Directrices para electrodos de tungsteno: una actualización

Jul 07, 2023

Seleccionar y preparar un electrodo de tungsteno para GTAW es crucial para optimizar los resultados y prevenir la contaminación y el retrabajo. imágenes falsas

El tungsteno es un elemento metálico poco común que se utiliza para fabricar electrodos de soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW). El proceso GTAW se basa en la dureza del tungsteno y la resistencia a altas temperaturas para llevar la corriente de soldadura al arco. El tungsteno tiene el punto de fusión más alto de todos los metales, 3.410 grados Celsius.

Estos electrodos no consumibles vienen en una variedad de tamaños y longitudes y están compuestos de tungsteno puro o una aleación de tungsteno y otros elementos y óxidos de tierras raras. La elección de un electrodo para GTAW depende del tipo y espesor del material base y de si suelda con corriente alterna (CA) o corriente continua (CC). Cuál de las tres preparaciones finales elija, en forma de bola, puntiaguda o truncada, también es crucial para optimizar los resultados y prevenir la contaminación y el retrabajo.

Cada electrodo está codificado por colores para eliminar la confusión sobre su tipo. El color aparece en la punta del electrodo.

Los electrodos de tungsteno puro (clasificación AWS EWP) contienen 99,50 % de tungsteno, tienen la tasa de consumo más alta de todos los electrodos y, por lo general, son menos costosos que sus homólogos aleados.

Estos electrodos forman una punta limpia y esférica cuando se calientan y proporcionan una gran estabilidad del arco para soldadura de CA con onda equilibrada. El tungsteno puro también proporciona una buena estabilidad del arco para la soldadura de onda sinusoidal CA, especialmente en aluminio y magnesio. Normalmente no se utiliza para soldadura CC porque no proporciona los fuertes arranques de arco asociados con los electrodos toriados o ceriados. No se recomienda el tungsteno puro en máquinas basadas en inversores; Para obtener mejores resultados, utilice un electrodo ceriado o lantano afilado.

Los electrodos de tungsteno toriado (clasificaciones AWS EWTh-1 y EWTh-2) contienen un mínimo de 97,30% de tungsteno y de 0,8% a 2,20% de torio y están disponibles en dos tipos: EWTh-1 y EWTh-2, que contienen 1% y 2%. respectivamente. Son electrodos de uso común y se prefieren por su longevidad y facilidad de uso. El torio aumenta las cualidades de emisión de electrones del electrodo, lo que mejora el inicio del arco y permite una mayor capacidad de transporte de corriente. Este electrodo opera muy por debajo de su temperatura de fusión, lo que resulta en una tasa de consumo considerablemente menor y elimina la oscilación del arco para una mayor estabilidad. En comparación con otros electrodos, los electrodos torios depositan menos tungsteno en el charco de soldadura, por lo que causan menos contaminación en la soldadura.

Estos electrodos se utilizan principalmente para soldadura de electrodo negativo de CC (DCEN) en acero al carbono, acero inoxidable, níquel y titanio y para algunas soldaduras de CA especiales (como aplicaciones de aluminio de calibre fino).

Durante la fabricación, el torio se dispersa uniformemente por todo el electrodo, lo que ayuda al tungsteno a mantener su borde afilado (la forma ideal del electrodo para soldar acero fino) después del pulido. Nota: El torio es radiactivo, por lo que siempre debes seguir las advertencias, instrucciones y la Hoja de datos de seguridad del material (MSDS) del fabricante para su uso.

Los electrodos de tungsteno ceriados (clasificación AWS EWCe-2) contienen un mínimo de 97,30% de tungsteno y de 1,80% a 2,20% de cerio y se denominan 2% ceriados. Estos electrodos funcionan mejor en soldadura de CC con configuraciones de corriente baja, pero se pueden usar de manera competente en procesos de CA. Con su excelente arranque de arco a bajos amperajes, el tungsteno ceriado se ha vuelto popular en aplicaciones como la fabricación de tubos y tuberías orbitales, trabajos de chapa delgada y trabajos que involucran piezas pequeñas y delicadas. Al igual que el torio, se utiliza mejor para soldar acero al carbono, acero inoxidable, aleaciones de níquel y titanio y, en algunos casos, puede reemplazar a los electrodos torios al 2%. El tungsteno ceriado tiene características eléctricas ligeramente diferentes a las del torio, pero la mayoría de los soldadores no pueden notar la diferencia.

No se recomienda el uso de electrodos ceriados a amperajes más altos porque los amperajes más altos hacen que los óxidos migren rápidamente al calor en la punta, eliminando el contenido de óxido y anulando los beneficios del proceso.

Utilice una punta puntiaguda y/o truncada (para los tipos de tungsteno puro, ceriado, lantano y torio) para procesos de soldadura con inversor de CA y CC.

Los electrodos de tungsteno lantano (clasificaciones AWS EWLa-1, EWLa-1.5 y EWLa-2) contienen un mínimo de 97,30 % de tungsteno y de 0,8 % a 2,20 % de lantano o lantana, y se conocen como EWLa-1, EWLa-1.5 y EWLa-2 lantanado. Estos electrodos tienen un excelente arranque de arco, una baja tasa de combustión, buena estabilidad del arco y excelentes características de reencendido, muchas de las mismas ventajas que los electrodos ceriados. Los electrodos de lantano también comparten las características de conductividad del tungsteno toriado al 2%. En algunos casos, el tungsteno lantano puede reemplazar al tungsteno torio sin tener que realizar cambios significativos en el programa de soldadura.

Los electrodos de tungsteno de lantano son ideales si desea optimizar sus capacidades de soldadura. Funcionan bien en CA o DCEN con un extremo puntiagudo, o pueden tener forma de bola para usar con fuentes de energía de onda sinusoidal de CA. El tungsteno lantano mantiene bien una punta afilada, lo cual es una ventaja para soldar acero y acero inoxidable en CC o CA a partir de fuentes de energía de onda cuadrada.

A diferencia del tungsteno torio, estos electrodos son adecuados para soldadura con CA y, al igual que los electrodos ceriados, permiten iniciar y mantener el arco a voltajes más bajos. En comparación con el tungsteno puro, la adición de lantana aumenta la capacidad máxima de transporte de corriente en aproximadamente un 50% para un tamaño de electrodo determinado.

Los electrodos de tungsteno circonio (clasificación AWS EWZr-1) contienen un mínimo de 99,10 % de tungsteno y de 0,15 % a 0,40 % de circonio. Un electrodo de tungsteno con circonio produce un arco extremadamente estable y resiste las salpicaduras de tungsteno. Es ideal para soldadura CA porque conserva una punta esférica y tiene una alta resistencia a la contaminación. Su capacidad de transporte de corriente es igual o mayor que la del tungsteno toriado. En ningún caso se recomienda el circonio para soldadura CC.

Los electrodos de tungsteno de tierras raras (clasificación AWS EWG) contienen aditivos no especificados de óxidos de tierras raras o combinaciones híbridas de diferentes óxidos, pero los fabricantes deben identificar cada aditivo y su porcentaje en el paquete. Dependiendo de los aditivos, los resultados deseados pueden incluir un arco estable en procesos de CA y CC, mayor longevidad que el tungsteno toriado, la capacidad de usar un electrodo de menor diámetro para el mismo trabajo, uso de una corriente más alta para un electrodo de tamaño similar y menos salpicaduras de tungsteno.

Después de seleccionar un tipo de electrodo, el siguiente paso es seleccionar una preparación final. Las tres opciones son esféricas, puntiagudas y truncadas.

Generalmente se utiliza una punta esférica en electrodos de tungsteno puro y circonio, y se sugiere su uso con el proceso de CA en máquinas GTAW de onda sinusoidal y de onda cuadrada convencional. Para hacer bola correctamente en el extremo del tungsteno, simplemente aplique el amperaje de CA recomendado para un diámetro de electrodo determinado (consulteFigura 1), y se formará una bola en el extremo del electrodo.

El diámetro del extremo esférico no debe exceder 1,5 veces el diámetro del electrodo (por ejemplo, un electrodo de 1/8 de pulgada debe formar un extremo de 3/16 de pulgada de diámetro). Una esfera más grande en la punta del electrodo puede reducir la estabilidad del arco. También puede caerse y contaminar la soldadura.

Se debe utilizar una punta puntiaguda y/o truncada (para los tipos de tungsteno puro, ceriado, lantano y torio) para los procesos de soldadura con inversor de CA y CC.

Para moler el tungsteno correctamente, utilice una muela especialmente diseñada para moler tungsteno (para evitar la contaminación) y una que esté hecha de borazon o diamante (para resistir la dureza del tungsteno). Nota: Si está moliendo tungsteno toriado, asegúrese de controlar y recoger el polvo; contar con un adecuado sistema de ventilación en la estación de molienda; y siga las advertencias, instrucciones y MSDS del fabricante.

Muele el tungsteno directamente sobre la rueda en lugar de hacerlo en un ángulo de 90 grados (verFigura 2 ) para garantizar que las marcas de esmerilado se extiendan a lo largo del electrodo. Al hacerlo, se reduce la presencia de crestas en el tungsteno que podrían crear un arco errante o fundirse en el charco de soldadura, provocando contaminación.

Generalmente, querrás pulir la forma cónica del tungsteno hasta una longitud de no más de 2,5 veces el diámetro del electrodo (por ejemplo, para un electrodo de 1/8 de pulgada, pulir una superficie de 1/4 a 5/16 de pulgada). largo). Pulir el tungsteno hasta obtener una forma cónica facilita la transición del inicio del arco y crea un arco más enfocado para un mejor rendimiento de la soldadura.

Al soldar con baja corriente en material delgado (de 0,005 a 0,040 pulgadas), es mejor esmerilar el tungsteno hasta obtener una punta. Una punta puntiaguda permite que la corriente de soldadura se transfiera en un arco enfocado y ayuda a evitar que los metales delgados, como el aluminio, se distorsionen. No se recomienda el uso de tungsteno puntiagudo para aplicaciones de corriente más alta, porque la corriente más alta puede volar la punta del tungsteno y causar contaminación del charco de soldadura.

Para aplicaciones de mayor corriente, es mejor rectificar una punta truncada. Para lograr esta forma, primero muela el tungsteno hasta obtener una forma cónica como se explicó anteriormente, luego muela de 0,010 a 0,030 pulgadas. Terreno plano en el extremo del tungsteno. Este terreno plano ayuda a evitar que el tungsteno se transfiera a través del arco. También evita que se forme una bola.