タングステン不溶解電極 TIG

歴史の車輪はタングステン電極で溶接されているかもしれません。

現代における重要性

タングステン電極は溶融しないタイプに属します。タングステン電極は、強い加熱にも関わらず硬度を保持し、耐摩耗性が高く、金属の中では最少の熱膨張係数を持っています。これらの電極は、高い耐熱性、良好な熱伝導率、非常に高い弾性係数を持っています。このような製品への現代産業の需要は、長年にわたり変化していません。

製造

常温でのタングステン（W）の技術的な延性は低いため、電極は高熱を加えて圧力をかけることで製造されます。まず、粉末冶金法で素材を作り、次に加熱され回転成形機で直径2〜3㎜まで転がされます。このような棒は通常、直線的に供給されます。

溶接技術

タングステン電極は、特別なコーティングが施されている場合とそうでない場合があります。コーティングには、スラグ生成成分やガス生成成分、安定化剤、合金化剤、脱酸剤が含まれています。アーク溶接では、イオン化された雰囲気で一定の電気放電が発生し、ボルトアークが摂氏1000度以上に達します。炭素およびタングステン電極は溶融しません。そのため、溶接には添加材が必要で、溶接ワイヤーと溶融金属が溶接継手を形成します。電極のコーティングはアークの燃焼を安定させ、溶融継手を大気ガスから保護し、必要な特性を付与します。酸性、基本、ルチル、セルロースコーティングを使用します。

溶接技術の最適化

ジルコニウムを添加したタングステン電極（EVH）ではアークの点火が改良されており、より安定したアークを提供します。トリウム（EVT-15）を添加することでもアークの点火を最適化し、電極の寿命を延ばします。非鉄合金の溶接にはジルコニウム添加のタングステン電極が、高合金鋼にはトリウム添加が最適です。これにより、異種材料間でも非常に強固な溶接継手が得られます。イットリウムを添加したタングステン電極（EVI-1, EVI-2, EVI-3）は直流および交流で溶接可能です。交流の場合、溶接アークの電力供給は単相または3相になります。アルゴンによる保護下での溶接は、溶接継手の品質をさらに向上させます。アルゴンは作業エリアを大気のガス混合物（N₂, O₂, CO₂）から保護します。これにより継手が強化され、電極の燃焼が遅くなり、電極の寿命が延びます。

国産ブランド

電極の長さは1000㎜、直径は1.6、2、3、4㎜です。電極の表面は研磨され、平滑でヒビ、欠け、バリ、潤滑剤の跡がありません。オーダーメイドであれば、タングステン電極はどのようなパラメーターでも製造できます。V.L.、EVL-2のブランドは、どの種類の合金にも対応し、直流または交流で使用されます。WL、WA、SVIのタングステン電極は、高い熱的安定性を持っています。ランタンを安定化剤として使用した電極は、軽い初期点火と再点火が可能で、安定した燃焼を提供し、溶け込みが少なくて済みます。純タングステンと比較して、2% La₂O₃の合金化により、電極の最大電流と耐荷重能力が50%向上します。これらの電極はトリウムやセリウムよりも長持ちし、燃焼も遅く、溶接継手にタングステンをほとんど混入させません。La₂O₃の均一な配合により、電極の先端を保つことができます。SVI-1 / EVI-1電極は、銅、チタン、ステンレスおよび低合金鋼の合金部品を直流の逆極性（DC）で確実に溶接します。イットリウム添加電極は最も耐久性があり、酸化イットリウムを2.2%まで安定させ、電流に関係なく非常に安定したアークを形成します。EVL-2およびEVH（TU 48−19−527−91）電極は、アーク溶接、切断、被覆、噴霧に使用され、保護ガス環境下で使用されます。

成分比率

電極のブランド	タングステン	ランタン酸化物	不純物 Al、Fe、Si、Ca 含量（最大）
EVH	99.9以上	--	0.1
EVL-2	97.9〜98.3	1.6〜2	0.1

電極の仕様

電極のブランド	直径 ∅, ㎜	許容差	長さ, ㎜	許容差
EVH	1, 1.6, 2, 2.5, 3, 4	±0.1	75; 150; 200	±2.0
EVH	5, 6, 8	±0.2	75; 150; 200	±2.0
EVL-2	1, 1.6, 2, 2.5, 3, 4	±0.1	75; 150; 200	±2.0
EVL-2	5, 6	±0.2	75; 150; 200	±2.0

品質

供給条件

電極は表面が平滑で、ヒビやバリ、欠け跡、潤滑剤の痕跡などがなく、これが標準です。棒の直径1、1.6、2、2.5㎜の表面は酸洗されています。表面には、許容範囲内の軽度の変色、微細な欠陥、引抜き跡が許されています。電極は端を切り揃え、1㎜までの欠けが許容されます。直線性の偏差は電極の長さの1/4%までです。EVL-2電極には黒い油性塗料でマーキングが施されます。

輸入ブランド

タングステン電極のWP、WZ8、WL-20、WC-20、WT-20、WY-20は、非活性気体環境でのアーク溶接に最も需要があります。これらの電極は、TIG溶接（Tungsten Insert Gas、ADC、GTA、WIG） - 自動、半自動、手動アーク溶接で以下の混合ガスの保護下で使用されます：Ar₂ + He₂、Ar₂ + O₂、Ar₂ + CO₂。

表1. アルゴンアーク溶接用のペンに入った電極

長さ175mmのタングステン電極、10本入りペンケース

ブランド（色コード）	直径(mm)	1kgあたりの数量	添加物	備考
WC-20 (灰色)	1.6	151	1.8−2.2% 酸化セリウム	ステンレス、耐酸・耐熱鋼および金属(モリブデン、ニオブ、ニッケル、タンタル、チタンおよびその合金、銅、ブロンズ、シリコンブロンズ)
WC-20 (灰色)	2	96	1.8−2.2% 酸化セリウム	ステンレス、耐酸・耐熱鋼および金属(モリブデン、ニオブ、ニッケル、タンタル、チタンおよびその合金、銅、ブロンズ、シリコンブロンズ)
WC-20 (灰色)	2.4	66	1.8−2.2% 酸化セリウム	ステンレス、耐酸・耐熱鋼および金属(モリブデン、ニオブ、ニッケル、タンタル、チタンおよびその合金、銅、ブロンズ、シリコンブロンズ)
WC-20 (灰色)	3	42	1.8−2.2% 酸化セリウム	ステンレス、耐酸・耐熱鋼および金属(モリブデン、ニオブ、ニッケル、タンタル、チタンおよびその合金、銅、ブロンズ、シリコンブロンズ)
WC-20 (灰色)	3.2	37	1.8−2.2% 酸化セリウム	ステンレス、耐酸・耐熱鋼および金属(モリブデン、ニオブ、ニッケル、タンタル、チタンおよびその合金、銅、ブロンズ、シリコンブロンズ)
WC-20 (灰色)	4	24	1.8−2.2% 酸化セリウム	ステンレス、耐酸・耐熱鋼および金属(モリブデン、ニオブ、ニッケル、タンタル、チタンおよびその合金、銅、ブロンズ、シリコンブロンズ)
WL-20 (青色)	1.6	151	1.8−2.2% 酸化ランタン	薄い板の接合、高合金鋼の肉盛り、形状への肉盛り、バルブ、アルミニウム、ブロンズ、銅の切断、高合金鋼の切断。
WL-20 (青色)	2.0	96	1.8−2.2% 酸化ランタン	薄い板の接合、高合金鋼の肉盛り、形状への肉盛り、バルブ、アルミニウム、ブロンズ、銅の切断、高合金鋼の切断。
WL-20 (青色)	2.4	66	1.8−2.2% 酸化ランタン	薄い板の接合、高合金鋼の肉盛り、形状への肉盛り、バルブ、アルミニウム、ブロンズ、銅の切断、高合金鋼の切断。
WL-20 (青色)	3	42	1.8−2.2% 酸化ランタン	薄い板の接合、高合金鋼の肉盛り、形状への肉盛り、バルブ、アルミニウム、ブロンズ、銅の切断、高合金鋼の切断。
WL-20 (青色)	3.2	37	1.8−2.2% 酸化ランタン	薄い板の接合、高合金鋼の肉盛り、形状への肉盛り、バルブ、アルミニウム、ブロンズ、銅の切断、高合金鋼の切断。
WL-20 (青色)	4	24	1.8−2.2% 酸化ランタン	薄い板の接合、高合金鋼の肉盛り、形状への肉盛り、バルブ、アルミニウム、ブロンズ、銅の切断、高合金鋼の切断。
WT-20 (赤色)	1.6	151	1.8−2.2% 酸化トリウム	長寿命。溶接電流は定常的。アークの着火が容易で、高い電流でも形状が安定。研磨角度を変更可能。
WT-20 (赤色)	2	96	1.8−2.2% 酸化トリウム	長寿命。溶接電流は定常的。アークの着火が容易で、高い電流でも形状が安定。研磨角度を変更可能。
WT-20 (赤色)	2.4	66	1.8−2.2% 酸化トリウム	長寿命。溶接電流は定常的。アークの着火が容易で、高い電流でも形状が安定。研磨角度を変更可能。
WT-20 (赤色)	3.0	42	1.8−2.2% 酸化トリウム	長寿命。溶接電流は定常的。アークの着火が容易で、高い電流でも形状が安定。研磨角度を変更可能。
WT-20 (赤色)	3.2	37	1.8−2.2% 酸化トリウム	長寿命。溶接電流は定常的。アークの着火が容易で、高い電流でも形状が安定。研磨角度を変更可能。
WT-20 (赤色)	4	24	1.8−2.2% 酸化トリウム	長寿命。溶接電流は定常的。アークの着火が容易で、高い電流でも形状が安定。研磨角度を変更可能。
WZ8 (白色)	1.6	151	0.8% 酸化ジルコニウム	純粋なタングステンに類似。重要な接合部の交流溶接。アークの着火が容易で安定性が高い。
WZ8 (白色)	2	96	0.8% 酸化ジルコニウム	純粋なタングステンに類似。重要な接合部の交流溶接。アークの着火が容易で安定性が高い。
WZ8 (白色)	2.4	66	0.8% 酸化ジルコニウム	純粋なタングステンに類似。重要な接合部の交流溶接。アークの着火が容易で安定性が高い。
WZ8 (白色)	3	42	0.8% 酸化ジルコニウム	純粋なタングステンに類似。重要な接合部の交流溶接。アークの着火が容易で安定性が高い。
WZ8 (白色)	3.2	37	0.8% 酸化ジルコニウム	純粋なタングステンに類似。重要な接合部の交流溶接。アークの着火が容易で安定性が高い。
WZ8 (白色)	4	24	0.8% 酸化ジルコニウム	純粋なタングステンに類似。重要な接合部の交流溶接。アークの着火が容易で安定性が高い。
WP (緑色)	2	96	純粋なタングステン	アルミニウム、マグネシウムおよびその合金の交流溶接。アークの着火性が良好、十分な耐久性。
WP (緑色)	2.4	66	純粋なタングステン	アルミニウム、マグネシウムおよびその合金の交流溶接。アークの着火性が良好、十分な耐久性。
WP (緑色)	3	42	純粋なタングステン	アルミニウム、マグネシウムおよびその合金の交流溶接。アークの着火性が良好、十分な耐久性。
WP (緑色)	3.2	37	純粋なタングステン	アルミニウム、マグネシウムおよびその合金の交流溶接。アークの着火性が良好、十分な耐久性。
WP (緑色)	4	24	純粋なタングステン	アルミニウム、マグネシウムおよびその合金の交流溶接。アークの着火性が良好、十分な耐久性。
WP (緑色)	5	15	純粋なタングステン	アルミニウム、マグネシウムおよびその合金の交流溶接。アークの着火性が良好、十分な耐久性。
WY-20 (濃青色)	1.6	151	1.8−2.2% 酸化イットリウム	最も重要な接合部の直流溶接。アークの着火が簡単で、長寿命。
WY-20 (濃青色)	2	96	1.8−2.2% 酸化イットリウム	最も重要な接合部の直流溶接。アークの着火が簡単で、長寿命。
WY-20 (濃青色)	2.4	66	1.8−2.2% 酸化イットリウム	最も重要な接合部の直流溶接。アークの着火が簡単で、長寿命。
WY-20 (濃青色)	3	42	1.8−2.2% 酸化イットリウム	最も重要な接合部の直流溶接。アークの着火が簡単で、長寿命。
WY-20 (濃青色)	3.2	37	1.8−2.2% 酸化イットリウム	最も重要な接合部の直流溶接。アークの着火が簡単で、長寿命。
WY-20 (濃青色)	4	24	1.8−2.2% 酸化イットリウム	最も重要な接合部の直流溶接。アークの着火が簡単で、長寿命。

WL-20電極 (W + 2.2% La₂ O₃) はアークの着火が容易で再着火もスムーズ、安定したアークでビードの溶け込みが少ないです。La₂ O₃ の添加により、電極の耐荷能力が1.5倍になり、交流溶接時の最大電流が向上します。WC-20やWT-20（セリウムおよびトリウムの添加）よりも耐久性があり、消耗が少なく、溶接ビードの汚染が最小限です。電極内のLa₂ O₃の均一な分布により、どの電流でも溶接時に最初の研摩形状を長時間維持します。交流の正弦波電流では、電極の端を球状に研磨する必要があります。WC-20での酸化CeOの添加は、最も一般的な非放射性希土類元素であり、アークの開始を容易にし、電極の発射を改善し、最大の溶接電流を増加させます。この電極は、どの電流特性でも溶接できます。WC-20は、低電圧でも安定したアークを維持します。WC-20は、管のオービタル溶接、薄い板の溶接、配管に使用されます。大電流での溶接時にで酸化CeOが電極の作業端に集中することが欠点です。

表2. アルゴンアーク溶接用タングステン電極の最適電流値

電極直径(mm)	直極性	逆極性	正半波と負半波が等しい	負半波が正半波より大きい
4	400 — 500	40 — 55	200 — 320	300 — 400
3.2	250 — 400	25 — 40	160 — 250	225 — 325
3	220 — 350	20 — 35	140 — 230	200 — 300
2.4	150 — 250	15 — 30	100 — 180	140 — 235
2	100 — 200	12 — 25	70 — 130	80 — 160
1.6	70 — 150	10 — 20	60 — 120	70 — 150

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