Сварка в среде аргона


Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом

Сварка аргоном – технология, пользующаяся большой популярностью на данный момент. Это обусловлено ее доступностью, а также возможностью работы с высоко и низколегированными сталями и цветными металлами. Если существует необходимость сварить ответственную конструкцию или труднообрабатываемые металлы, вроде алюминия или титана, то вам не обойтись без аргоновой сварки. Преимущества аргонно-дуговой сварки:

  • Качественный шов;
  • Долговечность соединений;
  • Доступность;
  • Разумная стоимость работ;
  • Эстетичный вид шва.

Что такое аргонодуговая сварка

Аргонно-дуговая сварка — способ сварки применимый для сваривания металлов с использованием электрической дуги и газа (аргона). Электрическая дуга плавит металл свариваемой детали, а также присадочный пруток, формируя шов.

Аргон – инертный газ, играет роль изолятора, препятствующего попаданию кислорода и других газов, взаимодействующих со сварочной ванной. При попадании в место сваривания металлов кислород вызывает сильное окисление, влияя на качество шва, а некоторые металлы и вовсе могут возгораться от такой реакции. Благодаря своей инертности аргон сам не вступает в реакции и не дает кислороду реагировать с металлом в сварочной ванне, именно поэтому газ подается до розжига дуги и после окончания сваривания продолжает подаваться некоторое время.

Сварка аргоном проводится двумя видами электродов: плавящимися и неплавящимися.

  1. Плавящиеся электроды вызывают розжиг дуги и одновременно являются припоем. Существует обширная классификация такой проволоки, разделяющейся по размеру, а также составу.
  2. Неплавящиеся электроды выполнены из самого тугоплавкого металла – вольфрама. При работе аппарата электрод провоцирует розжиг дуги, температура которой – 2000 градусов, а сам вольфрам начинает плавиться при 3600 и более градусов. Такой пруток нужен исключительно для розжига дуги и ее поддержания, присадочный металл подается вручную. Разделяют неплавящиеся электроды по толщине, длине и составу сплава, подходящего под тот или иной металл и способ сварки.

Разновидность сварочных технологий

  1. TIG — сварка вольфрамовым электродом с ручной подачей присадок;
  2. MIG — система механизированная аргонодуговой сварки плавящимся электродом, подающимся автоматически.

Существуют и другие разновидности, но они предназначены для работы с высокоточными изделиями и промышленных работ. Мы же поговорим, как выглядит технология сварки аргоном, применимая в домашних условиях. Оба аппарата имеют главный пляс – простоту работы, и им будет рад каждый начинающий сварщик.  В данной статье более детально рассмотрим первый метод.

Оборудование аргонодуговой сварки неплавящимся электродом

Оборудование для аргонно-дуговой сварки

Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом предполагает наличие специального оборудования, состоящего из источника питания, газовой установки, при необходимости – механизма подачи проволоки и ряда других систем.

Рекомендуем!    Сварка  инвертором тонкого металла

У каждой системы есть свое предназначение и свои особенности, так для проведения качественных работ вам понадобятся:

  • источник напряжения сварки аргонно дуговой – разделяют трансформаторы и инверторы. Последние более удобны в использовании и универсальны, являются источником постоянного и переменного тока. Инвертор может использоваться практически в любых условиях квартиры, загородного дома или гаража. Работают инверторы от трехфазной сети и обычных 220В. Лучше всего чтобы аргонная сварка была универсальная и нечувствительная к перепадам напряжения.
  • горелка – основной рабочий элемент, конструкция которого может различаться, в зависимости от выбранной техника сварки. Существуют горелки для плавящихся электродов и вольфрамовых прутков. Использование аргонной сварки с подачей проволоки подразумевает наличие специальной горелки.
  • сопло – наконечник горелки, регулирующий точность подачи защитного газа и ряд других параметров. Так, как этот элемент работает в непосредственной близости от сварочной ванны, то подвергается высоким температурам. Оптимальным материалом для сопла считается – керамика.
  • осциллятор – система розжига дуг без контакта со свариваемой поверхностью.
  • газовый баллон с редуктором. Объем емкости для газа напрямую влияет на частоту заправки и соответственно отрыв от работы. Редуктор – регулирует расход аргона при сварке.
  • дополнительные аксессуары. Сюда входят основные средства индивидуальной защиты, без которых не обойтись при работе с аргонно дуговой сваркой tig. Также, к аксессуарам стоит отнести – сварочный столик. Этот элемент во многом облегчает работу сварщика. Ведь позволяет жестко фиксировать свариваемые детали, оборудован системой отвода газов, хорошим освещением. Правильный сварочный стол защитит мастерскую от возгораний, вызванных разбрызгиванием искр.

Расходные материалы

Прутки

При сварке аргонодуговой вольфрамовым электродом используют специальные присадочные прутки, для заполнения сварного соединения металлом. Так, как технология позволяет работать с большей частью стали цветных металлов, эти присадочные прутки имеют различный состав и разделяются на присадки из:

  • нержавейки, используется для нержавеющей стали и создания швов, с высокой сопротивляемостью коррозии;
  • алюминия и алюминиевых сплавов, надежный шов выдерживающий высокие температуры, не теряя герметичности шва;
  • меди и медных сплавов, такой шов имеет высокие показатели электропроводимости, гибкости. Прутки из меди используются для
  • сваривания ряда цветных металлов;
  • никеля, для сваривания чугунных изделий и создания швов стойких к окислению.

Проволока

Материал, предназначенный для использования в установках с автоматической подачей сварочного материала. Как и прутки разделяется на группы по составу, применимому к различным видам стали, имеет различную толщину.

Газ

Основной расходный материал это – газ, а точнее газовая смесь. Ввиду высокой стоимости чистый аргон применяется довольно редко, зачастую сварщики пользуются смесью аргона и углекислого газа или гелия. Газ, как и толщина проволоки, и ее состав подбирается исходя из вида металла и его толщины.

Рекомендуем!   Как сварить нержавейку инвертором своими руками

Шланги, фитинги

Если все работы производятся стационарно, то комплекта шлангов и соединений должно хватить на длительный промежуток, но учитывая специфику работ, эти элементы довольно часто изнашиваются и требуют замены. При выездных работах шланги – один из первых расходников. Они рвутся, прожигаются, очень часто нужно добавить длины и так далее.

Особенности сварки вольфрамовым электродом

Аргоновая сварка неплавящимся и плавящимся электродом еще недавно подразумевала определенное образование сварщика. Без знаний, полученных в учебных заведениях или специальных курсах самостоятельно выполнить сварочные работы было очень сложно. Но, с развитием технологий и внедрением полезных для пользователей систем, аргонодуговые сварки технологии стали доступными для масс. Учитывая распространенность данного оборудования, его вполне можно зачислить к остальной бытовой технике, которая есть почти в каждом гараже. Но если сварка в среде аргона такая простая, то как варить аргоном?

Отличается этот способ сварки от привычных для большинства инверторов с электродами, в использовании газа, принцип, как и у защитного покрытия, но это только на первый взгляд. В действительности способ сварки имеет ряд особенностей и нюансов, не сложных, но необходимых:

  1. Если мы работаем электродом из вольфрама, то он располагается как можно ближе к металлу, но не касается стали. Для розжига дуги используют осциллятор или специальные материалы.
  2. Расстояние между электродом и металлом должно быть постоянным. В противном случае дуга может начать прыгать, снижается провар или начинается прожиг металла. Также изменяется область действия защитного газа, что может привести к окислению шва.

Очень важный момент – это направление движения. В отличие от работы с электродами, колебаний совершать не нужно. Горелка ведется плавно вдоль шва.

Режимы аргонодуговой сварки

  1. Способ сварки подразумевает защиту шва от кислорода с помощью инертного газа – аргона. Поэтому сварщик должен следить за тем, чтобы сварная ванна не выходила из облака газа. Запрещено начинать сваривание до того, как был включен газ. После окончания работ горелка удерживается в последнем положении, а газ подается еще 5 – 15 секунд. Для лучшего эффекта аргон подается с обеих сторон соединения.
  2. Скорость подачи проволоки должна быть постоянной, стоит исключить подачу припоя рывками. Если проволока подается автоматически, то оптимальные параметры можно найти в специальных таблицах. При ручной подаче припоя все зависит от самого сварщика. Пруток должен подаваться под правильным углом, перед горелкой и строго по направлению движения шва.
  3. Расход газа – величина постоянная, прописанная в ГОСТах. Там же можно найти оптимальный баланс между аргоном и другими примесями.
  4. Настройки тока – один из наиболее сложных, после работ с горелкой, пунктов. Особенно это касается начинающих сварщиков. Основная идея заключается в том, что не стоит настраивать режимы аргонодуговой сварки вручную, не имея опыта. Чтобы правильно настроить аппарат, вам необходимо прибегнуть к стандартным схемам. Для этого нужно знать толщину стали и ее состав. В таблицае полностью представлены настройки силы тока, вольтаж, тип тока, полярность и другие параметры.
Рекомендуем!   Сварка полиэтиленовых труб своими руками

Внимание! Для каждого типа свариваемых металлов настройки оборудования будут различны.

Как правильно варить аргонодуговой сваркой

Успешное примененная технология аргонодуговой сварки заключается в трех вещах:

  • Первая – правильные настройки всей системы. В отличие от сварки электродом, где достаточно выбрать силу тока, здесь нам понадобится изучить внимательно возможности нашей системы, свариваемую деталь и подобрать рекомендованные настройки.
  • Второй пункт успеха – твердая рука сварщика. Даже если мы настроили все правильно, но при этом не выдержали расстояние от электрода до заготовки или неправильно подавали пруток, то рассчитывать на качественный шов не придется.
  • Третий столп успеха – рабочее место. Здесь мы сможем удобно расположится самостоятельно, крепко зафиксировать заготовку, расположить вблизи все необходимые расходные материалы, обеспечить хорошую вентиляцию, при этом избегая сквозняков. Сквозняки или сильные порывы ветра – единственная вещь, кроме самого сварщика, которая может ухудшить качество работ.

Сварка аргоном по технологии выглядит следующим образом:

  1. Подбираем материал для припоя;
  2. Устанавливаем подходящий электрод и сопло;
  3. Настраиваем аппарат, согласно значениям таблицы;
  4. Регулировка скорости подачи газа на редукторе;
  5. Выставляем задержку подачи газа;
  6. Нажимаем на курок, при этом подается газ, но дуга не зажигается
  7. Зажигается дуга, подносим припой и ведем к горелке строго вдоль шва;
  8. Отключаем курок и держим горелку, пока не прекратится подача газа.

Полезные советы

  • Если подавать газ с другой стороны шва, это увеличит его расход, но и повысит качество работы
  • Осциллятор облегчает розжиг дуги, а реостат поможет вам закончить шов.
  • Для снижения стоимости шва стоит использовать смесь аргона с другими газами.
  • Успех работы с горелкой для сварки аргоном по технологии описанной выше, заключается в постоянной практике.

Заключение

Сварка ручная аргонодуговая становится все более доступной и дешевой. Сегодня, за стоимость дорогих инверторов для работы с электродами, можно купить стартовый набор ТИГ сварка или МИГ. Но учтите, что купленная ручная аргонодуговая сварка это только часть расходов, ведь для работ необходимо постоянно докупать недешевые прутки и газ, поэтому для нечастого использования покупка может потерять свой смысл. Ценность сварки аргоном и технологии заключается в том, что благодаря опыту сварщика и качеству, предлагаемому при сварке аргоном, можно получить соединение исключительной прочности и красивое внешне.

svarkagid.ru

Сварка аргоном – особенности технологии и сварочное оборудование

Когда необходимо сформировать неразъемное соединение деталей из нержавеющей стали, меди, титана, алюминия, а также ряда других металлов цветной группы и сплавов на их основе, чаще всего используется сварка аргоном. Процесс ее выполнения является достаточно трудоемким и специфическим.

Процесс сварки в среде аргона

Принципы сварки, выполняемой в среде аргона

Сварка аргоном совмещает в себе признаки электродуговой и газовой сварки. С электродуговой сваркой данный технологический процесс объединяет обязательное использование электрической дуги, а с газовой – применение газа, а также некоторые технологические приемы формирования неразъемного соединения.

Плавление кромок соединяемых деталей и присадочного материала, при помощи которого и формируется сварной шов, обеспечивается за счет высокой температуры, создаваемой при горении электрической дуги. Газ (в данном случае аргон) выполняет защитные функции, о чем следует поговорить более подробно.

Сварка легированных сталей, большинства цветных металлов и сплавов на их основе имеет некоторые особенности, заключающиеся в том, что, находясь в расплавленном состоянии, взаимодействуя с кислородом и другими примесями окружающего воздуха, такие металлы активно окисляются.

Это негативным образом сказывается на качестве формируемого сварного шва: он получается непрочным, в его структуре формируются поры – воздушные пузырьки, которые значительно ослабляют соединение. Еще более отрицательное влияние оказывает окружающий воздух на алюминий, расплавленный в процессе выполнения сварочных работ. Под воздействием кислорода, находящегося в окружающем воздухе, данный металл начинает гореть.

Оптимальным решением, которое позволяет эффективно защитить зону формируемого соединения при сварке металлов цветной группы и легированных сталей, является использование защитного газа – им и выступает аргон. Высокая эффективность применения именно данного газа объясняется его характеристиками.

Схема работы аргонодуговой сварки

Аргон значительно тяжелее воздуха (на 38%), поэтому он с легкостью вытесняет воздух из зоны выполнения сварочных работ и создает ее надежную защиту. Являясь инертным по своей природе, аргон практически не реагирует с расплавленным металлом, а также другими газами, присутствующими в зоне, где горит сварочная дуга. При сварке аргоном на обратной полярности следует учитывать один важный момент: от атомов газа в этом случае легко отделяются электроны, поток которых превращает газовую среду в токопроводящую плазму.

Технология выполнения сварки в среде такого газа, как аргон, может предусматривать использование плавящихся, а также неплавящихся электродов (такими являются стержни из вольфрама). Диаметр электродов из вольфрама, который, как известно, отличается исключительной тугоплавкостью, подбирается по специальным справочникам. На выбор данного параметра оказывают влияние характеристики соединяемых деталей.

Методы аргонодуговой сварки

Сварку в среде аргона подразделяют на три типа в зависимости от используемой технологии:

  • ручную, выполняемую неплавящимся вольфрамовым электродом (обозначается такая технология аббревиатурой РАД);
  • автоматическую, проходящую в среде аргона с использованием неплавящихся электродов (обозначение сварки данного типа – ААД);
  • автоматическую, выполняемую в среде аргона с использованием плавящихся электродов (название данной технологии – ААДП).

Согласно международной классификации, аппарат аргонодуговой сварки или сварки, выполняемой при помощи электрода из вольфрама в защитной среде любого инертного газа, обозначается аббревиатурой TIG (Tungsten Inert Gas).

Особенности сварочных работ в среде аргона

Рабочим органом сварочного оборудования, используемого для соединения металлических деталей в среде защитных газов (в том числе и аргона), является горелка. Именно в горелку (в ее центральную часть) вставляется вольфрамовый электрод, вылет которого должен находиться в пределах 2–5 мм. Фиксация электрода внутри такой горелки обеспечивается посредством специального держателя: в него можно вставить вольфрамовый стержень любого требуемого диаметра. Для подачи защитного газа сварочная горелка оснащается керамическим соплом.

Принцип работы аргонной сварки

Требуемую температуру в процессе выполнения сварки аргоном, как уже говорилось выше, создает электрическая дуга. Сварной шов формируется при помощи присадочной проволоки, состав которой должен максимально соответствовать составу обрабатываемого металла.

Перечислим основные этапы выполнения сварки рассматриваемого типа, при которой используется электрод из вольфрама.

  • Проводится тщательная очистка поверхностей соединяемых деталей от загрязнений, следов масла и жира, а также от окисной пленки. Такая очистка является обязательной и может выполняться механически способом либо при помощи химических средств.
  • К соединяемым деталям необходимо подключить «массу». Сделать это можно как напрямую (если детали обладают большими габаритами), так и посредством металлической поверхности рабочего стола (если детали не отличаются большими размерами). Присадочная проволока, что важно, не включается в электрическую сварочную цепь, а подается отдельно.
  • На сварочном оборудовании выставляется сила сварочного тока. Данный параметр выбирается в зависимости от характеристик соединяемых заготовок.
  • После включения тока горелку с электродом подносят к свариваемым деталям как можно ближе, не прикасаясь к их поверхности. Оптимальное расстояние, на котором горелку располагают от поверхности соединяемых заготовок (его надо выдерживать в процессе выполнения сварки), – 2 мм. Удерживание электрода на таком небольшом расстоянии позволяет хорошо проплавить соединяемый металл, получить красивый и аккуратный сварной шов.

Схема сварочного оборудования для осуществления сварки в среде аргона

  • Подачу защитного газа включают заранее – за 15–20 секунд до начала сварки. Выключают подачу аргона не сразу после окончания сварки, а чуть позже – спустя 5–10 секунд.
  • Горелку и присадочную проволоку медленно ведут только вдоль формируемого шва, не совершая ими поперечных колебаний. Присадочную проволоку, которая располагается впереди горелки, вводят в зону действия электрической дуги очень плавно, не делая ею резких движений. В противном случае расплавленный металл будет сильно разбрызгиваться.
  • При выполнении сварки электрическую дугу зажигают, не прикасаясь электродом к соединяемым поверхностям. Придерживаться такого правила необходимо по нескольким причинам. Во-первых, потенциал ионизации аргона очень высок, что мешает для его понижения эффективно использовать искру от касания электрода. Когда для сварки применяется плавящийся электрод, во время его прикасания к соединяемым деталям возникают пары металла. Потенциал их ионизации значительно ниже, по сравнению с аргоном, что и облегчает процесс зажигания электрической дуги. Во-вторых, если прикасаться вольфрамовым электродом к поверхности соединяемых деталей, она загрязняется, что мешает качественному выполнению сварочных работ.

Процесс сварки аргонодуговым способом вблизи

У многих возникает естественный вопрос о том, каким образом может быть зажжена электрическая дуга в среде такого газа, как аргон, если потенциал его ионизации слишком большой, а сам электрод не прикасается к поверхности соединяемых деталей. Для этого используется осциллятор, который преобразует поступающий из электрической сети ток с обычными параметрами в высокочастотные импульсы с величиной напряжения 2000–6000 В и частотой тока 150–500 Гц. Именно такие импульсы и дают возможность зажечь электрическую дугу без соприкосновения электрода с соединяемыми деталями.

Оборудование и оснащение для сварки аргоном

Для выполнения сварки аргоном недостаточно наличия стандартного сварочного аппарата, в качестве которого может выступать инвертор или трансформатор. Данная технология требует использования такого оборудования и специального оснащения, как:

Инверторный сварочник и газовый баллон для сварки с использованием аргона

  • инвертор или обычный сварочный трансформатор, мощности которого должно хватать для выполнения подобного технологического процесса (в частности, для этих целей можно использовать трансформатор, мощность холостого хода которого находится в интервале 60–70 В);
  • силовой контактор, через который на сварочную горелку будет подаваться требуемое сварочное напряжение;
  • осциллятор, о назначении которого было сказано выше;
  • специальный регулятор, который будет отвечать за время обдува сварочной зоны аргоном (поскольку защитный газ должен начать подаваться за несколько секунд до начала сварки, а его подачу необходимо перекрывать спустя несколько секунд после ее окончания);
  • специальная горелка с керамическим соплом и зажимом для фиксации вольфрамового электрода;
  • газовый баллон и редуктор, который регулирует уровень давления аргона, подаваемого в зону сварки;
  • электроды из вольфрама и присадочные прутки требуемого диаметра;

Ремонт легкосплавного колесного диска — вариант типичного использования аргонной сварки

  • дополнительный трансформатор, отвечающий за подачу напряжения к коммутирующим устройствам;
  • выпрямитель, вырабатывающий постоянный электрический ток с напряжением 24 В, который подается на коммутирующие устройства;
  • реле, которое отвечает за включение и отключение таких устройств, как осциллятор и контактор;
  • электрогазовый клапан, работающий от напряжения 24 или 220 В;
  • фильтр индуктивно-емкостного типа, обеспечивающий защиту сварочного аппарата от негативного воздействия высоковольтных импульсов;
  • амперметр, используемый для измерения величины сварочного тока;
  • рабочий или неисправный автомобильный аккумулятор емкостью 55–75 Ah, который необходим для того, чтобы снизить постоянную составляющую сварочного тока, обязательно возникающую при выполнении процесса на переменном токе (такой аккумулятор подключается к сварочной электрической цепи последовательно);
  • сварочные очки, которые необходимо использовать в качестве основного элемента защиты сварщика.

При желании оборудование для выполнения сварки аргоном можно укомплектовать своими руками, купив все необходимые компоненты в строительном магазине или на рынке. Если же вы не хотите заниматься конструированием, то можно сразу приобрести сварочный аппарат, в марке которого присутствует аббревиатура TIG. Чтобы начать использовать такой аппарат, его необходимо дополнительно укомплектовать газовым баллоном, горелкой, элементами, управляющими горелкой и подачей защитного газа.

Рекомендации по выбору режимов

Чтобы сварка с применением аргона была выполнена качественно, необходимо правильно выбрать ее режимы.

Важными параметрами при выполнении сварки по данной технологии являются полярность и направление движения электрического тока. На их выбор оказывают влияние свойства материалов, которые предстоит сваривать. Переменный ток или обратную полярность выбирают, когда необходимо выполнить сварку деталей, изготовленных из алюминия, бериллия, магния и других цветных металлов. Объясняется этот выбор тем, что при использовании таких параметров электрического тока происходит эффективное разрушение оксидной пленки, которая всегда присутствует на поверхности данных материалов.

Нюансы работы с аргонной сваркой

Характерным примером является сварка алюминия, оксидная пленка на поверхности которого имеет очень высокую температуру плавления. При сварке деталей из данного металла на токе обратной полярности эффективное разрушение оксидной пленки происходит за счет того, что ионы аргона активно бомбардируют поверхность соединяемых деталей. Аргон превращается в токопроводящую плазму, которая не только упрощает выполнение сварочных работ, но и значительно повышает их качество. Если сварка деталей из данного металла выполняется на переменном токе, то для достижения такого эффекта соединяемые детали должны выступать в роли катода.

Для сварки в среде защитных газов часто применяется такое дополнительное оборудование, как осциллятор. При выполнении сварки с использованием переменного тока он облегчает процесс зажигания сварочной дуги, а когда она загорится, выступает в роли стабилизатора.

В тот момент, когда происходит смена полярности переменного тока, может произойти деионизация (а значит, и затухание) сварочной дуги. Чтобы такого не случилось, осциллятор в моменты смены полярности электрического тока формирует электрические импульсы и подает их на сварочную дугу.

Типы соединений тонколистового металла при аргонодуговой сварке

Значение сварочного тока выбирают в зависимости от ряда параметров: свойств обрабатываемого материала, геометрических размеров заготовок, а также размеров используемых электродов. Для выбора данного параметра лучше всего использовать данные, содержащиеся в специальной литературе.

Немаловажным параметром является расход защитного газа аргона, выбираемый в зависимости от того, с какой скоростью выполняется подача присадочного материала и какой скоростью обладают сносящие воздушные потоки. Минимальным значение данного параметра будет в том случае, если сварка выполняется внутри помещений, в которых отсутствуют сквозняки. Если же процесс происходит на открытом воздухе, где нередки сильные порывы бокового ветра, необходимо не только увеличить расход аргона, но и использовать для его подачи в зону сварки специальные конфузорные сопла, газ из которых подается через мелкоячеистые сетки.

В защитную газовую смесь, кроме аргона, часто добавляют кислород в небольших количествах (3–5%). Кислород в данном случае вступает в реакцию с различными вредными примесями, которые могут присутствовать на поверхности соединяемых деталей (влага, грязь и др.). В результате такого взаимодействия вредные примеси сгорают либо переходят в шлак, всплывающий на поверхность сварного шва.

Следует иметь в виду, что нельзя использовать кислород при выполнении сварки меди, поскольку в результате получается оксид меди. Данное соединение, вступая в реакцию с водородом, содержащимся в окружающем воздухе, образует водяной пар, стремящийся выйти наружу из металла сварного шва. Все это приводит к появлению множества пор в  формируемом сварном шве, что самым негативным образом сказывается на его качественных характеристиках.

Преимущества и недостатки сварки в защитной среде аргона

Сварка, выполняемая в среде защитного газа аргона, имеет как преимущества, так и недостатки, которые обязательно следует учитывать. К достоинствам данной технологии относят:

Пример шва, выполненного сваркой в среде аргона

  • возможность получения качественного и надежного сварного соединения, что обеспечивается эффективной защитой области выполнения сварочных работ;
  • незначительный нагрев соединяемых деталей, что дает возможность использовать данную технологию для сварки деталей сложной конфигурации (при этом они не деформируются);
  • возможность использования для соединения деталей из материалов, которые невозможно варить другими способами;
  • значительное возрастание скорости выполнения сварочных работ за счет использования высокотемпературной электрической дуги.

Недостатками данной технологии являются:

  • использование сложного сварочного оборудования;
  • необходимость в специальных знаниях и достаточном опыте выполнения подобных работ.
Использование сварки аргоном позволяет получать качественные и надежные сварные соединения, характеризующиеся равномерной проплавкой соединяемых деталей. Применяя данную технологию, можно сваривать детали из цветных металлов небольшой толщины даже без применения присадочной проволоки.

met-all.org

Сварка аргоном - особенности, техника, принцип работы

Нередко возникает потребность сварить материалы, которые при обычных видах сварки не соединяются, к примеру, алюминий, медь, титан и так далее. Поэтому, чтобы создать прочную неразъемную конструкцию из этих металлов, применяется сварка аргоном. Что такое аргонная сварка, как она работает? На эти и другие вопросы ответы в этой статье.

Особенности аргонной с варки

Процесс – аргонодуговая сварка происходит в среде инертного газа аргона, отсюда и название сварочного процесса. Использование аргона в сварке при соединении двух металлов – это защита от окисления, которая может произойти за счет соприкосновения с кислородом в воздухе. То есть, аргон покрывает зону сварки и не дает кислороду проникнуть в зону сопрягаемых поверхностей.

Сам режим сварки может производиться ручным способом, полуавтоматическим и автоматическим. Существует классификация режимов, которые зависят именно от вышеописанных способов и вида электрода, участвующего в процессе сварки. Два вида электродов: плавящийся и неплавящийся. Ко второму виду относится вольфрамовая проволока, с помощью которой можно гарантировать прочное и надежное соединение двух металлов, даже разнородных.

Итак, классификация режимов сварки аргонодуговой:

  • Ручная сварка аргоном, где используется неплавящийся электрод – его маркировка РАД.
  • Аргоновая сварка автоматическая, где применяется неплавящийся элемент – ААД.
  • Аргонно дуговая сварка автоматического типа, где используется плавящийся электрод – ААДП.

Техника сварки аргоном

Знание некоторых правил облегчит проведение процесса сварки аргоном и позволит добиться высокого качества сварного шва.

  • Чем длиннее сварочная дуга, тем шире шов и меньше его глубина, что снижает качество шовного соединения. Поэтому рекомендуется неплавящийся электрод держать как можно ближе к стыку свариваемых деталей.
  • Чтобы создать узкий и глубокий шов, необходимо придерживаться только продольного движения электрода и горелки. Отклонения в сторону (поперечные движения) уменьшают качество сварочного соединения. Поэтому при сварке аргоном необходима аккуратность и внимание сварщика.
  • Присадочная проволока и неплавящийся электрод должны находиться только в зоне сварки, прикрытыми аргоном. Это не даст возможности кислороду и азоту проникнуть внутрь зоны.
  • Подача присадочной проволоки должно проводиться плавно и равномерно. Резкая подача – это разбрызгивание металла в большом количестве. Процесс подачи не самый простой, все приходит с опытом.
  • Есть такой показатель – проплавленность. В аргонной сварке он определяется самим сварочным швом. Если он имеет округлую и выпуклую форму, то это говорит о низком его качестве. Проплавление поверхности было проведено недостаточно.
  • Присадочная проволока подается перед горелкой с неплавящимся электродом. К тому же ее подача производится под углом. Эти требования обеспечивают ровность сварочного шва и его небольшую ширину. Просто так удобно контролировать сам сварочный процесс.
  • Нельзя начинать и заканчивать сварку аргоном резко, потому что это открывает доступ кислорода и азота в зону сваривания. Поэтому рекомендуется сварку начинать после 15-20 секунд, как будет начата подача в стык соединения двух металлов инертного газа. И заканчивать (убирать присадочную проволоку) до того, как будет выключена горелка. На это обычно дается 7-10 секунд.

Внимание! Заканчивать сварочный процесс нужно снижением силы тока при помощи реостата, который входит в состав сварочного аппарата. Просто отводить горелку – это значит, открыть доступ в зону сваривания азота и кислорода.

Стыки свариваемых металлических деталей перед началом работ необходимо очистить и обезжирить.

Режимы аргонной сварки

Сварка аргоном пройдет качественно, если правильно выбрать оптимальный режим проведения процесса.

  • От свойств свариваемых металлов будет зависеть выбор полярности и направления тока. Так со стальными конструкциями в аргонной сварке используется постоянный ток прямой полярности. Для сваривания алюминия или бериллия применяется постоянный ток обратной полярности.
  • Сила свариваемого тока выбирается на основе трех составляющих: диаметра используемого электрода, типа металла свариваемых деталей и их толщины, полярности. Взаимосвязь всех параметров определяется табличными значениями. Некоторые мастера выбор делают с учетом собственного опыта. Вот одна из таблиц, которая определяет режим работы аргонодуговой сварки титана.
Толщина металла, мм Диаметр вольфрамового электрода, мм Сила тока, А
0,3-0,7 1,6 40
0,8-1,2 1,6 60-80
1,5-2,0 2 80-120
2,5-3,5 3 150-200
  • Как уже было сказано выше, чем короче сварочная дуга, тем качественнее получается шов. Та же самая зависимость напряжения дуги и ее длины.
  • Расход инертного газа зависит от показателя силы и равномерности его потока, выходящего из горелки. Специалисты рекомендуют создавать поток ламинарного типа. То есть, газ подается без пульсаций.

Правильно подобрать определенный режим – дело непростое. Поэтому еще в процессе обучения нужно изучать теорию и овладевать практическими навыками.

Преимущества и недостатки

К преимуществам аргонодуговой сварки можно отнести:

  • Невысокая температура нагрева, что сохраняет размеры и форму двух свариваемых изделий.
  • Газ аргон является инертным, то есть, он тяжелее и плотнее воздуха, что обеспечивает максимальную защиту зоны сваривания.
  • Тепловая мощность дуги достаточно высокая, что позволяет сам процесс сварки проводить за короткий промежуток времени.
  • Сам процесс прост, поэтому научиться ему несложно.
  • Этот сварочный процесс позволяет соединить разные виды металлов, которые другими вилами сварки не состыковать.

Недостатки:

  • При сквозняках и ветре часть аргонной защиты улетучивается, что снижает качество сварочного шва. Поэтому рекомендуется весь процесс проводить в закрытых помещениях с хорошей вентиляцией.
  • Сварочное оборудование достаточно сложное, к тому же непросто провести настройку режимов сварки.
  • Если в процессе соединения необходима высокоамперная дуга, то нужно продумать дополнительное охлаждение стыкуемых металлов.

Принцип работы сварочного оборудования

В состав сварочного оборудования входят:

  • Сварочный аппарат любого типа для дуговой сварки, у которого напряжение холостого хода: 60-70 вольт.
  • Контактор силовой, с помощью которого напряжение будет подаваться от сварочного аппарата на горелку.
  • Осциллятор. Этот прибор преобразует сетевое напряжение 220 вольт и частотой колебания 50 Гц в напряжение 2000-6000 вольт с частотой 150-500 кГц. Эти параметры электрического тока позволяет легко зажечь дугу.
  • Устройство обдува зоны сварки аргоном.
  • Горелка керамическая.
  • Баллон для аргона, он с горелкой соединяется через редуктор и шланг.
  • Электрод неплавящийся и присадочная проволока.

Как работает аргонная сварка, можно посмотреть видео, но принцип таков. Сначала производится настройка сварочного режима и очистка соединяемых металлов. В правую руку берется горелка, в левую присадочная проволока, она не подключена к электроэнергии. На рукоятке горелки есть специальная кнопка, с помощью которой можно подавать защитный газ в зону сваривания. Включается подача газа за 20 секунд до начала производства сварочных работ.

Горелку нужно опустить так, чтобы между неплавящимся электродом и свариваемыми поверхностями осталось маленькое расстояние – в пределах 2 мм. Кстати, электрод вставляется в горелку таким образом, чтобы из нее торчал конец длиною не более 5 мм. Внутри горелки есть защелка, в которую вставляется электрод любого диаметра.

Включается сварочный аппарат, и напряжение подается на электрод. Между ним и стыкуемыми металлами возникает дуга. Из сопла горелки в это время подается аргон, который собой покрывает зону сваривания. Сварщик в сварочный стык подает присадочную проволоку, которая под действием электрической дуги расплавляется и покрывает собой зазор между деталями. При этом производится медленное движение вдоль шва.

Нельзя зажигать электрод при помощи соприкосновения его со свариваемыми металлами. Для розжига специально используется осциллятор, как это показано на видео.

Виды сварочного оборудования

Для аргонной сварки используются четыре вида оборудования.

  1. Ручная (показана на видео) – это когда сварщик собственными руками держит и горелку, и присадочную проволоку.
  2. Механизированный вариант – сварщик держит горелку, а проволока подается механизированным способом.
  3. Автоматическая сварка аргонодуговая – сварщик отсутствует, его заменяет оператор, который следит за процессом, потому что и подача горелки, и подача присадочной проволоки происходит в автоматическом режиме.
  4. Роботизированный сварочный процесс. Задается программа, которая полностью отвечает за проводимый процесс.

Самое важное достоинство аргонодуговой сварки – это возможность сваривать детали тех металлов, которые другими способами соединить невозможно. И в быту такие ситуации встречаются нередко, к примеру, стыковка труб из нержавейки. Обязательно посмотрите видео на этой странице сайта.

Поделись с друзьями

4

0

0

0

svarkalegko.com

Технология сварки аргоном от «А» до «Я»

Использование высокой температуры дуги при проведении сварки является широко применяемой во многих сферах технологией соединения металлических конструкций. Однако применять ее можно не для всех сплавов, т. к. многие из них при разогреве до высоких температур и расплавлении на открытом воздухе окисляются и теряют свои технологические свойства. Поэтому для них применяется особая сварка аргоном, при которой, кроме нагревания с помощью электрической дуги, для защиты металла используется нейтральный газ аргон.

Особенности аргонодуговой технологии

Как и сварочная дуговая, технология сварки в среде аргона основана на расплавлении области соединения металлов с помощью электрической дуги. Она может проводиться с помощью расплавляющихся и неплавящихся электродов. Неплавящимися электродами обычно служат изделия из вольфрама, т. к. он отличается своей тугоплавкостью и выдерживает температуру металлического расплава. Официальное обозначение сварки неплавящимися вольфрамовыми электродами в среде нейтрального газа —TIG.

В этом случае зону соединения металлов заполняют присадочным материалом. Для этого используют металлическую проволоку, изготовленную из сплава, легированного теми же элементами, что и свариваемый металл. Главное правило при ее выборе — не ухудшить свойства основного металла шва. Поэтому важно:

Процентное содержание легирующих элементов в присадочной проволоке не должно быть меньше, чем в соединяемых металлических деталях.

Диаметр проволоки подбирают в соответствии с параметрами сварного шва и толщиной изделия.

При использовании плавящихся электродов в качестве их материала применяется проволока или пруток, которые также по требованиям к химическому составу должны соответствовать основному металлу изделий и при расплавлении не должны ухудшать его свойства.

Аргонодуговая сварка с поддувом может проводиться тремя способами:

  • в полном автоматическом режиме;
  • в режиме автоматической подачи проволоки;
  • в ручном режиме проведения процесса.

При автоматическом режиме весь сварочный процесс полностью автоматизирован: и управление движением электрода, и подачу присадочной проволоки осуществляет автомат.

При полуавтоматическом режиме сварочным аппаратом управляет человек, а подача присадочной проволоки регулируется автоматически.

В ручном режиме весь сварочный процесс проводится сварщиком.

Нейтральный газ в сварочной зоне выполняет две функции. Он служит защитной средой от агрессивного действия компонентов воздуха и регулирует прохождение импульса тока через ионизацию дугой.

При аргонодуговой сварке эти функции обеспечивает газ аргон. Он предотвращает расплавленный металл сварного шва от взаимодействия с компонентами воздуха, т. к. значительно тяжелей воздуха (на 38%) и поэтому выдавливает его из сварной зоны, заполняя рабочее пространство и надежно изолируя расплав от контакта с атмосферной средой.

Для каких целей применяется защитная среда? Дело в том, что при достижении высоких температур многие высоколегированные стали и сплавы цветных металлов легко вступают в реакцию с кислородом и азотом, присутствующих в составе воздуха, образуя соединения, которые вредят их прочности и лишают устойчивости к коррозии. Аргон — нейтральный газ, он не реагирует на компоненты разогретых металлических сплавов, поэтому служит своеобразной завесой, препятствующей контакту разогретого металла с воздухом, предотвращая его взаимодействию с агрессивными газами воздуха.

Иногда, особенно при ванной сварке, для исключения образования пористости сварного металла к аргону добавляется небольшой объем кислорода (3-5%). Он берет на себя роль чистильщика жидкого расплава, взаимодействуя с его поверхностными вредными включениями, которые в дальнейшем выгорают или всплывают на поверхность расплава в виде шлаков.

Кроме того, инертный газ имеет повышенную склонность к ионизации, а это влияет на характер прохождения направленных электронов сварной дуги к поверхности металла, а, следовательно, и параметры силы сварного тока.

Розжиг дуги при разных электродов

При расплавляющихся электродах розжиг дуги происходит во время соприкосновения электрода с изделием. Электродная проволока при касании металлической поверхности начинает искрить и вокруг нее происходит испарение паров железа. Они влияют на степень ионизации аргона, понижая ее, поэтому розжиг дуги происходит с легкостью.

При использовании неплавящихся электродов розжиг дуги таким способом невозможен, т. к. чистый аргон имеет высокий показатель ионизации, поэтому для розжига требует более сильную искру. При касании вольфрамового электрода поверхности металла ее невозможно получить. Кроме того, при касании происходит загрязнение поверхности и ее существенное оплавление. Поэтому для разжигания дуги при вольфрамовом электроде применяют вспомогательный прибор, называемый осциллятором. С помощью него на электрод после включения устройства подается высоковольтное напряжение с высокой частотой импульсов, которые обеспечивают ионизацию промежутка между дугой и поверхностью изделия и последующим розжигом дуги.

Для выполнения шва используется аргонодуговая сварка с переменным током и выпрямленным (постоянным) током.

Если аргонодуговая сварка проводится в режиме переменного тока, то осциллятор впоследствии после розжига дуги в дальнейшем играет роль стабилизатора, подающего импульсы в моменты замены полярности, это обеспечивает стабильное горение сварочной дуги.

При сварке с использованием постоянного тока на анодном и катодном конце величина выделяемого тепла разная. При его значении менее 300 ампер до 70% выделяемого тепла образуется на аноде и только 30% приходится на катод.

Для обеспечения большого нагрева металла, приводящего к его расплавлению и исключения перегрева электрода, применяют прямой вид полярности. Тогда изделие служит анодом, а электрод — катодом. Такую схему используют для всех металлических сплавов за исключением алюминиевых. Для них применяют сварку с переменным током, чтобы эффективней удалить окисный поверхностный слой.

Сварка аргоном наиболее понятна при выполнении работы в ручном режиме, поэтому лучше рассмотреть подробно этот вариант соединения металлических деталей.

Этапы ручной аргонодуговой сварки

Для проведения сварки в аргоновой среде используют неплавящиеся электроды. Для работы потребуется:

  • источник питания;
  • горелка с вольфрамовым электродом;
  • газовый баллон с аргоном;
  • присадочная проволока.

Схема выполнения сварочных работ с использованием неплавящегося вольфрамового электрода в среде защитного газа изображена на рисунке:

Электрод располагается в держателе горелки и выступает на 2-5 мм вперед.

Его диаметр подбирают, ориентируясь на характер сварного шва и толщину соединяемых металлических деталей. Вокруг держателя электрода расположено сопло для подачи аргона в область сварки в момент проведения работ.

Сварка с поддувом аргона должна проводиться в такой последовательности:

  • очистка поверхности зоны сварки;
  • приведение горелки в рабочее положение: подача аргона для создания защитного слоя и розжиг дуги;
  • процесс выполнения сварного шва.

Тщательную очистку кромочной поверхности соединяемых деталей от загрязнений и окисной пленки необходимо провести перед тем, как приступать к процессу сварки. Для этого используют механический или химический способом очистки с последующим обезжириванием поверхностей.

Затем приводят оборудование в рабочее состояние: подключается источник питания к электросети, к детали, подлежащей сварке, с помощью кнопок управления на горелке подается защитный газ, а сама деталь подключается к «массе». С помощью высокочастотного импульса разжигается дуга. Она будет замыкать цепь между электродом и металлом сварного изделия. Причем газ подается заранее секунд на 20 перед подачей тока для обеспечения защитного слоя.

Важно!Нельзя допускать касания вольфрамового электрода свариваемой поверхности, он должен располагаться на минимальном расстоянии в 2 мм от нее, чтобы создать малую сварочную дугу. В этом случае она обеспечивает максимальное проплавление металла по толщине.

Сразу после разжигания дуги сварщик приступает к созданию сварного шва в зоне, защищенной аргоном. Аргонная сварка проводится так:

Горелкой, находящейся в правой руке, сварщик медленно ведет дугу строго по линии шва, а левой рукой навстречу движению горелки подает присадочную проволоку в зону сварки. Проволока должна всегда располагаться перед горелкой под небольшим углом от 15о до 30о градусов к свариваемой поверхности, а электрод горелки составлять с ней угол около 90о.

Важно!Нельзя допускать резкую подачу присадочной проволоки при выполнении ручных сварочных работ, т. к. это ведет к образованию брызг расплавленного металла и неаккуратной линии шва.

После окончания работы, подача аргона не должна прекращаться сразу, чтобы не допустить окисления еще не остывшего металла шва.

Преимущества технологии

Сварка в среде аргона имеет ряд преимуществ, которые позволяют использовать эту технологию во многих ситуациях, где другие виды сварочных работ невозможны. Среди них характерными преимуществами являются:

  • исключение окисляющего воздействия на жидкий металлический расплав компонентов воздуха за счет защитной среды аргона;
  • благодаря локальной тепловой мощности в рабочей зоне и правильно выбранных параметрах обеспечивается высокая скорость сварки и качественный шов в автоматическом и полуавтоматическом режиме;
  • аргонодуговая сварка дает возможность соединять детали, изготовленные из разных металлов;
  • сварочный процесс можно проводить под визуальным контролем.

Оборудование для аргонодуговой сварки

Разные режимы технологии аргонодуговой сварки предполагают использование оборудования, имеющего различные принципы работы и устройства.

Аппараты для соединения деталей с помощью дуги в аргонной среде подразделяются на специальные и универсальные устройства:

  • Сварочные трансформаторные устройства работают на использовании переменного тока.
  • Аппараты, играющие функцию выпрямителей и генераторов, служат для обеспечения выпрямленного (постоянного) тока при выполнении сварочных работ.
  • Универсальные аппараты предназначены для сварочных работ, как на постоянном, так и на переменном характере тока.

Наиболее востребованным является аппарат универсального действия. К таким устройствам относятся инверторы.

Аппараты для ручной сварки с использованием вольфрамового электрода обязательно содержат в комплекте горелку, а также трансформаторы для преобразования тока из переменного в постоянный ток, стабилизаторы напряжения и устройства для розжига дуги.

Аппараты для работы в автоматическом режиме должны включать устройства для управления сварочным процессом и подачей защитного газа.

wikimetall.ru


Смотрите также