste Voraussetzung zu beachten, die Wolframelektrode muss sehr genau und scharf geschärft werden. In großen Unternehmen werden zum Schärfen von Wolframelektroden spezielle Maschinen und Maschinen mit Diamantscheibe verwendet, aber ohne können Sie eine normale Fächerscheibe mit feiner Körnung oder eine Schleifmaschine verwenden. Das Schärfen erfolgt bis zur Spitze der Elektrode und verhindert eine Überhitzung. Wolfram wird spröder und beginnt einfach zu bröckeln. Denken Sie auch an das Schutzgas, es muss Hochfrequenz-Argon sein (der Volumenanteil von Argon muss mindestens 99,998% betragen).

Wenn das Gas schlecht ist, macht es sich sofort bemerkbar, das wichtigste Zeichen ist die Verdunkelung der Schweißnaht. Am Zylinder muss ein Regler installiert werden, der entweder mit Manometern oder mit Schwimmer ausgestattet sein kann. Die meisten seriösen Unternehmen verwenden zunehmend importierte Getriebe mit zwei Rotametern und das zweite wird zum Blasen verwendet. Dies wiederum schützt den rückwärtigen Wulst der Naht (Blech- und Rohrschweißen).

Das Schweißen selbst erfolgt von rechts nach links, rechts der Brenner, links der Zusatzwerkstoff (falls erforderlich). Wenn die Maschine über die Funktionen "Downslope" und "Gas nach dem Schweißen" verfügt, müssen Sie diese nicht vergessen, die erste gibt Ihnen am Ende des Schweißens einen sanften Stromabfall und die zweite schützt die Schweißnaht weiterhin während des Kühlvorgangs. Der Brenner sollte in einem Winkel von 70 0 bis 85 0 stehen, das Additiv wird in einem Winkel von ungefähr 20 0 gleichmäßig und progressiv zugeführt. Am Ende des Schweißens muss der Brenner nicht überstürzt und vom Schweißplatz weggerissen werden, da dies führt zu einer Verlängerung des Lichtbogens und einem schlechten Nahtschutz.

Aluminium wird mit Wechselstrom geschweißt, Wolfram wird bei der Präparation nicht wie eine Nadel geschärft, sondern nur leicht abgerundet. Beim Schweißen von Aluminium kommt der Vorbereitung des Werkstoffs und des Zusatzstoffes eine wichtige Rolle zu. Zunächst muss die Oberfläche gereinigt und entfettet werden. Zweitens Fasen entfernen, wenn die Dicke kein vollständiges Eindringen zulässt. Auch dem Additiv wird gebührend Rechnung getragen, es ist notwendig, die Chemikalie richtig auszuwählen. Zusammensetzung kann es reines AL 99%, AlSi (Silumin) oder AlMg (Duralumin) sein. Für den Rest braucht es nur Übung.

So schützen Sie sich

Und zum Schluss möchte ich darauf hinweisen, dass Sie bei dieser Art des Schweißens die Schutzmittel richtig behandeln müssen. Wählen Sie nur die Schutzausrüstung, in der es nicht nur bequem, sondern auch sicher ist. beim WIG-Schweißen ist sehr starke ultraviolette Strahlung, und wir haben nur ein Auge.
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Wolframelektroden sind unter Schweißern und anderen Fachleuten der Metallbearbeitung ein gängiger Begriff. Es handelt sich um kleine Stäbe, die geschweißte Produkte mit Strom versorgen. Natürlich haben sie wie jedes Objekt ihre eigenen Sorten und Typen. Zur Vereinfachung und symbolischen Bezeichnung werden die etablierten Markierungen verwendet, die direkt auf die technischen Eigenschaften des verwendeten Schweißmaterials hinweisen.

Wolframelektroden werden benötigt, um Strom auf die zu schweißenden Werkstücke zu übertragen.

Arten von Wolframelektroden und ihr Zweck

Wolfram ist ein Metall, das in seiner reinen Form kaum zu finden ist. Oft wird es dabei verwendet, da dieses Metall ziemlich feuerfest ist und daher auch bei längerem Schweißen seine eigene Festigkeit beibehalten kann. Wolframmetall ist wirtschaftlich. Beim Schweißen ist der Verbrauch vernachlässigbar.

Der größte Lieferant des präsentierten Metalls ist China. Auf ihrem Territorium werden riesige Wolframvorkommen beobachtet. Achten Sie in diesem Zusammenhang beim Kauf von Wolframelektroden in einem Geschäft auf den Hersteller. Wenn Sie ein europäisches Land finden, können Sie sicher sein, dass Sie beim Kauf zu viel bezahlen. Europäische Länder geben Elektroden erst nach dem Kauf des Metalls in China frei.

Der Schweißzusatz wird in drei Typen eingeteilt, darunter:

1. Wechselstrom-Elektroden. Die Hauptwerkstoffe, die unter Stromeinwirkung geschweißt werden, sind Magnesium, Aluminium und deren Varianten, Legierungen. Die vorgestellte Sorte wird häufig in Fällen verwendet, in denen es erforderlich ist, das Schweißen vor Verunreinigungen zu schützen.
2. Gleichstromelektroden. Dabei werden der Wolframelektrode Metalle wie Yttrium oder Thorium zugesetzt. Bei letzterem sollte man an seine Radioaktivität denken, die Menschen in einem geschlossenen Raum erheblich schädigen kann. Daher werden Elektroden auf Thoriumbasis zum Schweißen im Freien oder in Lagerhallen mit zuverlässiger effektiver Belüftung verwendet. Diese Produkte werden zum Schweißen der folgenden Metalle verwendet:

• Kupfer;
• Titan;
• Nickel;
• Tantal;
• Bronze;
• Stahl, der während des Betriebs nicht rostet;
• Kohlenstofflegierungen.

Beim Schweißen sind hier Sicherheitsvorkehrungen zu beachten.

Wichtig! Da einige Legierungen und Metalle bei der Verbrennung giftige Stoffe abgeben können, muss der Schweißer eine Schutzausrüstung tragen, bei der die Atemwege und die Augen geschlossen sind.

Es ist auch erforderlich, Argon-Schutzgas zu verwenden.

Universelle Elektroden. Universal-Wolframelektroden werden verwendet, wenn Produkte aus Kupfer, Aluminium, Bronze, Tantal, Nickel, Titan und fast allen Stahlsorten geschweißt werden müssen. Diese Elektroden funktionieren perfekt mit Wechsel- und Gleichstrom, was die Aufgabe etwas vereinfacht. Ein häufiger Einsatz ist beim Rohrleitungsschweißen zu beobachten, da mit ihnen dünne Bleche verbunden und die Naht unsichtbar gemacht werden können.

Die Verwendung eines bestimmten Typs zum Schweißen erfordert die richtige Wahl beim Kauf. Um Schweißen durchführen zu können, sind daher grundlegende Kenntnisse über das Verhalten und die Eigenschaften des zu schweißenden Metalls erforderlich. Berufsschweißer verfügen oft über die entsprechende Spezialisierung und Ausbildung.

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Wolfram-Elektrodenmarkierung

Wichtig! Die Kennzeichnung von Wolframelektroden ist für Fachleute erforderlich, da sie die gesamte Liste der Eigenschaften und Metalle enthält, die sowohl bei der Herstellung der Elektrode als auch zum Schweißen verwendet werden.

Die etablierten und akzeptierten Kennzeichnungen unterscheiden sich in Bezeichnung und Farbe.

Für Wolframelektroden gelten folgende Kennzeichnungen:

1. WP (grün) - hier besteht die Elektrode fast ausschließlich aus Wolfram. Sein Inhalt beträgt 99,5%. Wird zum Schweißen von Magnesium und Aluminium verwendet. Eine mögliche Verwendung der Elektrode für die vorgesehene Markierung ist das Sinusschweißen. Zum Schutz werden zwei Arten von Gasen verwendet: Argon und Helium.
2. WC-20 (grau) - 2% Ceroxid. Sie werden als Universalelektroden bezeichnet, da sie beim Schweißen mit Wechselstrom und mit positiver Polarität verwendet werden. Sie werden bei der Verbindung von Rohrleitungen in Festverbindungen eingesetzt.
3. WL-15, WL-20 (blau) - hier gibt es eine Beimischung von Lanthan, mit der Sie einen stabilen Lichtbogen und eine Wiederzündung erzielen können, wodurch die Elektrode dieser Marke häufig in der Industrie verwendet wird. Zudem kann der Einsatz von Lanthan in der Elektrode den Betriebsstrom erhöhen und den Verschleiß halbieren. Die mit dem vorgestellten Elektrodentyp hergestellten Nähte sind langlebig und weniger schmutzig. Damit die Elektrode funktioniert, ist es notwendig, ein kugelförmiges Ende zu geben.
4. WT-20 (rot) - Thorium ist hier enthalten. Wie bereits oben beschrieben, ist sein Staub bei der Arbeit etwas gesundheitsgefährdend. Trotzdem werden die vorgestellten Markierungen manchmal häufiger verwendet als Elektroden, die fast vollständig aus Wolfram bestehen. Diese Eigenschaft wird durch die hervorragenden Eigenschaften von Thorium erklärt, das die "kniffligsten" Metalle in Sekundenschnelle vereinen kann. Es wird empfohlen, während der Arbeit Gleichstrom zu verwenden, da bei einer sinusförmigen Stromverwendung der entstehende Lichtbogen über die zu schweißende Oberfläche springen kann. Solche Schwierigkeiten sollten nicht zugelassen werden.
5. WZ-8 (Weiß) - Weniger als ein Prozent Zirkonoxid ist vorhanden. Bei der Arbeit müssen Sie die Sauberkeit sorgfältig überwachen. Es wird empfohlen, Wechselstrom zu verwenden. Vor dem Gebrauch sollte die Elektrode am Ende kugelförmig sein. Am besten zum Schweißen von Aluminium geeignet.
6. WY-20 (dunkelblau) - Wolframelektroden mit einer dünnen Yttriumbeschichtung. Sie gelten als die stabilsten Elektroden und werden daher häufig zum Schweißen kritischer und wichtiger Strukturen verwendet.

Bei der Auswahl der Elektroden müssen das Schweißverfahren und die Eigenschaften des zu schweißenden Metalls bestimmt werden, da mehrere Arten und Markierungen von Wolframelektroden erforderlich sein können, um eine Struktur zu verbinden.

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Argon-Lichtbogenschweißen: seine Eigenschaften und Technologie

Argon-Lichtbogenschweißen ist eine Kombination von Metallen, die durch Argon geschützt sind. Der vorgestellte Prozess wird auf zwei Arten durchgeführt, die jeweils im Detail betrachtet werden sollten.

Handschweißen mit einer argongeschützten Wolframelektrode. Diese Methode umfasst mehrere Phasen:

1. Dem Brenner werden Argon und der erforderliche Strom zugeführt. Die zweite Phase des Stroms wird an die Oberfläche gebracht, wo das Schweißen stattfindet. Zwischen der am Brenner befestigten Elektrode und der Oberfläche entsteht ein Lichtbogen. Ihm wird der Zusatzdraht zugeführt.
2. Als nächstes müssen Sie den Lichtbogen zünden. Verwenden Sie dazu besser eine Carbonplatte, um die zu schweißende Oberfläche nicht zu beschädigen, da ein solches Versehen zu einer Verschmutzung der Naht führen kann.
3. Dann ist der Bogen aufgeregt. Hier wird oft ein Oszillator verwendet.
4. Wir verfolgen die Bewegung der Elektrode, da ihre Bahn genau entlang der Naht gelegt werden sollte, in jedem anderen Fall sollten wir die Arbeit einstellen, da diese Störung den Beginn des Schmelzens der Elektrode signalisieren kann.

Hier ist die Verwendung von Wechselstrom erlaubt, da beim Schweißen ein Gleichstromanteil entsteht.

Automatisches Wolframelektrodenschweißen. Dieses Verfahren wird häufig verwendet, um Rohrleitungen in festen Verbindungen zu schweißen.

Das automatische Schweißen erfolgt durch spezielle Aggregate unterschiedlicher Bauart, die den gesamten Schweißprozess selbstständig durchführen.

Dabei entsteht der Lichtbogen zwischen der Metalloberfläche und dem Drahtende, der Elektrode.

Oft sind die vorgestellten Geräte in manchen Bereichen nicht anwendbar. Dies liegt insbesondere an der Unfähigkeit, eine kurze Naht zu machen.

Wolframelektroden zum Argon-Lichtbogenschweißen enthalten folgende Kennzeichnungen: WP, WZ, WT, WY. Dies liegt an ihrer Zuverlässigkeit und Vielseitigkeit im Einsatz. Viele der vorgestellten Elektrodentypen werden zum Schweißen dünner Bleche verwendet. In diesem Fall ist oft ein feines konisches Anschleifen der Elektrode erforderlich.

Bei besonders hohen Anforderungen an die Schweißnaht hinsichtlich Reinheit und Genauigkeit ist das WIG-Schweißen unverzichtbar. Solche Eigenschaften sollte eine Naht besitzen, die beispielsweise bei der Herstellung von Automobilen ausgeführt wird. In dieser Situation ermöglicht das Wolframelektrodenschweißen nicht nur alle notwendigen Bedingungen zu erfüllen, sondern auch den Verbrauch von Schrott, dh direkt an den Elektroden selbst, erheblich zu sparen.

Merkmale von Wolframelektroden und deren Schweißen.

Wolfram ist das feuerfestste aller Metalle, die zur Herstellung von Elektroden verwendet werden. Sein Schmelzpunkt liegt bei 3422 Grad Celsius. Dadurch wird der Elektrodenverbrauch beim Argonschweißen auf minimale Werte reduziert.

Ein solches Schweißen kann sowohl im manuellen als auch im halbautomatischen oder automatischen Modus durchgeführt werden. In diesem Fall ist es möglich, überhaupt auf ein Additiv zu verzichten, indem Metall aus den geschmolzenen Kanten des Teils als Material zur Bildung der Schweißnaht verwendet wird. Dieser Ansatz erhöht die Wirtschaftlichkeit des Schweißens weiter.

Nicht abschmelzende Wolframelektroden werden zum Schweißen von Metallprodukten verwendet, deren Dicke ab 0,1 mm beginnen kann. Die maximale Dicke ist in diesem Fall nicht beschränkt.

Eine der Hauptvoraussetzungen für eine qualitativ hochwertige und genaue Schweißnaht ist die gründliche Vorbereitung der Kanten und die Montage der zu schweißenden Teile. Dies ist besonders wichtig, wenn das Fügen von Platinen aus Dünnblech durchgeführt wird. Hier ist es notwendig, das Produkt mit Reißnägeln mit der gleichen Wolframelektrode vorzumontieren. In der industriellen Fertigung kommen dabei meist spezielle Montagemaschinen zum Einsatz.

Eine weitere wichtige Bedingung ist die Verdrängung von Luft aus der Schweißzone. Dazu wird in einer Umgebung von Schutzgasen (meist Argon) gearbeitet. Die benötigte Gasmenge hängt von vielen Faktoren ab: von der Dicke des Metalls, von seiner chemischen Zusammensetzung, von der Größe der zu schweißenden Teile, von der Art der Schweißverbindung. Darüber hinaus beeinflusst die Schweißgeschwindigkeit auch den Gasverbrauch – je schneller, desto stärker sollte der Schutzgasstrom sein. Es ist wichtig, dass das gesamte Schweißbad Argon ausgesetzt ist, sowie das erhitzte Ende des Additivs (falls verwendet) und die Elektrode selbst.

Ein wesentliches Merkmal des Schweißens mit einer Wolframelektrode ist, dass der Lichtbogen gezündet werden muss, ohne mit seinem Ende das Metall des zu schweißenden Werkstücks zu berühren. Dies kann mit einem Oszillator erfolgen. Tatsache ist, dass im Moment der Zündung des Lichtbogens, wenn die Elektrode und das Grundmetall in Kontakt sind, Wolfram an seinem Ende mit dem Metall legiert ist, dh eine Zusammensetzung erscheint, deren Schmelzpunkt viel niedriger ist als der von reinem Wolfram. Und dies führt zu einer Abnahme der Qualität der Schweißverbindung. Es ist auch sehr wichtig, den richtigen Schweißstrom zu wählen - so können Sie den Verbrauch der Elektrode beim Schweißen minimieren und die Form des Schärfens des Endes für lange Zeit beibehalten.

Die Verwendung der direkten Polarität des Schweißstroms ermöglicht eine minimale Erwärmung des Wolframs und damit eine Reduzierung des Elektrodenverbrauchs. Dies wird auch durch den Argonschutz der Elektrode vor Oxidation durch Luftsauerstoff erleichtert. Infolgedessen wird die Wolframelektrode für eine Stunde Schweißarbeit um Zehntel und manchmal um Hundertstel Gramm reduziert. Mit anderen Worten, ein solches Produkt kann für mehrere volle Arbeitsschichten ausreichen.

Technologische Eigenschaften des Wolframelektrodenschweißens.

Die Wolframelektrode wird erfolgreich zum Schweißen von Produkten aus verschiedenen Metallarten verwendet, deren Dicke von den kleinsten Werten bis 6-8 mm variiert. Es ist auch erlaubt, diese Elektrodentypen für dickere Verbindungen zu verwenden, aber in der Praxis ist dies selten. Die Verwendung von verbrauchbaren Elektroden ermöglicht in diesem Fall, eine Naht mit höheren technischen und physikalischen Eigenschaften zu erhalten und die Arbeitsproduktivität zu erhöhen.

Die Wahl der Schweißtechnologie hängt davon ab, ob sie manuell oder im Automatikmodus durchgeführt wird.

Beim Handschweißen sind folgende Anforderungen zu beachten:

• das Schweißen erfolgt in Richtung von rechts nach links;
• beim Schweißen von Produkten mit geringer Dicke befindet sich der Brenner in einem Winkel von 60 Grad zur Oberfläche des zu schweißenden Produkts;
• beim Schweißen von Teilen mit großer Dicke wird der Brenner wie beim Schweißen von Kehlnähten positioniert, dh in einem Winkel von 90 Grad zur Oberfläche des Teils;
• Die Art der Füllstabführung hängt auch von der Dicke des Produkts ab. Wenn es sich um Teile aus dünnem Blech handelt, wird der Stab unter Hin- und Herschwingen seitlich in die Bogensäule eingeführt. Beim Schweißen von Teilen mit erheblicher Dicke sollte die Bewegung der Stange translatorisch und quer erfolgen.

Wird im Automatik- oder Halbautomatikmodus geschweißt, wird die Richtung so gewählt, dass der Schweißdraht vor dem Lichtbogen geht. In diesem Fall sollte die Wolframelektrode in einem Winkel von 90 Grad zur Oberfläche der zu schweißenden Werkstücke angeordnet sein. Auch der Winkel zwischen Elektrode und Füllstab muss stimmen.

Besonderheiten beim Argon-Lichtbogenschweißen von Aluminium mit einer Wolframelektrode.

Das Argon-Lichtbogenschweißen wird heute zum dauerhaften Verbinden von Teilen aus den unterschiedlichsten Metallen verwendet: Stahl, Nickel, Kupfer und deren Legierungen. Die größte Popularität hat es jedoch beim Schweißen von Aluminiumprodukten gefunden, insbesondere wenn es um die Herstellung kritischer Strukturen für den Flugzeug- oder Maschinenbau geht.

Theoretische Empfehlungen besagen, dass das Schweißen von Aluminium mit einer Wolframelektrode mit einem Gleichstrom mit umgekehrter Polarität (mit einem "Plus" an der Elektrode) durchgeführt werden sollte. Die Praxis zeigt jedoch, dass in diesem Fall ein stabiles, gleichmäßiges Abbrennen des Lichtbogens kaum zu erreichen ist. Und dies führt dazu, dass die Kanten der zu schweißenden Teile nicht gut genug aufgeschmolzen werden und der Verbrauch einer teuren Wolframelektrode deutlich ansteigt. Deshalb arbeiten praktizierende Schweißer am häufigsten mit Aluminium bei normalfrequentem Wechselstrom.

In diesem Fall wird die Schweißperiode in zwei Halbperioden unterteilt:

• in einem von ihnen ist der Strom geringer und die Elektrode hat ein "Plus",
• im anderen ist der Strom größer, aber an der Elektrode ist er "minus".

In der Halbperiode, in der die Elektrode positiv geladen ist, wird die Oberfläche des zu schweißenden Metalls gereinigt. Bei einer negativen Ladung der Elektrode wird das Metall stark geschmolzen, während die Erwärmung des Wolframs selbst nachlässt. Die Eigenschaft des zu reinigenden Metalls beim Schweißen ermöglicht es, Arbeiten ohne den Einsatz spezieller Flussmittel durchzuführen.

Einige Nuancen des Argon-Lichtbogenschweißens mit einer Wolframelektrode.

Eine der wichtigsten Voraussetzungen für eine qualitativ hochwertige Schweißverbindung ist ein stabiler Lichtbogen. Ein Gleichstrom mit direkter Polarität hilft dabei, ein kontinuierliches, gleichmäßiges Abbrennen des Lichtbogens zu erreichen. In diesem Fall können die Stromwerte sehr klein sein - ab 5 A und die Spannung - ab 12 V. Gleichstrom wird zum Schweißen von Stahl, Kupfer, Messing, Gusseisen, Titan und deren Legierungen verwendet.

Das Schärfen der Wolframelektrode ist beim Gleichstromschweißen von großer Bedeutung - ihr Ende muss scharf und klar definiert sein. Beim industriellen Schweißen werden Elektroden mit speziellen Geräten - Diamantschleifmaschinen - geschärft. Fehlen sie, reicht eine normale Schleifmaschine oder eine feinkörnige Scheibe. Das Schärfen erfolgt gegen Ende der Elektrode. In diesem Fall muss sorgfältig überwacht werden, dass die Elektrode während des Vorbereitungsprozesses nicht überhitzt. Das Überschreiten der Temperatur von Wolfram über die zulässigen Werte macht es sehr spröde - eine solche Elektrode bröckelt während des Schweißvorgangs einfach.

Darüber hinaus ist für das Argon-Lichtbogenschweißen ein hochreines Schutzgas erforderlich – es muss mindestens 99,99 % Argon enthalten. Ansonsten braucht man nicht über die hohe Qualität der Schweißnaht zu sprechen. Übrigens ist es die Schweißnaht, die die Qualität von Argon bestimmt - wenn das Gas eine große Menge an Fremdverunreinigungen enthält, wird das Material der Schweißnaht dunkler.

Beachten Sie! Der Einsatz von Argon schützt Produkte zuverlässig vor dem Auftreten einer Oxidschicht auf ihrer Oberfläche während des Schweißprozesses. Gleichzeitig entfernt Argon jedoch nicht die Oxide, die sich ursprünglich auf dem Metall befanden. Daher ist es vor dem Schweißen erforderlich, die Kanten der zu schweißenden Werkstücke sorgfältig zu reinigen.

Das Schweißen von Aluminium und seinen Legierungen erfolgt, wie bereits erwähnt, mit Wechselstrom. Auch hier ist das Schärfen der Elektrode von großer Bedeutung. In diesem Fall wird die Elektrode zwar nicht scharf wie ein Stachel geschärft - es reicht aus, ihr Ende leicht abzurunden. Darüber hinaus ist es sehr wichtig, die Teile richtig vorzubereiten und den richtigen Zusatzwerkstoff vor dem Schweißen von Aluminium auszuwählen. Was die Vorbereitung betrifft, so ist dies zunächst das Reinigen und Entfetten der zu schweißenden Oberflächen sowie das Anfasen, wenn die Teile aus dickem Metall bestehen. Sowohl reines Aluminium (Al 99%) als auch seine Legierungen - Silumin (eine Legierung von Aluminium mit Silizium AlSi) oder Duraluminium (Aluminium plus Magnesium AlMg) können als Zusatz zum Schweißen mit einer Wolframelektrode aus Aluminium verwendet werden.