Linee guida per gli elettrodi di tungsteno: un aggiornamento

Jul 07, 2023

La selezione e la preparazione di un elettrodo di tungsteno per GTAW sono fondamentali per ottimizzare i risultati e prevenire contaminazioni e rilavorazioni. Immagini Getty

Il tungsteno è un raro elemento metallico utilizzato per la produzione di elettrodi per saldatura ad arco di tungsteno a gas (GTAW). Il processo GTAW si basa sulla durezza del tungsteno e sulla resistenza alle alte temperature per trasportare la corrente di saldatura all'arco. Il tungsteno ha il punto di fusione più alto di qualsiasi metallo, 3.410 gradi Celsius.

Questi elettrodi non consumabili sono disponibili in varie dimensioni e lunghezze e sono composti da tungsteno puro o da una lega di tungsteno e altri elementi e ossidi delle terre rare. La scelta di un elettrodo per GTAW dipende dal tipo e dallo spessore del materiale di base e dal fatto che si saldi con corrente alternata (CA) o corrente continua (CC). Anche la scelta delle tre preparazioni finali, appallottolate, appuntite o troncate, è fondamentale per ottimizzare i risultati e prevenire contaminazioni e rilavorazioni.

Ogni elettrodo è codificato a colori per eliminare confusione sul suo tipo. Il colore appare sulla punta dell'elettrodo.

Gli elettrodi di tungsteno puro (classificazione AWS EWP) contengono il 99,50% di tungsteno, hanno il tasso di consumo più elevato di tutti gli elettrodi e in genere sono meno costosi delle loro controparti in lega.

Questi elettrodi formano una punta pulita e sferica quando riscaldati e forniscono un'ottima stabilità dell'arco per la saldatura CA con un'onda bilanciata. Il tungsteno puro fornisce anche una buona stabilità dell'arco per la saldatura a onda sinusoidale CA, in particolare su alluminio e magnesio. Non viene generalmente utilizzato per la saldatura CC perché non fornisce i forti inneschi dell'arco associati agli elettrodi toriati o cerati. Il tungsteno puro non è consigliato su macchine basate su inverter; per ottenere risultati ottimali, utilizzare un elettrodo cerato o lantanato affilato.

Gli elettrodi di tungsteno toriato (classificazioni AWS EWTh-1 e EWTh-2) contengono un minimo di 97,30% di tungsteno e dallo 0,8% al 2,20% di torio e sono disponibili in due tipi: EWTh-1 ed EWTh-2, contenenti 1% e 2%, rispettivamente. Sono elettrodi comunemente usati e sono preferiti per la loro longevità e facilità d'uso. Il torio aumenta le qualità di emissione di elettroni dell'elettrodo, migliorando l'innesco dell'arco e consentendo una maggiore capacità di trasporto di corrente. Questo elettrodo funziona molto al di sotto della sua temperatura di fusione, il che si traduce in un tasso di consumo notevolmente inferiore ed elimina le oscillazioni dell'arco per una maggiore stabilità. Rispetto ad altri elettrodi, gli elettrodi toriati depositano meno tungsteno nel bagno di saldatura, quindi causano una minore contaminazione della saldatura.

Questi elettrodi vengono utilizzati principalmente per la saldatura DC con elettrodo negativo (DCEN) su acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, nichel e titanio e per alcune saldature AC speciali (come applicazioni di alluminio a spessore sottile).

Durante la produzione, il torio viene distribuito uniformemente in tutto l'elettrodo, il che aiuta il tungsteno a mantenere il suo bordo affilato (la forma ideale dell'elettrodo per saldare l'acciaio sottile) dopo la molatura. Nota: il torio è radioattivo, quindi è necessario seguire sempre le avvertenze, le istruzioni e la scheda tecnica di sicurezza del materiale (MSDS) del produttore per il suo utilizzo.

Gli elettrodi di tungsteno cerato (classificazione AWS EWCe-2) contengono un minimo di 97,30% di tungsteno e dall'1,80% al 2,20% di cerio e sono indicati come 2% cerato. Questi elettrodi offrono le migliori prestazioni nella saldatura CC con impostazioni di corrente basse, ma possono essere utilizzati in modo efficace nei processi CA. Grazie al suo eccellente innesco dell'arco a bassi amperaggi, il tungsteno cerato è diventato popolare in applicazioni quali la fabbricazione di tubi e tubazioni orbitali, la lavorazione di lamiere sottili e lavori che coinvolgono parti piccole e delicate. Come il torio, è utilizzato al meglio per saldare acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, leghe di nichel e titanio e, in alcuni casi, può sostituire gli elettrodi toriati al 2%. Il tungsteno cerato ha caratteristiche elettriche leggermente diverse rispetto al torio, ma la maggior parte dei saldatori non è in grado di notare la differenza.

L'uso di elettrodi cerati ad amperaggi più elevati non è consigliato perché amperaggi più elevati fanno sì che gli ossidi migrino rapidamente verso il calore sulla punta, rimuovendo il contenuto di ossido e annullando i vantaggi del processo.