钨电极指南

电弧焊用钨电极的正确选择和制备指南

钨电极指南简介

本规范旨在帮助焊工选择和制备最重要的和经常被忽视的焊接工艺变量之一:钨电极。焊工可以在焊接设备上花费数千美元,但如果他们不正确地选择和准备使用这种不太昂贵的工艺组件的电极,那么他们的焊接结果可能很差,不一致,或有问题。本指南将有助于消除这个变量作为您的焊接关注,并使其成为一种资产。

本信息仅适用于钨极氩弧焊(GTAW)电极的选择和制备,也被称为钨极惰性气体焊(TIG)和等离子弧焊(PAW)。不同类型的GTAW和PAW焊接适用于包括但不限于轨道管和管道焊接,自动/机械化TIG焊接,“微TIG”,自动/机械化等离子焊,“微等离子焊,”和手工弧焊。这本小册子中描述适当的电极研磨技术的部分几乎完全致力于直流电焊接,因为交流电焊接的电极通常是球状的而不是接地的。

GTAW用于许多行业,包括航空航天,半导体,生物技术/制药,管生产商,承包商,汽车,配件和阀门制造商,工业,核能和特种气体。

表1:正确地接地、切割和制备钨极氩弧焊用焊条的应用

轨道TIG /管焊接
为了生产当今高科技工业所需的高质量轨道熔焊,钨电极形状是必须保持一致的一个重要变量。大多数轨道制造商需要精确的钨长度。
轨道TIG /管道焊接

使用TIG的轨道管焊接应用主要局限于核、制药和化学加工行业。这些行业,以及一些没有提到的,需要在125安培- 300安培电流范围内的x射线完美轨道管焊接。

一个一致的电极需要一致的电流流动和电弧电压特性。大多数轨道管焊机使用3/32或1/8直径的电极。然而,它们也必须切割到一定长度,不像轨道管焊机那样精确。

机械化TIG焊接
机械化Tig焊的应用范围很广,例如使用1.0安培的0.040直径钨电极的精密波纹管焊接,以及使用高达600安培电流的0.250直径钨电极的高速管磨焊接。一个精确而一致的电极将对焊接结果和钨电极寿命有显著的影响。如果钨电极被严重污染,通常需要切割钨电极。
手动TIG焊接
从制备一致的钨电极起弧和电弧稳定性将有利于手工焊机。大多数手工焊接的TIG焊枪需要一个7.0”长的电极被切成两半,以适应手工焊枪。这可以用本小册子中描述的金刚石切割机制来完成。
手工、机械等离子弧焊
等离子弧焊工艺需要一个形状非常精确的钨电极。钨的尖端必须保持同心直径,以把它放在正确的位置,在等离子炬的中心。这是等离子弧焊的关键参数调整。大多数等离子焊枪也需要切割到一定长度的钨电极。

氩弧焊和等离子弧焊的技术细节是电弧从钨极转移到工件。通常,为了引发电弧,用高压击穿和电离电极和工件之间的保护气体。然后电流从电极转移到功,从而产生电弧。钨电极作为电弧的端子,用或不用填充材料熔合在一起。虽然起弧方法不同,但本指南中采用的标准是高压起弧。

在焊接过程中有几个变量需要考虑。钨电极的几何形状影响电弧形状(因此影响焊缝的尺寸和形状),焊缝穿透和电极的点寿命。应使用适当的电极研磨程序和设备,以确保电极尺寸正确。最后,不同的钨材料在起弧能力、电极寿命和耐污染性方面具有不同的特性。这使得为您的应用选择合适的材料成为焊接性能的一个重要变量。在这些区域中适当的电极制备将提供一致的焊接和最佳性能的好处。

选择合适的钨

在应用中使用合适的材料取决于许多变量,包括焊接类型,被焊接材料的成分,安培水平,以及其他因素。下一节讨论可用的选项,并强调已接受的标准。所提供的建议是基于来自工业终端用户和钨制造商的信息。但是,由于焊接过程中存在很多变量,很难进行一般化。确定哪种钨材料最适合特定应用的最佳方法是通过测试。

最基本的

直径和长度:世界杯2022分组直播钨电极有多种标准直径和长度。最常用的直径见表2。
美国习惯测量
指标的测量
.040”
1.0毫米
1/6”(。062" & .060")
1.6毫米
3/32”(.093”)
2.4毫米
1/8”(.125”)
3.2毫米
5/32”(.156”)
4.0毫米
3/16”(.187”)
4.8毫米

除了这些尺寸,一些制造商还提供.020”(0.5mm)和¼”(6.4 mm)钨。最常见的长度是7.00”(175毫米)。钨通常每箱10支出售。

电流范围:参见AWS A5.12M/A5.12:2009《电弧焊和切割用钨和氧化物分散钨电极规范》的表A.2。世界杯2022分组直播美国焊接协会文件提供了一个表,显示了钨的一般电流范围使用直流(DC)和交流(AC)。所列出的所有值都是基于使用氩气作为保护气体。不同的电极材料与这些指南略有不同。使用其他气体也会改变推荐电流。因此,这张图表应该用作一般指南。也要记住,对于给定的安培量,更大直径的电极将持续更长的时间,但将更难启动弧。电流过大会使电极熔化脱落。电流不足会导致电弧不稳定。

国际颜色编码表:每根钨棒的一端都有颜色代码,用来标识钨的材料类型。参见AWS A5.12M/A5.12:2009《电弧焊和切割用钨和氧化物分散钨电极规范》的表1。世界杯2022分组直播美国焊接协会文件提供了一个表,确定了在美国、欧洲和日本使用的颜色编码,这些国家代表了钨销售的大部分市场份额。

标准:美国、欧洲和日本都有钨的公布标准,如表3所示。这些标准规定了钨必须满足的尺寸、包装和制造要求。然而,满足这些标准并不能保证某个特定的钨是由高质量的制造商生产的。

表3:钨标准

市场区域
标准名称
美国
ANSI / AWS A5.12
加拿大
ASME / SFA
欧洲
ISO 6848
日本
JIS

钨的性能决定因素

在大多数应用中,焊工使用的钨含有增强排放的氧化物,如钍、铈或镧。这些氧化物自然地从钨内部迁移到电极点的热源处,在那里它们在电弧中释放出氧化物元素,并在电极尖端留下一层金属合金薄膜。这导致电极顶端的温度根据该元件的功函数不同而不同。在尖端释放的氧化物有助于提高电弧的启动和稳定性。它们还使电极在更低的温度下提供与纯钨相同水平的发射。较低的温度提高了钨的寿命,使钨内的晶粒变小,以提高电弧稳定性。因此,氧化物是钨的重要组成部分。每种氧化物都有影响钨性能的独特物理特性。此外,制造钨的技术也会影响它的性能。

制造业的变量

晶粒尺寸和结构:图1显示了钨点内部的分子结构,以及它如何被分成称为颗粒的更小的基团。氧化物主要沿着边界或这些晶粒迁移到钨的尖端。氧化物从钨内部迁移到晶界尖端比在晶界内部迁移容易得多。在制造钨时,晶粒越小越好,因为它们产生的路径越多,因此氧化物更容易迁移到尖端。然而,在最大限度地保证氧化物分布的一致性和保持适当数量的氧化物的同时,最小化晶粒的尺寸是一个困难的制造过程。制造过程中的这种困难是不同制造商生产的钨的性能质量差异的主要原因。

图1:钨的内点分子结构

钨内点的分子结构

在焊接的极端温度下,晶粒有与相邻较大晶粒结合形成一个大晶粒的趋势,这个过程被称为“晶粒生长”。然而,如果在晶界保持氧化物的持续流动,这将有助于围绕晶界并阻止它们结合。因此,氧化物是晶粒生长抑制剂。当钨在任何区域的氧化物耗尽时,颗粒很容易结合,钨的性能很差,因为氧化物缺乏移动到表面的途径。在图1中,即使在1/16 "电极上180安培的焊接时间一小时后,2%镧系电极仍然有非常小的晶粒结构。这种情况是质量制造和2%镧系钨氧化性能的结果。

氧化物分布和尺寸:氧化物分布是质量的一个关键指标。氧化物应该均匀地分布在整个钨中。不均匀的分布会导致性能不佳:氧化物较少或没有氧化物的区域往往会受到晶粒生长的影响,而氧化物过多的区域则容易出现“瓶颈”,阻止氧化物到达点。高质量的氧化物尺寸较小,这使它们更容易迁移到尖端。

不同氧化物的物理特性

电子功函数:功函数是将一个电子从原子中移走所需要的能量,用电子伏特(eV)来表示。电极的功函数越低,产生电弧所需的电压就越低,因此就越容易产生电弧。添加到钨上的氧化物通过降低钨的功函数来促进电子发射。表4列出了不同的氧化物和金属及其各自的功函数。氧化物的eV越低,启动就越容易。金属做功的功能很重要,因为一旦释放出氧化物,金属就会以薄膜的形式留在尖端。尖端的金属eV越低,尖端的温度越低,这将减少晶粒的生长,并提供恒定的氧化物流动和更长的使用寿命。

表4:氧化物的物理性质

材料
氧化电动车
金属电动汽车
2.5
3.3
2.6
3.35
3.2
2.84
纯钨
不存在氧化物
4.5

钨中加入的氧化物越多,钨的功函数就越低,因此起弧效果就越好。2%的镧系钨比1%的镧系钨更容易起弧(假设它们使用相同的制造工艺)。

注:由于氧化物的性质不同,在没有测试的情况下很难比较不同类型的电极。

密度:每种氧化物都有不同的密度。因此,按重量计算2%的钍、铈或镧电极,按体积计算都会有不同数量的氧化物。表5描述了不同材料的密度和重量的差异。

表5:材料中氧化物的密度与重量的关系

材料
密度(克/厘米3.
体积% 2%的重量电极
6.15
5.7
11.72
3.8
6.65
5.2

虽然每种材料的氧化物重量为2%,但2%的镧系钨的氧化物体积明显高于2%的钍系钨。

注意:即使是同类型的电极,也不能仅通过氧化物的功函数和体积来比较不同厂家的电极,因为这种比较没有考虑到氧化物尺寸和分布的晶粒尺寸和结构等重要的制造变量。因此,功函数和氧化物密度值只能作为一般的参考。测试永远是确定哪种钨最适合你的最好方法。

迁移和蒸发速率:迁移速率,或通常所说的扩散速率,是每一种不同的氧化物从钨内部自然地传播到电极尖端的热量的速率。蒸发速率是氧化物从其金属成分中分离出来并在电极尖端被释放出来的速率。性能最佳的电极是具有良好的迁移和蒸发速率平衡的电极。如果迁移速率比蒸发速率慢,那么到达尖端的氧化物数量就会不足,无法维持一致的电弧,钨可能会降低到纯钨的性能水平。如果蒸发速率慢于迁移速率,氧化物就会在点处拥挤。如果这两种速率都很高,焊接初期的焊接性能会很好,但所有的氧化物可能很快就用完。

氧化钨种类

以下是对常见氧化物类型的一般特性的描述。请记住,测试是确定哪种钨最适合特定应用的唯一方法。

含钍(EWTh-1黄条纹电极分类:黄条纹;和EWTh-2电极分类:红色条纹)

钍化钨含有氧化钍(ThO2或thoria),是美国最常用的钨。它已经成为比较的标准。然而,由于它是低水平的放射性危害,许多用户已经转向其他替代品。2%钍化钨是一种很好的常用钨。它有一个最低的功函数,它表现良好时,超负荷与额外的安培。然而,它不像其他一些非放射性的钨那样有它的优点。

有两种类型的钍化钨电极可供选择。世界杯2022分组直播EWTh-1和EWTh-2电极分别包含1%和2%,均匀分布在它们的整个长度。碳化钨电极在许多方面世界杯2022分组直播优于纯电极。钍提供约20%的高载流能力,通常更长的寿命,和更强的抗污染的焊缝。使用这些电极,起弧更容易,电弧比纯钨或锆钨电极更稳定。世界杯2022分组直播EWTh-1和EWTh-2电极专为DCEN应用而设计。它们在焊接过程中保持锐尖配置,这是焊接钢所需要的。它们不常用于交流,因为很难保持球端,这是必要的交流焊接,而不分裂电极。

cerated (EWCe-2电极分类:灰色/原橙色条纹)

碳化钨在20世纪80年代初被引入美国,作为第一个无放射性的钍化钨替代品。它最常见的是2%的cerated,而且很容易获得。EWCe-2电极是含有2%氧化铈(CEO2)的钨电极世界杯2022分组直播,简称铈。众所周知,它特别适合低安培的直流焊接,因为它很容易在低安培下启动,通常需要比钍化材料少10%的安培来操作。因此,它是轨道管和管道焊接最常用的材料,也常用于焊接非常小的零件。与纯钨相比,cerated电极表现出较低的汽化或燃烧速率。二氧化铈的这些优势随着二氧化铈含量的增加而增强。铈也具有最高的迁移速率,因此它在开始时具有良好的焊接性能,但随着时间的推移,由于晶粒的生长,它的迁移速率显著降低。然而,在较低的安培下,它应该比钍化的持续时间更长。由于这些特性,它通常适用于较短的焊接周期,或当需要特定数量的焊接,然后更换电极时。 Higher amperage applications are best left to Thoriated or Lanthanated material. EWCe-2 electrodes will operate successfully with AC or DC; however, it is used primarily for DC welding as it may split if used for AC welding.

镧系钨(eula -1电极分类:黑色,eula -1.5电极分类:金;和EWLa-2电极分类:蓝色)

最常见的镧系钨含有2%的氧化镧(La2O3),称为镧。在欧洲和日本,大多数应用中,镧化钨是2%钍化钨的最受欢迎的替代品。它有2%,1.5%和1%的镧系钨可供选择。三氧化镧的功函数是所有材料中最低的,因此它通常最容易启动,尖端温度最低,这可以抵抗晶粒生长,延长使用寿命。2%镧系材料的测试表明,在不过载的情况下,它比钍系材料的寿命长得多,在大多数应用中具有更好的电弧启动性能。它还特别擅长于(a)抵抗脉冲的“热冲击”,(b)在焊接中工作,在有多次重燃的情况下,焊接周期很短,(c)抗污染。这种材料的使用寿命较长,减少了停机时间,因此管磨应用的焊工特别满意。此外,作为一般规则,它可能需要大约15%的安培来启动和维持低电流弧。这种钨中的镧是一种“稀土”材料,没有放射性。它还没有像在欧洲或日本那样在美国大量销售和使用,然而钻石地面产品公司自1993年以来一直提供这种材料。2022世界杯足球赛时间表乐鱼手机体育登录网站 This tungsten is primarily used for DC welding, but will also show good results for AC welding. The EWLa-1 electrodes were developed around the same time as the Ceriated electrodes and for the same reason, that lanthanum is not radioactive. These electrodes contain 2 percent lanthanum oxide (La203).

氧化锆钨(EWZr-1电极分类:棕色条纹;和EWZr-8分类:白色条纹)

氧化锆钨电极(EWZr)世界杯2022分组直播含有少量的氧化锆(ZrO2)。锆钨电极的焊接特性一般介世界杯2022分组直播于纯钨电极和含钍钨电极之间。锆钨是交流焊接最常用的材料,因为它在交流焊接中能很好地形成球状,并且比纯钨具有更稳定的电弧。在交流焊接中也能很好地抵抗污染。然而,尽管它具有比纯钨更好的携流和起弧特性,但从性能角度来看,它是最差的非放射性钨。

纯钨(EWP电极分类:绿色条纹)

纯钨电极(世界杯2022分组直播EWP)含有最低99.5%的钨,没有刻意的合金元素。纯钨的功函数非常高,因此比其他材料更难以启动和产生稳定的电弧。同时,由于功函数高,尖端温度较高,晶粒生长。这导致不稳定的电弧,启动困难,和较短的使用寿命。纯钨只用于交流焊接;然而;有更好的选择。

其他选项

除了上面列出的材料,还有其他不太常见的材料,如1%钍化,4%钍化,2%钇化,也可以在同一种钨中混合不同的氧化物。2022世界杯足球赛时间表金刚乐鱼手机体育登录网站石研磨产品公司推出了一种名为TRI MIXTM的钨,它将三种非放射性材料组合成一种钨。我们的目标是通过平衡迁移和蒸发速率,同时保持低功函数,生产出尽可能好的钨。它可以很好地启动和重新点燃,在焊接周期至少为15分钟的焊接情况下,它提供了特别优秀的使用寿命。日本的技术研究表明,混合钨在优化焊接方面非常成功,因此预计将有更多这类产品进入美国市场。日本和欧洲市场已经认识到将三种非放射性氧化物组合成一个电极的好处。Cryo-T钨是一种经过多步深冷处理的钍化钨。这一过程产生了更致密的结构的钍化钨共混物。用户测试表明,Cryo-T钨已经导致:

  • 与2%的钍化钨相比,更容易启动。
  • 与未处理的2%钍化钨电极相比,尖端寿命更长。世界杯2022分组直播
  • 更一致的焊接作为脆启动的结果。
  • 与2%的钍化钨相比,整体电极寿命更长。
  • 与2%的钍化钨相比,更高的安培公差。

建议所有当前使用2%钍化钨的用户使用Cryo-T。

电极尺寸和电流容量

为特定的应用选择正确的电极必须考虑到不同的电流水平和电源。电流水平超过建议的电极尺寸和尖端配置将导致钨腐蚀或熔化。钨颗粒可能落入熔池中,成为焊缝中的缺陷。对于特定电极直径来说,过低的电流水平会导致电弧不稳定。电极为正极的直流电需要更大的直径来支持给定的电流水平,因为电极尖端不是由于电子的蒸发而冷却,而是由于它们的冲击而加热。一般来说,给定的电极直径在DCEP上只能处理10%可能的电极负极电流。在交流电的作用下,电极端在负极循环时被冷却,在正极时被加热。因此,交流电极的载流能力介于DCEN和DCEP之间。一般来说,它比dce低50%左右。

确定使用的电极种类

测试是确定哪种材料最适合特定应用和/或哪个制造商生产高质量的钨的最佳方法。在测试时记录不同钨的以下特性,以便比较产品。乐鱼手机体育登录网站
容易点火(起弧)
  • 轻松的第一弧线启动
  • 在使用过相同的针尖后重新点燃的容易程度
使用寿命
  • 最大点火次数
  • 使用过程中尖端几何形状的保留
焊缝质量
  • 弧的形状
  • 电弧稳定
  • 焊接接头质量
  • 熔池深度
电力消耗
  • 比较使用的电量
使用持久的材料和改善起弧可以降低成本和改善焊接工艺。此外,减少更换和准备新电极的停机时间是一项值得考虑的重大节省。

适当的准备

电极几何形状

世界杯2022分组直播钨电极可与各种尖端几何形状一起使用。在交流焊接中,通常使用纯钨电极或氧化锆钨电极,电极熔化后形成球状。世界杯2022分组直播指南的这一部分是专门为直流焊接打磨电极。直流焊接的完整几何结构由电极直径、夹角(也称为锥度)和尖端(平)直径组成。此外,磨削的表面光洁度也很重要。

图2:电极几何

电极几何形状

选择最佳的电极几何形状需要在各种属性之间做出妥协,如:较短到较长的电极寿命,较容易到较难的电弧启动,较深到较浅的焊缝穿透,较宽到较窄的电弧形状(以及珠的形状和尺寸)。无论选择哪一种几何形状,它都应该作为成功焊接过程的一部分一致使用。

为了达到最佳效果,在开发焊接程序时应测试电极配置;它应该作为焊接过程的关键工艺变量而被注意到;所有后续焊接都应保持紧密的公差。

电极直径:焊接设备制造商的建议几乎总是选择使用的直径电极的最佳方法。美国焊接协会也出版了一些指南,这些指南在本指南的表2中重复。注意,更大的直径可以容纳更高的安培;直径较大的电极寿命比较小的更长,但较小的电极更容易起弧。对于给定的电极尺寸,使用比推荐电流更高的电流会使钨更快地变质或击穿。随着尖端的侵蚀,钨颗粒落入熔池并污染焊缝的可能性大大增加。如果使用的电流对特定电极直径来说太低,就会发生电弧不稳定。

对于给定的电流水平,电极为正极的直流电需要更大的直径,因为电极尖端不是因电子的蒸发而冷却,而是因电子的撞击而加热;因此它会变热并受到侵蚀。事实上,使用DCEP的电极只能处理大约10%的负极电流。交流焊接时,焊头在电极负循环时冷却,在电极正循环时加热。因此,交流电极可以处理的电流容量介于DCEN和DCEP电极的容量之间,大约比DCEN电极的容量小50%。

电极头/平:钨极焊头的形状是精密电弧焊中一个重要的工艺参数。一个好的针尖/平面尺寸的选择将平衡几个优点的需求。平板越大,越有可能发生弧线漂移,也越难启动弧线。然而,增加平面到最大水平,仍然允许电弧开始和消除电弧漂移,将改善焊缝穿透和增加电极寿命。一些焊工仍然把电极磨成锋利的尖端,这使起弧更容易。然而,它们冒着焊接性能下降的风险,因为熔点在尖端和点在熔池中脱落的可能性。在使用非常低的安培或短的焊接周期(即,一秒或更短)的情况下,尖电极是可取的;然而,在其他情况下,在电极的末端准备一个平板是有益的。

测试指南见表6;也可参考焊接设备制造商的建议。在焊接过程中,钨极精确接地尖端的温度超过3000℃(5500华氏度),钨极尖端直径平面不正确或不一致会导致以下问题:

  • 尖头焊条掉入焊池,造成焊缝缺陷
  • 电极寿命缩短
  • 电弧不稳定
  • 由于尖端形状不一致,从一个电极到另一个电极的电弧电压变化

在交流焊接中,纯钨电极或氧化锆钨电极熔化形成半球形末端。世界杯2022分组直播对于直流焊接,通常使用钍化、cerated或镧化钨电极。世界杯2022分组直播对于后者,末端通常被磨成特定的夹角,通常带有截断的末端。不同的电极尖端几何形状影响焊缝的形状和尺寸。一般情况下,随着夹角的增大,焊缝熔深增大,焊缝宽度减小。虽然小直径电极可用于方形端DCEN(直流电极负极)焊接,锥形尖端提供了改进的焊接性能。

表6:按电极直径大小推荐的针尖

电极直径
一般提示建议
.020”(0.5毫米)
0 - .005"
.040”(1.0毫米)
0 - .020"
1/16英寸(1.6毫米)
0 - .030"
3/32英寸(2.4毫米)
.005" - .030"
1/8英寸(3.2毫米)
.010" - .040"
5/32英寸(4.0毫米)
.010" - .050"
3/16英寸(4.8毫米)
.010" - .060"
1/4英寸(6.4毫米)
.010" - .070"

电极夹角/锥度:用于直流焊接的电极应与金刚石砂轮纵向和同心地研磨到特定的夹角,并与尖端/平面制备相结合。不同的角度产生不同的电弧形状,提供不同的熔透能力。一般来说,更钝的电极具有更大的夹角可以提供以下好处:

  • 持续很长时间。
  • 具有更好的焊透性。
  • 弧度较窄。
  • 可以处理更多的安培而不腐蚀。

更锋利的电极与更小的夹角提供:

  • 提供更少的电弧焊接
  • 弧度更宽
  • 有更一致的弧线吗

在25°到45°夹角范围内,更大的钨直径和更高的电流通常与更大的锥度相匹配,以增加电极的使用寿命并提供更稳定的电弧。在10°到25°夹角范围内更尖锐的尖端用于更低的电流。

电极角度表面光洁度:制备好的电极尖端的光洁度将决定焊接工艺的一些特性。一般情况下,点应尽可能研磨精细,以提高焊接性能,增加电极的使用寿命。电极磨得太粗会产生不稳定的电弧。

表面光洁度通常表示为均方根(RMS)或粗糙度平均值(Ra)。RMS是与轮廓仪测量的表面光洁度有关的一个比较数字。精细表面处理的有效值为20-40,机加工表面处理的有效值通常为80-120,而喷砂表面的有效值为400-500。Ra值被定义为在规定的采样长度内偏离其中心线的平均值。用RMS表示的测量值将比用Ra表示的值读出大约高出11%。(微英寸x 1.11 = RMS)。

一个标准的抛光约20 RMS,仍然可以显示纵向接地线的肉眼,是一个通用的,高质量的抛光,任何应用。高抛光或镜面光洁度约6-8 RMS,很少或根本看不到线,对电极的寿命更好,因为电极表面没有任何砂砾,污染“粘”在电极点的可能性更小,从而减少侵蚀发生。然而,对于没有很强的起弧特性的焊接电源,大约20 RMS的光洁度更好,因为纵向接地线将有助于稳定地将电子引导到电极的极值点,这有助于起弧。一些预接地焊条制造商提供30至40 RMS范围内较粗糙的饰面;然而,这些不会持续很长时间,它们提供不稳定的弧线,而且它们往往太砂砾,不适合扩展,有效的弧线启动。

典型制造商推荐的几何形状:许多制造商提供了关于推荐电极几何形状的信息,因为他们已经进行了测试,以确定哪种电极几何形状对他们的设备在各种应用中最有利。然而,当这些信息不可用时,钻石地面产品公司或其他行业专家是这一信息的最佳来源。2022世界杯足球赛时间表乐鱼手机体育登录网站

不同应用要求的公差:许多焊接应用被认为是高度关键的,要求严格的长度,锥度和平面公差,除了高抛光的表面。这些应用包括高纯度轨道管焊接,制药,航空航天应用,配件制造和许多其他。在这些应用中,公差的基本准则是长度±.002 ",锥度±½°,尖端/平面±.002 "。如果应用程序要求制造这些极端公差的电极,除了几乎所有应用程序都需要的精密钨电极磨床外,还需要使用光学比较器、显微镜和千分尺等设备。其他应用通常要求自己的特定公差。在没有规定的情况下,对所执行的工作类型保持合理的公差,并尽可能保持一致。

适当的设备

在大多数应用中,使用专用的、定制的电极磨床是非常重要的。其他的研磨设备可能在一个典型的设施要么通常不能提供适当的纵向金刚石研磨的手段,也不能提供从一个电极到下一个电极制备的一致性。因此,它们将占用焊工太多昂贵的时间来生产一个可能不会焊接或焊接很长时间的电极。此外,非专用机器会被外来物质污染,因为它是用于磨削钨以外的零件。这会污染电极,导致焊接问题。

参考表7确定一件设备是否能有效地产生一致和可重复的电极和焊缝。

表7:确定一个合适的电极磨床要问的问题

问题
条件
它是纵向研磨的吗?
必要的
它有钻石砂轮吗?
必要的
在需要更换之前,一个典型的金刚石砂轮可以制作多少个电极?
越多越好。这也取决于操作人员的使用情况。
如果需要切割设备,是否提供带测量设备的金刚石切割轮?
刻痕电极和手断是不可接受的。
电极能切多短?
使这个条件符合你的需要。
研磨后的电极表面光洁度如何?
对于大多数用途,20 RMS是很好的,更精细的处理甚至更好。
刨平、研磨和切割一个典型的电极需要多快?
一个.040”直径的电极设置后不应超过60秒。
设置平,研磨和切割不同电极直径,角度,平面和长度的过程是什么?
它应该听起来简单直接。否则会花费太长时间,变得繁琐。
设备操作人员完成一个电极需要遵循什么流程?
它应该足够简单,所有焊工可以重复的过程,并产生相同的电极。
一个典型的操作人员期望产生的角度、长度和平面的公差是多少?
将这些与你的需要相匹配。
附件如真空集尘箱,现场手提箱,各种夹头等是否随时可用?
将这些与你的需要相匹配。
是否可以随时获得支持?
将这些与你的需要相匹配。
什么是保证?
将这些与你的需要相匹配。
它有多贵?
期望支付相当多比一个标准的台式磨床,但一个好的钨粉磨床将支付自己随着时间的推移,节省焊接时间,节省电极准备时间,并改进焊接。

电极夹角/锥度:用于直流焊接的电极应与金刚石砂轮纵向和同心地研磨到特定的夹角,并与尖端/平面制备相结合。不同的角度产生不同的电弧形状,提供不同的熔透能力。一般来说,更钝的电极具有更大的夹角可以提供以下好处:

  • 持续很长时间。
  • 具有更好的焊透性。
  • 弧度较窄。
  • 可以处理更多的安培而不腐蚀。

更锋利的电极与更小的夹角提供:

  • 提供更少的电弧焊接
  • 弧度更宽
  • 有更一致的弧线吗

在25°到45°夹角范围内,更大的钨直径和更高的电流通常与更大的锥度相匹配,以增加电极的使用寿命并提供更稳定的电弧。在10°到25°夹角范围内更尖锐的尖端用于更低的电流。

电极角度表面光洁度:制备好的电极尖端的光洁度将决定焊接工艺的一些特性。一般情况下,点应尽可能研磨精细,以提高焊接性能,增加电极的使用寿命。电极磨得太粗会产生不稳定的电弧。

表面光洁度通常表示为均方根(RMS)或粗糙度平均值(Ra)。RMS是与轮廓仪测量的表面光洁度有关的一个比较数字。精细表面处理的有效值为20-40,机加工表面处理的有效值通常为80-120,而喷砂表面的有效值为400-500。Ra值被定义为在规定的采样长度内偏离其中心线的平均值。用RMS表示的测量值将比用Ra表示的值读出大约高出11%。(微英寸x 1.11 = RMS)。

一个标准的抛光约20 RMS,仍然可以显示纵向接地线的肉眼,是一个通用的,高质量的抛光,任何应用。高抛光或镜面光洁度约6-8 RMS,很少或根本看不到线,对电极的寿命更好,因为电极表面没有任何砂砾,污染“粘”在电极点的可能性更小,从而减少侵蚀发生。然而,对于没有很强的起弧特性的焊接电源,大约20 RMS的光洁度更好,因为纵向接地线将有助于稳定地将电子引导到电极的极值点,这有助于起弧。一些预接地焊条制造商提供30至40 RMS范围内较粗糙的饰面;然而,这些不会持续很长时间,它们提供不稳定的弧线,而且它们往往太砂砾,不适合扩展,有效的弧线启动。

典型制造商推荐的几何形状:许多制造商提供了关于推荐电极几何形状的信息,因为他们已经进行了测试,以确定哪种电极几何形状对他们的设备在各种应用中最有利。然而,当这些信息不可用时,钻石地面产品公司或其他行业专家是这一信息的最佳来源。2022世界杯足球赛时间表乐鱼手机体育登录网站

不同应用要求的公差:许多焊接应用被认为是高度关键的,要求严格的长度,锥度和平面公差,除了高抛光的表面。这些应用包括高纯度轨道管焊接,制药,航空航天应用,配件制造和许多其他。在这些应用中,公差的基本准则是长度±.002 ",锥度±½°,尖端/平面±.002 "。如果应用程序要求制造这些极端公差的电极,除了几乎所有应用程序都需要的精密钨电极磨床外,还需要使用光学比较器、显微镜和千分尺等设备。其他应用通常要求自己的特定公差。在没有规定的情况下,对所执行的工作类型保持合理的公差,并尽可能保持一致。

适当的研磨和切割技术

世界杯2022分组直播钨电极是焊接过程中至关重要的电载体,必须经过适当的研磨和切割。制备不当的电极会导致电弧漂移,分裂,脱落,焊接不一致,或昂贵的错误。适当地接地和切割电极可以提高起弧和稳定性。

研磨和切割时,一定要使用金刚石砂轮。钨是一种非常坚硬的材料,而金刚石砂轮的表面更硬,这使得研磨更加光滑。没有金刚石砂轮的磨削,如氧化铝砂轮,会导致锯齿状边缘,缺陷,或不好的表面光洁度不可见,这将导致焊接不一致和焊接缺陷。此外,焊工应避免电极与熔池接触。如果确实发生这种情况,应将尖部受污染的部分切掉;电极应从一开始就重新接地。

提示/平的制备:当用用过的电极制备电极片时,如果要研磨的一端被严重污染,应在制备电极片之前将旧的电极尖剪掉。图3说明了如何用最小的污染修复电极。这一过程也适用于新电极或去除污染的电极。简单地推动电极刚好90°角的车轮的一边。应该有一个装置来固定钨,以保持角度。

注意:新电极和切割电极在电极尖端已经有一个平面。

图3:修复电极

修复电极
表8:钨电极尖端形状和电流范围
电极直径
尖端直径
夹角
恒流量程,A
脉冲电流范围,A
.040” /1.0毫米
.005” /.125mm
12
2至15
2至25岁
.040” /1.0毫米
.010” /.25mm
20.
5至30岁
5至60岁
.060” /1.6毫米
.020” /.5mm
25
8至50岁
8至100
.060” /1.6毫米
.030” /.8mm
30.
10至70岁
10至140
.093” /2.4毫米
.030” /.8mm
35
12至90岁
12至180
.093” /2.4毫米
.045” /1.1毫米
45
15至150
15至250人
.125” /3.2毫米
.045” /1.1毫米
60
20至200人
20至300人
.125” /3.2毫米
.060” /1.5毫米
90
25至250人
25至300人

锥形磨:适当的锥度磨削最重要的因素是电极必须纵向(纵向)地。横向磨削电极尖端对电极尖端电弧的形成和稳定性有负面影响。世界杯2022分组直播钨电极的分子结构是纵向排列的,因此横向磨削就是“对着晶粒进行磨削”。更重要的是,电子在电极表面以更大的密度流动。如果电极是横向研磨或抛光的,电子必须跳过研磨痕迹。弧线在尖端之前开始,向外扩散,通常是游离的。钨电极会过热,磨损得更快。通过与晶粒纵向磨削,电子被稳定地、较容易地引导到钨电极的极端。弧线从直线开始,一直保持狭窄、集中和稳定。该电极受热冲击较小,因此寿命更长。 Figure 4 provides an example of correct and incorrect grinding.

图4:正确和错误的研磨

正确的磨削
纵向磨痕不限制电流。首选镜面处理。
不正确的磨削

横向磨痕限制焊接电流,造成电弧漂移,并有夹杂危险。

为了获得最佳的电弧稳定性,钨电极的金刚石磨削应使电极长度与砂轮轴成90°角,如图5所示。世界杯2022分组直播金刚石砂轮不应用于磨削钨以外的任何东西,以确保砂轮和钨尖端在磨削操作中不会被污染,然后将外来材料转移到焊缝。

注意:当研磨氧化钍电极时,应使用排气系统,以清除工作区域的研磨粉尘。

图5:电极与砂轮成90°角

90°角研磨

切割到长度:钨电极制备中最容易被忽视的领域之一是切割操作或污染尖端的去除。钨极焊头污染是TIG焊工经常遇到的问题。受污染的电极会产生不稳定的电弧和肮脏、受污染的焊缝。确保所有污染从尖端被清除的最好方法是切断钨的那部分。重新研磨被污染的尖端可能不能去除所有的污染,它可能会将污染沉积在砂轮上,只会在未来的磨削中再次回收。

因为钨是一种非常坚硬的材料,正确的切割包括使用金刚石切割轮一致,干净的切割。许多焊工切割钨不正确使用以下方法之一:

  • 对于0.040 "和1/16 "直径的电极:使用断线钳或手折断电极。
  • 对于3/32 "或1/8 "直径的电极:使用两对钳子和扭转运动或在砂轮上刻槽电极,然后用手或钳子折断电极。
  • 对于直径大于1/8英寸的电极:使用锋利的锤子在锋利的金属边缘上敲击电极,或在砂轮上刻痕电极,然后用锤子敲击锋利的金属边缘。

所有这些方法都冒着安全和焊接问题的风险。焊条可能会在焊工不注意的情况下断裂或破碎。电极断裂会导致电弧不稳定,钨的部分掉落到熔池中造成焊接缺陷,以及其他问题。此外,如果钨碎片有伤害眼睛或手的风险。在任何情况下,用专门为钨的硬度和脆性设计的正确切割设备快速和适当地切割电极都要容易得多。

切割装置应保持钨严格安全的任何一方的切割稳定,使切割正好在90°角。使用金刚石切割轮将确保切割将是干净和光滑的,没有裂缝或碎片。碳化硅砂轮不应该被使用,因为它会污染钨。仪器应该快速和容易使用,有安全罩,并提供一个刻度,以确保准确的长度被测量和切割。

安全建议

钨焊条绝不能在研磨带或砂轮上手工研磨(尤其是碳化硅)。当手工打磨像钨这样非常硬脆的材料时,受伤的风险是相当高的。在操作高速磨削设备时,始终遵循标准的安全指南。

  • 使用经批准的安全眼镜
  • 不要穿宽松的衣服,以免被活动的部件夹住
  • 戴上保护头发的覆盖物来控制长发
  • 穿防滑鞋底的安全鞋
  • 只要可能,使用真空系统清除工作区域产生的钨和钍粉尘。
  • 不要在疲劳、醉酒或服用导致困倦的药物时操作电动工具

强烈建议佩戴手和手套,因为最常见的伤害是手指和眼睛。用手握住和研磨钨电极会导致手指烧伤,手指撕裂,手或手指的钨电极碎裂。世界杯2022分组直播在没有安全防护罩或安全眼镜的情况下,手工打磨钨电极一般会造成眼损伤。世界杯2022分组直播小片的钨电极可能会卡在操作人员的眼睛里。

满足焊工乐鱼手机体育登录网站需求的DGP产品

2022世界杯足球赛时间表金刚乐鱼手机体育登录网站石地面产品公司专门致力于最大限度地提高焊接过程中最常被忽视的变量之一:电极的质量和一致性。DGP提供改进和最大化乐鱼手机体育登录网站焊接过程效率的产品。

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