Аргоно дуговая электрическая сварка

Обновлено: 18.05.2024

Сварка в аргоне является известной технологией, но мало где подробно говорится про виды аргонной сварки. При этом разделение напрямую связано со стоящими задачами. Сварить что-то для собственных нужд раз в год или запустить партию деталей – для каждого из этих процессов существует свой способ соединения.

Несмотря на то, что в целом технология для каждого из видов одна, имеется ряд нюансов, которые нужно учитывать. Чтобы вы могли подобрать оптимальный вид аргонной сварки, мы расскажем о технологии в целом и о нюансах сваривания определенных металлов.

Технология аргонной сварки

Технология аргонного сваривания металлов имеет много общего с электродуговой и газовой сваркой. Здесь тоже используется электродуга, а сам процесс осуществляется с применением газа. Кроме того, при сварке аргоном применяются такие же технологические операции создания прочных соединений, как и при электродуговом или газовом сваривании.

Для оплавления кромок свариваемых конструкций и присадочного материала, используемого для создания надежного сварного шва, применяется высокотемпературная электрическая дуга. Аргонная среда необходима для обеспечения защитных функций, о которых дальше мы расскажем более подробно.

Особенность формирования сварных соединений деталей и легированных сталей и сплавов цветных металлов заключается в том, что при расплавлении эти материалы активно взаимодействуют с кислородом и различными примесями, находящимися в воздухе, что приводит к их окислению.

В результате страдает качество соединительного шва. Соединение будет непрочным, так как в его структуре формируются поры из пузырьков воздуха. Особенно негативно окружающий воздух воздействует при сваривании деталей из алюминия. Кислород способствует горению этого металла.

Для защиты зоны сварного шва при соединении деталей из легированных сталей и цветных металлов используется специальная среда, которую формирует газ аргон. Высокая эффективность аргонной сварки обеспечивается характеристиками данного элемента.

Так как аргон намного тяжелее воздуха (на 38 %), то этот газ быстро вытесняет воздушные массы из зоны сваривания, обеспечивая защиту свариваемых поверхностей. Инертный газ не взаимодействует с расплавленными металлами и другими веществами, которые присутствуют вокруг сварочной дуги. Нужно учитывать, что при аргонном сваривании на обратной полярности происходит выталкивание электронов из атомов газа. Формирующийся поток электронов способствует преобразованию газовой среды в плазму, проводящую электрический ток.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Для аргонной сварки могут применяться как плавящиеся, так и неплавкие электроды (к примеру, вольфрамовые стержни). Вольфрам выделяется характеристиками тугоплавкости, поэтому для выбора диаметра электродов из этого материала нужно брать информацию из специальных справочников с учетом характеристик свариваемых деталей.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Потенциал ионизации инертных газов очень высокий, а электрод не касается соединяемых материалов, поэтому может возникнуть логичный вопрос о том, как же зажигается электрическая дуга для аргонной сварки? Для решения такой задачи применяют осциллятор, преобразующий ток из обычной электросети в высокочастотные импульсы. При этом напряжение достигает 2 000–6 000 В, частота тока 150–500 Гц. Благодаря высокочастотным импульсам электрическая дуга может формироваться без касания электрода со свариваемыми материалами.

Виды аргонной сварки

Аргонная сварка бывает трех типов, которые отличаются технологическими особенностями процедуры.

Рассмотрим подробнее каждый из видов:

Ручная сварка.
Полуавтоматическая или механизированная сварка (в помощь сварщику приходит машина, которая подает проволоку, человек в этот момент держит горелку).
Автоматическая сварка (полностью машинная работа, человек только контролирует процесс).

Особенности каждого вида сварки:

Несложная процедура, которой можно научиться даже самостоятельно. Работа может быть выполнена в домашних условиях, если у вас имеется оборудование высокого качества для проведения аргонодуговой сварки вручную.

Однако не стоит забывать о некоторых моментах при сварке аргона оборудованием в бытовых условиях:

прочность шва снижается, он также утолщается при колебательных движениях;
следите за скоростью дуги и ее траекторией;
глубина, на которую металл проваривается, зависит от сварщика;
чтобы провести аргонодуговую сварку неплавящимся электродом качественно и в бытовых условиях, необходимо равномерно подавать проволоку и правильно определить режим работы оборудования.

Мы рекомендуем проводить сварочные работы с использованием прибора с механической подачей проволоки. Так вы сможете выполнить работу с максимальным удобством.

Каким образом происходит полуавтоматическая аргонная сварка? В зону сваривания подается инертный газ. Кроме того, скорость подачи проволоки должна быть настроена под сварочную мощность тока.

Швы будут формироваться равномерно и качественно, если мощность и температура плавления имеют правильную настройку. Важно всегда учитывать этот момент.

Проводя аргоновую сварку, помните о нескольких моментах:

Аргон не дает шву окислиться.
Поскольку аргон – это инертный газ, никакие химические реакции с металлом ему не страшны.
Если при работе происходит соприкосновение шва с воздухом, именно аргон защищает место сварки от окисления. Это важный момент, если сварщик имеет дело с цветными металлами.
Аргоновая среда позволяет сделать шов более крепким.

Достоинства механизированной электродуговой аргоновой сварки:

Шов выходит качественным и прочным.
Дуга поджигается проще.
Общая производительность значительно выше.
Даже новичок сможет разобраться в инструкции к сварочному аппарату. Никаких сложных вычислений и технологий.
Оборудование настраивается быстро.
Шов после сварки виден сразу.
Даже тонкие детали могут быть соединены.
Аппарат не занимает много места.
В процессе работы не требуется очищать сварочный шов или менять проволоку.

дороговизна;
низкий уровень мобильности оборудования.

Автоматическая сварка.

Подобный вид сварки распространен на заводах, выпускающих большие металлические конструкции. Почему автоматическая сварка не распространена достаточно широко? Проводить работы по автоматическому свариванию дорого, а также технически сложно. Ручной способ гораздо проще, чем настройка специальных сварочных машин. Цель оправдывает средства лишь при больших объемах, характерных для специализированных предприятий.

Достоинства автоматической аргонодуговой сварки в следующем:

Операции по свариванию деталей проходят быстрее, чем при других способах. Особенно важным будет такое преимущество при повторении одних и тех же операций.
Аргоновая среда позволяет выполнить швы самого высокого качества.
Металлы разного рода могут быть соединены лишь при использовании автоматической аргонной сварки.
Поскольку всю работу проводит машина, человеческий фактор исключается.
Не требуется большое количество людей для обслуживания сварочных машин.

Однако даже и у такого высокотехнологичного способа существуют свои минусы:

При автоматической сварке на каждый отдельный вид детали нужно перестраивать всю систему, что требует времени. Также есть вероятность, что оборудование может не настраиваться на параметры, необходимые для работы. Ручная сварка технологически выглядит более гибкой.
Оборудование для автоматической сварки дорогое, поэтому не каждое производство может позволить себе это.
Ограниченный выбор настроек накладывает некоторые ограничения при работе.
Если в аппарате произойдет технический сбой, то может быть забракована целая партия изделий.

Принцип работы автоматической сварки практически такой же, как и при ручной аргонодуговой. Расплавление кромок деталей происходит за счет электрической дуги. За счет инертного аргона обеспечивается защита зоны дуги от воздействия окружающей среды. Но при автоматической сварке вместо человека весь процесс выполняют машины. От сварщика требуется лишь задать необходимые параметры, а устройство точно выполнит всю работу.

Если необходимо соединять детали одной формы по очереди, то при автоматической сварке такой процесс может идти беспрерывно. Главным условием является постоянная подача расходного материала.

Чтобы правильно настроить оборудование, нужно учитывать несколько параметров: в процессе работы важно не пропалить деталь и проварить материал на необходимую глубину. Не забудьте учесть положение деталей в пространстве. Главной задачей сварщика является подготовка металлов, проверка частей на повреждения до начала работы. Далее выбирается нужный режим и контролируется весь процесс сварки.

Помните! Каждая модель автоматического сварочного оборудования потребует от специалиста специальной подготовки.

Нюансы сварки разных металлов аргоном

Существует несколько обязательных правил при сварке любого материала. Расстояние между поверхностью и электродом должно быть в пределах от 2 до 5 мм. При этом угол держания горелки должен составлять 45°. Левой рукой подают проволоку, а правой удерживают горелку. Помните, если конец иглы соприкоснется с присадкой, высока вероятность, что дуга ухудшится, электрод испачкается, а также может произойти ионизация вольфрама в сварочную ванну. Поэтому подавайте присадку навстречу горелке. В итоге сварочный шов будет позади вас, а газ из-под сварочного аппарата будет выходить на необработанную сторону соединения.

Если вы начинающий сварщик, обратите внимание на несколько нюансов при работе с определенными металлами.

При работе с этим металлом не забудьте про тугоплавкий оксид. Для удаления его с верхней части используется ток с обратной полярностью. Таким образом, электроды не будут перегреваться, а поверхность деталей при этом будет нормально прогрета. Использование переменного тока помогает заготовке расплавиться, но не настолько, чтобы прожечь ее. Если вы имеете дело с алюминием, швы будут сделаны крепче с использованием функции пульса либо двойного пульса.

Чем отличается аргоновая сварка от обычной

Чем отличается аргоновая сварка от обычной, знает далеко не каждый начинающий сварщик. Прежде всего необходимо разобраться в точной и вольной терминологии. Под «обычной» чаще всего подразумевают самый распространенный способ сварки черных металлов – электродуговой. Аргоновая, она же аргоно-дуговая сварка, чаще всего используется при работе с цветметом.

Помимо рабочих материалов, оба вида сварки кардинально отличаются и технологическими процессами. Из нашего материала вы узнаете о слабых и сильных сторонах технологий, их главных отличиях, особенностях работы.

Суть аргоновой сварки

Довольно сложно получить качественный сварной шов при работе с заготовками из таких материалов, как алюминий, медь или цветные металлы. Сложности обусловлены их физико-химическими свойствами. Поэтому при необходимости соединения этих материалов, специалисты используют сварку в защитной аргоновой среде.

Разберемся, чем отличается аргоновая сварка от обычной и как она работает. Разница между ними заключается в том, что аргоновая сварка выполняется с использованием защитной среды инертного газа – аргона. Эта среда представляет собой поток газа, направленного в рабочую зону и предохраняющую ее от негативного воздействия окружающей среды. Аргон не дает металлу окисляться, повышает качество сварного соединения, ускоряет время работы. Попадая в зону сварки, газ вытесняет из нее кислород, вызывающий появление окислов на металле.

В отличие от обычной, аргоновая сварка подходит для работы с титановыми заготовками, при этом можно пользоваться плавящимися и неплавящимися электродами, вольфрамовой проволокой. Последняя подходит для работы с разнородными металлами. Аргоновую сварку, как и обычную, можно выполнять вручную и в автоматическом режиме.

Виды аргоновой сварки

Сегодня для соединения заготовок в защитной среде аргона используют ручную, механизированную, автоматическую и роботизированную технологии.

Отличается ли ручная аргоновая сварка от обычной? Кроме той разницы, о которой говорилось выше, нет. И в том, и в другом случае процесс соединения заготовок (перемещение горелки и подача присадочной проволоки) выполняется вручную. Используют технологию как для сваривания простейших деталей, так и для работы со сложными конструкциями. Недостаток ручной сварки (как аргонной, так и обычной) заключается в низкой производительности труда. Кроме того, сварщику требуется достаточно большой опыт для качественного выполнения работы.

Автоматическая аргоновая сварка схожа с обычной тем, что в обоих случаях детали соединяются без участия сварщика. Для сваривания заготовок используется специальное оборудование. Его специфика напрямую влияет на сложность выполняемой работы, качество и конфигурацию шва. Самыми простыми швами соединяют трубопроводы, именно для их монтажа применяют сварочные автоматы. Это наиболее производительная технология, с помощью которой можно проложить трубопровод даже по дну моря.

Несмотря на то, что непосредственно в процессе соединения деталей сварщики не участвуют, однако настраивают оборудование, готовят его к работе, обслуживают и ремонтируют высококвалифицированные специалисты.

Некоторое время назад появилась еще одна технология аргоновой сварки – роботизированная, при которой соединение заготовок на конвейерах выполняется роботами. К ее достоинствам относятся высокая производительность работ, а также их низкая себестоимость.

Недостатки технологии заключаются в высокой стоимости оборудования, необходимости найма высококвалифицированных специалистов для настройки и обслуживания роботов. Созданием установок занимаются конструкторы, разработкой программного обеспечения – программисты. И те, и другие должны обладать высочайшей квалификацией. Роботизированная аргоновая сварка используется в автомобилестроении. Экономически эта технология оправдана при больших объемах работы.

Два способа аргоновой сварки

Чем отличается аргоновая сварка с плавящимся электродом от обычной? В этом случае сварщик, помимо силы тока и электрода, выбирает скорость подачи присадки и вид инертного газа. Использование защитных газов, подаваемых в рабочую зону из баллонов высокого давления, повышает стоимость работ. Защитный газ чаще всего представляет собой смесь из 75 % аргона и 25 % углекислого газа. В роли плавящегося электрода выступает намотанная на катушку проволока.

Несмотря на сложности, которые заключаются в необходимости одновременного управления подачей проволоки, газа, силой тока, получаемые в этом случае сварные швы характеризуются высоким качеством. Кроме того, скорость работы выше, чем при использовании ММА.

Начинающим сварщикам легко работать с полуавтоматическими инверторами MIG, поскольку в процессе сварки практически полностью отсутствуют брызги расплавленного металла, в сварном шве не образуются шлаки, вырабатывается небольшое количество дыма. Технология MIG проще ММА, если сравнивать трудозатраты и качество получаемых сварных швов.

Благодаря конструкции пистолета для подачи присадки работа выполняется быстрее. MIG оптимально подходит для сварки тонколистовых металлов. Следует иметь в виду, что поверхность заготовок должна быть тщательно очищена, этим аргоновая сварка отличается от обычной и ММА.

Аргоновая сварка TIG отличается от обычной, ММА и MIG большим числом условий и используемых элементов. Это универсальная технология, позволяющая работать практически с любыми металлами, включая алюминий. Однако она требует от сварщика более высокой квалификации. Кроме того, стоимость работ также выше, чем при других видах. Аргоновая сварка TIG оптимальна для кузовных работ, также с ее помощью соединяют элементы художественной ковки, используют там, где после окончания сварных работ швы не должны быть видны. Получаемые при TIG швы отличаются внешней привлекательностью, особенно для поклонников стиля дизельпанк.

Аргоновую сварку с неплавящимся электродом выполняют как на переменном, так и на постоянном токе, сам электрод при этом не сгорает. Это обусловлено входящим в его состав вольфрамом. Так как размер электрода в процессе работы не меняется, сварщику проще контролировать положение руки. Регулировка силы тока осуществляется ножной педалью, поэтому специалисту необходимо точно координировать свои движения.

Эта технология позволяет работать с низкими значениями силы тока, что гарантирует сохранность даже очень тонких заготовок. При выборе низких параметров силы тока необходимо тщательно очистить поверхности свариваемых деталей, а также быть готовым к тому, что сама работа займет больше времени. Аргоновая сварка TIG подходит для соединения изделий из алюминия, который не поддается свариванию с помощью других технологий.

Нюансы работы с аргоновой сваркой

Аргоновая сварка схожа с обычной в том, что для обеих технологий, помимо теоретических знаний, нужны практические навыки. И прежде чем приступать к практике, стоит узнать о нюансах работы в защитной среде инертных газов, чтобы в процессе сварки не допускать ошибок, отрицательно сказывающихся на качестве сварного соединения.

В первую очередь необходимо тщательно очистить и обезжирить края соединяемых заготовок. В этом аргоновая сварка также не отличается от обычной. Очистка нужна даже в том случае, когда визуально поверхность металла не содержит следов загрязнений и коррозии. Саму сварку лучше выполнять на короткой дуге, поскольку при длинной сварной шов будет широким и неглубоким и, как следствие, низкокачественным.

Дуга при использовании аргоновой сварки должна быть короткой, стержень электрода максимально возможно приближен к поверхности металла. Для получения узкого глубокого шва электрод следует перемещать продольно без отклонений в стороны и без поперечных движений. В противном случае качество шва будет хуже.

И присадочная проволока, и электрод должны размещаться исключительно в рабочей зоне, иначе защитные свойства аргона будут нарушены, вследствие чего в сварочную ванну попадет кислород. Подача присадки должна выполняться плавно и равномерно, без рывков. Нарушение этого требования приведет к сильному разбрызгиванию металла и снижению качества сварного шва.

Начинающие сварщики испытывают некоторые трудности при определении скорости подачи присадочной проволоки. Единого стандарта скорости не существует, поэтому мастерам придется экспериментировать. Главное правило – присадка должна быть под углом и перед стержнем. При несоблюдении этого требования шов будет неровным, а сам процесс сварки усложнится.

Так как аргоновая сварка от обычной отличается использованием защитного газа, вытесняющего из сварочной ванны кислород, то начало и окончание процесса должно быть плавным, чтобы в рабочую зону не попал воздух. Прежде чем начать работу, следует подавать аргон в область соединения заготовок в течение 20 секунд. Перед окончанием сварки необходимо сначала убрать присадку, а затем, спустя примерно 10 секунд, выключить горелку. В конце работы силу тока нужно уменьшить. Если пренебречь перечисленными требованиями, то в сварочную ванну попадет кислород, снизив качество шва.

Итак, аргоновая сварка отличается от обычной тем, что требует от сварщика больше опыта и терпения. Для оценки готового шва используют такой показатель, как проплавленность. Форма сварного соединения не должна быть выпуклой и округлой, это свидетельствует о недостаточной проплавленности металла. Визуально, конечно, нельзя полноценно оценить качество сварного шва, однако предварительные выводы о результатах работы сварщика сделать можно.

Суть электродуговой (обычной) сварки

Чтобы научиться правильно выполнять аргоновую сварку, потребуется время. Сварщику придется не только изучить суть сварочного процесса, но и ознакомиться с его особенностями и, разумеется, наработать практические навыки. Важно понимать разницу в свойствах различных металлов, разбираться в сварочных аппаратах, выбирая тот, который наилучшим образом удовлетворит потребности специалиста, соответствующим образом оборудовать мастерскую для производства работ, установить и обосновать их стоимость. Ведь независимо от того, отличается ли аргоновая сварка от обычной, и та, и другая могут приносить сварщику прибыль. Конечно, если он решит заниматься этим профессионально.

Остановимся подробнее на нюансах технологий TIG, MIG и STICK – зная особенности, достоинства и недостатки каждой из них, проще выбрать наиболее подходящий вариант.

Аргоновая сварка отличается от обычной тем, что в ней в любом случае используют электрод, присадочную проволоку и инертный газ, выполняющий защитную функцию и повышающий качество сварного шва. Но эти элементы будут различаться в зависимости от применяемой технологии. Так, в разных вариантах аргоновой сварки используют плавящиеся и неплавящиеся электроды, присадочная проволока изготавливается из различных материалов, кроме того, различаются и используемые инертные газы.

Виды и нюансы электродуговой сварки

Наиболее несложной разновидностью является сварка с применением плавящегося электрода. Помимо простоты, это еще и наиболее доступный вариант с финансовой точки зрения.

Несложность процесса заключается в том, что он требует от сварщика только выбора подходящего электрода и нужной силы тока. Электрическая дуга расплавляет металл электрода, а защитная газовая среда предохраняет сварную ванну от проникновения кислорода, образующегося при сгорании флюса, который покрывает электрод. Защита необходима, так как кислород, вступая в реакцию с металлом заготовки, вызывает его окисление, что негативно отражается на качестве шва.

При наработке определенных навыков сварщик может выполнять различные виды сварочных работ с помощью плавящегося электрода в обмазке. Он подходит даже для неочищенных поверхностей или металлов с признаками окисления. Главное, что должен сделать специалист, – правильно подобрать электрод. В процессе сварки может использоваться как переменный, так и постоянный ток.

Аргоновая сварка отличается от обычной тем, что управлять процессом в данном случае сложнее. При работе образуются искры, шов забивается шлаком, снижающим прочность сварного соединения. Чтобы выполнить сварку хорошо, потребуются значительные усилия. Также эта технология неприменима при работе с алюминием, листовыми металлами и толстыми массивными заготовками.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Принцип аргонной сварки

Аргонодуговая сварка отличается от всех остальных видов тем, что в данном процессе используется электродуга с аргоном в качестве защитной среды. Инертный газ подается в первую очередь, чтобы защитить металлы на время обработки от контакта с кислородом. Из этой статьи вы узнаете основной принцип аргонной сварки, а также о том, в каких случаях его используют.

На чем основан принцип аргонной сварки

Сварка аргоном представляет собой технологию гибридного типа – благодаря ей удается соединять металлы, работа с которыми считается наиболее сложной. Принцип аргонной сварки отлично работает как с большими трубами, так и с крохотными бронзовыми статуэтками. Дело в том, что этот способ вобрал в себя лучшее из двух классических методов: дугового электрического и газового. В качестве самого распространенного примера работы с аргоном можно привести сварку нержавеющей стали.

Прежде чем приступать к обсуждению принципа действия аргонной сварки, необходимо понять физику данного процесса. Не секрет, что соединение металлических поверхностей невозможно без их нагрева. Но поскольку нагрев требует использования огня, задействуется и кислород, содержащийся в воздухе, который запускает реакцию окисления. Проблема в том, что сложные металлы или сплавы типа легированных сталей или цветных металлов сильно подвержены окислению.

Окисление опасно тем, что оно значительно снижает качество швов, – они становятся хрупкими и быстро приходят в негодность. Это происходит из-за образования в шве множества мельчайших пузырьков. Если говорить об алюминии, то он при нагревании в обычных условиях начинает гореть.

Принцип аргонной сварки используется, в первую очередь, чтобы защитить сварочную рабочую ванну от газов и примесей. В качестве защитной оболочки выступают инертные газы, это может быть не только аргон, но и гелий. Однако серьезный недостаток последнего состоит в его высокой цене и большом расходе. Например, при обработке нержавейки требуется в несколько раз больше гелия, чем аргона. Еще одна особенность использования гелия – с ним нельзя работать без защитной одежды, полностью закрывающей тело.

В связи с тем, что мы описали выше, гелий сегодня редко применяется в чистом виде, его используют в смесях для газовых лазеров. Другой инертный газ – азот. Он подходит исключительно для работы с медью. Поэтому основным и самым распространенным инертным компонентом, применяемым при гибридном подходе, работы является аргон.

Назовем основные качества аргона:

Гораздо тяжелее, чем воздух. Именно благодаря этому он легко занимает всю сварочную ванну, защищая зону плавления от других газов.
Инертен, поэтому не вступает в реакцию с другими элементами, но, что важнее всего, никак не взаимодействует со свариваемыми поверхностями – на этом и строится принцип аргонной технологии.

Однако принцип аргоновой сварки неидеален, ведь при работе с током обратной полярности этот газ превращается в электропроводную плазму. Мы не будем вдаваться в подробности, говоря о малоприятных последствиях этого свойства.

В целом, у аргонной сварки мало минусов:

сложное оборудование, нуждающееся в точной настройке;
возможность работы только при наличии большого практического опыта.

Плюсов у этого принципа работы гораздо больше:

Шов получается высокого качества, так как в нем нет примесей.
Обработка металла в среде аргона предполагает умеренный нагрев металла, поэтому подходит для соединения заготовок даже очень сложных конструкций, при этом не происходит их деформации.
Данный принцип работы позволяет варить однородные и разнородные металлы и сплавы, с которыми не справляются все остальные методы.
Высокая скорость работы достигается благодаря использованию дуги с высоким температурным режимом.

Все обозначенные нами недостатки кажутся незначительными по сравнению с тем, какие возможности открывает аргонная сварка.

Аргонная сварка: принцип работы в зависимости от вида

Аргонную сварку принято делить на виды исходя из степени механизации:

Ручная. В этом случае сварщик самостоятельно передвигает горелку и подает сварочную проволоку. При данном подходе могут применяться только неплавящиеся электроды из вольфрама.
Механизированная/полуавтоматическая методика, при которой проволоку подает машина, а сварщик работает непосредственно с горелкой. Чаще всего этот принцип используется при аргонной сварке нержавейки полуавтоматом. Еще один яркий пример – механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом. Есть и новые, узкоспециализированные технологии в этой области. К ним относится обработка нержавейки полуавтоматом в среде углекислого газа.
Автоматическая аргонная сварка. Оператор дистанционно управляет автоматом: перемещает горелку и подает проволоку. Сегодня постепенно распространяются системы, которые могут работать даже без постоянного контроля человека. Чаще всего роботы выполняют сварку труб из нержавейки. Автоматическая аргонодуговая сварка с использованием неплавящегося электрода все чаще применяется в сфере промышленности.

На каком оборудовании осуществляется аргонная сварка

Принцип аргонной сварки требует использования разнообразного оборудования. Но в этом нет ничего страшного, ведь сегодня можно приобрести готовые наборы со всем необходимым, причем по доступной цене.

Все оборудование делится на три вида:

Специализированное – для работы с заготовками одного типа.
Специальное – для промышленных предприятий, работающих с заготовками одного типоразмера.
Универсальное – для всех видов работ в аргоне, в том числе для соединения деталей из нержавеющей стали полуавтоматом.

Но нужно понимать, что принцип аргонной сварки совершенствуется. Так, чтобы обрабатывать листы металла с более толстыми краями и увеличить производительность, технология была доработана следующим образом:

Используется специальная горелка, позволяющая одновременно использовать несколько вольфрамовых электродов. Это необходимо, чтобы получать качественный шов, несмотря на высокую скорость работы.
Есть приспособление для нагревания проволоки.
Применяется пульсирующий ток – паузы в его поступлении нужны, чтобы металл успевал кристаллизоваться. Если синхронизировать движение дуги с импульсами тока, удается добиться эффективной плавки при любом положении в пространстве.

Горелка необходима для подачи электроэнергии и формирования газовой защиты, поэтому так важен ее грамотный подбор. Принцип аргонной сварки предполагает использование специальной горелки с неплавящимся вольфрамовым электродом, что очень важно, например, для сварки нержавейки.

Чтобы понимать принцип работы в среде аргона, важно представлять себе технические характеристики горелки:

допустимое значение сварочного тока/мощность;
тип охлаждения при сильных и слабых токах;
длину кабеля;
наличие в конструкции керамического сопла и фиксатора вольфрамового электрода;
универсальность, то есть возможность подключать горелку к разным системам.

Главным элементом аргоновой горелки является резервуар со штуцерами для охлаждающей жидкости. Вольфрамовый электрод подключен к электрическому кабелю аппарата, вокруг электрода идет подача инертного газа.

Как работает горелка?

Одновременно включаются сварочный аппарат, циркуляция охлаждающей жидкости, подача газа на горелку, в результате чего образуется защитное облако аргона.
Поджигается дуга, заготовки нагреваются до температуры плавления, присадочная проволока помещается в рабочую ванну.
Присадочная проволока и вольфрамовый электрод перемещаются вдоль шва.

1. Горелка с неплавящимся электродом.

Речь идет, преимущественно, о ручной аргонной сварке неплавящимся электродом. Такой способ является единственным возможным для обработки нержавеющей стали и химически активных металлов, то есть алюминия, титана и магния, при этом используется электрод из вольфрама.

Горелка состоит из электрода, зафиксированного в токоподводящей цанге, керамического сопла, которое используется для направления аргоновой струи, системы охлаждения посредством воздуха либо воды. Диаметр электрода подбирается в соответствии с используемой силой тока.

Принцип работы при механизированной аргонной сварке несколько отличается, поэтому используется иная горелка. Она состоит из вольфрамового неплавящегося электрода с маховичком для подъема и опускания, токоподводящей сменной цанги с гайкой, позволяющей использовать разные по диаметру электроды.

Поскольку данный принцип работы дает возможность избежать появления брызг металла, вместе с керамическими соплами используются проницаемые для газа сетчатые линзы – они необходимы для образования равномерного потока газа. Отметим, что аргонная сварка неплавящимся электродом является одним из наиболее популярных подходов в непромышленных масштабах.

2. Горелка с плавящимся электродом.

Такой вариант работы обычно применяют при автоматической и полуавтоматической аргонной сварке. Дуга подается между концом сварочной проволоки и заготовкой. Могут использоваться жидкостные и воздушные системы охлаждения. Принцип выбора сопла мало отличается от применяемого в случае с неплавящимися электродами.

Аргонная сварка: принцип работы

Принцип работы аргонной сварки инверторным способом

На сегодняшний день инверторный способ является наиболее востребованным принципом аргонной сварки. Его используют как в промышленности, так и в домашних условиях. Инвертор представляет собой аппарат дуговой сварки, задача которого состоит в том, чтобы преобразовывать постоянный ток в переменный. Немаловажно, что это устройство легко подстраивается под скачки напряжения источника электричества.

Инверторный аппарат отличается небольшими размерами и весом, при этом надежен и отлично подходит для сварочных работ в любых условиях. Немаловажно, что он может использоваться для обучения новичков.

На самом деле, если сравнивать принцип инверторной аргонной сварки нержавейки и работу с другим оборудованием, то первый вариант оказывается проще и удобнее. Дело в том, что от сварщика требуется только двигать горелку вдоль шва. Радует и результат – шов получается тонким и ровным, но лишь при условии, что соблюдены все технологические требования. Работа возможна и без присадочной проволоки, если удается добиться очень плотного соединения краев заготовок.

Как выбрать режим работы, не нарушая основные принципы аргонной сварки

Качество сварного шва во многом зависит от выбора режима сварки.

Направление и полярность тока подбирают в соответствии с обрабатываемыми металлами. Так, большая часть сплавов на основе стали требует сварки полярным постоянным током: на этом основан принцип сварки нержавейки полуавтоматом и труб из нержавеющей стали. Для цветных металлов, алюминия, магния подходит переменный ток обратной полярности.

Расход аргона зависит от скорости его подачи и внешних условий: если приходится работать на улице при сильном ветре, объем необходимого газа значительно увеличивается.

Может показаться странным, но в аргоновую газовую смесь добавляют до 5 % кислорода. В столь небольших количествах последний способствует очистке от вредных примесей, так как они вступают с ним в реакцию и просто сгорают.

Сварка алюминия по принципу аргонной сварки

Как мы уже говорили, невозможно сварить алюминий без использования аргонной среды. Дело в том, что при соприкосновении с кислородом, содержащимся в воздухе, на этом металле сразу же образуется оксидная пленка. И это становится действительно серьезной проблемой, поскольку, хотя алюминий является одним из самых сложных в обработке, его чаще всего используют для бытовых нужд.

Для плавления оксидной пленки требуется температура, значительно превышающая температуру плавления самого металла. Принцип аргонной сварки алюминия основан на том, что данный газ предупреждает процесс окисления, вытесняя кислород из сварочной рабочей ванны. В результате алюминиевая присадочная проволока легко плавится и получается качественный шов.

Принцип работы с данным металлом предполагает использование только переменного тока. Ток обратной полярности значительно поднимает температуру плавления за счет особой катодной очистки оксидной пленки. Высокая температура приводит к тому, что разрушается даже тугоплавкий вольфрам в электроде. Ток прямой полярности не позволяет пробить оксидную пленку, зато дуга получается стабильной и короткой. Как вы поняли, прочность и внешний вид шва зависят от переключения полярности.

Работа с постоянным током при аргонной обработке алюминия возможна, но только при условии использования чистого гелия в качестве инертного газа. Такой вариант обработки будет стоить гораздо дороже, а сам принцип работы более сложен с технической точки зрения.

Очень важно правильно подготовить алюминиевые заготовки, прежде чем приступать к процессу плавления. От этого непосредственно зависит качество будущего шва. Во время очистки нужно выполнить такие этапы:

обезжирить металл при помощи растворителя;
зачистить поверхность от оксидной пленки – зачистка может быть механической либо химической;
дать очищенным поверхностям полностью просохнуть.

Сварка меди по принципу аргонной сварки

Медь отличается от других металлов тем, что отлично противостоит ржавчине и устойчива в агрессивных средах. Поэтому для ее сварки требуется аргон высшего сорта либо в сочетании с гелием (причем аргона при этом должно быть больше). Используются плавящиеся или неплавящиеся вольфрамовые электроды, постоянный ток.

Предварительный нагрев до +800 °С используется в тех случаях, когда толщина медной заготовки превышает 4 мм. Присадочная проволока может быть из меди или медно-никелевого сплава. Дуга в этом случае должна обладать высокой устойчивостью.

Поскольку медь имеет высокую теплопроводность, кромки металла нужно обязательно разделывать. Если речь идет о листе до 12 мм толщиной, можно произвести только одностороннюю разделку, тогда как для более толстых кромок приходится проводить двустороннюю.

Аргонодуговая сварка: принцип, технология, применение и особенности

Впервые о ней услышали, как об аргонодуговой сварке в среде инертного газа. Потом стали применять различные газы и даже их смеси. С появлением инверторных источников сварочного тока в обиход прочно вошла английская аббревиатура TIG (тиг) сварка. Сейчас правильным названием считается следующее выражение: «сварка неплавящимся электродом в среде защитного газа».

Газ аргон дал путёвку в жизнь ещё одному очень перспективному виду соединения металлов: полуавтоматической сварке плавящимися электродами в среде защитного газа. В этом случае всё чаще используют другие газы, сварочную проволоку с обмазкой, сварку под флюсом, но фундаментом был аргон. Познакомимся с ним поближе в этой статье.

Газ аргон

Опыты по получению азота из воздуха давали разные результаты по плотности в зависимости от методики проведения. Это можно было объяснить только присутствием ещё одного газа в качестве примеси. Вскоре его удалось выделить. Это был неизвестный ранее газ, который назвали аргоном.

Его открыли, потом забыли, не знали, что с ним делать следующие 25 лет, пока не открыли гелий. Раньше только аргону не могли найти место в таблице Менделеева, теперь уже два газа не «вписывались» туда. Было принято решение выделить их в нулевую группу между галогенами и щелочными металлами.

Электронные оболочки аргона насыщены до предела, чем объясняют одноатомность его молекул и крайнюю химическую инертность. Инертные газы – тяжёлые газы. Аргон самый легкий из них, но он в 1,38 раза тяжелее воздуха. Из химических свойств, которые могут интересовать сварщиков, отметим, что он не растворяется в металлах, а значит, не будет влиять на химический состав шва.

Аргон и сварка

Будучи тяжелее воздуха, аргон надёжно покрывает зону сваривания, не давая активным газам влиять на химические свойства сварного шва. Это свойство делает его незаменимым при сваривании активных металлов, алюминия и меди. В качестве защитной среды он показывает отличные результаты при сваривании нержавейки и жаропрочных сплавов. Для сваривания чёрных металлов аргон применяют в смесях с гелием, кислородом или углекислым газом.

При использовании аргона можно поднять температуру сварочной дуги. Это увеличивает глубину проплавления сварочного шва и позволяет варить в один проход более толстые листы. При работе сварочными аппаратами для аргонодуговой сварки защитные свойства этого газа проявляются не только в защите шва, но и предохраняют от окисления материал неплавящегося электрода.

Аргон не вредит окружающей среде и не опасен для здоровья человека. Единственное, чего следует опасаться, так это его особенности накапливаться в больших количествах. Будучи тяжелее воздуха, аргон скапливается в нижней части помещения, замещает собой воздух и может вызвать удушье сварщика. Хорошая вентиляция служит залогом недопущения подобной ситуации.

Гост 10157 задает условия поставок газообразного и жидкого аргона. Транспортировка и хранение газообразного аргона осуществляется в баллонах под давлением 15 МПа в соответствии с ГОСТ 949.

Виды и особенности аргонодуговой сварки

Не так давно было известно три вида аргонодуговой сварки: ручная, механизированная и автоматическая, совсем недавно появилась роботизированная..

Ручная

Данный вид предполагает управление всем процессом вручную. Сварщик вручную перемещает горелку и вручную подаёт присадку в виде прутка или проволоки. Этот вид применим как для самых простых домашних работ, так и для изготовления сверхсложных конструкций. Существенный недостаток этого метода – низкая производительность труда и необходимость иметь достаточно опытного сварщика.

Механизированная

Такую сварку чаще всего называют полуавтоматической или сваркой полуавтоматом. Процесс управления горелкой осуществляется вручную, а подача проволоки автоматически. Такой вид в три раза производительнее ручной. Сварку полуавтоматом в среде углекислого газа массово используют в судостроении. Там много длинных прямых швов для соединения толстых листов чёрного металла. Работа на этих полуавтоматах по силам сварщикам с невысокой квалификацией.

Автоматическая

Автоматическая сварка проводится без участия сварщика. Её могут выполнять сварочные машины различной сложности. От того, насколько качественная эта машина, зависит сложность фигурации шва, который ей будет «по зубам». Самая простая конфигурация шва характерна для сваривания труб. Здесь в основном и «трудятся» сварочные автоматы. Самую высокую производительность труда они показывают на монтаже трубопроводов различных диаметров, вплоть до прокладки газопроводов по дну моря.

Этот вид сваривания вообще не требует сварщиков. Казалось бы, это замечательно. Но несмотря на то, что автоматы работают сами, подготавливают их к работе, настраивают и ремонтируют специалисты очень высокой квалификации. Ещё большего участия высококлассных специалистов требует следующий вид сварки.

Роботизированная

Этот вид сварки аргоном появился сравнительно недавно. Роботы-сварщики заменили собой множество сварщиков на конвейерах, повысив производительность работ и снизив себестоимость во много раз. Человеку никогда не угнаться за роботом, он не сможет сохранять максимальную концентрацию и работать без ошибок в таком темпе.

Конечно, есть и обратная сторона медали. Роботы очень дорогие; кроме высококвалифицированных наладчиков для их обслуживания, они нуждаются в конструкторах для их создания и программистах для составления рабочих программ. В настоящее время роботы заняли места на конвейерах по сборке автомобилей. Чем более массовым является производство, тем выгоднее обходится роботизированная сварка.

Область применения

Возможности аргонодуговой сварки практически безграничны. На заре своего становления эта технология получила толчок в развитии ввиду острой необходимости найти способ соединения алюминиевых деталей. Растущие объёмы производства самолётов и других летательных аппаратов требовали создания нового оборудования для сваривания алюминия.

По мере наработки навыков при сваривании алюминия была замечена замечательная особенность аргонной сварки – высокое качество шва. Это качество пришлось кстати в ракетостроении, авиации, судостроении и автомобилестроении. Кроме высокого качества сварочных швов, этот вид сварки обеспечивает соединение многих трудносвариваемых материалов и тонколистовых материалов. Появившиеся в последнее время импульсные установки аргонодуговой сварки ещё более расширили функциональные возможности этого вида соединения металлов.

Особое место занимают сварочные аппараты TIG в ремонте автомобилей. Малогабаритные, недорогие, надёжные в работе, они стали главным инструментом ремонтников. Этими аппаратами варят:

алюминиевые колёсные диски;

алюминиевые и медные трубки радиаторов и кондиционеров;

чугунные корпуса двигателей.

В дорогих автомобилях широко применяются такие материалы, как нержавеющая сталь, латунь, титан. Со всеми этими материалами легко справляется TIG сварка.

Не обошли своим вниманием этот вид сваривания и специалисты художественных работ по металлу. Особенно выручает аргонодуговая сварка мастеров чугунного литья. Она не только прекрасно варит чугун, но и успешно устраняет трещины и каверны в готовых изделиях. Художественные изделия отличаются утончённостью форм, и в их производстве очень ценится тонкий и качественный шов, присущий аргоновой сварке.

Все вышеупомянутые сферы применения очень важны, но основная масса работ с использованием аргонно-дуговой сварки приходится на длинный перечень производств, в которых используется нержавеющая сталь. Устойчивость от коррозии этой стали придают присадки, которые выгорают при обычных способах сваривания. Защитный газ при сваривании TIG аппаратами защищает шов от окисления кислородом воздуха, что позволяет сваривать все виды высоколегированных сталей.

Технология и принцип работы

Аргонодуговая сварка работает на том же принципе, что и ручная дуговая сварка плавящимся электродом, но имеет ряд специфических особенностей. Дуга зажигается между неплавящимся вольфрамовым электродом и свариваемым металлом в среде защитного газа, который подаётся по корпусу горелки. При необходимости, в зону сваривания вручную подаётся присадочный материал.

При автоматическом режиме аргонодуговой сварки необходимо подключение дополнительного устройства – осциллятора. Такая необходимость возникает ввиду плохих условий зажигания дуги в среде аргона. В автоматическом режиме сложно обеспечить касание металла электродом, как при ручной сварке, и дугу приходится зажигать на некотором расстоянии электрода от металла.

Физическое свойство аргона (высокий потенциал ионизации) не позволяет зажечь дуговой промежуток низким напряжением. Осциллятор вырабатывает напряжение в несколько десятков тысяч вольт, что позволяет «пробить» промежуток между неплавящимся электродом и изделием и создать условия для загорания низковольтной дуги. Поджиг дуги без физического касания электродов металла исключает такое вредное явление, как оплавление и загрязнение вольфрамового электрода.

Технологические режимы для этого вида сваривания разнятся в зависимости от рода используемого сварочного тока: переменного или постоянного. Различия имеют и режимы для сваривания различных металлов. При сваривании на постоянном токе осциллятор отключается после зажигания дуги в начале процесса. Если сваривание ведётся на переменном токе, то осциллятор остаётся включённым и подаёт импульсы при каждой смене полярности, вновь и вновь ионизируя дуговой промежуток. В таком режиме варится алюминий. Изменение направления тока не позволяет образовываться оксидной плёнке на поверхности металла.

При сваривании на постоянном токе необходимо учитывать распределение тепла между электродом и изделием. Две трети на аноде и одна треть на катоде – такое распределения тепла при прямой полярности подключения. Именно такое подключение используют при сваривании изделий из всех видов стали и титана. В этом случае две трети тепла позволяют лучше прогреть свариваемый материал.

Из технологических особенностей ещё можно отметить условия, требующие добавления кислорода в защитный газ. Добавляют 3-5% кислорода, если необходимо избежать малейшей пористости в сварочном шве. Аргон в смеси с кислородом обеспечивает более надёжную защиту сварочного шва от влаги и вредных включений. Все случайные примеси и включения просто сгорают в кислородной среде.

Преимущества и недостатки аргонодуговой сварки

Главными достоинствами аргонодуговой сварки являются шов высокого качества и практически неограниченный перечень металлов, которые можно сваривать этим способом. Это преимущество приобретает особую ценность, когда необходимо сваривать материалы, которые иным способом сварить невозможно вообще. Второе, что выделяет этот вид сварки - малый нагрев свариваемых изделий. При незначительном нагреве изделия не подвержены деформациям, а это очень ценно при сваривании деталей сложной конфигурации.

К недостаткам обычно относят сравнительную дороговизну метода, сложность необходимого оборудования и необходимость высокой квалификации сварщиков при сварке аргоном.

Режимы аргонодуговой сварки

Режим сварки аргоном состоит из ряда параметров, которые необходимо правильно задать. Главными параметрами режима такой сварки являются следующие:

Читайте также: