GTAW용 텅스텐 전극의 선택과 준비는 결과를 최적화하고 오염과 재작업을 방지하는 데 필수적입니다.게티 이미지
텅스텐은 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW) 전극을 만드는 데 사용되는 희귀 금속 원소입니다.GTAW 공정은 용접 전류를 아크로 전달하기 위해 텅스텐의 경도와 고온 저항에 의존합니다.텅스텐의 녹는점은 섭씨 3,410도로 모든 금속 중에서 가장 높습니다.
이러한 비소모성 전극은 다양한 크기와 길이로 제공되며 순수 텅스텐 또는 텅스텐 합금과 기타 희토류 원소 및 산화물로 구성됩니다.GTAW용 전극 선택은 기판의 종류와 두께, 용접에 교류(AC) 또는 직류(DC)를 사용하는지 여부에 따라 달라집니다.구형, 뾰족형, 절단형 등 세 가지 최종 준비 중 무엇을 선택하느냐도 결과를 최적화하고 오염 및 재작업을 방지하는 데 중요합니다.
각 전극은 유형에 대한 혼동을 없애기 위해 색상으로 구분되어 있습니다.전극 끝 부분에 색상이 나타납니다.
순수 텅스텐 전극(AWS 분류 EWP)에는 99.50%의 텅스텐이 포함되어 있으며 이는 모든 전극 중에서 가장 높은 소비율을 가지며 일반적으로 합금 전극보다 저렴합니다.
이 전극은 가열 시 깨끗한 구형 팁을 형성하고 균형 잡힌 파동을 갖는 AC 용접에 탁월한 아크 안정성을 제공합니다.순수 텅스텐은 또한 AC 사인파 용접, 특히 알루미늄과 마그네슘에 대한 우수한 아크 안정성을 제공합니다.토륨이나 세륨 전극과 관련된 강한 아크 스타트를 제공하지 않기 때문에 일반적으로 DC 용접에는 사용되지 않습니다.인버터 기반 기계에는 순수 텅스텐을 사용하지 않는 것이 좋습니다.최상의 결과를 얻으려면 날카로운 세륨 또는 란탄족 전극을 사용하십시오.
토륨 텅스텐 전극(AWS 분류 EWTh-1 및 EWTh-2)에는 최소 97.30%의 텅스텐과 0.8%~2.20%의 토륨이 포함되어 있습니다.EWTh-1과 EWTh-2의 두 가지 유형이 있으며 각각 1%와 2%를 포함합니다.각기.이는 일반적으로 사용되는 전극이며 긴 수명과 사용 용이성으로 인해 선호됩니다.토륨은 전극의 전자 방출 품질을 향상시켜 아크 시작을 개선하고 더 높은 전류 운반 용량을 가능하게 합니다.전극은 용융 온도보다 훨씬 낮은 온도에서 작동하므로 소비율을 크게 줄이고 아크 드리프트를 제거하여 안정성을 향상시킵니다.다른 전극에 비해 토륨 전극은 용융 풀에 텅스텐을 적게 침전시켜 용접 오염을 덜 유발합니다.
이 전극은 탄소강, 스테인리스강, 니켈, 티타늄의 직류 전극 음극(DCEN) 용접과 일부 특수 AC 용접(예: 얇은 알루미늄 응용 분야)에 주로 사용됩니다.
제조 과정에서 토륨이 전극 전체에 고르게 분산되어 텅스텐이 연삭 후에도 날카로운 모서리를 유지하는 데 도움이 됩니다. 이는 얇은 강철을 용접하는 데 이상적인 전극 형태입니다.참고: 토륨은 방사성이므로 사용 시 항상 제조업체의 경고, 지침 및 물질안전보건자료(MSDS)를 따라야 합니다.
세륨 텅스텐 전극(AWS 분류 EWCe-2)은 최소 97.30%의 텅스텐과 1.80%~2.20%의 세륨을 함유하고 있으며 2% 세륨이라고 합니다.이 전극은 낮은 전류 설정에서 DC 용접에 가장 적합하지만 AC 공정에서도 능숙하게 사용할 수 있습니다.낮은 암페어에서 뛰어난 아크 스타트를 제공하는 세륨 텅스텐은 레일 튜브 및 파이프 제조, 판금 가공, 작고 정밀한 부품과 관련된 작업 등의 응용 분야에서 널리 사용됩니다.토륨과 마찬가지로 탄소강, 스테인리스강, 니켈 합금 및 티타늄 용접에 가장 적합합니다.어떤 경우에는 2% 토륨 전극을 대체할 수 있습니다.세륨 텅스텐과 토륨의 전기적 특성은 약간 다르지만 대부분의 용접공은 이를 구별하지 못합니다.
더 높은 전류량의 세륨 전극을 사용하는 것은 권장되지 않습니다. 왜냐하면 더 높은 전류량으로 인해 산화물이 팁 열로 빠르게 이동하고 산화물 함량이 제거되며 공정 이점이 무효화되기 때문입니다.
인버터 AC 및 DC 용접 공정에는 뾰족하거나 잘린 팁(순수 텅스텐, 세륨, 란타늄 및 토륨 유형의 경우)을 사용하십시오.
란타늄 텅스텐 전극(AWS 분류 EWLa-1, EWLa-1.5 및 EWLa-2)은 최소 97.30%의 텅스텐과 0.8%~2.20%의 란타늄 또는 란타늄을 함유하고 있으며 EWLa-1, EWLa-1.5 및 EWLa-2 란타늄 부서라고 합니다. 요소의.이 전극은 우수한 아크 시작 능력, 낮은 연소 속도, 우수한 아크 안정성 및 뛰어난 재점화 특성을 가지며 세륨 전극과 동일한 장점이 많습니다.란탄족 전극은 또한 2% 토륨 텅스텐의 전도성을 갖고 있습니다.어떤 경우에는 용접 절차를 크게 변경하지 않고도 란타늄-텅스텐이 토륨-텅스텐을 대체할 수 있습니다.
용접 능력을 최적화하려면 란타늄 텅스텐 전극이 이상적인 선택입니다.팁이 있는 AC 또는 DCEN에 적합하거나 AC 사인파 전원 공급 장치와 함께 사용할 수 있습니다.란타늄과 텅스텐은 날카로운 팁을 매우 잘 유지할 수 있으며 이는 구형파 전원 공급 장치를 사용하는 DC 또는 AC에서 강철과 스테인레스강을 용접할 때 장점이 됩니다.
토륨 텅스텐과 달리 이 전극은 AC 용접에 적합하며 세륨 전극과 마찬가지로 아크가 더 낮은 전압에서 시작되고 유지될 수 있습니다.순수 텅스텐과 비교하여 주어진 전극 크기에 대해 산화란타늄을 첨가하면 최대 전류 전달 용량이 약 50% 증가합니다.
지르코늄 텅스텐 전극(AWS 분류 EWZr-1)에는 최소 99.10%의 텅스텐과 0.15%~0.40%의 지르코늄이 포함되어 있습니다.지르코늄 텅스텐 전극은 매우 안정적인 아크를 생성하고 텅스텐 스패터를 방지할 수 있습니다.구형 팁을 유지하고 오염 저항성이 높기 때문에 AC 용접에 이상적인 선택입니다.전류 운반 용량은 토륨 텅스텐과 같거나 그 이상입니다.어떤 상황에서도 DC 용접에 지르코늄을 사용하는 것은 권장되지 않습니다.
희토류 텅스텐 전극(AWS 분류 EWG)에는 지정되지 않은 희토류 산화물 첨가제 또는 다양한 산화물의 혼합 조합이 포함되어 있지만 제조업체는 패키지에 각 첨가제와 그 비율을 표시해야 합니다.첨가제에 따라 원하는 결과에는 AC 및 DC 공정 중에 안정적인 아크 생성, 토륨 텅스텐보다 긴 수명, 동일한 작업에서 더 작은 직경의 전극을 사용할 수 있는 능력, 비슷한 크기의 전극 사용 더 높은 전류, 텅스텐 스패터가 적습니다.
전극 유형을 선택한 후 다음 단계는 최종 준비를 선택하는 것입니다.세 가지 옵션은 구형, 뾰족한 형태, 잘린 형태입니다.
구형 팁은 일반적으로 순수 텅스텐 및 지르코늄 전극에 사용되며 사인파 및 기존 구형파 GTAW 기계의 AC 공정에 권장됩니다.텅스텐 끝을 올바르게 테라포밍하려면 주어진 전극 직경에 권장되는 AC 전류를 적용하기만 하면 됩니다(그림 1 참조). 그러면 전극 끝에 볼이 형성됩니다.
구형 끝의 직경은 전극 직경의 1.5배를 초과해서는 안 됩니다. 예를 들어 1/8인치 전극은 3/16인치 직경 끝을 형성해야 합니다.전극 끝 부분의 구가 커지면 아크 안정성이 감소합니다.또한 떨어져서 용접부를 오염시킬 수도 있습니다.
팁 및/또는 잘린 팁(순수 텅스텐, 세륨, 란타늄 및 토륨 유형의 경우)은 인버터 AC 및 DC 용접 공정에 사용됩니다.
텅스텐을 적절하게 분쇄하려면 텅스텐 분쇄용으로 특별히 설계된 연삭 휠(오염 방지)과 붕사 또는 다이아몬드로 만든 연삭 휠(텅스텐의 경도에 저항하기 위해)을 사용하십시오.참고: 토륨 텅스텐을 연삭하는 경우 먼지를 제어하고 수집하십시오.연삭 스테이션에는 적절한 환기 시스템이 있습니다.제조업체의 경고, 지침 및 MSDS를 따르십시오.
연삭 표시가 전극의 길이를 따라 확장되도록 90도 각도로 휠에서 직접 텅스텐을 연삭합니다(그림 2 참조).이렇게 하면 아크 드리프트를 일으키거나 용접 풀에 녹아 오염을 초래할 수 있는 텅스텐의 융기 부분을 줄일 수 있습니다.
일반적으로 텅스텐의 테이퍼를 전극 직경의 2.5배 이하로 연마하려고 합니다(예를 들어 1/8인치 전극의 경우 접지 표면 길이는 1/4~5/16인치입니다).텅스텐을 원뿔 모양으로 갈아서 아크 시작의 전환을 단순화하고 더 집중된 아크를 생성하여 더 나은 용접 성능을 얻을 수 있습니다.
얇은 재료(0.005~0.040인치)를 낮은 전류로 용접할 때는 텅스텐을 뾰족하게 연마하는 것이 가장 좋습니다.팁은 용접 전류가 집중된 아크로 전달되도록 하고 알루미늄과 같은 얇은 금속의 변형을 방지하는 데 도움이 됩니다.더 높은 전류로 인해 텅스텐 끝이 날아가고 용접 풀이 오염될 수 있으므로 더 높은 전류 응용 분야에는 뾰족한 텅스텐을 사용하지 않는 것이 좋습니다.
고전류 애플리케이션의 경우 잘린 팁을 연마하는 것이 가장 좋습니다.이 모양을 얻으려면 먼저 텅스텐을 위에서 설명한 테이퍼로 연삭한 다음 0.010~0.030인치로 연삭합니다.텅스텐 끝 부분은 평평한 땅입니다.이 평평한 바닥은 텅스텐이 아크를 통해 전달되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다.또한 공이 형성되는 것을 방지합니다.
이전에 Practical Welding Today로 알려졌던 WELDER는 우리가 매일 사용하고 작업하는 제품을 만드는 실제 사람들을 소개합니다.이 잡지는 20년 이상 북미 용접 커뮤니티에 봉사해 왔습니다.
게시 시간: 2021년 8월 23일