מבוא

אלקטרודות Tungsten הם אבן הפינה של גז tungsten arc welding (GTAW), פרס על נקודת ההמסה יוצאת דופן שלהם (3422C), מוליכות תרמית גבוהה, ומאפיינים פליטת אלקטרוני יציבים.למרות תכונות אלה, שחיקה אלקטרודה נשאר אתגר בלתי נמנע כי ישירות משפיע על איכות גיל, ייצור עקבי, עלייה, ועלויות גבוהות יותר של מנגנונים פיזיים וכימיקליים מאחורי שחיקה הוא לא רק אסטרטגיות מדעיות - הוא להרחיב את ההשפעה האפקטיביות יותר.

הפיזיקה של Tungsten Electrode Erosion

פיזור אלקטרודה טונגסטן מתרחש כאשר החומר הוסר משטחו במהלך קשת הווריגה.המנגנונים העיקריים הם ריקרציה תרמית, חמצון, שחיקה מכנית, ותגובה כימית עם contaminants.כל מנגנון מונע על ידי התנאים הקיצוניים הנוכחי בקצה אלקטרודה.

נפיחות וכבדות

מנגנון השחיקה המשמעותי ביותר הוא vaporization.כאשר הקשת נפגעת, טמפרטורת טיפ אלקטרודה יכולה להגיע 3,000-4,000 מעלות צלזיוס, הרבה מעל נקודת ההמיסה אבל מתחת לנקודת הרזה (5,555 ° C) של tungsten. עם זאת, בטמפרטורות אלה, tungsten של לחץ הנדפס הופך משמעותי.

אוקסידציה וזיהום

אפילו עם כיסוי גז מגן נכון, חמצן ומין תגובתי אחר יכולים להגיע לחוד אלקטרודה, במיוחד במהלך קשת מתחיל, עצירות, או כאשר זרימת גז אינה מספיקה. בטמפרטורות גבוהות, tungsten מגיב עם חמצן כדי ליצור תחמוצות אלקטרו-חמצני (WOreaFLT במיוחד:02FLT:1 ו WOFalph:23FLT) אשר יש הרבה יותר מדיום מגנטים (R) מ-Ricuptecterecterects) במהירות, 000) מ-uptectsulficuptectsulficuptects.

מתח חמקמק ומכני

רכיבה על אופניים תוך רינג מייצרת מתח בתוך אלקטרודה.הטמפרטורה הקיצונית ⁇ בין קצה חם ואזור קולגן הקר יותר יוצרת ניגודים הרחבה. מעל מחזורים רבים, זה יכול להוביל micro-cracking ו ספיגה, שבו שברים קטנים של tungsten לשבור. מתח מכני מכוחות פיצוץ - שנוצר על ידי פלזמה סילון -fur abrades את ההשפעות אלקטרו-מדומים אלה בהדרגה מתפתלת הרגל, לשנות את הגמישות מנקה התנהגות נוספת.

אינטראקציה חשמלית

הקשת עצמה היא סביבת פלזמה מורכבת.מושגים חיוביים בקשת מואצים לכיוון אלקטרודה (כאשר אלקטרודה היא שלילית, DCEN), המשפיעים על פני השטח עם אנרגיה קינטית גבוהה.הפגזה זו יכולה להזריק אטומים באופן פיזי לתוך תהליך הנקרא FLT:0sputteringFLT:1 בנוסף, נקודת החזקה נעה באופן מתמשך על פני פני פני השטח, יצירת כתמים אלקטרופורמנטליים שונים, מדוע שיפור דפוסי השחיקה זרם זרם.

גורמים שמזהמים את האירוסין

כמה גורמים בלתי נשלטים ובלתי נשלטים משפיעים על חומרת שחיקה.זיהוים מאפשר לנרכונים להתאים פרמטרים באופן פעיל.

ההכחשה הנוכחית וטמפרטורת Arc

זרם גבוה יותר מגביר ישירות את העומס התרמי על אלקטרודה.עבור קוטר אלקטרודה נתון, מעל טווח הנוכחי של היצרן-recommend כוחות את קצה לפעול בטמפרטורות גבוהות מדי, באופן דרמטי מאיץ נפיחות. צפיפות נוכחית (דגים למילימטר רבוע של אזור טיפ) הוא המדד הקריטי: אלקטרודה קטנה בשימוש בטמפרטורות גבוהות יותר בשימוש הנוכחי יהיה קשה יותר מאשר זרם רגיל, לפעמים, אבל זה עדיין יכול להיות גבוה יותר גבוה יותר מאשר עכשיו.

אלקטרודה קומפוזיציה ו-Alloying Elements

הבחירה של סגסוגת tungsten משפיעה באופן משמעותי על עמידות לשחיקה. סוגים זמינים במשותף כוללים:

  • (ב) ⁇ :0) ⁇ (EWP)cioFLT:1: עלות נמוכה אך שיעור השחיקה הגבוה ביותר מתאים רק עבור שילוב AC של אלומיניום ומגנזיום שבו אלקטרודה טיפ הוא הרצוי.
  • (FLT:0) tungsten (EWThII)FLT:1: מכיל 2% תחמוצת thorium, אשר משפרת את פליטת האלקטרונים ומפחיתה את טמפרטורת התפעול.
  • (FLT:0)Ceriated tungsten (EWCe-203)FLT:1: 2% cerium oxide מספק יציבות קשת מעולה וקצב שחיקה נמוך, במיוחד בזרמים נמוכים.
  • (ב) ⁇ 0) ⁇ ⁇ (EWLa-1.5/EWLa-2)uaFLT:1: עד 2% מילימטרית lannthanum.שלב שחיקה נמוכה עם תכונות התחלה טובות והוא לא רדיואקטיבי פופולרי יותר ויותר כתחליף לשחיקה.
  • (ב) [15] ,(א) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

תחמוצות ⁇ פועלות על ידי צמצום תפקוד העבודה - האנרגיה הנדרשת כדי פולט אלקטרונים. פונקציה עבודה נמוכה יותר פירושה אלקטרודה פועלת בטמפרטורה נמוכה יותר עבור אותו זרם, ישירות צמצום הנפיחות.

הגנה על אספקת גז וטוהר

(הדגשת גזים מונעים חמצון, אך לא כל הגזים שווים. ארגון הוא סטנדרטי עבור רוב GTAW.הוספת helium מגביר את טמפרטורת קשת ואת המתח, אשר יכול להגדיל את עומס החום אלקטרודה ושחיקה אם לא לפצות. אי-ציות במגן גז (oxygen, חנקן), להאיץ באופן דרמטי את שחיקה של חמצון של ⁇ 9% או טוב יותר הוא גם כן, מצב שאינו מספק זרימה מוגבלת: VVFicication;

עקבו אחרי Polarity and Waveformity

DCEN (אלקטרוניקה שלילית) הוא סטנדרטי עבור רוב היישומים שאינם מימיים כי זה מכוון אלקטרונים הרחק מהאלקטרודה, ייצור ניתוח קריר יותר ושחיקה נמוכה יותר. DCEP (חיוב אלקטרוני) הופך את זרימת האלקטרונים, מביא חום ישירות לתוך אלקטרודה - זה משמש רק עבור יישומים מיוחדים כמו התחממות דקה, אבל שחיקה היא חיי אלקטרודה חמורים, בשימוש עבור מגנזיום, ולהפחית את החמצן חיובי ביותר, תוך כדי שמירה על אלקטרודות, תוך כדי שינוי יעיל ביותר של אלקטרודות.

הכנה אלקטרודה וגיאומטריה

צורתו של טיפ אלקטרודה משפיעה מאוד על יציבות קשת וחלוקה טמפרטורה. טיפ ארוך, מפוענח מאוד מתמקד חום על apex, הגדלת הטמפרטורה המקומית והשחיקה. טיפ בוטה יותר עם פנים שטוחות (לעתים קרובות נקרא conruncated cone) מפיץ חום על אזור גדול יותר, צמצום של ריצוף DC, זווית של 20-30 מעלות עם קושחה ארוך (Ricer) הוא לעתים קרובות לשחיקה חשמלית (Dird) הוא לעתים קרובות.

המונחים: Electrode Erosion

שחיקה קוונטית מסייעת בהשוואת נהלים וחומרים.שיטות נפוצות כוללות ירידה במשקל, שינוי ממדי ובדיקה חזותית.

בדיקת משקל

הצפה אלקטרודה לפני ואחרי משך קבוע (למשל, 100 amps במשך שעה) מספק מדד ישיר של אובדן חומרים במ"ג לשעה. שיטה זו סטנדרטית במחקר ומאפשרת השוואה בין יצירות אלקטרודה לתנאי השחיקה. עם זאת, היא אינה תופסת שינויים בגאומטריה טיפ שעלולים להשפיע על הביצועים לפני ירידה משמעותית במשקל.

טיפ גיאומטריה שינוי

ניתוח השינוי בקוטר טיפ, זווית הקש, או גודל הפנים שטוח באמצעות קומפוטור אופטי או מיקרוסקופ נותן תובנה על דפוסי ללבוש. אלקטרודה מבוססת היטב מראה עלייה מינימלית בקוטר.מעגל מהיר או בוטה מעיד על כיסוי גז נוכחי או גרוע. המפעילים יכולים להשתמש במדידות אלה כדי להתאים פרמטרים באופן פרואקטיבי.

ביקורת חזותית

הערכת שדה מעשית מסתמכת על סימנים חזותיים. אלקטרודה משווללת כראוי מפתחת משטח חלק, נקי עם שינוי צבע מינימלי (כחול, שחור) מצביעה על חמצון. פיטינג או מכתשים קטנים מציעים זיהום. Balling (ספירה גדולה מלוטשת בקצה) מתרחשת עם טונגסטן טהור על AC והוא מקובל בתוך גבולות, אבל עודף כדור מציין את עודף הנוכחי.

אסטרטגיות למזער אלקטרונידה Erosion

אמצעים מעשיים יכולים להפחית את השחיקה ב-50% או יותר, להאריך את חיי אלקטרודה ולשפר את העקביות של השכבות.

בחירת חומר אלקטרודה אופטימאלי

עבור DC רינג של פלדה, נירוסטה פלדה, טיטניום, lanated (EWLa-1.5 או EWLa-2) אלקטרודות מציעים את האיזון הטוב ביותר של שחיקה נמוכה, התחלה קלה, וחיים ארוכים. עבור שילוב AC של אלומיניום, ביצועים גבוהים ceriaed או lanated אלקטרודות ניתן להשתמש עם עיגול מעוגל, המציע פחות שחיקה מאשר tungs טהור, אבל עדיין מצופה כיפות אלקטרודות גבוהה עדיין יש צורך כי הם עדיין מצופה אלקטרודות אלקטרודות.

אופטימיזציה של Welding Parameters

הישארו בטווח הנוכחי של היצרן עבור קוטר אלקטרודה שנבחר וסגסוגת.עבור amperage נתון, לבחור את הגודל אלקטרודה המעשי הגדול ביותר כדי להפחית את צפיפות הנוכחית. השתמש אורך קשת מינימלי כי שומר קשת יציבה - קשתות ארוכות להגדיל את החימום אלקטרודה.עבור הדופק TIG, להבטיח כי משך שיא הוא קצר מספיק כדי לאפשר קירור בין הדופק.

היערכות נכונה והכנה

גרטו את אלקטרודה ארוך באופן קבוע על גלגל יהלום ייעודי שמורה עבור tungsten כדי למנוע זיהום. לשמור זווית ברז עקבי (בדרך כלל 30 מעלות עבור DC) ודירה קטנה (0.5-1.0 מ"מ) כדי לייצב את הקשת. להימנע לטחון עד נקודה מחט חדה כמו זה יהיה raode במהירות. לאחר שחיקה, לנקות את אלקטרודה עם atone או הוא ייצוב אלכוהול, כדי להסיר את החיסם, מכווץ היטב.

טכניקות מתקדמות כדי להפחית את האירוניה

עבור יישומים קריטיים, לשקול שימוש בפתרונות טכנולוגיים:

  • (FLT:0) מים-מבולים מזחלות (FLT) 1:1: שמור על אלקטרודה ו לפיד גוף קריר יותר, צמצום עומס תרמי ומאפשר מחזורי חובה גבוהים יותר ללא שחיקה מוגזמת.
  • (FLT:0)Pulsed GTAWFLT:1: שימוש ברקע נמוך זרם גבוה עבור משך זמן קצר מאפשר אלקטרודה להתקרר בין הדופק, צמצום הטמפרטורה הממוצעת והשחיקה.זה יעיל במיוחד עבור חומרים דקים ופלדה אל-חלד.
  • (FLT:0) , 000 שלל מקיפים את ה- IldingFLT:1 ; שימור של אורך קשת, מהירות נסיעה וכיסוי גז מצמצם את הווריאציות המושרה של האדם שגורמים לשחיקה.מערכות אוטומטיות יכולות לשמור על פרמטרים עקביים עבור אלפי ננודות עם ללבוש אלקטרודה מינימלי.
  • (FLT:0)אווירה מוטבעת נברלינג 1:1; הפחתה של אזור הנולד בתא גז אינרציה (קופסא גלוב) מבטלת זיהום חמצן, כמעט להפסיק שחיקה חמצון.

תחזוקה וטיפוח הטוב ביותר

אלקטרודות אינספיריות לפני כל שימוש. Replace או מחדש אלקטרודות המציגות פיזור, צבע או עיוות גאומטרי.לעולם אל תשתמש באלקטרודות שנזרקו או מזוהמים עם שמן או גריר. מחזיקי אלקטרודה נקיים והתנגשות באופן קבוע כדי להבטיח מגע חשמלי טוב וחום העברה. a התנגשות רופפת מגבירה את ההתנגדות, גורם חימום מקומי מואצת ושחיקה בנקודת הדגימה הנכונה לשימוש אלקטרוט.

תגיות Common Erosion Patterns

זיהוי דפוסי שחיקה יכול במהירות לאתר שורש גורם.

טיפ או Mushroomed

טיפ שהופכ לבוטות יתר או מתפתח צורה פטרייתיתית מציין עומס נוכחי - אלקטרודה היא קטנה מדי עבור ה- amperage. Switch לקוטר גדול יותר או להפחית את הזרם.זה יכול להתרחש גם עם זווית ברז לא נכונה (יותר מדי רדודה).

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

הכדור הוא נורמלי עבור tungsten טהור על AC, אבל אם הכדור הופך גדול מדי (יותר מ 1.5 פעמים קוטר אלקטרודה), זה מצביע על איזון AC הנוכחי או לא תקין.צמצם את האיזון הנוכחי או להסתגל לזמן אלקטרודה קצר יותר.

פיט או קרש

פיטים וסדקים לעתים קרובות תוצאה של זיהום (נפט, לחות) או מזעזוע תרמי במהלך קשת החל. השתמש בטכניקה גבוהה או מגע כוכבים כדי להימנע מגלידות הנוכחיות פתאומיות.להבטיח גז נקי ואלקטרודות יבשות. קרקרים יכול להיגרם גם על ידי זיהומים בסגסוגת tungsten.

Aסימטרי לובשת

שחיקה בלתי אחידה בצד אחד של אלקטרודה מעידה כי הקשת אינה ממוקדת.זה יכול להיות בשל טחון קצה מלמטה, זרימת גז לא נכונה (מלבד טיוטה), או מכת קשת מגנטית. בדוק אינטגרציה, חדות גז, תנאי שדה מגנטיים (למשל, מיקום ריצוף).

מסקנה

(השחיקה אלקטרודה) היא תופעה מורכבת המונעת על ידי vaporization, חמצון, מתח תרמי ודינמיקה קשתית.על ידי הבנת המדע הבסיסי, welders יכולים לנוע מעבר ניחושים וליישם שיפורים ממוקדים בבחירה חומרית, אופטימיזציה, הכנה אלקטרודה ותחזוקתית יעילה יותר - שדה GTAR הוא מוחשי: חיי אלקטרודה ארוכים יותר, יציבות עקבית פחות, פגמים מולדים, ועלויות נמוכות יותר של אימון חשמלי מתקדם, כמו גם מאפקטיבי טוהר, החל מ- 4.