Как правильно затачивать вольфрамовый электрод для TIG-сварки: Углы, формы, советы

Правильная заточка вольфрамового электрода для TIG-сварки

В этой статье разбираемся, как правильно затачивать вольфрамовые электроды для TIG-сварки, почему это так важно и как заточка влияет на форму дуги и качество шва. Дадим пошаговую инструкцию и советы, полезные даже опытным сварщикам.

Почему важно правильно затачивать вольфрамовый электрод

Опытные сварщики знают, что даже мелочи влияют на качество шва. Заточка вольфрамового электрода – одна из таких «мелочей», от которой зависит стабильно горящая дуга, качество сварки и срок службы самого электрода. Неправильно заточенный электрод может приводить к нестабильному горению дуги, её «блужданию» по шву, недостаточному проплавлению и даже загрязнению сварочного шва частицами вольфрама. Правильная же заточка обеспечивает уверенный поджиг и устойчивую дугу, оптимальную форму сварочной ванны и глубину проплавления, а также предотвращает преждевременный износ электрода.

Кроме того, качество заточки напрямую влияет на поведение дуги. Если на электроде остаются грубые риски от шлифования, электрическая дуга может перескакивать по этим бороздкам, отклоняясь от нужного направления. Таким образом, гладко заточенный (почти полированный) кончик вольфрамового электрода – залог стабильного и направленного дугового разряда. Ниже мы рассмотрим, как именно геометрия заточки воздействует на сварочную дугу.

Как угол заточки влияет на форму дуги и глубину проплавления

Общий принцип таков: чем острее заточен вольфрамовый электрод (меньше угол конуса), тем шире получается сварочная ванна; при более тупом угле заточки дуга становится уже, но проплавление – глубже. Проще говоря, острый электрод даёт более рассеянную дугу (широкий факел, мелкое проплавление), а тупой – более сконцентрированную и проникающую дугу (узкий шов, глубокий провар). Поэтому угол заточки подбирают под конкретную задачу и толщину металла.

Приняты следующие типовые углы заточки и их эффекты:

25° — рассеянная дуга

Пример очень острого электрода (~15–25°): дуга образует широкий факел, оптимальный для тонкого металла

Пример очень острого электрода (~15–25°): дуга образует широкий факел, оптимальный для тонкого металла

Максимально острый угол (~25°) обеспечивает стабильную, но несколько расширенную дугу. Такой электрод идеально подходит для тонких материалов и облицовочных (верхних) слоёв шва, где важна широкая зона нагрева без избыточного проплавления. Дуга получается контролируемой, хотя и распределённой по поверхности. Это не лучший выбор для заполняющих проходов на толстом металле, заточенный под 25° вольфрам даёт неглубокий провар. Зато подобная заточка удобна для начинающих сварщиков, помогая им лучше контролировать форму ванны на тонколистовых деталях.

35° — стабильная дуга

Средний угол заточки (~30–35°) даёт сбалансированную дугу с оптимальной шириной и глубиной проплавления

Средний угол заточки (~30–35°) даёт сбалансированную дугу с оптимальной шириной и глубиной проплавления

Угол заточки около 35° считается универсальным. Такой электрод обеспечивает устойчивую дугу и подходит для большинства задач аргонодуговой сварки. Факел дуги при ~35° получается более сфокусированным, чем при остром электроде, но при этом достаточно стабильным и контролируемым. Глубина проплавления – средняя, чего обычно достаточно для типовых соединений. На практике заточка ~30–35° обеспечивает идеальный баланс: дуга не слишком широкая, но и не сверхузкая, даёт достаточно глубины провара и удобна в управлении бассейном расплавленного металла. Недаром многие сварщики выбирают именно ~35° как основной вариант заточки для повседневной работы.

45° — проникающая дуга

Пример тупого угла (~45–60°): дуга более узкая и концентрированная, обеспечивая глубокое проплавление металла

Более тупой угол заточки, порядка 45°, даёт максимально «сконцентрированную» и проникающую дугу. Такой вольфрамовый электрод формирует узкий столб дуги с высокой плотностью тока, за счёт чего достигается большая глубина провара. Сварочная ванна при этом выходит узкой. При первоначальном поджиге дуга может немного блуждать, зато после стабилизации направлена точно в зазор. Заточка ~45° отлично себя показывает на толстых деталях, а также при сварке материалов с высоким теплопоглощением – например, алюминия и нержавеющей стали. В этих случаях часто критична прочность и глубина провара, требуются узкие прочные швы – и тупой вольфрам решает задачу. Кроме того, такая заточка повышает ресурс электрода: нагрузка распределяется на более тупой кончик, который меньше перегревается. Таким образом, 45° – выбор для глубокого проплавления и узкого шва, когда важна прочность соединения.

Примечание: Указанные углы (25°, 35°, 45°) не являются строгими – в практике используются и другие (30°, 60° и т.д.). Однако приведённые три типа отражают основные тенденции изменения дуги. Чем острее конус – тем шире и слабее дуга; чем тупее – тем она уже и «жёстче». Каждый сварщик со временем подбирает оптимальный угол под свои задачи и стиль работы.

Как правильно затачивать электрод (продольно, не поперёк)

Правильная техника заточки почти так же важна, как выбор угла. Главное правило – затачивать вольфрамовый электрод вдоль его оси, а не поперёк. То есть продольными движениями, чтобы риски от абразива шли вдоль электрода. Почему это важно?

Схема правильной (слева) и неправильной (справа) заточки: продольные риски направляют дугу прямо, поперечные – рассеивают её

Вольфрам имеет волокнистую структуру, «зерно» материала вытянуто вдоль прутка. При продольной шлифовке вы как бы «ведёте» электроны к острию электрода – дуга стабильно выходит с самой вершины конуса. Если же точить поперёк, на кончике остаются окружные бороздки, по которым электроны начинают скользить в стороны. В результате дуга зарождается не строго с вершины, а как бы с краёв – она распространяется широко и может блуждать. Поперечные риски фактически «противостоят» току электронов, заставляя их перескакивать между царапинами, что дестабилизирует arc и перегревает электрод. Поэтому только продольная заточка! При ней линии шлифовки параллельны оси – электроны беспрепятственно стекают к острию, дуга выходит ровной, узкой и устойчивой.

Помимо направления рисок, важна и чистота/гладкость заточки. Грубая насечка на кончике вызывает описанный эффект «разбегания» дуги. Идеально заточенный электрод имеет почти полированную поверхность на конусе. Специальные точильные станки для вольфрама позволяют добиться такой поверхности, но на практике ~95% сварщиков точат вольфрам на обычных точилах или шлифмашинах. Чтобы получить максимально гладкий конус в кустарных условиях, есть хитрости. Например, можно использовать лепестковый шлифовальный диск (на болгарке): он более мягкий и оставляет мелкие, сглаженные риски. Алмазный диск или грубый точильный камень, напротив, могут оставлять глубокие царапины из-за своей твёрдости и крупного зерна абразива. Также следите за усилием – прижимая электрод слишком сильно, вы лишь зарываете его в абразив и получаете крупные бороздки. Легкий равномерный нажим и плавные движения вдоль оси при вращении электрода обеспечат наиболее чистую заточку.

Ещё один момент – затупка острия. После формирования острого конуса не рекомендуется оставлять самую вершинку иглообразной. Лучше слегка притупить кончик, коснувшись его торцом круга, чтобы образовалась крошечная плоская площадка. Во-первых, эта фаска убирает возможные микротрещины на самом кончике (из-за перегрева при шлифовке). Во-вторых, чуть притупленный электрод меньше склонен «раскрываться» в виде зонтика при перегреве и дольше служит. К тому же на абсолютно остром электроде дуга может стартовать не с вершины, а с боку, если там дефект – маленькая площадка решает проблему. Обычно достаточно буквально 0,5–1 мм плоской поверхности на самом кончике.Таким образом, правильная заточка заключается в следующем: используйте чистый абразивный диск (лучше специальный алмазный, либо хотя бы отдельный участок круга под вольфрам), точите плавно, вдоль оси прутка, вращая электрод для равномерности, и завершите небольшим притуплением вершины. Тогда кончик получится центрованным, гладким и устойчивым – готовым выдавать стабильную дугу.

Шарик на конце электрода: когда применяется и как формируется

При сварке алюминия переменным током (AC TIG) нередко используется электроды с округлённым концом (так называемый «шарик» на кончике вольфрама). Для DC-сварки (стали, нержавейки и пр.) всегда нужна острая заточка, а вот на алюминии зачастую лучше работает шарообразный кончик. Зачем он нужен? Дело в том, что при переменном токе часть полуволны идет с положительным потенциалом на электроде (DCEP), из-за чего кончик вольфрама сильно разогревается. Острие электрода в таких условиях всё равно оплавляется. Поэтому при классической AC-сварке алюминия (особенно на старых трансформаторных аппаратах) практикуется предварительное формирование шарика. Округлый конец лучше держит дугу в режиме AC и не «плюётся» металлическими включениями. Балда (шар) на конце дает более широкий конус дуги и мягкое распределение тепла по алюминию, что помогает равномерно прогреть металл без прожогов.

Как сформировать такой шарик? Не нужно пытаться сточить электрод в сферу напильником – все намного проще. Достаточно заточить электрод под относительно тупым углом (например, 35–45°), а затем прожечь кончик током. Обычно это делается на кусочке меди или уголька: ставим аппарат в режим DCEP (прямой полярности, когда вольфрам – «плюс»), выставляем средний/высокий ток и кратковременно зажигаем дугу на графитовом бруске либо на медной пластине. Буквально через секунду кончик расплавится и сформирует аккуратный шар. После этого гасим дугу и даем электродУ остыть в струе аргона. Готово: на вершине появился гладкий блестящий шарик правильной формы. При начале сварки на переменном токе такой электрод сразу выдаст стабильную широкую дугу.

Отметим, что современные инверторные аппараты AC позволяют сваривать алюминий и заточенным электродом (без шарика) – благодаря настройкам баланса полярности дуга может не расплавлять остриё. Многие легированные электроды (лантанат, цирконий) тоже хорошо держат форму. Однако классический подход при работе с чистым алюминием и чистым вольфрамом (зелёный маркер) – это именно сформировать шар на конце. Диаметр шарика обычно делают около 1–1,5 диаметра самого электрода – если он расплавился больше, лучше отрезать и заточить заново, иначе капля может оторваться. Имейте в виду: для формирования шарика годятся только чистый или циркоированный вольфрам. Электроды с торием, лантаном и др. рассчитаны в основном под заточку, и если их расплавлять, они теряют свои присадки и свойства.

Когда использовать шарик? При сварке алюминия на переменном токе, особенно если варите старым аппаратом с синусоидальным AC без баланса – тогда шарик однозначно облегчает жизнь. Он также пригодится при наложении широких швов на алюминиевых отливках, когда нужен мягкий широкий факел дуги. Во всех остальных случаях (DC, пайка TIG и т.д.) шарик не нужен. Если вы работаете современным AC-инвертором, можно поэкспериментировать: многие сварщики сейчас затачивают электроды даже под алюминий, добиваясь более узкой дуги и сконцентрированного прогрева. Но если заметили, что острый электрод «раскрывается» и загрязняет шов – попробуйте сформировать шарик по описанной методике. Дуга станет более стабильной, а качество шва – предсказуемым.

Пошаговая инструкция по заточке вольфрама

Ниже приведена пошаговая методика заточки вольфрамового электрода для TIG, соблюдение которой позволит получить оптимальный результат:

Выделите чистый абразив под вольфрам. По возможности используйте шлифовальный диск с алмазным напылением, предназначенный только для заточки электродов. Если специального станка нет, возьмите обычный точильный камень или наждак мелкой зернистости, но не точите на нём ничего кроме вольфрама. Посторонние металлы могут засорить электрод. Перед работой наденьте защитные очки и респиратор (особенно при заточке торированных электродов, пыль с ThO₂ вредн).
Отрежьте повреждённый конец. Если кончик электрода оплавлен, загрязнён или сломан – сначала удалите проблемный участок. Лучше обрезать его бокорезами или отломить, надрезав на наждаке. Заточка загрязнённого кончика не устраняет полностью включения и только вдавливает их глубже в электрод. Поэтому начинайте работу с чистого среза.
Закрепите электрод. Держите вольфрамовый пруток крепко и под удобным углом к абразиву. Многие зажимают электрод в патрон шуруповерта – это упрощает ровное вращение. Можно обойтись и вручную, но тогда особенно важно не дрожать и поворачивать пруток пальцами равномерно. Не подтачивайте электрод «на весу» – опирайтесь на кронштейн точила или на стол, чтобы зафиксировать положение.
Расположите электрод правильно относительно круга. Подносите вольфрам к шлифовальному диску торцом, а не боком. Его ось должна быть перпендикулярна плоскости вращения круга (то есть под углом ~90° к оси круга). Тогда риски шлифования лягут вдоль электрода. Если же точить параллельно кромке круга, получатся поперечные бороздки – этого допускать нельзя, как мы обсуждали выше.
Затачивайте вдоль и с поворотом. Прижмите электрод к абразиву под нужным углом (например, ~30–40° к оси электрода) и вращайте его, стачивая равномерно по кругу. Ведите вольфрам вдоль своей оси – от кончика к основанию конуса. Не «шоркайте» из стороны в сторону. Ваша цель – получить ровный конус без спиральных или поперечных царапин.
Контролируйте угол и форму конуса. Следите за пропорциями заточки. Обычно длина конуса (~расстояние от острия до начала цилиндрической части) делается в пределах 2–3 диаметров электрода. Угол при вершине подбирайте под задачу: для тонких работ заостряйте сильнее (угол ~25–30°), для универсальных – около 35°, для глубокой подачи тепла – 45° и более тупой. В процессе заточки периодически останавливайтесь и оценивайте форму конуса сбоку. Она должна быть симметричной, без смещений и ямок.
Не перегревайте и не давите. Затачивайте плавно, с лёгким нажимом. Если жать сильно, электрод будет выкрашиваться, и на конусе появятся глубокие царапины и трещинки. К тому же избыточное тепло может вызвать микротрещины по границам зерен вольфрама. Работа должна идти искра по искре, без сжигания вольфрама. При необходимости прерывайтесь, чтобы электрод остыл, либо используйте влажный шлифовальный аппарат с охлаждением.
Притупите остриё. Когда конус сформирован, легко коснитесь вершины электрода шлифовальным кругом под прямым углом, буквально на долю секунды. Цель – снять самую острую иглу. Должна получиться маленькая плоская площадка на самом кончике (буквально 0,2–0,5 мм). Эта фаска предотвратит разрушение кончика в работе и стабилизирует первоначальный поджиг дуги. (Примечание: для сварки очень малым током можно оставить электрод совсем острым – это даст максимально сконцентрированную дугу. Но в большинстве случаев микрозатупка полезна.)
Очистите электрод. После заточки протрите электрод чистой тряпкой или проспиртованной салфеткой, чтобы убрать пыль. Ни в коем случае не трогайте заострённый конец грязными перчатками – жировые и металлические загрязнения могут привести к нестабильной дуге.
Храните заточенные электроды аккуратно. Лучше держать их в отдельном пенале или трубке, чтобы концы не бились друг о друга и не загрязнялись. Многие сварщики отмечают, что качество сварки TIG зависит и от состояния электродов в хранении: бережное отношение позволит реже перетачивать прутки и всегда иметь под рукой готовый к работе электрод.

Следуя этим шагам, вы получите правильно заточенный вольфрамовый электрод, который обеспечит устойчивую дугу и качественный шов. Помните, что заточка – ключевой этап подготовки при TIG-сварке. Потратив несколько лишних минут на аккуратное затачивание, вы сэкономите время и нервы при сварке, избегая проблем с дугой и переделок. Удачной сварки и ровных швов!

Дата создания: 24.03.2025