Аргоновая сварка осуществляется с помощью универсального, специального оборудования. Промышленность внедрила массовое производство универсальных машин различной мощности и назначения. Производственный вариант аргонодуговой сварки предполагает организацию “сварочного поста”, оборудование которого включает в себя:
Этот метод заключается в создании высокой температуры с помощью электрической дуги. В то же время зона сварки заполняется аргоном, который вытесняет кислород, изолирует ее от внешней среды и служит защитой от коррозии.
При использовании нерасходуемого электрода дуга зажигается без контакта с заготовкой. Высокий потенциал ионизации инертного газа предотвращает ионизацию дугового промежутка из-за искры в зазоре электрод-продукт. При использовании плавящегося электрода дуга зажигается искрой из-за низкого ионного потенциала паров железа по сравнению с ионным потенциалом инертного газа.
При прикосновении к свариваемому металлу вольфрамовый электрод загрязняется и плавится. Проблема зажигания решается путем включения генератора в цепь питания. Дуговой промежуток возбуждается импульсами высокого напряжения. В режиме переменного тока за счет ионизации дуги осциллятор преобразуется в стабилизатор. Его короткоживущие импульсы предотвращают деионизацию дугового промежутка при изменении полярности.
Для аргонодуговой сварки заготовок толщиной более 3 мм и для усиления сварного шва используются присадочные прутки (проволока), подходящие для данного материала.
Аргон используется для изоляции рабочей зоны от внешней среды. Его основная функция заключается в вытеснении кислорода из данной области. Он тяжелее атмосферного воздуха и заполняет весь объем вокруг сварочной дуги. Инертные газы прекрасно справляются со своей задачей. Помимо аргона, в сварке также используется гелий. Однако он используется гораздо реже из-за более высокой стоимости и потребления.
Что такое аргонная сварка?
Гибридная технология, сочетающая методы газовой и электрической сварки, позволяет работать с самыми разными объемами и материалами. Он хорошо подходит для сварки чугуна, стали, меди и других металлов. Большие стальные трубы и миниатюрные бронзовые крючки для одежды хорошо сварены. Нержавеющая сталь – еще один пример универсальности оборудования и технологий.
Невозможно стать хорошим сварщиком, не изучив теорию сварочных навыков. Это особенно актуально для таких сложных технологий, как аргонная сварка. Чтобы детально понять суть, преимущества и особенности процесса аргонной сварки, необходимо разобраться в физике процессов, происходящих во время работы. Чтобы соединить два куска металла вместе, некоторые из их частей должны быть расплавлены. Это можно сделать только с помощью нагрева.
Для повышения температуры требуется огонь, которому, в свою очередь, необходим кислород. Последний вступает в химическую реакцию окисления. И чем быстрее металл окисляется, тем труднее его сваривать. Окисление является одним из нежелательных явлений при сварке металлов.
Во время химической реакции внутри металла образуется множество мелких пузырьков, которые значительно ухудшают механические свойства сварного шва. А работать с алюминием практически невозможно: при достаточном количестве кислорода он просто сгорит.
Аргон используется для изоляции рабочей зоны от внешней среды. Его основная функция – выталкивать кислород из области. Он тяжелее атмосферного воздуха и заполняет весь объем вокруг сварочной дуги. Инертные газы прекрасно справляются со своей задачей. Помимо аргона, в сварке также используется гелий. Однако он используется гораздо реже из-за более высокой стоимости и потребления.
Еще один важный момент – при работе с гелием все части тела должны быть защищены специальной одеждой. Азот используется еще реже: он необходим для сварки меди. Аргон остается основным ингредиентом для сварки в инертной среде. Отсюда и общее название этой технологии.
Основные свойства аргона
- Газ тяжелее воздуха. Поэтому он вытесняет атмосферный кислород и другие ненужные летучие соединения из сварочной ванны.
- Инертные газы не вступают в химические реакции с другими элементами. Они не участвуют в сварке металла и никак не влияют на процесс.
- Важно не забывать об одном особенном свойстве аргона: он становится проводником электричества при подаче тока обратной полярности.
Альтернативой сварке TIG является сварка MIG. В этом случае сварочная проволока подается механически из сопла горелки. Скорость подачи зависит от значения установленного тока. Обычно этот параметр устанавливается автоматически.
Правила сварки аргоном
– Необходимо, чтобы сварочная дуга была как можно меньше. Для этого держите электрод близко к заготовке. Вы не сможете сделать это сразу, но со временем у вас все получится.
– еще один момент – электрод нужно держать продольно. Дрожащая рука вызовет сильный толчок.
– подавайте присадочную проволоку равномерно, под углом, перед электродом
– Окончательную сварку следует выполнять, постепенно снижая силу тока, не дергая пистолет. В противном случае еще горячий металл находится в контакте с воздухом (кислородом и азотом), что нарушает технику сварки.
Лучшим вариантом для ремонта колес является аргонная сварка.
Однако у аргонодуговой сварки есть два недостатка: оборудование сложно в использовании, а техника требует специальных навыков сварки. Тем не менее, этот метод по-прежнему набирает популярность. В конце концов, многие материалы, такие как алюминий, медь и цветные металлы, лучше всего сваривать аргоном. Кроме того, сварное соединение имеет одинаковую глубину проплавления, что важно при работе с тонкими металлическими деталями, доступ к которым возможен только с одной стороны.
Что вам понадобится для работы?
Список всех предметов, необходимых для аргонной сварки, приведен в таблице ниже.
| Наименование оборудования | Описание |
| Источник сварочного тока | Сварочный аппарат TIG представляет собой либо трансформатор, либо инвертор. При выборе обращайте внимание на возможности оборудования. Если вы планируете сваривать алюминий, аппарат должен питаться переменным током (AC). Для стали вам понадобится машина постоянного тока (DC). Если вам нужен универсальный вариант, ищите модель, сочетающую эти два режима. Также учитывайте рабочее напряжение: 220-вольтовые аппараты подходят для сварки в гараже или мастерской с однофазной электросетью. Кстати, существуют модели, сочетающие в себе два метода сварки – MMA и TIG. |
| Газовый баллон | Баллон с аргоновым газом должен иметь регулятор для регулирования потока газа и шланг, подсоединенный к рабочему инструменту |
| Факел | Это инструмент в форме пистолета. Он соединен с газовым шлангом, через который аргон подается из баллона. В держатель резака помещается электрод, конец которого выходит на несколько миллиметров за пределы корпуса резака. Газ поступает по шлангу к соплу на конце инструмента. На ручке имеются кнопки для работы с электричеством и газом. |
| Электроды | Сварка TIG осуществляется вольфрамовыми, покрытыми или графитовыми электродами. Их диаметр подбирается в зависимости от толщины свариваемых деталей. |
| присадочная проволока | Может потребоваться при сварке более толстых металлических деталей. Представляет собой стержень из того же металла, что и свариваемый металл. Толщина стержня выбирается в зависимости от толщины заготовки. |
Помните! Сварочные работы должны выполняться в соответствующем сварочном оборудовании. Надевайте сварочную маску для защиты глаз и лица от опасного ультрафиолетового излучения и перчатки для защиты рук от ожогов.
При запуске резака немедленно циркулирует охлаждающая жидкость и закачивается аргон. После формирования защитного слоя создается газовая дуга, и края заготовок нагреваются. В этот момент начинается подача наполнителя. На следующем этапе электрод и наполнитель направляются вдоль стыка между заготовками.
Типы сварочного оборудования
Этот процесс сварки используется для соединения различных деталей вместе.
Для этого вида работ требуется особый тип сварочного оборудования:
- специализированные – используются для обработки деталей одного типа (круглой рамы, двутавровой балки и т.д.);
- специальные – используются на крупных заводах, где происходит серийное производство деталей 1-го размера;
- универсальный – используется для всех соединений, выполняемых аргонной сваркой, включая обработку нержавеющей стали полуавтоматическим оборудованием.
✔ Полуавтоматический . В резаке имеется специальный канал подачи проволоки. В машине установлен механизм подачи проволоки, аналогичный полуавтоматическому MIG-аппарату. Сварщик направляет только горелку, а другая рука остается свободной для удержания и вращения заготовки. Этот метод более эффективен, чем ручной, но результат зависит от квалификации сварщика.
Классификация аргонной сварки по типам
В производстве существует три вида аргонной сварки, которые классифицируются по следующим категориям:
✔ Руководство . Горелку и сварочную проволоку сварщик держит в руке. Скорость процесса и все параметры шва зависят от опыта работника.
✔ Полуавтоматический . Резак имеет специальный канал для подачи проволоки. Машина имеет механизм подачи, как в полуавтоматической машине MIG. Сварщик направляет только горелку, а другая рука остается свободной для удержания и вращения заготовки. Этот метод более эффективен, чем ручной, но результат зависит от мастерства сварщика.
✔ Автоматический . Подача проводов осуществляется автоматически. Горелка, установленная на тележке, приводится в движение системой исполнительных механизмов. Весь процесс автоматизирован и не требует вмешательства человека. Скорость сварки, глубина проплавления устанавливается на панели управления. Качество сварных швов высокое и не зависит от опыта оператора.
Кроме того, аргонная сварка делится в зависимости от метода сварки с присадочной проволокой или без нее. Без присадочной проволоки можно обойтись при сварке тонких сталей с поперечным сечением до 2 мм. Между сторонами не должно быть зазоров – важна надежная фиксация. Затем вольфрамовый электрод расплавляет края, и этого металла достаточно для соединения сторон. Швы тонкие, гладкие (почти без отслаивания, как зеркало) и плотные. Но их легко повредить, если сломать.
При использовании присадки для сварки более длинных, шелушащихся швов (количество шелушащихся слоев зависит от частоты подачи сварочной проволоки в сварочном цехе), но зазоры в 3-5 мм можно залатать, чтобы создать бугорок для зенковки. Метод присадки используется для сварки более толстых металлов с поперечным сечением 3 мм и более.
Аргонная сварка выполняется неплавящимся электродом в среде инертного газа – аргона (TIG, GTAW), от которого она и получила свое название. Однако можно также использовать плавление металла, т.е. полуавтоматическую сварку (MIG, GMAW). Вольфрам обычно используется в качестве нерасходуемого электрода.
Принцип аргонодуговой сварки
Во время сварки процесс плавления происходит в газовой среде аргона. Основным инструментом является электрическая дуга. Именно в этой дуге электрическая энергия преобразуется в тепловую. Поскольку именно плотность тепловой энергии может расплавить металл.
Снаружи зона соединения металла должна быть закрыта от доступа кислорода, так как воздух очень плохо влияет на качество соединения металлического шва.
Во время сварки через сопло подаются специальные газы, которые каким-то образом вытесняют кислород и азот, тем самым защищая металлические швы во время сварки.
Как упоминалось ранее, аргонная сварка часто выполняется вольфрамовым электродом, или TIG (GTAW). Кроме того, можно использовать такие газы, как гелий, азот, водород или, по крайней мере, двуокись углерода. Однако сварку в углекислом газе следует выполнять угольным или плавящимся электродом (MIG, GMAW), а не вольфрамовым электродом.
Что касается типов аргонодуговой сварки, то их существует несколько.
Виды аргонной сварки:
- ручной – резак необходимо перемещать вручную;
- механизированная – резак также перемещается вручную, но проволока подается механически;
- автоматический – весь процесс автоматизирован, но контролируется оператором;
- автоматический – вмешательство оператора не требуется.
Как мы уже выяснили, аргон или гелий обычно используются в сочетании с вольфрамовыми электродами. Когда вольфрам подвергается воздействию кислорода, он начинает разрушаться. Поэтому важно и более эффективно использовать аргон.
Так чем же аргон лучше гелия? Во-первых, его стоимость значительно ниже, чем у гелия. Это связано с тем, что он получается из воздуха. А поскольку он тяжелее воздуха, аргон лучше защищает зону сварки.
В заключение отметим, что аргонной сваркой можно сваривать изделия из разных металлов, главное – нужно учитывать существующие нюансы и особенности каждого свариваемого материала. Изучайте их с помощью специальных справочников.
Особенности аргонной сварки различных металлов
Итак, аргонной сваркой можно сваривать различные металлы, главное – знать и учитывать их характеристики, ведь без этого невозможно получить качественное сварное соединение.
- Нержавеющая сталь.
С изделиями из нержавеющей стали довольно сложно работать. Распространенной проблемой является растрескивание и разрастание сварных швов. Чтобы избежать этого, для соединения деталей используется аргонодуговая сварка. При работе с нержавеющей сталью следует помнить о некоторых деталях:
- присадочный металл и неплавящийся электрод перемещаются только вдоль, а не поперек сварного шва;
- Обдув зоны сварки спереди и сзади улучшит качество сварного шва, но увеличит расход газа;
- Заправочный стержень должен находиться в зоне защитного газа;
- Вольфрамовый стержень не должен касаться поверхности соединяемых заготовок даже во время включения дуги (это делается с помощью специальных пластин).
При работе с изделиями из нержавеющей стали подачу газа следует прерывать через 10-15 секунд, чтобы дать сварному шву остыть и предотвратить окисление.
Возможна аргоновая сварка труб из нержавеющей стали. Сама обработка аналогична обработке листового металла, но сварное соединение должно быть провентилировано изнутри и снаружи.
Выдувание газа снаружи не представляет проблемы, но чтобы выдуть газ изнутри, необходимо
- закройте одну из свариваемых труб заглушкой;
- закройте стык электрической лентой;
- медленно введите газ аргон в другую трубку и закройте ее;
- Удалите уплотнительную ленту и продолжайте сварку так же, как и для других изделий из листового металла.
- Алюминий.
Что можно сварить с помощью аргонной сварки? Это технология, которая позволяет бесшовно соединять алюминиевые изделия. Этот металл трудно поддается сварке из-за его свойств: при контакте с воздухом он вступает в химическую реакцию с кислородом, и поверхность сразу же покрывается оксидной пленкой. При механическом удалении пленки она вновь появляется через некоторое время.
Образовавшийся на поверхности оксид алюминия является тугоплавким и может быть разрушен переменным током или током обратной полярности.
Помимо создания защитной среды, использование аргона в данном случае разрушает оксидный слой. Примерно 6 л/мин инертного газа расходуется при сварке деталей из листовой стали легкого калибра, примерно 15 л/мин – при сварке листовой стали тяжелого калибра.
Независимо от процесса сварки, важно сначала очистить заготовку. Последовательность очистки следующая:
- Обезжирьте поверхности соединяемых деталей растворителем;
- Удалите оксидный слой механическим или химическим способом;
- Высушите чистую поверхность.
После такой подготовки качество сварного шва будет намного лучше.
При использовании гелия для сварки требуется оборудование постоянного тока. К недостаткам этой технологии относятся:
- более высокая стоимость гелия по сравнению с аргоном;
- повышенное потребление инертного газа;
- Технически с гелием работать сложнее, чем с аргоном.
- Медь.
Медь отличается от других цветных металлов своими химическими свойствами – этот металл более устойчив к агрессивным средам. Профессиональные сварщики используют аргонно-гелиевую смесь, плавящиеся или неплавящиеся вольфрамовые электроды и оборудование постоянного тока.
При сварке деталей толщиной более 4 мм они нагреваются до +800 °C. Медные листы можно сваривать аргоном с использованием медной или медно-никелевой сварочной проволоки. Вместо этого используются стержни из аналогичных материалов. В процессе сварки образуется стабильная и постоянная сварочная дуга.
Поскольку медь обладает высокой теплопроводностью, важно, чтобы края соединяемых заготовок были разделены. Если толщина заготовок менее 12 мм, можно отрезать только одну кромку; если свариваются более толстые заготовки, необходимо отрезать обе кромки.
- Титан.
Также возможна сварка титана с использованием аргона. Для этого используются вольфрамовые электроды.
Если толщина заготовок составляет от 0,5 до 1,5 мм, достаточно одного электрода. Присадочный материал не требуется, а заготовки свариваются встык. Более толстые заготовки свариваются с помощью сварочной проволоки.
Обогащенный кислородом альфа-слой с соединяемых деталей должен быть предварительно полностью удален с краев. Присадочная проволока должна быть отожжена в вакууме при температуре +900…+1000 °C в течение четырех часов.
Титан можно сваривать в аргоне с использованием сварочного оборудования постоянного тока прямой полярности. Дуга под флюсом используется для соединения деталей толщиной более 10-15 мм:
- после образования сварочной ванны расход инертного газа увеличивается до 40-50 л/ч;
- электрод погружается в сварочную ванну;
- Возникающее давление дуги выталкивает расплавленный металл, и дуга горит внутри полости.
Эта техника увеличивает проникающую способность дуги.
В заключение стоит отметить, что аргонной сваркой можно сваривать различные металлы, главное – нужно учитывать существующие нюансы и особенности каждого свариваемого материала. Изучайте их с помощью специальных справочников.
Для работы в аргоне могут использоваться плавящиеся или неплавящиеся электроды. Вольфрам не плавится при температуре дуги. Тип и диаметр электродов выбираются на основе таблиц в руководствах. Основным фактором при выборе электродов является материал, который необходимо сплавить.
Разница между медью и титаном
Медь – специфический материал. Кроме того, он очень легко окисляется и обладает высокой теплопроводностью (в 6 раз выше, чем у железа). Сварка медных деталей требует высокой температуры дуги.
В этом случае необходимо значительно увеличить расход аргона. Расход варьируется от 7 л/мин при сварке тонких деталей (1,2 мм) до 14 л/мин при сварке деталей толщиной 25 мм за несколько проходов.
Особенностью меди также является ее высокое линейное расширение, которое может привести к появлению трещин в горячем материале. Чтобы предотвратить это, медь постепенно нагревают до 300 °C, а бронзовые сплавы – до 600 °C. Только после этого можно приступать к работе.
При работе с титаном аргон необходимо направлять сзади заготовки. Поэтому необходимо заранее приобрести специальные форсунки для подачи газа. Расход аргона составляет 6-7 л/мин.
Аргонная сварка – это процесс с большим количеством параметров. Все они могут и должны быть учтены при обращении к специальным справочникам. Имея представление об основах, гораздо легче ориентироваться в технической литературе.
Читайте далее:
