Co je a k čemu slouží wolframová elektroda? Jaké jsou rozdíly mezi wolframovými elektrodami? Proč jsou wolframové elektrody barevně označené? Jakou wolframovou elektrodu použít? Jaký průměr elektrody zvolit? To vše se dozvíte v našem článku.
Co je a k čemu slouží wolframová elektroda?
Pro svařování metodou TIG se používají tzv. netavící se wolframové elektrody, označované též jako wolframové jehly nebo W-elektrody. Při svařování netavící se elektrodou v ochranné atmosféře inertního plynu (argon) hoří elektrický oblouk mezi wolframovou elektrodou a základním materiálem nebo svarovou lázní. Vzniklé teplo natavuje svarové hrany základního materiálu, případně i přídavný materiál. Na rozdíl od metody MMA (svařování obalenou elektrodou) tedy v tomto případě wolframová elektroda neslouží jako přídavný materiál, ale jejím úkolem je zajištění stabilního elektrického oblouku pro vytvoření tavné lázně. Více informací o principu TIG svařování naleznete v článku METODA TIG - ZÁKLADNÍ SEZNÁMENÍ.
Wolframové elektrody lze dělit podle příměsí (legur). Kromě nelegované elektrody z čistého wolframu (označení WP) se používají elektrody legované oxidy thoria, lanthanu (zn. WL nebo WLa), ceru (WC nebo WCe), zirkonu (WZ nebo WZr), oxidy vzácných zemin (E3) apod. Volba správného typu elektrody závisí na druhu proudu (AC, DC), druhu základního materiálu (ocel, nerez, hliník, titan apod.) a použité aplikaci (ruční svařování, orbitální svařování, svařování mikroplasmou apod.).
Proč brousit wolframové elektrody?
Na vzhled a kvalitu svaru má vliv nejen správný výběr wolframové elektrody, ale také to, jak je elektroda nabroušena. Elektroda totiž v průběhu svařování mění svůj tvar a pouze pravidelné a správné broušení je zárukou stabilního oblouku, dobrých zapalovacích vlastností apod. Praktické typy a informace o správném broušení wolframových elektrod naleznete v samostatném článku PROČ A JAK BROUSIT WOLFRAMOVOU ELEKTRODU.
Jak se označují wolframové elektrody?
Wolframové elektrody se označují zkratkami, které vychází z legovacího prvku a jeho koncentrace. Jako příklad použijeme wolframovou elektrodu WT(h)10. Na prvním místě je písmeno W označující wolfram, který je základním prvkem elektrod. Další písmena T(h) značí typ legování (legury) - v tomto případě oxidy thoria. A číslo 10 při základním značení udává desetinásobek koncentrace oxidů - zde 1.
Pro snadné rozlišení jednotlivých typů elektrod se používá barevné značení vždy na jednom konci elektrody. Přiřazení barev k jednotlivým typům elektrod je v následující tabulce.
| Označení elektrody | Barva | Legování |
| WP | zelená | čistý wolfram - 99,8 % |
| WT(h)10 | žlutá | thorium - cca 1 % ThO2 |
| WT(h)20 | červená | thorium - cca 2 % ThO2 |
| WT(h)30 | fialová | thorium - cca 3 % ThO2 |
| WT(h)40 | oranžová | thorium - cca 4 % ThO2 |
| WC(e)20 | šedá | cer - cca 2 % CeO2 |
| WL(a)10 | černá | lanthan - cca 1 % LaO2 |
| WL(a)15 | zlatá | lanthan - cca 1,5 % LaO2 |
| WL(a)20 | modrá | lanthan - cca 2 % LaO2 |
| WZ(r)08 | bílá | zirkon - cca 0,8 % ZrO2 |
| E3 | lila | vzácné zeminy |
WP - čistá wolframová elektroda
Je vhodná pro svařování slitin hliníku střídavým (AC) proudem, naopak nevhodná je pro svařování stejnosměrným (DC) proudem. Vyniká dobrou stabilitou oblouku. Protože je určena výhradně střídavý proud, nikdy se nebrousí do špičky.
WT(h) - elektroda legovaná thoriem
Se stoupajícím obsahem thoria se zlepšují zapalovací vlastnosti, trvanlivost a proudová zatížitelnost elektrod WT(h). Hlavní použití těchto elektrod je při svařování vysoce legovaných a nerezových ocelí stejnosměrným (DC) proudem, kde vykazují výborné vlastnosti. Až potud je vše v pořádku - elektrody WT(h) však mají jedno podstatné ALE. Thorium je radioaktivní prvek a s jeho stoupajícím obsahem roste i radioaktivita elektrod. Nebezpečí thoriovaných elektrod není v záření gama (zanedbatelné), ale v záření alfa. Radioaktivní částice se usazují v plících a mohou způsobit rakovinu. Práce s těmito elektrodami je bez důkladných hygienických opatření nezodpovědná a vede k problémům i z hlediska bezpečnosti práce. Při svařování je nutné důkladné odsávání, použití filtračně-ventilačních (PAPR) jednotek, při broušení by měly být používány výhradně brusky se systémem broušení za mokra apod. Z tohoto důvodu jsou již thoriované elektrody na ústupu a my nabízíme jako plnohodnotnou náhradu stále populárnější elektrody E3 (fialové lila) od společnosti ABICOR BINZEL.
WC(e) - elektroda legovaná cerem
Elektrody WC(e) jsou univerzální pro téměř všechna použití. Lze je použít pro svařování střídavým (AC) i stejnosměrným (DC) proudem. Cerované elektrody jsou vhodné pro svařování nelegovaných i legovaných ocelí, slitin hliníku, slitin titanu, niklu, mědi a hořčíku. WC elektrody mají svářecí vlastnosti podobné jako WT(h) elektrody - velmi dobré zapalovací vlastnosti (i při teplé elektrodě), dobrá trvanlivost a proudová zatížitelnost. Podstatně méně však zatěžují životní prostředí a zdraví svářeče.
WL(a) - elektroda legovaná lanthanem
Elektrody WL(a) jsou stejně jako WC(e) elektrody univerzální pro téměř všechna použití, ať již při svařování střídavým (AC) či stejnosměrným (DC) proudem. Lanthanované elektrody předstihují cerované zejména v oblasti nízkých proudů a jsou tak vhodné i pro svařování plasmou a mikroplasmou. Vyšší podíl lanthanu usnadňuje zapalování a elektrody jsou tak vhodné zejména pro automatizované svařování - orbitální, robotické, polohovací stoly apod.
WZ(r) - elektroda legovaná zirkonem
Obsah zirkonu minimalizuje tvorbu wolframových vměstků ve svarovém kovu. Použití je hlavně pro střídavý (AC) proud a tedy pro svařování hliníkových materiálů - proto elektrody WZ(r) bývají používány jako náhrada za elektrody WP. Pro stejnosměrný (DC) proud je lze použít jen podmíněně.
E3 - elektroda dotovaná vzácnými zeminami
Bezthoriová, neradioaktivní elektroda. V porovnání s thoriovanými elektrodami WT(h) představuje tato elektroda značně menší zátěž nejen pro zdraví svářeče, ale i pro životní prostředí. Elektrody E3 jsou použitelné v celém výkonovém rozsahu pro svařování nelegovaných i vysokolegovaných ocelí, slitin hliníku, titanu, niklu, mědi a hořčíku stejnosměrným (DC) i střídavým (AC) proudem. Díky svým vynikajícím zapalovacím vlastnostem se výborně hodí pro automatizované procesy. V důsledku nižší teploty těchto elektrod se v porovnání s thoriovanými elektrodami zvyšuje jejich proudová zatížitelnost a životnost.
Jakou wolframovou elektrodu tedy zvolit?
Pro ruční TIG svařování obecně doporučujeme elektrody WCe20 (šedá) a WLa15 (zlatá). Tyto typy jsou univerzální, lze je použít pro stejnosměrný (DC) i střídavý (AC) proud a pokrývají široký okruh materiálů jako je hliník, nerez, uhlíkatá ocel, bronz, titan, měď apod. Stále populárnější jsou i již zmiňované elektrody E3 (lila).
Jaká má být vzdálenost elektrody od materiálu?
Vzdálenost elektrody od základního materiálu by měla být stejná jako je průměr elektrody. Například elektroda o průměru 2,4 mm by při svařování měla být ve vzdálenosti 2,4 mm od základního materiálu, elektroda o průměru 1,6 mm ve vzdálenosti 1,6 mm od materiálu atd. Délka oblouku by měla být po celou dobu svařování stejná.
Volba průměru wolframových elektrod dle tloušťky materiálu
| Průměr elektrody [mm] | Druh a velikost svařovacího proud | Druh a tloušťka základního materiálu | ||
| DC proud [A] | AC proud [A] | Ocel [mm] | Hliník [mm] | |
| 1,0 | 15 - 80 | 10 - 60 | 0 - 1,5 | - |
| 1,6 | 70 - 150 | 50 - 100 | 2 - 6 | 1,5 - 2,5 |
| 2,0 | 90 - 200 | 100 - 160 | 5 - 10 | 2,5 - 4 |
| 2,4 | 140 - 230 | 100 - 190 | 8 - 14 | 3 - 6 |
| 3,2 | 220 - 420 | 150 - 250 | 18 - 20 | 5 - 12 |
| 4,0 | 300 - 490 | 200 - 300 | 20 - 40 | 10 - 25 |
Proudová zatížitelnost wolframových elektrod
| Průměr elektrody [mm] | DC proud [A] | AC proud [A] | ||||
| (-) pól | (+) pól | |||||
| Čistá elektroda WP | Legovaná elektroda | Čistá elektroda WP | Legovaná elektroda | Čistá elektroda WP | Legovaná elektroda | |
| 1,0 | do 65 | do 75 | - | - | do 25 | do 30 |
| 1,6 | 45- 90 | 60 - 160 | do 20 | do 20 | 30 - 90 | 30 - 120 |
| 2,4 | 80 - 160 | 150 - 250 | 10 - 25 | 10 - 25 | 80 - 140 | 100 - 210 |
| 3,2 | 150 - 290 | 220 - 330 | 15 - 30 | 15 - 30 | 130 - 190 | 150 - 260 |
| 4,0 | 180 - 260 | 310 - 490 | 25 - 45 | 25 - 45 | 180 - 270 | 240 - 350 |
| 4,8 | 240 - 450 | 460 - 640 | 40 - 60 | 40 - 60 | 250 - 350 | 310 - 450 |
| 6,4 | 350 - 800 | 480 - 850 | 50 - 90 | 50 - 90 | 320 - 460 | 380 - 530 |