La sélection et la préparation des électrodes en tungstène pour GTAW

La sélection et la préparation des électrodes en tungstène pour GTAW sont essentielles pour optimiser les résultats et éviter la contamination et les retouches. Getty Images
Le tungstène est un élément métallique rare utilisé pour fabriquer des électrodes de soudage à l'arc au gaz tungstène (GTAW). Le procédé GTAW repose sur la dureté et la résistance à haute température du tungstène pour transférer le courant de soudage à l'arc. Le point de fusion du tungstène est le plus élevé de tous les métaux, à 3 410 degrés Celsius.
Ces électrodes non consommables sont disponibles dans une variété de tailles et de longueurs et sont composées de tungstène pur ou d'alliages de tungstène et d'autres éléments et oxydes de terres rares. Le choix de l'électrode pour GTAW dépend du type et de l'épaisseur du substrat, et si le courant alternatif (AC) ou le courant continu (DC) est utilisé pour le soudage. Laquelle des trois préparations finales que vous choisissez, sphérique, pointue ou tronquée, est également cruciale pour optimiser les résultats et prévenir la contamination et les retouches.
Chaque électrode est codée par couleur pour éliminer toute confusion sur son type. La couleur apparaît sur la pointe de l'électrode.
Les électrodes en tungstène pur (classification AWS EWP) contiennent 99,50% de tungstène, qui a le taux de consommation le plus élevé de toutes les électrodes, et est généralement moins chère que les électrodes en alliage.
Ces électrodes forment une pointe sphérique propre lorsqu'elles sont chauffées et offrent une excellente stabilité d'arc pour le soudage AC avec des ondes équilibrées. Le tungstène pur offre également une bonne stabilité à l'arc pour le soudage à onde sinusoïdale AC, en particulier sur l'aluminium et le magnésium. Il n'est généralement pas utilisé pour le soudage CC car il ne fournit pas le fort démarrage d'arc associé aux électrodes de thorium ou de cérium. Il n'est pas recommandé d'utiliser du tungstène pur sur des machines à onduleur ; pour de meilleurs résultats, utilisez des électrodes pointues en cérium ou en lanthanide.
Les électrodes en tungstène au thorium (classification AWS EWTh-1 et EWTh-2) contiennent au moins 97,30 % de tungstène et 0,8 % à 2,20 % de thorium. Il en existe deux types : EWTh-1 et EWTh-2, contenant respectivement 1% et 2%. Respectivement. Ce sont des électrodes couramment utilisées et privilégiées pour leur longue durée de vie et leur facilité d'utilisation. Le thorium améliore la qualité d'émission d'électrons de l'électrode, améliorant ainsi l'amorçage de l'arc et permettant une capacité de transport de courant plus élevée. L'électrode fonctionne bien en dessous de sa température de fusion, ce qui réduit considérablement le taux de consommation et élimine la dérive de l'arc, améliorant ainsi la stabilité. Par rapport aux autres électrodes, les électrodes de thorium déposent moins de tungstène dans le bain en fusion, elles causent donc moins de pollution de soudure.
Ces électrodes sont principalement utilisées pour le soudage par électrode négative à courant continu (DCEN) de l'acier au carbone, de l'acier inoxydable, du nickel et du titane, ainsi que pour certains soudages spéciaux en courant alternatif (comme les applications d'aluminium mince).
Au cours du processus de fabrication, le thorium est uniformément dispersé dans toute l'électrode, ce qui aide le tungstène à conserver ses arêtes vives après le meulage. Il s'agit de la forme d'électrode idéale pour le soudage d'acier mince. Remarque : Le thorium est radioactif, vous devez donc toujours suivre les avertissements, les instructions et la fiche de données de sécurité (FDS) du fabricant lors de son utilisation.
L'électrode de tungstène au cérium (classification AWS EWCe-2) contient au moins 97,30 % de tungstène et 1,80 % à 2,20 % de cérium, et est appelée 2 % de cérium. Ces électrodes fonctionnent mieux dans le soudage CC à des réglages de courant faible, mais peuvent être habilement utilisées dans les processus CA. Avec son excellent démarrage d'arc à faible ampérage, le tungstène de cérium est populaire dans des applications telles que la fabrication de tubes et de tuyaux ferroviaires, le traitement de la tôle et les travaux impliquant des pièces petites et précises. Comme le thorium, il est mieux utilisé pour le soudage de l'acier au carbone, de l'acier inoxydable, des alliages de nickel et du titane. Dans certains cas, il peut remplacer les électrodes de thorium à 2 %. Les propriétés électriques du cérium, du tungstène et du thorium sont légèrement différentes, mais la plupart des soudeurs ne peuvent pas les distinguer.
L'utilisation d'une électrode de cérium à ampérage plus élevé n'est pas recommandée, car un ampérage plus élevé entraînera une migration rapide de l'oxyde vers la chaleur de la pointe, éliminera la teneur en oxyde et invalidera les avantages du processus.
Utilisez des pointes pointues et/ou tronquées (pour les types purs de tungstène, de cérium, de lanthane et de thorium) pour les procédés de soudage CA et CC à onduleur.
Les électrodes de tungstène au lanthane (classifications AWS EWLa-1, EWLa-1.5 et EWLa-2) contiennent au moins 97,30 % de tungstène et 0,8 % à 2,20 % de lanthane ou de lanthane, et sont appelées EWLa-1, EWLa-1.5 et EWLa-2 Département de lanthane d'éléments. Ces électrodes ont une excellente capacité d'amorçage d'arc, un faible taux de combustion, une bonne stabilité de l'arc et d'excellentes caractéristiques de réamorçage - bon nombre des mêmes avantages que les électrodes de cérium. Les électrodes de lanthanide ont également les propriétés conductrices du tungstène de thorium à 2 %. Dans certains cas, le lanthane-tungstène peut remplacer le thorium-tungstène sans modifications majeures du procédé de soudage.
Si vous souhaitez optimiser la capacité de soudage, l'électrode de tungstène au lanthane est le choix idéal. Ils conviennent pour AC ou DCEN avec pointe, ou ils peuvent être utilisés avec une alimentation à onde sinusoïdale AC. Le lanthane et le tungstène peuvent très bien conserver une pointe acérée, ce qui est un avantage pour le soudage de l'acier et de l'acier inoxydable sur CC ou CA en utilisant une alimentation à onde carrée.
Contrairement au thorium tungstène, ces électrodes sont adaptées au soudage AC et, comme les électrodes au cérium, permettent d'amorcer et de maintenir l'arc à une tension inférieure. Par rapport au tungstène pur, pour une taille d'électrode donnée, l'ajout d'oxyde de lanthane augmente la capacité maximale de transport de courant d'environ 50 %.
L'électrode de tungstène en zirconium (classification AWS EWZr-1) contient au moins 99,10 % de tungstène et 0,15 à 0,40 % de zirconium. L'électrode de tungstène en zirconium peut générer un arc extrêmement stable et empêcher les projections de tungstène. C'est un choix idéal pour le soudage AC car il conserve une pointe sphérique et présente une résistance élevée à la contamination. Sa capacité de charge actuelle est égale ou supérieure à celle du thorium tungstène. Il n'est en aucun cas recommandé d'utiliser du zirconium pour le soudage CC.
L'électrode de tungstène de terre rare (classification AWS EWG) contient des additifs d'oxyde de terre rare non spécifiés ou une combinaison mixte de différents oxydes, mais le fabricant doit indiquer chaque additif et son pourcentage sur l'emballage. Selon l'additif, les résultats souhaités peuvent inclure la génération d'un arc stable pendant les processus CA et CC, une durée de vie plus longue que le thorium tungstène, la possibilité d'utiliser des électrodes de plus petit diamètre dans le même travail et l'utilisation d'électrodes de taille similaire Courant plus élevé, et moins de projections de tungstène.
Après avoir sélectionné le type d'électrode, l'étape suivante consiste à sélectionner la préparation finale. Les trois options sont sphériques, pointues et tronquées.
La pointe sphérique est généralement utilisée pour les électrodes en tungstène pur et en zirconium et est recommandée pour les processus AC sur les machines GTAW à onde sinusoïdale et à onde carrée traditionnelles. Pour terraformer correctement l'extrémité du tungstène, il suffit d'appliquer le courant alternatif recommandé pour un diamètre d'électrode donné (voir Figure 1), et une boule se formera à l'extrémité de l'électrode.
Le diamètre de l'extrémité sphérique ne doit pas dépasser 1,5 fois le diamètre de l'électrode (par exemple, une électrode de 1/8 de pouce doit former une extrémité de 3/16 de pouce de diamètre). Une plus grande sphère à la pointe de l'électrode réduit la stabilité de l'arc. Il peut également tomber et contaminer la soudure.
Des pointes et/ou des pointes tronquées (pour les types purs de tungstène, de cérium, de lanthane et de thorium) sont utilisées dans les procédés de soudage AC et DC à onduleur.
Pour meuler correctement le tungstène, utilisez une meule spécialement conçue pour le meulage du tungstène (pour éviter la contamination) et une meule en borax ou en diamant (pour résister à la dureté du tungstène). Remarque : si vous meulez du tungstène au thorium, assurez-vous de contrôler et de collecter la poussière ; la station de broyage dispose d'un système de ventilation adéquat ; et suivez les avertissements, les instructions et la fiche signalétique du fabricant.
Meulez le tungstène directement sur la meule à un angle de 90 degrés (voir Figure 2) pour vous assurer que les marques de meulage s'étendent sur toute la longueur de l'électrode. Cela peut réduire la présence de crêtes sur le tungstène, ce qui peut provoquer une dérive de l'arc ou fondre dans le bain de fusion, entraînant une contamination.
Généralement, vous voulez meuler le cône sur le tungstène à pas plus de 2,5 fois le diamètre de l'électrode (par exemple, pour une électrode de 1/8 de pouce, la surface du sol est de 1/4 à 5/16 de pouce de long). Le meulage du tungstène dans un cône peut simplifier la transition de l'amorçage de l'arc et produire un arc plus concentré, afin d'obtenir de meilleures performances de soudage.
Lors du soudage sur des matériaux minces (0,005 à 0,040 pouces) à faible courant, il est préférable de meuler le tungstène jusqu'à un point. La pointe permet au courant de soudage d'être transmis dans l'arc focalisé et aide à prévenir la déformation des métaux minces tels que l'aluminium. Il n'est pas recommandé d'utiliser du tungstène pointu pour les applications à courant plus élevé car le courant plus élevé soufflera la pointe du tungstène et provoquera une contamination du bain de fusion.
Pour les applications à courant plus élevé, il est préférable de meuler la pointe tronquée. Pour obtenir cette forme, le tungstène est d'abord meulé au cône décrit ci-dessus, puis meulé à 0,010 à 0,030 pouces. Terrain plat à bout de tungstène. Ce sol plat aide à empêcher le tungstène de passer à travers l'arc. Il empêche également la formation de boules.
WELDER, anciennement connu sous le nom de Practical Welding Today, présente les vraies personnes qui fabriquent les produits que nous utilisons et travaillons chaque jour. Ce magazine est au service de la communauté du soudage en Amérique du Nord depuis plus de 20 ans.


Heure de publication : 23 août-2021