O wolframových elektrodách

Druhy wolframových elektrod

Wolframové elektrody pro TIG svařování lze rozdělit podle příměsí (legur). Kromě nelegované elektrody z čistého wolframu se používají elektrody legované oxidy Thoria, Lanthanu, Ceria a Zirkonu. Pro snadné odlišení jednotlivých typů se používá barevného značení vždy jednoho konce elektrod:

Čistý wolfram

WP - zelená

Elektroda je vhodná pro svařování slitin hliníku střídavým proudem. Zde vyniká dobrou stabilitou oblouku. Naopak nevhodná je pro svařování stejnosměrným proudem. Jako jediná se WP elektroda nebrousí do špičky.

S příměsí thoria

Obsah thoria způsobuje snížení výstupní práce a zvýšení emise elektronů.
Se stoupajícím obsahem thoria se zlepšují zapalovací vlastnosti, trvanlivost a proudová zatížitelnost. Hlavní použití těchto elektrod je při svařování vysoce legovaných a nerezových ocelí stejnosměrným proudem, kde vzkazují výborné vlastnosti.
POZOR ! Thorium je radioaktivní prvek. Se stoupajícím obsahem Thoria roste radioaktivita těchto elektrod ! Nebezpečí thoriovaných elektrod není v záření gama (zanedbatelné) ale v záření alfa. Radioaktivní částice se usazují v plících a v nejhorším případě mohou způsobit rakovinu. Pokud jsou přesto použity, je nutné důkladné odsávání při broušení i při svařování. Práce s těmito elektrodami bez těchto opatření je nezodpovědná a vede ke komplikacím z hlediska bezpečnosti práce. V dohledné době lze očekávat přechod od WT elektrod k elektrodám WC a WL.

S příměsí ceru

WC 20 - šedá

Cerované elektrody jsou univerzální pro téměř všechna použití. Lze je použít pro svařování stejnosměrným i střídavým proudem. Cerované elektrody jsou vhodné pro svařování nelegovaných i legovaných ocelí, slitin hliníku, slitin titanu, niklu, mědi a hořčíku. WC elektrody mají svářecí vlastnosti podobné jako WT elektrody: velmi dobré zapalovací vlastnosti - i při teplé elektrodě, dobrá trvanlivost a proudová zatížitelnost. Podstatně méně však zatěžují životní prostředí a zdraví svářeče.

S příměsí lanthanu

Lanthanované elektrody jsou stejně jako WC elektrody univerzální pro téměř všechna použití při svařování střídavým i stejnosměrným proudem. Lathanované elektrody předstihují cerované zejména v oblasti nízkých proudů. Jsou tak vhodné i pro svařování plasmou a mikroplasmou. Vyšší podíl lathanu usnadňuje zapalování, zejména při automatizovaném svařování (orbitální, robotické, polohovací stoly atd.)

S příměsí zirkonu

WZ 08 - bílá

Obsah zirkonu minimalizuje tvorbu wolframových vměstků ve svarovém kovu. Použití je hlavně pro střídavý proud a tedy pro svařování hliníkových materiálů jako náhrada WP elektrod. Pro stejnosměrný proud je lze použít jen podmíněně.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Jakou elektrodu tedy zvolit?
Obecně se dnes etablují jako standardy elektrody WC 20 (šedá) a WL 15 (zlatá). Tyto typy pokrývají široký okruh materiálů jako je: hliník, nerez, uhlíková ocel, bronz, titan, měď atd.
Jaký proud nastavit?
Následující tabulka zobrazuje jaké rozsahy proudu můžeme použít pro wolframové elektrody různých průměrů. Tabulka je sestavena zvlášť pro elektrody z čistého wolframu (WP) a pro legované elektrody (Leg. = ostatní). Dále je zohledněn druh proudu (AC/DC) a v případě stejnosměrného proudu také polarita (přímá/nepřímá):



Z tabulky je mimo jiné také patrné proč vám wolframová elektroda shoří, pokud omylem připojíte hořák na plusový vývod vašeho svářecího invertoru ...

A nesmíme zapomenout elektrodu správně nabrousit!
Tvar špičky elektrody totiž podstatně ovlivňuje průběh svařování a kvalitu sváru !

Vztah délky špičky k průměru elektrody
Tvar konce elektrody ovlivňuje podstatným způsobem průběh svařování a kvalitu svaru. Elektrody se brousí do špičky. Délka špičky má být asi 1 - 1,5 násobek průměru (pro pr. 2,4 mm = délka špičky 2,4 - 3,6 mm), viz následující obrázek


Špička elektrody má být po broušení otupena tak, aby průměr otupení špičky byl cca. 10% průměru elektrody. (elektroda pr. 2,4 mm = cca 0,24 mm). Otupení způsobí významné snížení zatížení špičky a tím zřetelné prodloužení životnosti. Před broušením je nutno zkontrolovat, aby konec elektrody nebyl nalomen nebo naříznut. Mezní pevnost zrna elektrody je totiž menší než pevnost jednotlivých krystalů. Elektrody mají proto sklon uvolňovat se při mechanickém namáhání podél zrn. Vysoké zahřátí při svařování pak způsobuje tvoření trhlin ve špičce. Broušení elektrod musí probíhat nanejvýš opatrně, aby se zabránilo poškození hranic zrn mechanickou silou. Broušení se musí provádět jen lehkým tlakem, protože při velké tvorbě tepla může dojít rovněž k napětí v zrnech a poškození hranic zrn.
Ruční broušení je nevhodné! Je nutné používat brusný kotouč s co nejjemnějším zrnem. Nejlepší je diamantový kotouč s umělohmotnou nebo kovovou texturou. Korundové brusné kotouče vykazují vzhledem k jejich tvrdosti horší brusné výsledky. Čím je jemnější broušení, tím je vyšší životnost elektrody. Ideální je použití speciální brusky na wolframové elektrody. Je sice dražší, ale pro specializovaná svářecí pracoviště se jednoznačně vyplatí.

Směr broušení
Je důležité brousit elektrodu podélně tak, aby vrypy po broušení byly rovnoběžně s podélnou osou elektrody. Při příčném broušení způsobují rýhy nestabilní oblouk a vylamování částeček wolframu, které se potom mohou dostat do lázně. Nehledě na to, že při příčném broušení bychom elektrodu snadno zlomili. Elektrodu je při broušení nutné otáčet velmi pomalu. Vliv směru broušení ukazuje následující obrázek.


Vystředění
Velmi záleží na tom, aby špička byla obravdu v ose elektrody. Při excentricitě vzniká nebezpečí nestabilního oblouku. Zejména při automatickém svařování pak vzniká nebezpečí, že ačkoliv je elektroda přesně fixována k materiálu úchytem elektrody, vadné vycentrování špičky způsobí, že svařovací energie není přivedena na požadované místo.


Úhel nabroušení
Spolu s průměrem elektrody má tento úhel rozhodující vliv na kvalitu svaru. Vyobrazení znázorňuje, jaký tvar má tavná lázeň při stejném proudu ale různých úhlech špičky. Oblouk je zrcadlovým obrazem úhlu broušení. Ostrý úhel elektrody přenáší energii na malou plochu s velkým natavením. Tupý úhel elektrody přenáší stejný svařovací proud na velkou plochu s poměrně mělkým natavením. Jak již bylo uvedeno výše, platí že délka špičky má být asi 1 - 1,5 násobek průměru. Z toho vyplývá úhel zbroušení. Je ale samozřejmně možné pro dané podmínky zvolit úhel jiný.


Pravidelnost broušení
Je třeba dbát na to, aby elektrody byly v pravidelných intervalech pečlivě přebrušovány a to už před jejich opotřebením. V žádném případě se nesmí čekat na to, až se kvalita svaru nebo zapalovací vlastnosti viditelně zhorší. Okamžité přebroušení je také nutné v případě dotyku elektrody s tavnou lázní