Что нужно для аргонной сварки

Обновлено: 17.05.2024

Определение «аргонно дуговая сварка» не совсем верно с технологической точки зрения – правильнее было бы сказать «дуговая сварка в инертной или аргоновой среде». Сам газ Ar не относится к числу горючих элементов таблицы Менделеева, наоборот, в процессе он защищает шов от нежелательного вмешательства в горение других газов. Этот метод позволяет работать с разными цветными металлами и сплавами.

Необходимая техническая информация

Зачастую необходимость в аргонно-дуговой сварке возникает не только на предприятиях, но и дома. Например, вам потребуется ремонт автомобиля или электрического бойлера, где бак сделан из нержавеющей стали, хотя есть много других агрегатов, в изготовлении которых задействованы сплавы и цветмет. Поэтому, зная технологию процесса, вы сможете научиться варить самостоятельно.

Что это такое

Эта технология предусматривает на первый взгляд странное гибридное сочетание газа и электричества. Тем не менее, метод сварки в среде аргона функционирует и позволяет работать практически со всеми металлами. Более всего такой метод востребован для сварки нержавеющей стали, чугуна, меди и алюминия – их чаще всего используют при создании разных узлов и механизмов. В бытовом плане практически каждый человек сталкивается с продуктами, где применялся аргонно-дуговой метод – это маленькие бронзовые крючки для вешалки, различные люстры, бра и торшеры или задняя часть нашего холодильника.

Как видите, аргонно-дуговая сварка или, точнее, продукты, которые невозможно было бы сделать без её применения, окружают нас в быту, следовательно, такой метод очень даже может пригодиться любому домашнему умельцу. Но, как известно, рождение хорошего специалиста-практика всегда должно быть подтверждено теоретическими знаниями, и иначе не бывает. Здесь, конечно, не понадобится изучать состав элементов по таблице Менделеева, но вот без знания и понимания физических процессов плавления металлов в инертной среде никак не обойтись.

Технология сварки аргоном содержит в себе разрешение дилеммы: для поддержания горения нужен кислород, но O2 способствует окислению металлов, что неблагоприятно сказывается на соединении. При застывании сварочной ванны там образуется множество пузырьков, что никак не содействует прочности шва, а если это алюминий, то он попросту сгорает. Инертный аргон, подаваемый на ванну, окутывает место сварки защитным облаком, что минимализирует процесс окисления. Как видите, инертный газ является изоляцией от других элементов, которые есть в обычном воздухе в естественных условиях, то есть, от воздуха, которым мы дышим. Ar тяжелее всех составных газов из этого состава, поэтому сварочная дуга и часть ванны оказываются в его оболочке.

Примечание: в некоторых случаях вместо аргона (Ar) используют гелий (He) – это тоже инертный газ. Но такое происходит скорее в виде исключения, нежели правила, так как гелий гораздо дороже.

Обратите внимание, почему предпочтение отдают именно аргону:

Ar тяжелее всех атмосферных газов, следовательно, он способен вытеснить их из ванны;
инертный Ar не вступает в реакцию с веществами, которые присутствует во время сварочного режима.

Примечание: в некоторых случаях вместо аргона (Ar) используют гелий (He) – это тоже инертный газ. Но такое происходит скорее в виде исключения, нежели правила, так как гелий гораздо дороже.

Теперь поговорим о методах, при которых такой процесс осуществляется в настоящее время. Существует всего три способа:

Ручной. Когда сварщик работает ручной аргонодуговой сваркой, ему необходимо задействовать обе руки – в одной из них придется держать горелку, а другой пруток.
Полуавтомат. Сварщик удерживает и направляет горелку рукой, а пруток подается автоматически.
Автомат. Перемещение горелки и прутка осуществляется автоматически, но под наблюдением оператора. Также есть линии, на которых функции человека выполняет робот с числовым программным управлением.

Оборудование

Когда человек хочет разобраться, как правильно варить аргонодуговой сваркой и сталкивается с большим разнообразием материалов и инструментов, то большинство людей, как минимум, впадают в состояние растерянности. Но это только временное явление, так как современный вариант сварочного оборудования предлагает универсальные технологии, предназначенные для широкого спектра действий.

Есть три типа установок, которыми пользуются в быту и в промышленности:

Специализированные – такое оборудование предназначено для выполнения одной и той же операции. Как правило, это автоматы, которые монтируют на конвейерных линиях промышленных предприятий.
Специальные – такие агрегаты тоже больше нужны для заводов, верфей и ремонтных цехов, где обрабатываются детали одного размера.
Универсальные – установки, которые нужны и в быту, и почти на каждом производстве. Это самая обыкновенная, привычная всем ручная аргонодуговая сварка, которой можно пользоваться в двух первых случаях.

Вполне естественно, что для полноценного проведения сварочных работ нужно полное оснащение, и мы обратим внимание на комплектацию именно универсальных установок:

источник тока TIG или MIG сварки – трансформатор или инвертор;
стальной баллон в комплекте с редуктором для Ar/He;
горелка со шлангом для подачи инертного газа от баллона;
осциллятор для бесконтактного розжига;
электроды из вольфрама или графита – диаметр зависит от толщины заготовок для соединения;
присадочный пруток нужен для сваривания толстых металлоконструкций. Это проволока из металла, аналогичного заготовке. Её толщина напрямую зависит от толщины металла заготовок;
защитные средства в виде сварочной маски со специальным стеклом (для лица и глаз), а также рукавицы, как предупреждение ожогов рук.

Видео описание

TIG-сварка или Сварка аргоном для новичка.

Сварочные работы

Как и любая работа, сварочный процесс начинается с подготовки инструментов и материалов. Место, где в дальнейшем будет шов, нужно очистить от грязи и коррозии – для этого обычно используют металлическую щетку, а от чистоты краев (отсутствия там нежелательных элементов) будет зависеть качество сварки. Присадочный пруток подбирается по толщине свариваемого металла. К обрабатываемой заготовке присоединяется кабель массы (захват крокодилом), а горелка подключается к TIG и через шланг к баллону.

Существует несколько сварочных технологий, но они в основном нужны для промышленных предприятий при изготовлении деталей с повышенной точностью параметров. Поэтому, обратим внимание только на две из них:

TIG - это ручная аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом, где присадка подается вручную.
MIG/MAG – автоматизированная сварка плавящимся электродом (автоподача).

Для таких технологий можно использовать агрегаты, поддерживающие что-то одно, а можно применять универсальные аппараты, например, такие, как на верхней фотографии. В любом случае, это будет очень удобно для домашних условий, а также для начинающего (будущего) специалиста по сварочным работам.

Выбор прутка

Для заполнения сварочной ванны однородным металлом используются специальные присадочные прутки. Учитывая тот факт, что работать приходится с разными металлами, то и состав будет разным. Их можно классифицировать по однородным материалам:

нержавеющая сталь;
алюминий и сплавы;
медь и сплавы;
никель для чугуна.

Проволока

CB – указывает на принадлежность к сварке;
08 – процентный состав углерода (C);
Г – указывает на присутствие марганца (Mn);
2 – процентный состав Mn;
C – присутствие кремния (Si) ≤1%.

Если в конце маркировочной аббревиатуры стоит символ «O», это указывает на медное покрытие (омеднение). Так, проволока с медным покрытием может быть толщиной от Ø 0,8 до Ø 2,0 мм. Когда покрытие отсутствует, то сечение варьируется Ø 0,6-6,0 мм.

Аргон

Элемент, находящийся в таблице Менделеева под порядковым №18 и больше известный, как аргон (Ar), почти полностью растворяется в жидких (расплавленных) металлах и не вступает с ними в химическую реакцию. Этот газ на 38 единиц тяжелее воздуха, которым мы дышим, поэтому он обволакивает дугу и зону плавления в сварочной ванне, защищая её от окисления. Аргон, как правило, используют в сварках типа TIG, MIG/MAG.

Газ Ar чаще всего нужен:

в строительстве для аргонодуговой сварки труб из меди чугуна и нержавеющей стали;
в машиностроении и ракетостроении, например, как сварка титана в среде аргона;
в горнодобывающей промышленности.

Шланги и фитинги

Как правило, самым слабым звеном, особенно, если это ручная аргонодуговая сварка, является прорезиненный шланг, он же рукав. Как вы сами понимаете, его постоянно перемещают с места на место, и он при этом выгибается, что никак не может способствовать постоянной целостности изделия. Этого, конечно, не скажешь о металлических фитингах разного назначения – они служат гораздо дольше рукавов от любого производителя.

Что такое аргоновая сварка и как выбрать аргонодуговой аппарат.

Некоторые особенности

Как в любом процессе и технологии, у аргонно-дуговой сварки существуют некоторые особенности. То есть, здесь мы хотим обратить внимание на работу с неплавящимся вольфрамовым электродом. Когда-то люди, которые осваивали этот метод, обязательно должны были окончить профтехучилище или хотя бы пройти специальные курсы, на которые получали направление от предприятия по месту трудоустройства. Но, как всем известно, прогресс и технологии не дремлют – они упрощаются, автоматизируются и в наше время стали доступными практически для любого взрослого человека, желающего овладеть этой профессией. Можно сказать, что сейчас TIG 200A MIG/MAG можно встретить чуть ли не в каждом десятом гараже.

На первый взгляд такой способ ничем не отличается от обычной дуговой сварки в инертной среде, но это не так. Здесь есть следующие нюансы:

вольфрамовый электрод не должен касаться поверхности заготовки (как и у обычной электросварки) – здесь для создания дуги используется осциллятор;
зазор между заготовкой и электродом не должен меняться (рефлекс нарабатывается со временем), чтобы не нарушалась емкость сварочный ванны, от чего зависит качество шва.

Примечание: в отличие от электросварки здесь не нужны маятниковые колебания электрода – он должен передвигаться строго вдоль шва перед горелкой.

Режимы

Рассмотрим четыре режима:

Этот метод основан на защите сварочной ванны от кислорода, который окисляет металлы, а иногда даже способствует их прожигу (например, алюминий). Такой режим обязывает сварщика следить за аргоновой изоляцией, точнее, за направлением дуги. Начинать процесс без включения аргона запрещено, так как без такой защиты шов попросту будет испорчен. Чтобы закончить шов без возникновения окислов, нужно удерживать отключенную горелку над расплавом еще 5-15 секунд, пока еще идет подача газа.
Чтобы шов получался равномерным, скорость подачи проволоки не должна изменяться – каждый рывок будет выглядеть, как бугорок или ямка. При автоматической подаче таких проблем не возникает. В ручном способе все зависит от мастерства сварщика – он двигает горелкой и припоем вдоль шва с одинаковой скоростью (пруток обязательно перед горелкой).
Расход инертного газа будет постоянным, в соответствии с ГОСТ 10157-2016 (исправлено от 10157-79).
Настройка тока. Правильно выставить этот параметр, не имея опыта, практически невозможно. Следовательно, начинающему сварщику нужно обратиться к таблице, расположенной ниже и это без вариантов.

Важно! Для создания шва высокого качества настройки оборудования могут меняться в зависимости от металла.

Плюсы и минусы аргонно-дуговой сварки

Основные положительные стороны технологии:

в некоторых случаях самым важным, можно назвать возможность этой технологии к сварке разнородных металлов;
отличные характеристики шва – высокая точность глубины плавки краев, что особенно важно для тонких заготовок, а также при одностороннем доступе (трубы, обшивка);
для алюминия и титана это самая оптимальная технология.

в ручном режиме технически невозможно развить большую скорость;
автоматический режим не позволяет создавать точеные и разнонаправленные швы.

Сварка для начинающих (аргонно-дуговая сварка, настройка аппарата и подачи газа).

Заключение

Мы выложили основные позиции технологии и материалов для ознакомления с тем, как варить аргоновой сваркой TIG И MIG. Безусловно, прочитав только одну статью, вы не станете сварщиком – без практики в этом деле не обойтись. Но если у вас есть желание, то все обязательно должно получиться.

Аппарат для аргонной сварки: какой выбрать

Аргоновая сварка требует большего труда, но позволяет выполнять работу качественнее. При выборе аппарата необходимо учитывать особенности, присущие её использованию. Зная, на что обращать внимание, можно найти наиболее подходящее устройство. При выборе необходимо учитывать не только характеристики аппарата, но и наличие дополнительных функциональных возможностей.

Что такое аргонная сварка

При использовании такого метода, нагрев создается при помощи электрической дуги. Такой способ носит название TIG сварки. В место горения постоянно поступает инертный газ, препятствуя окислению металла. Чтобы получить нужные условия, потребуется источник тока, который обеспечивает высокую силу тока при пониженном напряжении.

Электрод в процессе сварки не плавится, что повышает аккуратность и точность работы. К изделию подключается провод массы. При прикосновении с вольфрамовым электродом, находящимся под напряжением к рабочей детали образуется дуга. Её длина должна быть 2-5 мм. Температура дуги составляет 2000-5000 градусов. Она определяется силой тока, обеспечиваемой сварочным аппаратом.

Иногда необходимо обеспечивать небольшие поперечные колебания. Это может потребоваться при сварке деталей, между которыми имеется незначительный зазор или в случае, когда требуется увеличить ширину шва. Тонкие швы сваривают, передвигая электрод по прямой линии. В последнем случае соединение становится очень аккуратным.

Во время работы иногда применяют присадочную проволоку. Её сварщик подаёт второй рукой. С её помощью можно повысить высоту шва, придать ему чешуйчатый вид, сделать наплавку дополнительного металла.

Инертный газ подаётся в горелку. Для этой цели в большинстве случаев применяется аргон. Он вытесняет из рабочего пространства воздух, препятствуя процессам окисления металла, а также исключая образование пор в шве. Аргоновая сварка создаёт красивое и прочное соединение деталей.

Струя аргона снижает температуру сопла горелки и электрода, уменьшая их износ. При завершении работы инертный газ охлаждает структуру шва.

Плюсы и минусы аргонной сварки

При использовании этого способа получают следующие преимущества:

Доступна регулировка высоты шва путём использования присадочной проволоки или отказа от него.
В процессе работы не образуются брызги раскалённого металла.
Нагрев происходит локально, исключая возникновение деформации обрабатываемого изделия.
Может надёжно соединять тонкие поверхности.
Швы, которые получаются при аргоновой сварке, имеют высокую прочность.
Не образуется шлаковая корка.
Создаются тонкие и аккуратные швы.
Получившиеся соединения обладают герметичностью.
Можно сваривать металлы, которые соединить с применением обычной сварки нельзя.
После выполнения работ часто нет необходимости в дополнительной механической обработке.

У этого способа сварки есть такие недостатки:

Процесс работы медленнее, чем при обычной сварке.
Для настройки и использования сварочного аппарата требуется обладать профессиональными знаниями и навыками.
При использовании присадки требуется корректировать подачу проволоки. Она быстро расходуется и требует постоянного внимания.
Используются вольфрамовые электроды, которые стоят дороже обычных.
Выполняя работу необходимо обеспечить наличие баллона с аргоном.
При наличии движения воздуха или сквозняка аргон сдувается, что затрудняет сварку. Для того, чтобы качественно выполнить работу, её необходимо делать в закрытом помещении или использовать защиту от ветра.
Применение керамического сопла ограничивает видимость шва.
Колпак горелки затрудняет работу в труднодоступном месте.

Аргоновая сварка позволяет сделать обработку более качественно, но требует обеспечить подходящие условия для работы.

Выбор сварочного аппарата

Для того, чтобы решить, какой сварочный аппарат необходим, нужно определить, для чего его планируется приобрести. Для этого учитывают следующее:

Требуется оценить собственный опыт работы с TIG сваркой. Если он недостаточный, то использование такой техники может стать неэффективным.
Нужно участь толщину обрабатываемых деталей и обдумать возможность использования обычного вида сварки.
Какие материалы необходимо сваривать. В некоторых случаях применение TIG сварки является наилучшим способом, в других — можно рассмотреть альтернативные варианты.
Нужно определить, планируется ли регулярно использовать эту технику или она требуется для разового применения.

Ответив на эти вопросы, можно приступить к выбору подходящей модели сварочного аппарата.

Существует модели, использующие как переменный, так и постоянный ток. Первый вариант подойдёт для работы с алюминием, магнием или с металлами, у которых имеется оксидная плёнка. Аппараты с постоянным током применяются для сварки стали, чугуна или меди. Существуют универсальные модели, позволяющие использовать тот вид тока, который необходим в конкретном случае. Их легко отличить по названию, так как в нём должны присутствовать символы «AC/DC».

Аппараты различаются в зависимости от величины используемого сварочного тока. Выбор зависит от вида тока, материала и толщины свариваемых деталей. Определив, какие нужно будет обрабатывать, выбирают технику, которая способна обеспечить подходящий режим работы.

Например, если речь идёт о стальных деталях толщиной до 6 мм, то необходимо обеспечить 200 А. В том случае, когда предстоит сваривать сталь до 1 мм или медь до 5 мм, то потребуется сила тока в диапазоне от 5 до 200 А.

При покупке надо оценить стабильность электрической дуги при токе менее 10 А. Это важно, если предполагается вести обработку тонких деталей.

Некоторые аппараты могут применять импульсный режим. Он применяется для обработки деталей небольшой толщины. Он действует с использованием малых токов. В этом режиме уменьшается тепловое воздействие на металл. В процессе работы ток периодически меняется с наибольшего до минимального и обратно.

Каждый аппарат может обеспечить ограниченное время непрерывной работы. Оно зависит от используемой силы тока и обычно составляет несколько минут. На практике такое время — не более 3-4. Поэтому можно выбрать сварочный аппарат с меньшей продолжительностью, сэкономив на этом.

Заниженный параметр приведёт к увеличению времени обработки. В этом случае потребуется часто прерывать сварку для охлаждения рабочего узла. Завышенный параметр приведёт к удорожанию стоимости аппарата.

Дополнительные функции

Нужно обратить внимание на возможность правильно проводить заварку кратера. При неаккуратной работе он может образоваться в финальной части шва. Чтобы избежать этого, необходимо обеспечить плавное уменьшение силы тока на заключительном участке. В сварочном аппарате для этой цели используется специальный режим.

Правильное выполнение включения дуги важно, так как оно исключит возникновение определённых проблем. Если электрическая дуга загорается в контакте с деталью, то возможен прожиг металла. Высокочастотный поджиг позволяет включить дугу, не прикасаясь к обрабатываемому металлу, исключая возникновение такой проблемы. При этом на детали не остаётся вольфрамовых включений. Эффект достигается за счёт кратковременной предварительной подачи более сильного тока.

Продувка инертным газом защищает шов от окисления. Она обеспечивает охлаждение вольфрамового электрода и керамической горелки. Её можно также выполнять предварительно или после отключения электрической дуги.

Нужно учитывать, какое напряжение питания необходимо для работы. Для большинства аппаратов подходит однофазное, равное 220 В. Более мощным потребуется трёхфазное, обеспечивающее 380 В.

В некоторых аппаратах дополнительно применяется жидкостное охлаждение горелки. Оно обеспечивает снижение износа и увеличение срока эксплуатации этого узла.

Дополнительное оборудование

Обычно сварочный аппарат приобретается вместе с аргоновой горелкой, однако в некоторых моделях премиального класса продаётся отдельно. Это относится, например, к определённым маркам EWM, Lincoln Electric.

Выбирая горелку, нужно учитывать следующее. Они могут кнопочным управлением или вентильного типа. Они различаются по способу включения. В первом случае их открывают при помощи нажатия кнопки, во втором — поворотом вентиля.

Длина рукава 2-5 метров. Этот параметр зависит от конкретных задач сварщика. Он определяется размером обрабатываемых деталей и требуемой степенью мобильности.

Для работы потребуется баллон с инертным газом. При регулярном использовании сварочного аппарата достаточно ёмкости 10 литров. Он небольшой — удобен при хранении и транспортировке. При работе на производстве или в мастерской приобретают баллон на 150 литров.

Чтобы его использовать, нужен шланг, который связывает его с прибором. Дополнительно будут необходимы: редуктор, а также манометры высокого и низкого давления. С помощью первого из них контролируют остаток газа, второй позволяет регулировать его подачу для работы.

Для выполнения сварки необходимы вольфрамовые электроды. Их поставляют с различными цветами наконечника в зависимости от того, с какими типами металлов будет необходимо работать. Наиболее часто применяются те, у которых наконечник имеет синий цвет.

Диаметр электродов равен 1,6-4,0 мм. Он должен соответствовать толщине обрабатываемых деталей, используемой силе тока и глубине, на которую выполняется проплавка.

Если детали плотно соединены друг с другом и не предполагается значительной механической нагрузки, то присадочную проволоку можно не использовать. В других случаях нужно предусмотреть её приобретение. Материал должен быть таким же, как у свариваемых деталей.

Иногда с помощью присадочной проволоки делают наплыв металла подходящей толщины. Обычно это нужно для последующей его обработки с целью придания заданной формы.

Аппараты для аргоновой сварки имеют больше возможностей по сравнению с обычными, но для их использования нужно обладать достаточным уровнем знаний и навыков. Аргоновая сварка позволяет не только работать более аккуратно, но и даёт возможность обрабатывать металлы, которые нельзя соединить обычным образом. Правильный выбор аппарата и дополнительных устройств поможет обеспечить выполнение прочной и качественной сварки.

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.

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.

Аргонная (аргонодуговая) сварка – технология, принцип работы, обрудование

Аргонная сварка — это распространенная технология, которая чаще всего используется, когда необходимо выполнить соединение деталей из алюминия, а также его сплавов. Аргонодуговая сварка представляет собой оптимальную технологию при необходимости соединения алюминиевых деталей, так как данный газ эффективно защищает сварочную ванну, а также расплавленный присадочный материал от негативного воздействия кислорода, содержащегося в окружающем воздухе.

Процесс аргонной сварки

Преимущества и недостатки технологии

Как известно любому специалисту-сварщику, варить алюминий очень проблематично именно по причине того, что на поверхности данного металла при его контакте с кислородом формируется оксидная пленка, отличающаяся значительной температурой плавления. Аргонодуговая сварка как раз и дает возможность эффективно защищать поверхность соединяемых деталей, а также сварочной ванны от негативного воздействия кислорода. Аргон, благодаря своим характеристикам, полностью вытесняет кислород из зоны выполнения сварки, из-за чего данный процесс протекает максимально эффективно.

Сварочный шов, выполненный в защитной среде аргона

Сварка в среде аргона успешно используется не только при работе с деталями из алюминия, но и с изделиями из других металлов: чугуна, нержавеющей стали, титана, меди, серебра, золота и др. Основными причинами, по которым сварка по подобной технологии пользуется большой популярностью, являются следующие:

высокое качество формируемых сварных соединений, в швах которых отсутствуют поры и посторонние примеси;
при осуществлении такой сварки соединяемые детали нагреваются очень незначительно, что минимизирует риск их деформации;
скорость аргонной сварки, благодаря высокой температуре сварочной дуги, достаточно высока, что делает данную технологию очень эффективной и экономичной;
шов, получаемый при осуществлении аргонной сварки, отличается равномерной глубиной проплавления;
по данной технологии можно эффективно выполнять сварку деталей из таких металлов, которые другими методами сварки не соединяются.

Аргонодуговая сварка дает возможность получать аккуратные и красивые сварные швы, что имеет большое значение во многих ситуациях.

Выполненное посредством аргонной сварки соединение фланца с трубой из нержавеющей стали

Из недостатков, которыми данная технология также обладает, можно выделить следующие:

необходимость использования достаточно сложного оборудования и осуществления его точной настройки;
для выполнения аргонной сварки от специалиста требуется наличие соответствующих навыков и опыта.

Технологические особенности сварки

Наиболее знакомым всем примером использования сварки, выполняемой в среде аргона, выступает реставрация автомобильных дисков, изготовленных из легких сплавов, выполненных на основе алюминия. В процессе такой реставрации на автомобильных дисках завариваются трещины, полученные ими в процессе жесткой эксплуатации. Выполнить такую процедуру при помощи других методов соединения металла практически невозможно, поэтому технология аргонодуговой сварки в данной ситуации является практически безальтернативной.

Ремонт легкосплавных автомобильных дисков с помощью аргонной сварки

Технология выполнения аргонной сварки предполагает использование неплавящегося электрода, который изготавливается из вольфрама. Данный металл, как известно, обладает уникальными характеристиками: температура его плавления составляет 3410 градусов, кипения — 5900 градусов, и даже пребывая в раскаленном состоянии, он сохраняет свою исключительную твердость. Что важно, при выполнении одного метра сварного шва расходуется всего несколько сотых долей грамма вольфрама.

Стойкость неплавящихся электродов, выполненных из вольфрама, становится еще выше, если легировать данный материал оксидами редкоземельных металлов: церия, лантана, иттрия, тория, циркония и др. Электрод из вольфрама располагается в центре керамического сопла, через которое в зону выполнения сварочных работ подается защитный газ.

Параметры востребованных вольфрамовых электродов зарубежного производства (нажмите для увеличения)

Принцип выполнения сварочных работ, предполагающих использование неплавящегося электрода и защитного газа, заключается в следующем.

К соединяемым деталям, как и при выполнении обычной дуговой сварки, подключается масса.
Если выполняется ручная аргонодуговая сварка, то сварщик в правой руке удерживает горелку с неплавящимся электродом, а в левой — присадочный материал, из которого и формируется сварной шов.
При нажатии кнопки на держателе между вольфрамовым электродом и поверхностью соединяемых деталей зажигается электрическая дуга, которая обеспечивает плавление кромок соединяемых деталей и присадочного материала. Такая дуга, по сути, является основным инструментом, используемым при выполнении аргонной сварки.
В отличие от принципа выполнения обычной электросварки, соединение деталей из алюминия при помощи вольфрамового электрода и присадочного прутка не предполагает совершение последним поперечных движений, а только выполняемых в продольном направлении.

В качестве присадочного используется металл, по своему химическому составу максимально соответствующий составу материала, из которого изготовлены соединяемые детали. Основным назначением такого материала является заполнение зазора между соединяемыми деталями и, соответственно, формирование сварного шва.

Тепловая энергия, которая необходима для плавления кромок соединяемых деталей и присадочного материала, формируется при помощи электрической дуги, горящей между электродом и поверхностью соединяемых деталей. Зона сварки, в которую нельзя допускать поступления азота и кислорода из окружающего воздуха, защищается при помощи аргона, вытесняющего данные газы из рабочей области.

Такая сварка по принципу своей работы представляет собой гибрид электрической и дуговой сварки. От электрической эта сварка получила дугу, создающую тепловую энергию, а от газовой — принцип защиты зоны сварки, для которой используется инертный газ аргон.

Оборудование для сварки

Одними из важнейших элементов для выполнения аргонной сварки являются горелки, наиболее популярными моделями которых являются РГА. Требования к таким горелкам, выбираемым в соответствии с силой сварочного тока и диаметром используемых электродов, оговариваются в ГОСТ 5.917-71.

Габаритные размеры и технические параметры горелок должны соответствовать требованиям стандарта

Наиболее распространенными моделями горелок, выпускаемых в соответствии с требованиями данного ГОСТ, являются РГА-150 и РГА-400. Первые могут использоваться со сварочными токами со значением до 200А, у них естественное охлаждение, а диаметр электродов, с которыми они способны работать, находится в пределах 0,8–3 мм. Горелки второго типа, согласно требованиям ГОСТ, могут работать со сварочными токами до 500А, они отличаются водяным охлаждением, а электроды, использующиеся вместе с ними, имеют диаметр 4–6 мм. Требования данного ГОСТ также оговаривают параметры горелок, которые изготавливаются из керамических материалов.

Горелки, которые также называют соплами, могут иметь различную форму: цилиндрическую, коническую, профилированную. При выполнении аргонной сварки внутри помещений, где нет ветра, используют горелки конической и цилиндрической формы и небольшого диаметра. Если сварка выполняется на открытом воздухе, то применяют профилированное или цилиндрическое сопло, диаметр выходного отверстия у которого увеличен. Также имеется и удлиненный тип горелок, используемых в том случае, если аргонную сварку выполняют в труднодоступных местах.

Сварка, осуществляемая в среде защитного газа аргона, может отличаться различным уровнем автоматизации технологического процесса. В зависимости от данного параметра, аргонную сварку подразделяют на следующие виды:

ручная;
механизированная;
автоматизированная;
роботизированная.

Естественно, что оборудование, используемое в каждом конкретном случае, а также стоимость выполнения технологических операций, будут отличаться.

Многофункциональный сварочный пост для промышленного использования

Для каждого из вышеперечисленных типов работ характерны свои особенности, которые заключаются в следующем.

Ручная сварка в аргонной среде. При выполнении такой сварки перемещение горелки и подача сварочной проволоки осуществляются вручную. Электрическая дуга, за счет которой осуществляется плавление кромок соединяемых деталей и присадочной проволоки, создается при помощи неплавящегося вольфрамового электрода.
Сварка механизированного типа, выполняемая в среде аргона. Технологический процесс данного типа предполагает, что горелкой сварщик управляет вручную, а присадочная проволока подается в зону сварки в механизированном режиме.
При выполнении автоматизированной аргонной сварки как подача присадочной проволоки, так и движение горелки, осуществляются в автоматизированном режиме, а контроль за данными процессами осуществляет оператор.
При использовании роботизированного оборудования участие в технологическом процессе человека сведено к минимуму. Все режимы выполнения аргонной сварки в данном случае контролирует автоматика.

Работа механизированной сварочной каретки

Особенности оборудования

Оборудование, при помощи которого выполняют сварку в среде защитного газа аргона, подразделяется на несколько основных категорий:

оборудование специального типа;
универсальное;
специализированного назначения.

Наиболее востребованным как в производственных, так и в домашних условиях, является оборудование универсального типа, которое позволяет использовать всевозможные режимы аргонной сварки и качественно выполнять соединения деталей различного типа.

Самодельный сварочный стол

Так называемый сварочный пост, на котором осуществляют сварку в среде защитного газа при помощи неплавящегося электрода, должен быть оснащен следующим основным и вспомогательным оборудованием:

источником постоянного или переменного тока;
комплектом горелок, которые используются при работе с токами разного типа;
специальным устройством, называемым осциллятор, которое обеспечивает быстрое зажигание сварочной дуги и ее поддержание в стабильном состоянии;
оборудование, которое отвечает за управление сварочным процессом, а также за безопасность сварщика и защиту сварочного аппарата;
устройства, обеспечивающие стабильность параметров сварочного тока.

В последнее время все чаще используются инновационные методики аргонной сварки. Такие методики, естественно, требуют использования дополнительного оборудования, позволяющего не только повысить эффективность выполнения процесса сварки, но и значительно улучшить качество формируемого соединения. Такие технологии, кроме того, дают возможность сваривать детали, отличающиеся значительной толщиной.

К одной из таких методик, которая в последнее время приобретает все большую популярность, относится сварка с использованием пульсирующего тока. В тот момент, когда импульс тока поступает в зону сварки, кромки соединяемых деталей и присадочный материал расплавляются, а в паузах между такими импульсами они кристаллизуются. Такие импульсы при помощи автоматизированной системы управления сварочным аппаратом синхронизируются с перемещением сварочной дуги, что и обеспечивает формирование качественного соединения. Кроме того, воздействие на соединяемые детали короткими импульсами сварочного тока исключает риск их перегрева и, как следствие, последующего коробления.

Среди современного оборудования, используемого для выполнения сварки в среде защитного газа, следует отметить модели, где реализована функция подогрева присадочной проволоки перед ее подачей в сварочную зону. Такая опция позволяет получать качественные и надежные сварные соединения.

Сварка с подачей «горячей» присадочной проволоки (TIG Hot-Wire)

На современном рынке также можно приобрести модели устройств, сварочные работы которыми выполняются при помощи нескольких неплавящихся электродов. Такое усовершенствование позволяет не только выполнять аргонную сварку с высокой скоростью, но и получать при этом качественные сварные соединения. Для того чтобы реализовать в оборудовании для аргонной сварки такие и многие другие опции, достаточно оснастить его дополнительными блоками и навесными приспособлениями.

Но, конечно, самым распространенным устройством, успешно используемым для выполнения сварочных работ в среде аргона, является инвертор. Такое универсальное устройство, которое может одинаково успешно применяться и в производственных условиях, и в быту, позволяет выполнять качественные сварные соединения даже сварщикам, не обладающим высокой квалификацией и большим опытом работы. Существенными плюсами использования таких устройств является и то, что они достаточно просты в освоении и не вызывают больших сложностей в эксплуатации и обслуживании.

Самостоятельное выполнение сварочных работ

Чтобы всегда иметь возможность выполнять аргонную сварку, кроме самого сварочного аппарата — инвертора или трансформаторного устройства, понадобятся:

горелки, в которых будет устанавливаться вольфрамовый электрод;
баллон, где будет находиться защитный газ;
клапаны и редуктора, с помощью которых станет регулироваться подача защитного газа;
защитные средства: специальная маска, перчатки и др.

Защитная маска сварщика с автоматическим светофильтром

Перед выполнением аргонной сварки поверхности соединяемых деталей следует тщательно очистить от загрязнений, масла, жировых пятен, оксидной пленки: в случае, когда варить необходимо детали из алюминия и сплавов на основе данного металла. Для совершения такой очистки используются органические растворители, а оксидную пленку удаляют при помощи металлической щетки или шлифовальной машинки.

Прежде чем зажечь сварочную дугу, необходимо включить подачу защитного газа, что выполняется за 7–10 секунд до начала процесса. Также после окончания сварки необходимо подождать несколько секунд (5–7) и только после этого выключить подачу газа.

Неплавящийся электрод при выполнении аргонной сварки располагается как можно ближе к поверхности соединяемых деталей, что обеспечивает высокую стабильность электрической дуги и качественный проплав кромок соединяемых деталей.

Как уже говорилось выше, поперечные движения присадочной проволокой не совершаются, она двигается только вдоль будущего сварного шва. Что важно, присадочную проволоку перемещают впереди горелки.

Чтобы кратер сформированного сварного шва отличался высокой надежностью, его заваривают при пониженной силе тока, для чего используют реостат.

Регулятор сварочного тока

Выполняя аргонную сварку, крайне важно следить за тем, чтобы электрод и присадочная проволока не выходили за пределы зоны действия защитного газа. Если пренебречь этим требованием, то можно столкнуться с тем, что сварной шов будет выполнен некачественно.

Экономическая выгода от выполнения сварки своими силами

Услуги по выполнению аргонной сварки сегодня предоставляют многие компании и частные мастера. Стоимость таких услуг, которые трудно назвать дешевыми, зависит от объема и сложности предстоящих сварочных операций, используемого оборудования, квалификации специалиста.

Если потребность в выполнении аргонной сварки у вас постоянная, то можно серьезно сэкономить на стоимости профессиональных услуг, если приобрести соответствующее оборудование и выполнять сварку самостоятельно. О правильности подобного решения говорит и тот факт, что освоить азы аргонной сварки можно за достаточно короткий промежуток времени. Но, конечно, если потребность в выполнении такой сварки у вас возникает нечасто, то лучше воспользоваться услугами специалистов, которые имеют в своем распоряжении все необходимое для того, чтобы оперативно и качественно осуществить подобный технологический процесс.

И, напоследок, интересное видео о нюансах аргонодуговой сварки различных металлов и особенностях ее применения на практике.

Читайте также: