При сварке TIG часто используются вольфрамовые электроды и инертный газ (обычно аргон и гелий) для образования дуги на заготовке. Электрод правильного размера необходим для получения стабильного и точного электрода, а также оказывает большое влияние на стабильность дуги, непрерывное рабочее время и качество сварки. Его конкретные требования к производительности заключаются в следующем:
1. Отличная устойчивость к высоким температурам. Электрод не плавится и не горит во время сварки. В противном случае не только сам электрод будет быстро изнашиваться, но и дуга будет смещаться, что приведет к нестабильности дуги. Кроме того, после расплавления электрода электродный материал, попадающий в сварочную ванну, загрязняет сварной шов, приводит к дефектам сварки и влияет на качество сварного шва.
2. Сильная способность испускать электроны. Работа истечения материала электрода невелика. Особенно при высоких температурах он должен иметь сильную способность испускать горячие электроны.
3. Большая пропускная способность по току. Электрод должен иметь хорошую электро- и теплопроводность и выдерживать большой ток без перегрева.
4. Хорошая производительность шлифования. Поверхность электрода должна быть отшлифована, чтобы иметь определенную точность размеров и конечный угол, чтобы обеспечить точность зажима электрода и надежную проводимость, поддерживать стабильность дуги и улучшать концентрацию тепла дуги.
5. Низкая радиоактивность. Некоторые вещества, используемые для улучшения способности электродов испускать электроны, радиоактивны, что вредно для организма человека, поэтому следует выбирать электродные материалы с небольшой радиоактивностью.
В настоящее время наша компания может поставлять вольфрамовые электродные материалы, такие как чистый вольфрам, ториевый вольфрам, церий-вольфрам и лантан-вольфрам. Среди них электрод из чистого вольфрама имеет лучшие характеристики шлифования и более высокую работу по отрыву. При сварке положительным электродом постоянного тока (вольфрам крайне отрицательный) сварочный ток велик из-за сильной тепловой эмиссии электронов. При сварке постоянным током с отрицательной полярностью (вольфрам чрезвычайно положителен) вольфрам не может использовать преимущества эмиссии горячих электронов, ток очень мал. При сварке переменным током между ними значение тока также центрируется.
Во-вторых, ториевый вольфрамовый электрод можно получить, добавив 1–2 процента оксида тория (ThO) к чистому вольфраму. Это может значительно снизить работу выхода электрода, значительно повысить способность к эмиссии электронов, улучшить зажигание дуги и стабильность дуги электрода, а также улучшить токовую нагрузку электрода и продлить срок службы электрода. Однако небольшое количество ThO2, содержащееся в ториево-вольфрамовом электроде, высокорадиоактивно, поэтому в настоящее время он мало используется.
Наконец, чтобы снизить радиоактивность электрода, мы используем менее радиоактивный церий (Ce) вместо тория. Практика доказала, что добавление к чистому вольфраму оксида церия (CeO) с массовой долей около 2 процентов позволяет также существенно снизить работу отрыва электрода, улучшить зажигание дуги и стабильность дуги электрода. Особенно при сварке малым током тепло дуги цериево-вольфрамового электрода более концентрируется, а скорость горения электрода снижается. Однако при сильноточной сварке способность церий-вольфрамового электрода противостоять перегреву не так хороша, как у штыревого вольфрамового электрода. Церий-вольфрамовый электрод является перспективным электродным материалом из-за его слабой радиоактивности и незначительного вреда для организма человека.
