מדריך ספקים לתעשייה
חדשות / כתבות
עיתונות מקצועית

 

 
זיהוי, בחירה, והכנה של אלקטרודות טונגסטן
13/08/12

מאת: רועי בכרך*
*הכותב הינו מנהל השיווק של חברת זיקה בע"מ

בחירת האלקטרודה הנכונה לביצוע ריתוך בקשת טונגסטן ( GTAW) מתוך המגוון הקיים, הינה משימה קריטית להצלחת הריתוך. יחד עם זאת, הכנת מחט הטונגסטן על ידי השחזה נכונה הינה חשובה ביותר גם כן.

קווים לתכונות הטונגסטן
בשוק העולמי קיימים שישה סוגי מחטים עיקריים והם: טונגסטן טהור, 2% תוריום, 2% צריום, 1.5% לנטן, זירקוניום וסגסוג משתנה. סוגי ההשחזה של קצה המחט הינם: כדורי, מחודד וקטום. מתכת הטונגסטן הינה יסוד מתכתי שאינו שכיח בטבע ולכן גם מחירו הגבוה והוא בשימוש בייצור אלקטרודות טונגסטן לריתוך GTAW/TIG. ריתוך זה נסמך על תכונותיו של הטונגסטן ובהן קושיות ועמידה בטמפרטורות גבוהות ובכך עמיד בהולכת הזרם בקשת החשמלית שנוצרת בזמן הריתוך. נקודת ההתכה של הטונגסטן הינה 3,410 מעלות צלזיוס והינה המתכת בעלת נקודת ההתכה הגבוהה ביותר מבין המתכות. לאור תכונות אלו, אלקטרודות טונגסטן נחשבות בלתי מתכלות ומשווקות בקטרים ואורכים שונים ובהרכבי מתכת שונים כפי שצוין לעיל. בחירת האלקטרודה המתאימה לריתוך מבוססת סוג מתכת האם שאותה אנו מרתכים, עובי החומר וסוג הזרם בו אנו עובדים - זרם ישר או זרם חילופין (DC/AC). בחירת צורת קצה האלקטרודה מבין שלוש האפשרויות, כדורי, מחודד או קטום גם כן חשובה על מנת לקבל תפר ריתוך איכותי ומניעת זיהומים בריתוך. כל אלקטרודה לריתוך טונגסטן צבועה בצבע על פי מפתח זיהוי על מנת לאפשר זיהוי קל של סוג האלקטרודה.

ירוק, אדום, או כתום?
טונגסטן טהור (צבע ירוק) Pure Tungsten תקן AWS - EWP
אלקטרודה מטונגסטן טהור מכילה 99.50% טונגסטן. אלקטרודות אלו מתכלות במהירות הגבוהה ביותר מבין כלל הסוגים של האלקטרודות ועלותם אף נמוכה יחסית לאלקטרודות מסוגסגות אחרות. אלקטרודות אלו מייצרות קצה כדורי כאשר הינן מתחממות ומאפשרות ריתוך יציב עם גל מאוזן בריתוך בזרם חילופין (AC). טונגסטן טהור מאפשר ריתוך יציב בקשת חשמלית של מתכות כגון אלומיניום ומגנזיום. בריתוך בזרם ישר הקשת החשמלית לא חזקה ובלתי יציבה לעומת המקבילות המסוגסגות. תוריום (צבע אדום) Thoriated תקן AWS - EWTh-2 אלקטרודות מטונגסטן מסוגסג עם תוריום המסווגות בקבוצה זו מכילות טונגסטן בכמות מינימאלית של 97.30% ו-1.7-2.20% תוריום ונקראות 2% תוריום. אלקטרודה זו הינה השכיחה והנפוצה ביותר. רתכים רבים מעדיפים אלקטרודות אלו עקב עמידותן וקלות הריתוך באמצעותן. יסוד התוריום מגביר את פליטת האלקטרונים מהאלקטרודה ומשפר את הצתת הקשת החשמלית ומעבר זרם גבוה במיוחד. עקב המוליכות הטובה של הזרם האלקטרודה רחוקה מנקודת ההתכה ובכך משפר את עמידותה ואורך החיים בזמן הריתוך. בהשוואה לאלקטרודות אחרות, ישנו מעבר נמוך משמעותית של טונגסטן לחומר האם ובכך הפחתה משמעותית של הזיהומים באמבט הריתוך. אלקטרודות אלו שכיחות במיוחד בריתוך בזרם ישר ( DC ) וריתוך בזרם חילופין של פחי אלומיניום דקים במיוחד בעובי של עד 1.5 מ"מ. הריתוך מתבצע באופיין זרם חיובי או שלילי (+ או -), בפלדות פחמן, פלדות אל-חלד, ניקל וטיטניום. במהלך הייצור, התוריום מפוזר בצורה אחידה במתכת ומאפשר שמירה על חדות המחט בזמן הריתוך ובכך לאפשר ריתוך פחים דקים במיוחד - לאחר ההשחזה. יחד עם זאת, ראוי לציין כי מתכת התוריום הינה רדיואקטיבית ולכן יש לנקוט באמצעי הזהירות בעת ההשחזה, שימוש במסכת פנים והקפדה על כיוון ההשחזה על מנת למנוע נזק נשימתי. צריום (צבע כתום) Ceriated תקן AWS - EWCe-2 אלקטרודות טונגסטן המסוגסגות באמצעות צריום מכילות 97.30% טונגסטן ו 1.80-2.20% צריום ונקראות 2% צריום. אלקטרודות אלו מתפקדות במיטבן בריתוך בזרם ישר (DC) ובזרמים נמוכים. האלקטרודה מצטיינת בהצתה קלה של קשת הריתוך בזרם נמוך והינה נפוצה בקרב רתכי צנרת וריתוך פחים דקים ועדינים בזרמים נמוכים. כמו התוריום אלקטרודה זו מתאימם לפלדות פחמן, פלדות אל-חלד, ניקל וטיטניום ולעיתים ניתן לעשות בה שימוש כתחליף לאלקטרודות מסוגסגות בתוריום אשר הינו רדיואקטיבי כפי שנכתב לעיל. שימוש באלקטרודה זו בזרם גבוה אינו רצוי ויפגע בתכונות המתכת ויגרום לתפר ריתוך וקצה אלקטרודה שאינו מתאים לביצוע הריתוך.

זהוב, חום, או אפור?
לנתן (צבע זהב) Lanthanated תקן AWS - EWLa-1.5
אלקטרודות אלו מכילות 80% טונגסטן ו-1.30-1.70% לנטן וידועות כ-1.5% לנטן. הן ניכרות ביכולת הצתה של הקשת החשמלית בצורה קלה במיוחד, יציבות קשה גבוהה והצתה חוזרת של הקשת החשמלית בצורה קלה בדומה לאלקטרודות צריום שהוזכרו קודם לכן. יחד עם זאת, אלקטרודות המסוגסגות בלנטן מתאפיינות גם בהולכת זרם גבוהה כפי שקיים באלקטרודות מסוגסגות תוריום (אדומות). אלקטרודות אלו הינן אידיאליות לשיפור יכולת הריתוך, הן מתאימות לריתוך בזרם חילופין וזרם ישר (קוטביות שלילית) וקצה אלקטרודה מחודד או ריתוך בזרם חילופין עם קצה אלקטרודה בעל מבנה כדורי. אלקטרודות אלו שומרות על קצה אלקטרודה מחודד ולכן מתאימות במיוחד לריתוך פלדות פחמן ופלדות אל-חלד בזרם ישר. בניגוד לאלקטרודות מסוגסגות בתוריום, אלקטרודות אלו מתאימות גם לריתוך בזרם חילופין וכפי שקיים באלקטרודות מסוגסגות בצריום, מאפשרות הצתה קלה במיוחד. בהשוואה לאלקטרודה מטונגסטן טהור, התוספת של 1.5% לנטן מאפשרת ריתוך בזרם גבוה ב-50% יותר עבור אותו הקוטר. זירקוניום (צבע חום) Zirconiated תקן AWS - EWZr-1 אלקטרודות מסוגסגות בזירקוניום מכילות 99.10% טונגסטן ו-0.15-0.40% זירקוניום. אלקטרודות אלו מאפשרות ריתוך בקשת יציבה ביותר וריתוך באמצעותה מונעת זיהומים של טונגסטן באמבט הריתוך עקב התזה נמוכה בעת הריתוך. אלקטרודה זו מתאימה במיוחד לריתוך בזרם חילופין היות והיא שומרת על מבנה כדורי עקבי במהלך ההצתה והריתוך. יכולת מעבר הזרם זהה ואף עולה על אלקטרודות מסוגסגות בתוריום. אלקטרודה זו אינה מומלץ לריתוך בזרם ישר ( DC). סגסוג באמצעות יסודות מתכתיים שונים (צבע אפור) Rare Earth תקן AWS - EWG אלקטרודות המסווגות בקבוצה זו הינן אלקטרודות טונגסטן המסוגסגות ביסודות שונים ותחמוצות שונות של מתכות, אך על היצרן לציין את התוספות ושיעורן במתכת האלקטרודה על גבי האריזה. בהתאם לתוספת שהוכנסה למתכת הטונגסטן ניתן להגיע ליציבות קשת חשמלית בזרם חילופין או זרם ישר וכמו כן ריתוך בזרם גבוה או זרם נמוך.

הכנת מחט הטונגסטן - מחודד, כדורי או קטום?
לאחר שנבחרה האלקטרודה המתאימה לביצוע עבודת הריתוך, הצעד הבא הינו בחירת צורת קצה האלקטרודה מבין האפשרויות הבאות: מבנה מחודד, כדורי או קטום. מבנה כדורי לרוב בשימוש בריתוך באלקטרודה בעלת טונגסטן טהור ( ירוק) ואלקטרודות מסוגסגות בזירקוניום (חום) ומומלץ לרוב בריתוך בזרם חילופין. על מנת להגיע למבנה הכדורי בחר בזרם הריתוך המתאים לקוטר האלקטרודה שנבחרה וצורה כדורית תופיע בקצה האלקטרודה לאחר ההצתה של הקשת החשמלית. קוטר הכדור בקצה האלקטרודה רצוי שיהיה עד 1.5 פעמים מקוטר האלקטרודה אלקטרודה של 1.6 מ"מ צריכה לייצר כדור בקצה בקוטר של כ-2.4 מ"מ מקסימום. כדור גדול בקצה האלקטרודה יפגום ביציבות הקשת החשמלית ואף עלול לטפטף לאמבט הריתוך ולזהם את מתכת האם. קצה אלקטרודה מחודד או קטום בשימוש בריתוך בזרם חילופין וזרם ישר. על מנת להשחיז את קצה הטונגסטן כהלכה יש לעשות שימוש במשחזת ייעודית לאלקטרודות טונגסטן על מנת למנוע זיהום של המתכת ובמידת האפשר אף לעשות שימוש בציפוי יהלום על מנת לעמוד בקושיות מתכת הטונגסטן. במידה והינך עושה שימוש באלקטרודות בעלות תוריום (אדום) אשר הינו חומר רדיואקטיבי, יש לאסוף את האבק ולדאוג לאוורור מתאים באזור ההשחזה ולפעול על פי הוראות הבטיחות של היצרן. יש להשחיז את מחט הטונגסטן בזווית ישרה של 90 מעלות על מנת למנוע רכסים וגבשושיות בטונגסטן שיובילו לחוסר יציבות בקשת הריתוך ואף זיהום במתכת האם. אורך הקצה המושחז לא יעלה על 2.5 פעמים מקוטר האלקטרודה כך ש אלקטרודה בקוטר של 1.6 מ"מ תושחז לעומק של 4 מ"מ לכל היותר. כאשר מרתכים פחים דקים במיוחד עד לעובי של 1.2 מ"מ יש להשחיז את קצה האלקטרודה לצורה מחודדת על מנת לרכז את הקשת החשמלית ולמנוע עיוותים במתכת האם. בריתוך בזרמים גבוהים יש להשחיז את קצה האלקטרודה במבנה קטום ובכך למנוע מעבר של טונגסטן מקצה האלקטרודה לחומר האם בזרם גבוה. על מנת להשיג מבנה קטום יש להשחיז את קצה האלקטרודה לצורה מחודדת כפי שהוסבר לעיל ולאחר מכן להשחיז את הקצה בצורה שטוחה.


מותגים
מונציפלי
חדשות
בזכות קרבה לשווקי היעד - היצור של התעשייה הקיבוצית בחו"ל גדל ב-800% משנת 2000.

התעשיינים: 780 עובדים פוטרו בחודשיים

חוגלה-קימברלי תקים מפעל חדש בעפולה בהשקעה של 100 מיליון שקל

טלמניע זכתה במכרז להקמת תחנת כוח במפעל הנייר שניב באופקים

מרק מגדילה את השקעותיה בישראל

רשות ההגבלים תמנע שליטה גיאוגרפית במחצבות מהנסון, שפיר ורדימיקס

גז – משאב לאומי. תלוי למי

כמות הגז ששריינה הממשלה לצרכי המשק המקומי לא תספיק

בורסת היהלומים בר"ג מקימה מרכז ייצור חדשני ליהלומים

 

 

 
תעשיות מיכשור תעשיות ירוקות לוגיסטיקה מכונות וכלים מבנים