Зварювання вольфраму з іншими металами

Протягом останніх років масове застосування в різному якості знаходять тугоплавкі метали, до категорії яких відноситься і вольфрам. Зварювання вольфраму має свої особливості, які зумовлені високою температурою плавлення – близько 3400 градусів.

Особливості зварювання

Особливості процесу обумовлюються підвищеними температурами плавлення вольфраму. Фахівці нагадують, що якість зварювання вольфраму багато в чому залежить від чистоти самого металу. Вона повинна бути максимально високою. Для самої процедури необхідно підготувати джерела, що дають достатню концентрацію при нагріванні.


Ще один важливий нюанс полягає в тому, що при звичайному температурному режимі з'єднання з вольфрамом, отримані шляхом зварювання, проявляють схильність до розтріскування, виражену крихкість. Тому до початку зварювальних робіт за участю це го металу треба завчасно підігрівати основна сировина. Потрібна температура від +500 градусів і вище. Якщо зварювати окремі елементи, не допускаючи їх жорсткого скріплення між собою, можна не допустити подальшого формування на поверхні металу тріщин. Зрідка фахівці роблять хід на випередження, підвищуючи пластичність зварної області. Для цього вже по закінченні термообробки деталь спочатку нагрівається до 1800 градусів, а після години піддається охолодженню із застосуванням спеціалізованих печей. Щоб гарантувати чистоту робочих елементів, їх обробляють із застосуванням електрополірування або труять гарячою масою, складається з чотирьох кислот – хромової, сірчаної, плавикової й азотної.

Необхідні умови

Важливі аспекти отримання якісних швів за підсумками виконання зварювання, особливо актуальні для тонколистових конструкцій, такі:

збірка кромочной частини при використанні вольфрамових електродів;

дотримання точних вимірювань;

застосування у міру необхідності складально-зварювальних інструментів.

Під час зварювання вольфраму електроди повинні бути чистими. Це, у свою чергу, підвищить якість готового шва. В іншому випадку буде формуватися інший сплав, який характеризується зниженою температурою для плавлення, що негативно відбивається на якості шва як такого.

Робота з вольфрамовими електродами

Електроди, виконані з вольфраму, знайшли широке практичне застосування. Для збудження дуги застосовується осцилятор. Причому розпечений торець не повинен стикатися з присадочной дротом або металом. Щоб забезпечити схоронність заточування використовуваного електрода і не допустити його штучного перевитрати, важливо правильно підбирати величину сили струму. Результат буде тим краще, чим надійніше з робочої зони буде виведений повітря. Коли вольфрам використовується для аргоновому зварювання у вигляді електродів або інших способів роботи, зазвичай звертаються до застосування таких газів, які характеризуються достатньою інертністю. Мова йде про вуглекислому газі або аргоні. Причому витрати такого газу визначаються складом металу та його товщиною в сукупності з обраної методики для зварювання. Під час процесу зварювання вольфрамовим важливо стежити, щоб газова хмара покривало повністю зварювальну ванну, а також робочий електрод. Якщо вимагається виконання зварювальних робіт на високій швидкості, доведеться заздалегідь наростити швидкість подачі інертних газів.

Технологічні особливості зварювання

При зварюванні вольфраму між собою або з іншими металами, коли стикуються елементи з товщиною близько 10 мм, напрямок руху зварювальної дуги завжди вліво. Конкретні випадки можуть мати свої особливості. Так, при роботі з тонкими металами важливо не перевищувати 60-градусного кута між пальником і робочою деталлю. Коли необхідно поєднати окремі елементи зі значною товщиною допомогою зварювання вольфраму з іншими металами, встановлюється в кут 90 градусів. Якщо йде робота з вольфрамовими електродами з тонким матеріалом, в тому числі при використанні вольфраму для зварювання алюмінію, присадочні дріт розташовують по бічній стороні від дуги. При виконанні рухів зворотно-поступальної спрямованості вона буде поступово зближуватися зі зварної зоною. Коли йде робота зі значною товщиною, дріт повинна виконувати зворотно-поступальний рух. Можлива робота з вольфрамовими електродами з автоматичним або напівавтоматичним зварюванням. В ході такої роботи строго витримується кут між електродом і прутком, підбирається спрямованість рухів.

Способи зварювання вольфраму

На практиці зварювання вольфраму може виконуватися за різними методиками, кожен з них має власні характерні особливості. Найчастіше звертаються :

до аргонодугового зварюванні;

пайку вольфраму з подальшою витримкою при певною температурі;

дифузійної зварювання в умовах вакууму.

Особливості аргонодугового зварювання

Коли виконується аргонодугове зварювання вольфраму з волфрамом або іншими металами, важливо врахувати наявність схильності до розтріскування. Тому спочатку сировину підігрівається приблизно до 500 градусів. Від жорсткої фіксації деталей цілком можна відмовитися. Далі для підвищення пластичності готових сполук, виконується часовий відпал в умовах вакууму, коли температура піднімається до 1800 градусів. Не так давно фахівці розробили спеціалізовану різновид порошкового вольфраму. При його практичному застосуванні не відбувається формування тріщин на поверхні, що важливо. В умовах наповненою аргоном камери можливо проведення зварювання різних пластин і листів товщиною не більше 16 мм. Якщо йде робота з матеріалом, товщина якого досягає 32 мм, важливо дотримуватися рекомендованої швидкості виконання зварювання – не більше 9 км/ч.

Особливості пайки вольфраму, за якою слідує тривала витримка матеріалу при температурах пайки

Цей варіант має багато спільного і з аргонодугового зварюванням вольфраму. Результатом робочого процесу в такому випадку виступає явище взаимодиффузии , у внаслідок якої утворюється нове з'єднання, що характеризується особливо високими температурами для повторного розплавлення.

Дифузійна зварювання в умовах вакууму

Цей спосіб особливо актуальний, коли ведеться робота з великими робочими поверхнями окремих елементів. Ця методика підійде для зварювання вольфраму з молібденом. За цією технологією можливо з'єднання танталової фольги. Особливість цього способу полягає в тому, що попереднього нагрівання вихідної сировини заздалегідь не потрібно.

Вольфрам для аргоновому зварювання

Робота за технологією аргоновому зварювання ведеться з застосуванням спеціальних вольфрамових електродів. Вони можуть виготовлятися не тільки з очищеного металу, але і з вольфраму, подвергшегося лантанировке або тарированию. Електроди останніх двох типів забезпечують не тільки стабільність, але і високу якість зварювальної дуги. При зварюванні вольфраму конкретні марки електродів розрізняються на підставі присутності в них всіляких добавок і домішок. Сучасні фахівці виділяють три найбільш часто використовуються на практиці категорії. При виконанні зварювання вольфраму зі сталлю завдання електродів полягає в тому, щоб витримати максимальні струми, не допускаючи плавлення. Це пояснюється тим, що, якщо сам вольфрам розплавиться, якість з'єднання істотно знизиться. Якщо зварювання ведеться в умовах змінного струму, відбувається різка зміна полярності, необхідна подача сильного струму, який би підтримував закінчення електрода в розплавленому вигляді.

Популярні марки електродів

На практиці найчастіше застосовуються такі вольфрамові електроди:

З чистого вольфраму. Вони мають зелене фарбування, застосовуються при роботі в умовах змінного струму. Актуальні для виконання зварювання з алюмінієм, магнієм, бронзою.

З цирконієвого вольфраму. Вони мають біле забарвлення. Найкраще себе зарекомендували в умовах змінного струму, при підвищеному струмі відрізняються прекрасною зажигаемостью дуги. Найкраще підходить для зварювання нікелю, бронзи, алюмінію.

З лантанированного вольфраму. Вони мають золотисте або синє фарбування. Актуальні для виконання зварювальних робіт в умовах змінного або постійного струму, містить окисну добавку. Такі електроди підходять для напилення, зварювання та різання.

Зварювання з міддю

На тлі розвитку сучасної технічної галузі періодично виникає необхідність у виготовленні конструктивних елементів, виконаних з різних матеріалів і їх поєднань. Зрідка потрібно зварювання вольфраму з міддю. Але робота з будь-яким тугоплавким металом пов'язана з низкою складнощів. Для таких випадків зазвичай застосовується дифузійна зварювання. Вона дозволяє домогтися з'єднання різних матеріалів, у тому числі міді і вольфраму. Гідність зазначеної методики полягає в тому, що вона гарантує з'єднання таких металів, які при інших умовах зварити не представляється можливим.

Зварювання з ренієм

Можливо застосування різних елементів в якості легуючих. Вони необхідні для зміни властивостей під час роботи з різними тугоплавкими металами. Найкраще нормалізує зварюваність зазначених металів реній. Він найкращим чином нормалізує механічні властивості як при підвищенні, так і при зниженні температури в ході роботи з молібденом і вольфрамом. Для таких випадків характерна найнижча зварюваність. Коли мова йде про оптимальних складах, зварювання вольфраму з ренієм протікає нормально. Матеріал пластичний і нормально зварюється навіть при низькому температурному режимі.

Підсумки

Для сучасної промисловості характерне активне і динамічний розвиток. Це стає причиною більш активного практичного застосування різноманітних сплавів на основі вольфраму та інших тугоплавких металів. Але робота з ним – процес складний. В першу чергу, це обумовлюється трудомісткістю процесу, складністю і, звичайно, тугоплавкостью вихідної сировини. Найважче ведеться робота зі сплавами на основі металів, які класифікуються як тугоплавкі, коли їх сформували допомогою пресування. Щоб гарантувати найкращий результат, бажано приступати безпосередньо до зварювання вольфраму тільки по завершенні попереднього етапу – нагрівання робочого ділянки металу до температури 500 градусів.