Зависимость характера протекания электронов от диаметра и геометрии электрода

Вольфрамовый электрод играет ключевую роль в процессе орбитальной сварки TIG, поскольку его использование позволяет получить электрическую дугу, а его геометрия напрямую влияет на качество сварного шва. При выборе электроданеобходимо учитывать ряд критериев: материал, диаметр, длина, размеры, геометрия и состояние поверхности электрода — все это параметры, которые следует приниматьво внимание.

Среди этих критериев в данной статье мы уделяем особое внимание диаметру и геометрии электрода.

Как выбор диаметра и геометрии электрода влияет на поведение электронного потока и, следовательно, на качество конечного шва при сварке методом TIG? Что такое «плоская поверхность» и как выбрать подходящий наконечник с плоской поверхностью?

В этой статье мы дадим вам ответы на все эти вопросы.

Роль заточенного электрода в процессе сварки

Заточка электрода является наиболее важным параметром, влияющим на характеристики сварочной дуги и геометрию сварного шва. Заточенный электрод облегчает зажигание дуги, однако он может быстро изнашиваться, что может привести к появлению включений вольфрама в сварном шве.

Поэтому заточка должна быть неотъемлемой частью технологии сварки. Для обеспечения оптимальной устойчивости дуги заточку всегда следует производить в продольном направлении электрода. Следует любой ценой избегать перпендикулярной заточки, так как она приведет к нестабильности дуги и совершенно непредсказуемому результату сварки.

Если кончик электрода заострен, существует риск того, что он затупится, в результате чего вольфрам начнет отслаиваться и попадать в сварочную ванну, что приведет к загрязнению сварного шва.

В результате это может проявиться в виде белого пятна на рентгеновском снимке сварного шва.

Значение плоской зоны

Плоский наконечник помогает продлить срок службы электрода, однако его следует формировать аккуратно и не делать слишком большим, чтобы не привести к нестабильности дуги и ее рассеиванию. Поэтому для обеспечения стабильности дуги, хорошей передачи электронов, а также увеличения срока службы электрода рекомендуется использовать специально адаптированный плоский наконечник, что позволяет избежать появления вольфрамовых включений.

На данном рисунке показано поведение потока электронов в зависимости от геометрии электрода.

Как показано здесь, электроны всегда покидают электрод перпендикулярно его поверхности.

Важно выбрать плоский наконечник на конце электрода, подходящий для используемого тока. Использование подходящего плоского наконечника позволит создать линейный выходной поток электронов, который мы будем называть эффективным потоком.

Этот поток поступает к электроду на очень небольшом участке, который станет зоной максимального нагрева и будет представлять собой зону плавления.

Чем сильнее сконцентрирован поток и чем лучше сосредоточено тепло в ограниченной зоне, тем более оптимальным будет сварное соединение. Именно это позволит вам — без необходимости выполнения сварщиком маятниковых движений — выполнять автоматическую сварку материалов толщиной до 3 мм.

Зависимость характера протекания электронного потока от диаметра электрода

Приведенные выше рисунки иллюстрируют влияние диаметра на поток электронов.

Можно заметить, что выбор диаметра электрода является определяющим фактором, поскольку радиус потока электронов внутри электрода пропорционален интенсивности: чем больше сила тока, тем больше будет поток. Представим себе случай, когда диаметр потока равен диаметру плоской зоны (показанной на рисунке1); тогда эффективный поток при выходе из электрода будет оптимальным.

С другой стороны, в случае, когда поток превышает размер плоского наконечника (что показано на рисунке2), происходит рассеивание электронов, которые диффундируют перпендикулярно. В этом случае зона нагрева станет шире и утратит свою эффективность.

В противоположном случае, когда поток меньше, чем плоский наконечник (как показано на рисунке3), возникает риск смещения и нестабильности дуги, поскольку эффективный поток не может быть направлен в нужное русло и «балансирует» на плоском наконечнике: в результате зона нагрева растягивается.

Поскольку на выходе электроны не направляются по каналу, они будут стремиться скапливаться в углах и расходиться в стороны в период, когда ток слабый (особенно в случае сварного шва, для которого требуется подготовка с фаской).

Поэтому мы рекомендуем выбирать подходящий диаметр и геометрию, чтобы обеспечить стабильность дуги, хороший перенос электронов и, таким образом, гарантировать длительный срок службы электрода без риска образования вольфрамовых включений.

Хотите узнать больше об электродах и о том, как правильно выбрать электрод для орбитальной сварки методом TIG?

Скачайтенаше полное руководствоздесь: