焊接与切割用钨极

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焊接与切割用钨极 1 范围 本标准规定了钨极的型号、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明。 本标准适用于惰性气体保护焊、等离子弧焊、切割和热喷涂等用非熔化钨极。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 3101—1993 有关量、单位和符号的一般原则 (ISO 31-0:1992,MOD) 3 型号 3.1 型号划分 钨极型号按其化学成分进行划分。钨极使用说明见附录A，钨极类型及用途见附录B。 3.2 型号编制方法 钨极型号由三部分组成： a) 第一部分用字母“W”表示钨极； b) 第二部分为钨极的化学成分分类代号，见表1。其中： 1） 没有添加氧化物用字母“P”表示； 2） 添加氧化物用主氧化物的非氧元素符号表示； 3） 添加多元复合氧化物用字母“X”表示； 4） 上述之外的用字母“G”和主氧化物的非氧元素符号表示。 c) 第三部分是一或两位数字，为添加的主要或多元氧化物名义含量（质量千分数）。 3.3 型号示例 本标准中完整钨极型号示例如下： W Ce 20 表示主氧化物名义含量（质量分数）2.0% 表示主要添加氧化物为CeO2 表示钨极 4 技术要求 4.1 尺寸及允许偏差 2 钨极直径及公差应符合表2规定。钨极长度及公差应符合表3规定。根据供需双方协议，可生产其他尺寸、公差的钨极。 4.2 平直度 钨极在任一100mm或更短的长度上，其直线偏离应不大于0.5mm。 4.3 表面及内在质量 钨极表面应无油脂、夹杂物、毛刺、裂纹和劈裂等对焊接结果造成不良影响的缺陷。经过磨光或抛光处理后的钨极表面不应有污染及明显氧化现象。端面应平直。 钨极内部应无影响操作性能的疏松、夹杂、裂缝和断层等缺陷。添加氧化物应均匀分布于整个钨极，以免造成不良影响。 4.4 化学成分 钨极的化学成分应符合表1规定。 表1 钨极化学成分及颜色标志 分 类 型号 化学成分（质量分数） % 色标颜色、RGB代码和样本a 主要添加氧化物 杂质 W 纯钨电极 WP — ≤0.5 ≥99.5 绿色 #008000 铈钨电极 WCe20 CeO2 1.8～2.2 ≤0.5 余量 灰色 #808080 镧钨电极 WLa10 La2O3 0.8～1.2 ≤0.5 余量 黑色 #0000O0 镧钨电极 WLa15 La2O3 1.3～1.7 ≤0.5 余量 金色 #FFD700 镧钨电极 WLa20 La2O3 1.8～2.2 ≤0.5 余量 蓝色 #0000FF 钍钨电极 WTh10 ThO2 0.8～1.2 ≤0.5 余量 黄色 #FFFF00 钍钨电极 WTh20 ThO2 1.7～2.2 ≤0.5 余量 红色 #FF0000 钍钨电极 WTh30 ThO2 2.8～3.2 ≤0.5 余量 紫罗兰 #EE82EE 锆钨电极 WZr3 ZrO2 0.15～0.50 ≤0.5 余量 棕色 #A52A2A 锆钨电极 WZr8 ZrO2 0.7～0.9 ≤0.5 余量 白色 #FFFFFF 复合钨电极 WX10 CeO2、Y2O3、La2O3等 0.8～1.2 ≤0.1 余量 淡绿色 #98FB98 复合钨电极 WX20 CeO2、Y2O3、La2O3等 1.8～2.2 ≤0.1 余量 黄绿色 #9ACD32 复合钨电极 WX30 CeO2、Y2O3、La2O3等 2.8～3.2 ≤0.1 余量 中绿色 #66CDAA 3 复合钨电极 WX40 CeO2、Y2O3、La2O3等 3.8～4.2 ≤0.1 余量 橄榄绿色 #808000 自定义钨电极 WGb 由制造商确定 ≤0.5 余量 由制造商确定 a 色标颜色和RGB代码依据可在以下网址查询：http://msdn2.microsoft.com/en-us/ms531197.aspx； b 对于化学成分分类代号为“G”的钨极，由制造商在其后用添加主氧化物的非氧元素符号及其名义含量（质量千分数）构成完整型号。 5 试验方法 5.1 化学分析 5.1.1 钨极化学分析试样应在成品钨极上取样。 5.1.2 钨极化学分析可采用任何适宜的方法，仲裁试验时，按供需双方确认的化学分析方法进行。 5.2 尺寸及平直度 5.2.1 钨极直径和长度的检验用相应精度的量具进行测量。 5.2.2 钨极平直度检验，可在光滑平面上将任一规定长度的钨极旋转一周，用0.5mm直径的丝检验能否通过。 5.3 表面及内在质量 钨极表面质量用放大镜辅助目测检验。对光杆钨极可采用涡流探伤仪检测裂纹、暗缝和夹渣等缺陷。 5.4 修约规则 试验数值应按 GB 3101—1993 附录B的规则A进行修约。用平均值与本标准要求比对时，应先计算平均值再进行修约。如果本标准引用的试验标准包含的修约规则与本标准有冲突时，应采用试验标准的修约规则。修约值应符合所试验型号对应项目的要求。 表2 钨极直径及公差 单位为毫米 钨极直径 公差 0.25、0.30 ± 0.02 0.50、1.0、1.5、1.6、2.0 ± 0.05 2.4、2.5、3.0、3.2、4.0、4.8、5.0、6.3、6.4、8.0、10.0 ± 0.1 表3 钨极长度及公差 单位为毫米 钨极长度 公差 50 ±1.5 75 +2.5 −1.0 150 +4 −1 175 +6 −1 4 300 +8 −1 450 +8 −1 600 +13 − 1 6 检验规则 成品钨极由制造厂质量检验部门按批检验。 6.1 批量划分 每批钨极应由同一型号、同一尺寸、同一批主要原材料或混合料生产的钨极组成。 6.2 取样方法 每批钨极检验时，任选一最小单位包装，进行钨极化学成分、尺寸、平直度、表面及内在质量等检验。 6.3 验收 6.3.1 每批钨极按4.1～4.4规定进行验收。 6.3.2 每批钨极也可按供需双方协商的验收项目及取样数量进行验收。 6.4 复验 任何一项检验不合格时，该项检验应加倍复验。对于化学分析，仅复验那些不满足要求的成分。其试样可在原样品上截取,也可在新样品上截取。加倍复验结果均应符合该项检验的规定。 7 包装、标志和质量证明 7.1 包装 钨极应采用适当的内外包装，以防止在运输和存放过程中损坏。 7.2 标志 7.2.1 每一根钨极末端应按表1规定进行颜色标志，色环宽度应不小于3mm。或者在钨极一端的表面标记钨极的型号。 7.2.2 每一包装外部至少应标记下列内容： ——标准号、钨极型号； ——制造厂名及商标； ——尺寸； ——数量或质量； ——批号。 7.3 质量证明 制造厂应对每批钨极，根据实际检验结果出具质量证明。当用户提出要求时，制造厂应提供检验报告的副本。 附 录 A （资料性附录） 5 钨极使用说明 A.1 电流类型的影响 A.1.1 总则 直流和交流均可提供电弧。电极接在直流电源的正极称为电极正极性（DCEP:direct current electrode positive），即工件接负极，也称直流反接（dcrp:direct current reversed polarity）；电极接在直流电源的负极称为电极负极性（DCEN:direct current electrode negative），即工件接正极，也称直流正接（dcsp ：direct current straight polarity）。表A.1给出了不同电流类型适用于焊接的主要金属或合金。 表A.1 电流类型的适用性 母材种类 直流 交流 电极负极性(-) 直流正接 电极正极性(+) 直流反接 铝及铝合金(厚度≤2.5mm) 尚可 尚可 最佳 铝及铝合金(厚度＞2.5mm) 尚可 不推荐 最佳 镁及镁合金 不推荐 尚可 最佳 非合金钢和低合金钢 最佳 不推荐 不推荐 不锈钢 最佳 不推荐 不推荐 铜 最佳 不推荐 不推荐 青铜 最佳 不推荐 尚可 铝青铜 尚可 不推荐 最佳 硅青铜 最佳 不推荐 不推荐 镍及镍合金 最佳 不推荐 尚可 钛及钛合金 最佳 不推荐 尚可 A.1.2 直流电源 电极接在直流电源的正极或是负极，两者电弧的特性是不同的。电极正极性时吸收电子，在电极有更多的输出热量，温度高，烧损大，而工件熔深宽而浅；电极负极性时发射电子，带走大量的热量，电极本身温度不高，烧损小，电弧稳定而集中，可承受较大电流，工件熔深窄而深，焊接质量好。因此同样直径的电极，其电流承载能力在正极性时要低于负极性。 电极负极性/直流正接为钨极氩弧焊使用最广泛的电流形式，几乎所有的一般可焊接的金属和合金都能产生良好的焊道，见表A.1。但直流正接不适于焊接薄金属物，而且不能除移铝、镁上的表面氧化物。若是以直流正接焊接铝，适用于氧化膜很厚的铝型材，可使用大电流，焊接前采用机械打磨或化学酸洗等清洁手段，也可将少量气焊用的焊铝粉涂于焊件或焊丝上，去除氧化膜的同时稀释熔池、增加流动性，获得较好的焊缝质量。 电极正极性/直流反接是三种电流类型中最少使用的，相同的焊接电流下需选用大直径的电极，需要较高技术，故而通常不使用。但是，直流反接时具有阴极清理作用，在交流焊的反极性半波也同样存在，这是成功焊接铝、镁及其合金的重要因素。铝、镁及其合金的表面存在一层致密难熔的氧化膜覆盖6 在焊接熔池表面，如不及时清除，焊接时会造成未熔合，在焊缝表面还会形成皱皮或产生内气孔、夹渣，直接影响焊接质量。直流反接时，阴极斑点的能量密度很高并被质量很大的正离子撞击，能够破碎氧化膜，可以获得成形美观的焊缝。 A.1.3 交流电源 使用交流电时，电流每半周改变一次方向。电弧在电极正极性和负极性之间转换。这时电极的电流承载能力要低于电极负极性、高于电极正极性。 兼顾电极阴极清理作用和发热量的合理分配，一般采用交流焊接铝、镁等金属及其合金效果最佳。 A.2 电弧电流强度 电极直径的选择应使电流足够高，保证电弧能够覆盖电极整个端部，从而使温度接近其熔化温度。 对于某一直径的电极，如果电流过低，电弧就会漂移、不稳定以及发射钨粒；但如果电流过高，则会引起电极过热且端头熔化，钨极的熔滴可能落入焊缝中，电弧也会飘移、不稳定。 大电流可使电弧更平稳、热量更集中，但受电流类型、电极直径、电极锥角等条件的限制。对于给定直径的电极，根据使用的电流类型选择较钝的锥角可以推荐使用较高的电流。 表A.2给出了根据电流类型和电极直径、使用氩气保护的推荐电流范围。但是针对一个特定的应用，选择电极前应仔细考虑诸多影响因素。例如，现在许多交流焊接电源可以改变电流循环中正负部分的平衡。当一个周期的正极部分相对于负极部分增加时, 推荐的交流平均电流值会比表A.2中给出的数值稍低一些。相反，当一个周期的负极部分相对于正极部分增加时，推荐的交流平均电流值要比表A.2中的数值稍高一些。 表A.2 电极直径对应的电流大概范围（氩气保护） 电极直径 mm 电极负极性(-)/直流正接 A 电极正极性(+)/直流反接 A 交流 A 纯钨极 氧化物钨极 纯钨极 氧化物钨极 纯钨极 氧化物钨极 0.25 ≤ 15 ≤ 15 a a ≤ 15 ≤ 15 0.30 ≤ 15 ≤ 15 a a ≤ 15 ≤ 15 0.50 2～20 2～20 a a 2～15 2～15 1.0 10～75 10～75 a a 15～55 15～70 1.5 60～150 60～150 10～20 10～20 45～90 60～125 1.6 60～150 60～150 10～20 10～20 45～90 60～125 2.0 75～180 100～200 15～25 15～25 65～125 85～160 2.4 120～220 150～250 15～30 15～30 80～140 120～210 2.5 130～230 170～250 17～30 17～30 80～140 120～210 3.0 150～300 210～310 20～35 20～35 140～180 140～230 3.2 160～310 225～330 20～35 20～35 150～190 150～250 4.0 275～450 350～480 35～50 35～50 180～260 240～350 4.8 380～600 480～650 50～70 50～70 240～350 330～450 5.0 400～625 500～675 50～70 50～70 240～350 330～460 6.3 550～875 650～950 65～100 65～100 300～450 430～575 6.4 575～900 750～1000 70～125 70～125 325～450 450～600 8.0 b b b b b 650～830 10.0 b b b b b b