Comprendere i diversi tipi di tungsteno elettrodi in TIG saldatura

Gli elettrodi di tungsteno sono il cuore del processo di saldatura TIG (Tungsten Inert Gas), servendo come il conduttore non consumabile che stabilisce e mantiene l'arco. Conosciuto anche come Gas Tungsten Arc Welding (GTAW), questo processo si basa sull'elettrodo per fornire corrente al pezzo mentre rimane intatto durante tutta la saldatura. La scelta di tungsteno elettrodo influenza direttamente la stabilità dell'arco, la qualità della saldatura e l'efficienza generale.

Questa guida fornisce un'occhiata approfondita agli elettrodi di tungsteno più comuni, le loro proprietà, applicazioni e migliori pratiche per la preparazione e la manipolazione. Comprendendo le sfumature di ogni tipo, i saldatori possono ottimizzare le prestazioni, ridurre la contaminazione e prolungare la vita degli elettrodi. Per ulteriori background sul processo GTAW, fare riferimento a Lincoln Electric’s panoramica di saldatura TIG.

Come tungsteno elettrodi lavoro in TIG saldatura

Tungsteno ha il punto di fusione più alto di qualsiasi metallo (3,422 °C / 6,192 °F), che lo rende ideale per elettrodi non consumabili. Durante la saldatura, l'elettroderium conduce corrente elettrica per creare un arco tra la punta e il pezzo. L'arco genera calore intenso che fonde il metallo base e, se utilizzato, una barra di riempimento.

Tipi di tungsteno elettrodi

Gli elettrodi sono classificati per composizione chimica, che influisce sulle loro prestazioni in corrente alternata (AC) e corrente diretta (DC). I cinque tipi primari sono puri, prosperati, cerite, lantanati e zirconiati.

Puro tungsteno (verde)

Gli elettrodi di tungsteno puro contengono 99,5% di tungsteno senza elementi in lega. Essi sono identificati da una banda verde. Questi elettrodi sono principalmente utilizzati per la saldatura AC di alluminio e magnesio perché producono una punta stabile e a sfera che aiuta a iniziare l'arco in presenza di corrente alternante. La forma a punta arrotondata riduce l'inclusione di tungsteno nella vasca di saldatura. Tuttavia, tungsteno puro ha una capacità di carico inferiore e una maggiore stabilità di combustione rispetto agli elettrodi in lega.

Tungsteno arrotondato (rosso)

Gli elettrodi di tungsteno tortizzati contengono 1% al 2% di ossido di torio (ThO2) e sono contrassegnati con una banda rossa. L'aggiunta di torio abbassa la funzione di lavoro, il che significa meno energia è necessaria per emettere elettroni. Questo si traduce in più facile avvio dell'arco, più lunga durata dell'elettrodo, e una maggiore capacità di corrente rispetto al tungsteno puro.

Il toro è un elemento radioattivo di basso livello che emette particelle alfa. Mentre il rischio di radiazione esterna è minimo, la macinazione dell'elettrodo produce polvere che può essere inalata o ingerita, ponendo un pericolo di salute a lungo termine.

Ceriated Tungsten (Gray)

Gli elettrodi di tungsteno Ceriated contengono ossido di cerio del 2% (CeO2) e sono identificati da una banda grigia. Il Cerium è un elemento raro che fornisce un'eccellente emissione di elettroni a basse amperaggi, rendendo gli elettrodi ceriati ideali per materiali di scarto sottile e la saldatura DC su acciaio al carbonio, acciaio inossidabile e leghe di rame.

Tungsteno Lantanato (Gold)

Gli elettrodi di tungsteno lantanati sono legati con 1% al 2% di ossido di lantanio (La2O3) e portano una banda d'oro. Offrono le migliori prestazioni all-around tra gli elettrodi moderni. Gli elettrodi lantanati espongono un giro d'arco basso, un facile avvio dell'arco e una capacità di sicurezza eccezionale sia AC che DC. Possono essere gestiti su un ampio intervallo di saldatura senza sacrificare la forma della punta.

In molte applicazioni, gli elettrodi lantanati superano il ritmo offrendo un arco più stabile a manopole inferiori e resistendo meglio alla contaminazione. Sono adatti per sistemi di saldatura automatizzati che richiedono caratteristiche di arco coerenti. Per la saldatura manuale, riducono la necessità di regolare la punta come spesso. Secondo ]AWS Welding.org sommario di leghe elettrodi[FIG]

Tungsteno Zirconiated (Brown)

Gli elettrodi di tungsteno zirconiati contengono circa 2% ossido di zirconio (ZrO2) e sono contrassegnati con una banda marrone. Sono specificamente progettati per la saldatura AC, in particolare su alluminio e magnesio dove sono necessarie stabilità dell'arco superiore e resistenza alla contaminazione.

Preparazione elettrodo e goccia Geometria

La forma della punta — appuntita, troncata o a sfera — dipende dal tipo di corrente e dal materiale di saldatura. Per saldatura DC con una polarità retta (DCEN), macinare l'elettrodo ad un punto affilato con un angolo incluso di 20–30 gradi. Una terra piana (truncazione) di 0.5–1.0 mm alla punta impedisce la forma brevemente stabilizzata di scissione e di caduta di z

Smerigliare sempre elettrodi di tungsteno longitudinalmente (parallel alla lunghezza della canna) piuttosto che perpendicolare. Grinding attraverso l'elettrodo lascia graffi circolari che possono trasportare contaminanti nella saldatura e causare instabilità dell'arco. Utilizzare un grinder tungsteno dedicato o una ruota di diamanti fine-grit riservata solo per tungsteno per evitare la contaminazione incrociata da altri metalli.

Selezione dell'Electrode destro per la tua applicazione

La scelta dell'elettrodo corretto comporta la valutazione del metallo base, del tipo corrente, della posizione di saldatura e delle caratteristiche di saldatura desiderate.

  • Pure (Green): saldatura AC di alluminio e magnesio; requisiti di corrente bassa; vita economica ma limitata.
  • Thoriated (Red):] saldatura DC di acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, titanio, leghe di nichel; elevata capacità di amperaggio; preferi per penetrazione profonda.
  • Ceriated (Gray):] saldatura a bassa potenza DC, materiali sottili, TIG orbitale; alternativa sicura al tiriato.
  • Lantanata (Gold): Versatile per AC e DC; ottima stabilità dell'arco; adatto sia per saldatura manuale che automatizzata.
  • Zirconiated (Brown):[] saldatura AC di alluminio con minima contaminazione; migliore per la lamiera sottile e saldature cosmetiche di alta qualità.

Per lavori di alluminio dedicati, gli elettrodi zirconiati o puri offrono vantaggi specifici. Per la saldatura ad alta produzione di acciaio DC, i resti tirati ampiamente utilizzati nonostante le preoccupazioni di sicurezza, ma lantanata è un adeguato sostituto.

Dimensioni elettrodo e capacità attuale

Il diametro dell’elettrodo di tungsteno deve corrispondere alla gamma di amperaggio della saldatura. Utilizzando un elettrodo sottodimensionato provoca surriscaldamento, usura rapida e instabilità dell’arco. Un elettrodo di grandi dimensioni può non avviare un arco stabile e può sprecare materiale. I diametri standard variano da 0,020 pollici (0,5 mm) per materiale molto sottile a 1/8 pollici (3,2 mm) per sezioni pesanti.

Scudo di Gas Selezione e Vita Elettrodo

La scelta del gas di schermatura influisce sulle prestazioni dell'elettrodo e sulla longevità. L'argon puro è il gas più comune per la saldatura TIG e funziona bene con tutti i tipi di elettrodi. Fornisce una buona azione di pulizia su AC e un arco stabile. L'elio può essere aggiunto per aumentare l'ingresso di calore per i materiali più spessi, ma l'elio aumenta la temperatura dell'arco e può accelerare l'erosione dell'elettrodo, soprattutto con elettrodo tondo, con elettrodo puro.

Risoluzione dei problemi di elettrodo comune

Anche con l'elettrodo corretto, possono sorgere problemi. Riconoscere e correggere questi problemi consente di risparmiare tempo e materiale:

  • L'Arc vagante[ spesso deriva da una punta contaminata o impropriamente sagomata.
  • Tip melting or balling[[] su DC suggerisce che l'amperaggio è troppo alto o l'elettrodo è troppo piccolo. Passare a un diametro più grande o ridurre la corrente.
  • Immagini di polmone[[] nella vasca di saldatura sono causate da immergere l'elettrodo nella pozza fusa, utilizzando un punto troppo tagliente che si rompe, o avendo una corrente eccessiva per la dimensione della punta.
  • L'erosione dell'elettrodo rapido[] su AC può indicare il tipo di elettrodo sbagliato (ad esempio, utilizzando puro su alta amperaggio) o la copertura insufficiente del gas.

Per una risoluzione più dettagliata dei problemi, consultare ]Le risorse di saldatura Airgas che coprono difetti e soluzioni comuni.

Considerazioni di sicurezza per tungsteno elettrodi

Oltre al problema della radioattività con elettrodi tortuosi, altre pratiche di sicurezza si applicano a tutti i tipi. La polvere di tungsteno da macinazione è un irritante respiratorio; utilizzare sempre un grinder dedicato con ventilazione. Mai macinare tungsteno con una ruota utilizzata per l'acciaio o l'alluminio, come le particelle incorporate possono contaminare l'elettrodo e introdurre porosità in saldature.

Conclusioni

La masterizzazione della selezione e dell'uso di elettrodi di tungsteno eleva la qualità di qualsiasi operazione di saldatura TIG. Dal verde puro per la saldatura AC in alluminio ai materiali versatili in oro lantanato per quasi tutto, ogni tipo porta vantaggi specifici. Capire come la composizione colpisce emissione di elettroni, stabilità dell'arco e la vita della punta consente ai saldatori di comporre nel loro processo per la massima efficienza e rilavoro minimo.

Per ulteriori informazioni, la American Welding Society[[] offre standard dettagliati e materiali didattici sulle specifiche degli elettrodi e sulla pratica della saldatura.