Tipi di unità elettrodo al tungsteno GTAW: selezione di un'unità elettrodo per la saldatura TIG

Il tungsteno ha il punto di fusione più alto tra tutti i metalli, ovvero 3422 °C (6192 °F), ha una densità tre volte superiore a quella dell'acciaio ed è il metallo preferito da coloro che vogliono realizzare grandi fori negli oggetti . Tuttavia, il tungsteno può sia creare che distruggere, e queste proprietà lo rendono ideale per l'uso come elettrodo per saldatura. Gli elettrodi di tungsteno sono importanti per la saldatura di alcuni dei metalli e delle leghe più utili ma difficili da lavorare conosciuti dall'umanità.

Tuttavia, non tutti gli elettrodi di tungsteno sono realizzati allo stesso modo. Il tipo di elettrodo di tungsteno scelto per un progetto di saldatura è molto importante per la qualità finale delle saldature prodotte. Spesso, poiché il tungsteno è piuttosto costoso, i produttori scelgono di utilizzare il tungsteno più comune e meno costoso disponibile. Tuttavia, la qualità del tungsteno ha un impatto sul processo di saldatura. Per la saldatura GTAW, la scelta più conveniente non è il tungsteno meno costoso, ma piuttosto il tungsteno giusto con la finitura adatta all'applicazione di saldatura. La scelta del tipo di elettrodo di tungsteno GTAW corretto per il tipo di giunto e il materiale da saldare è fondamentale per creare le saldature ottimizzate con precisione richieste dalle industrie odierne.

Tipi standard di unità elettrodo di tungsteno GTAW

Ottimizzare le saldature per garantire uniformità, resistenza e affidabilità è fondamentale per soddisfare le esigenze delle industrie odierne e diventerà sempre più importante in futuro. In gran parte, la capacità delle saldatrici come individui e della saldatura come disciplina di superare queste sfide sarà influenzata dalla qualità degli elettrodi di tungsteno utilizzati in questi progetti. La composizione e la lavorazione degli elettrodi di tungsteno sono fattori chiave per un arco di saldatura uniforme, per la formazione cristallina del metallo depositato e per la forma strutturale della saldatura. Esistono diversi tipi di elettrodi di tungsteno GTAW standard e la loro composizione può essere riconosciuta a colpo d'occhio dal colore della punta non saldante dell'elettrodo. I tipi di elettrodi di tungsteno meno comuni, destinati alla saldatura specializzata, si distinguono per l'assenza di colore; la loro composizione esatta e l'uso previsto devono essere indicati sulla confezione e nella documentazione di tracciabilità.

Inutile dire che se non è possibile determinare il tipo di tungsteno, non dovrebbe essere utilizzato per la saldatura e, poiché alcuni agenti di lega aggiunti al tungsteno, come il torio, presentano un rischio di radiazioni se ingeriti, una saldatrice non dovrebbe rettificare o lavorare un elettrodo di tungsteno a meno che non sia certa di cosa è fatto.

Nella tabella sottostante sono riportati i codici colore dei tipi più comuni di elettrodi al tungsteno GTAW, la loro composizione e alcune caratteristiche degne di nota:

Gli additivi presenti in un'unità elettrodo di tungsteno ne modificano le proprietà in modi sia sottili che significativi. Gli ossidi di torio, cerio, lantanio e zirconio introdotti nel tungsteno riducono la funzione lavoro degli elettroni, ovvero la quantità minima di energia necessaria per spostare un elettrone da un atomo. Ciò significa che è necessaria meno energia per innescare un arco e per mantenerlo. Ciò ha come risultato un aumento della stabilità dell'arco, migliorando al contempo la formazione della saldatura e riducendo il livello di apporto termico nel pezzo.

Questi tipi di Unità elettrodo di tungsteno GTAW in lega creano saldature di qualità superiore in tubi a parete sottile e parti delicate, dove gli elettrodi di tungsteno puro brucerebbero attraverso. Ciò significa anche che rappresentano una scelta migliore per la saldatura di metalli sensibili al calore. La scelta dell'Unità elettrodo di tungsteno è particolarmente importante quando si tratta di saldare Monel®, Inconel® e altri metalli simili, poiché gli elettrodi di alta qualità offrono un livello di controllo aggiuntivo. La saldatura GTAW è già ampiamente riconosciuta come il metodo migliore per saldare il Monel^® e la scelta dell'Unità elettrodo giusto è un passaggio fondamentale per garantire una saldatura Monel^® di alta qualità. Tuttavia, la composizione dell'Unità elettrodo di tungsteno utilizzato per una saldatura non è l'unico fattore importante. La geometria della punta dell'Unità elettrodo, se è appuntita o sferica, l'angolazione della punta, la finitura superficiale e il processo utilizzato per rettificarla possono influire sulla saldatura risultante.

Molatura delle punte degli elettrodi di tungsteno per saldature di qualità superiore

In genere, gli elettrodi di tungsteno di tutti i tipi vengono forniti con punte smussate e spetta alla saldatrice smerigliarli nella forma desiderata utilizzando una smerigliatrice da banco. Ciò garantisce una saldatura sufficientemente buona per applicazioni manuali generiche. Tuttavia, ogni saldatrice può preparare il tungsteno in modo diverso, utilizzando più metodi di molatura. La variazione e la macinatura grossolana che risultano da questi metodi possono influenzare l'Unità elettrodo nei seguenti modi:

• Vaporizzazione: una saldatura grossolana consente il rilascio dall'Unità elettrodo di una quantità maggiore di materiale con cui è legato il tungsteno durante la saldatura. Ciò riduce la durata complessiva dell'Unità elettrodo e introduce variabili impreviste nel Processo di saldatura TIG, poiché le proprietà dell'Unità elettrodo cambiano durante l'uso.
• Stabilità dell'arco: un'Unità elettrodo di tungsteno rettificato manualmente può risultare molto irregolare a livello microscopico o persino a occhio nudo. Ciò influirà sull'avvio dell'arco, sulla sua forma e sulla sua stabilità durante la saldatura. E poiché la formazione della saldatura è il risultato di un'azione a livello molecolare, anche piccole imperfezioni nella molatura possono avere un impatto notevole sulla saldatura finale.
• Inclusioni di tungsteno: inevitabilmente, la molatura di un'Unità elettrodo di tungsteno crea delle bave microscopiche. Durante la saldatura, queste microscopiche sbavature possono staccarsi e finire nella saldatura. Si tratta di una forma di contaminazione e anche piccole quantità di tungsteno in una saldatura sono inaccettabili in alcune delle attuali applicazioni di alto livello e possono contribuire a costosi e inutili guasti nei test non distruttivi (NDT).

Le variazioni inaspettate nelle saldature stanno diventando meno accettabili con l'aumento degli standard tecnici e delle richieste di precisione e coerenza. L'utilizzo di Unità elettrodo di tungsteno rettificati meccanicamente garantisce che l'Unità elettrodo venga rettificato con tolleranze ristrette e che la superficie sia notevolmente più uniforme, eliminando la rettifica dell'Unità elettrodo come fonte di variazione nella produzione della saldatura. Ciò aiuta le saldatrici e i processi di saldatura a soddisfare standard sempre più elevati. L'eliminazione delle variazioni è particolarmente importante nel caso di saldature effettuate con macchine per saldatura orbitali e automatizzate, poiché queste non possono adattarsi automaticamente alle variazioni durante la saldatura, come può fare una saldatrice esperta. Anche l'utilizzo di elettrodi di tungsteno rettificati meccanicamente in combinazione con macchine per saldatura orbitale e automatizzate può ridurre significativamente i tempi di fermo. Ciò è dovuto alla combinazione di tungsteno preparato con precisione e all'eccezionale controllo dell'arco fornito dall'applicazione GTAW automatizzata.

Mentre aumenta la domanda di saldature precise e di alto livello, sono sempre meno disponibili saldatrici con le competenze e l'esperienza necessarie per eseguire queste saldature. Per molti produttori la soluzione è stata quella di automatizzare maggiormente il processo di saldatura. Ciò è particolarmente vero nelle saldature complesse di tubi e condotte, in cui l'Unità elettrodo deve essere spostata lungo l'intera circonferenza di un pezzo circolare. Tuttavia, la saldatura orbitale automatizzata richiede una costanza che può essere garantita solo da elettrodi di precisione lavorati meccanicamente. Lo sviluppatore di qualsiasi programma di saldatura TIG dovrebbe prestare la stessa attenzione alla scelta del tipo di Unità elettrodo di tungsteno GTAW, così come alle qualifiche della saldatrice e alla scelta della saldatrice. Le Unità elettrodo di tungsteno sono al centro della tecnologia avanzata odierna e avranno un ruolo ancora più importante nella produzione della tecnologia di domani.

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