Odabir prave Wolfram elektrode za TIG zavarivanje

Uvod

Wolframove elektrode igraju ključnu ulogu u TIG (Tungsten Inert Gas) zavarivanju, poznatom i kao GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). Ovaj proces se oslanja na izuzetnu otpornost volframa na visoke temperature i njegovu električnu vodljivost kako bi se osigurao stabilan i precizan zavarivački luk. S točkom taljenja od 3410 °C, volfram nadmašuje većinu metala po otpornosti na toplinsko opterećenje, što ga čini idealnim izborom za elektrode u ovom postupku.

Elektrode dolaze u različitim varijantama, od čistog wolframa do legiranih verzija s oksidima rijetkih metala. Odabir prave elektrode ovisi o vrsti materijala koji se zavaruje, vrsti struje (izmjenična AC ili istosmjerna DC) i specifičnim zahtjevima procesa.

Klasifikacija i oznake wolframovih elektroda

• Zelena (EWP) – Čisti volfram
• Crvena (EWTh-2) – Torijevani volfram
• Zlatna (EWLa-1.5) – Lantanirani volfram
• Plava (EWLa-2) – Lantanirani volfram (2%)
• Siva (EWG) – Elektrode s dodatkom rijetkih oksida

Pregled najčešće korištenih elektroda i njihova primjena

Zelena elektroda (EWP) – Čisti volfram

Elektrode od čistog volframa sadrže 99,50% volframa i najčešće se koriste za AC zavarivanje, posebno kod materijala poput aluminija i magnezija. Njihova glavna karakteristika je sposobnost formiranja stabilnog, okruglog vrha pri zagrijavanju, što doprinosi stabilnosti luka.

Prednosti:

• Najstabilniji luk kod AC zavarivanja aluminija i magnezija.
• Povoljna cijena u usporedbi s legiranim elektrodama.
• Nema dodatnih legirajućih elemenata koji bi mogli uzrokovati kontaminaciju zavara.

Nedostaci:

• Najveća stopa trošenja od svih vrsta elektroda.
• Ne preporučuje se za DC zavarivanje jer ne pruža stabilan luk.

Crvena elektroda (EWTh-2) – Torijevani volfram

Torijeve elektrode sadrže između 1,70 i 2,20% torija, koji značajno poboljšava električnu vodljivost i performanse elektrode pri DC zavarivanju. Zbog ovih karakteristika, crvena elektroda je jedna od najčešće korištenih za zavarivanje nehrđajućeg čelika, nikla, titana i drugih materijala.

Prednosti:

• Omogućava lako paljenje luka i stabilan rad pri DC zavarivanju.
• Ima dugi vijek trajanja i otpornija je na trošenje od čistog volframa.
• Poboljšana sposobnost prijenosa struje rezultira preciznijim zavarenim spojevima.

Nedostaci:

• Torij je radioaktivan, pa je potrebno pridržavati se sigurnosnih mjera prilikom brušenja i rukovanja.
• Ne preporučuje se za AC zavarivanje jer gubi stabilnost luka.

Zlatna elektroda (EWLa-1.5) – Lantanirani volfram

Zlatne elektrode sadrže 1,30% do 1,70% lantana, što poboljšava sposobnost prijenosa struje i stabilnost luka. Ove elektrode su izvrsna alternativa torijevim elektrodama, ali bez radioaktivnih rizika.

Prednosti:

• Dobar balans između stabilnosti luka i dugovječnosti elektrode.
• Može se koristiti za AC i DC zavarivanje, što je čini svestranom opcijom.
• Osigurava dobro paljenje luka čak i pri niskim amperažama.

Nedostaci:

• Iako dugotrajnija od čistog volframa, ne traje toliko dugo kao torijeve elektrode.
• Može zahtijevati prilagodbu parametara pri prijelazu s torijevih elektroda.

Plava elektroda (EWLa-2) – Lantanirani volfram (2%)

Plave elektrode sadrže 2% lantana, što ih čini još boljima od 1,5% lantaniranih elektroda u pogledu stabilnosti luka i vodljivosti. Ove elektrode su iznimno pogodne za AC i DC zavarivanje, osobito kod nehrđajućeg čelika i aluminija.

Prednosti:

• Poboljšane karakteristike paljenja i stabilnosti luka u odnosu na 1,5% lantanirane elektrode.
• Ima duži vijek trajanja od standardnih lantaniranih elektroda.
• Pogodna za širok spektar materijala, uključujući aluminij i nehrđajući čelik.

Nedostaci:

• U određenim situacijama može biti manje stabilna pri DC zavarivanju u usporedbi s torijevim elektrodama.
• Viša cijena od elektroda s nižim postotkom lantana.

Siva elektroda (EWG) – Elektrode s oksidima rijetkih metala

Sive elektrode su posebno razvijene kako bi kombinirale najbolje karakteristike različitih legiranih elektroda. Sadrže mješavinu rijetkih oksida, što im omogućuje duži vijek trajanja i stabilan luk pri AC i DC zavarivanju.

Prednosti:

• Mogu se koristiti za AC i DC zavarivanje s izvrsnim performansama.
• Dugotrajnije od većine drugih elektroda zahvaljujući optimiziranim legiranim elementima.
• Omogućuju veće struje bez prekomjernog trošenja elektrode.

Nedostaci:

• Budući da sastav može varirati između proizvođača, potrebno je testirati specifičnu marku prije odabira.
• Viša cijena u usporedbi s tradicionalnim torijevim i lantaniranim elektrodama

Brušenje i priprema wolframovih elektroda

• Pravilna priprema elektrode igra ključnu ulogu u kvaliteti zavara. Oblik i način brušenja elektrode značajno utječu na stabilnost luka, kontrolu taljenja materijala i kvalitetu konačnog zavara.

•      

• Vrste vrhova elektroda

  Postoje tri osnovna načina oblikovanja vrha elektrode:

  1. Okrugli vrh – Preporučuje se za AC zavarivanje, posebno kod upotrebe čistog volframa (zelena elektroda). Okrugli vrh omogućuje ravnomjernu raspodjelu električne energije i stabilan luk pri zavarivanju aluminija i magnezija.
  2. Šiljasti vrh – Najbolji za DC zavarivanje, jer omogućuje precizan i usmjeren luk. Ovaj vrh se često koristi kod tankih materijala poput nehrđajućeg čelika i titana, gdje je potrebna visoka preciznost.
  3. Rezani šiljak – Ova metoda se koristi kada je potrebna kombinacija stabilnosti luka i dugotrajnosti elektrode. Preporučuje se za veće struje zavarivanja, gdje bi šiljasti vrh mogao prebrzo izgorjeti.

  Postupak brušenja elektrode                                                                                          

  Pravilna tehnika brušenja elektrode može značajno poboljšati kvalitetu zavara i smanjiti trošenje elektrode. Evo nekoliko ključnih koraka:

•  
  • Koristite dijamantne brusne ploče – Dijamantne brusne ploče su najprikladnije za brušenje volframovih elektroda jer osiguravaju glatku površinu bez mikropukotina koje bi mogle oslabiti elektrodu.
  • Brušenje u uzdužnom smjeru – Elektrodu treba brusiti u smjeru njezine osi, a ne poprečno. Poprečno brušenje može uzrokovati nestabilnost luka i neželjene oscilacije tijekom zavarivanja.
  • Pravilna duljina konusa – Omjer duljine konusa elektrode obično bi trebao biti između 2 i 2,5 puta promjera elektrode. Primjerice, za elektrodu promjera 2,4 mm, duljina konusa bi trebala biti približno 5 mm.
  • Završna obrada – Nakon brušenja, elektrodu je poželjno polirati finijom brusnom pločom kako bi se smanjila hrapavost i poboljšala stabilnost luka.

  Sigurnosne mjere pri brušenju

  Kod brušenja volframovih elektroda, osobito torijevih (crvena oznaka), važno je pridržavati se sigurnosnih mjera:

  • Koristiti zaštitnu masku i rukavice – Torijev volfram sadrži radioaktivne čestice, a prašina nastala brušenjem može biti štetna ako se udiše.
  • Osigurati ventilaciju ili raditi u zatvorenom sustavu – Brusilice sa sustavom usisavanja smanjuju opasnost od izlaganja štetnim česticama.
  • Držati radno područje čisto – Redovito uklanjanje metalne prašine smanjuje rizik od kontaminacije zavara i produljuje vijek trajanja elektrode.

Česta pitanja (FAQ)

Koja je razlika između torijevih i lantaniranih elektroda?

Torijeve elektrode sadrže radioaktivni torij, koji poboljšava paljenje i stabilnost luka. Lantanirane elektrode su sigurnija alternativa s vrlo sličnim karakteristikama.

Kako odabrati odgovarajući promjer wolframove elektrode?

Promjer elektrode ovisi o jačini struje i vrsti materijala. Tanje elektrode su bolje za precizne zavare pri nižim strujama, dok su deblje elektrode otpornije na trošenje pri visokim strujama.

Zašto se elektrode različito troše pri AC i DC zavarivanju?

AC zavarivanje uzrokuje veću toplinsku oscilaciju, što povećava trošenje elektrode. DC zavarivanje omogućava stabilniji luk i manju potrošnju elektrode.

Koji je najbolji način brušenja wolframove elektrode?

Elektrode treba brusiti uzdužno pomoću dijamantne brusne ploče kako bi se osigurao stabilan luk. Kod torijevih elektroda treba koristiti ventilaciju zbog toksične prašine.

Koja elektroda se preporučuje za početnike?

Lantanirane (zlatne) elektrode su odličan izbor za početnike jer nude stabilan luk, dug vijek trajanja i mogu se koristiti za AC i DC zavarivanje bez posebnih sigurnosnih mjera.