Что входит в оборудование для аргонодуговой сварки

Обновлено: 18.05.2024

Сварка в защитной атмосфере инертных газов — одни из наиболее универсальных способов создания сварных соединений. С его помощью можно сварить нержавеющую сталь и цветные металлы – самые сложные для сварки материалы, требующие высокой квалификации сварщика. Для работы этим способом понадобится аппарат аргонодуговой сварки и вспомогательное оборудование. Несмотря на сложность устройства, его простую версию можно собрать своими руками.

Описание технологии TIG

Для сварки в аргоновой атмосфере потребуется сложный комплекс оборудования, включающий в себя:

сварочный аппарат, полуавтоматический или просто инвертор, выдающий напряжение в 60-70 вольт;
опытные сварщики могут использовать вместо инвертора сварочный трансформатор;
осциллятор, генерирующий высоковольтные (до 6 киловольт) и высокочастотные (до 500 килогерц) импульсы для разжигания и поддержания дуги переменного тока;
система подачи газа в зону сварки, состоящая из газового баллона, редуктора и шланга;
керамическая горелка аргоннодуговой сварки с форсункой, через которую подается защитный газ;
вольфрамовый неплавящийся электрод;
присадочная проволока.

В ходе подготовки к сварке необходимо так же, как и при использовании других методов, провести зачистку и обезжиривание зоны шва.

В правой руке сварщика находится горелка с вольфрамовым электродом, в левой — присадочный пруток. За 10-15 секунд до начала работы в сварочную зону подают газ. Когда он вытеснит воздух и создаст защитное облако, кончик электрода поводят на расстояние 2-2,5 мм к заготовке и разжигают дугу высоковольтным импульсом.

Присадочный пруток аккуратно, не касаясь электрода, вводят в рабочую зону. Он плавится и вместе с расплавленными кромками заготовок образует шовный материал. Горелку и вслед за ней пруток плавно ведут по линии шва, точно сохраняя их взаимное положение.

Оборудование и установки

На производствах используется несколько конфигураций установок для аргонодуговой сварки. Оборудование для сварки аргоном может работать в нескольких основных режимах:

Ручной. Используется инвертор или трансформатор. Присадочный пруток и горелка ведутся вручную. Требует высокой квалификации работника и отличной координации движений.
Полуавтоматический. Сварочный полуавтомат подает аргон и присадочную проволоку через универсальную горелку. Требования к квалификации существенно снижаются.
Автоматический. Работа идет в камере, заполненной газом. Мобильный сварочный аппарат перемещается вдоль линии шва под внешним управлением или по автономной программе. Используется на крупных предприятиях.

Исходя из назначения, различают следующие виды оборудования, используемого для аргонной сварки:

универсальное, используемое для выполнения любых видов операций;
специализированное, специально модифицированное для выполнения определенных операций, таких, как сварка тавровых профилей или трубопроводов большого диаметра;
узкоспециализированное, настроенное и снабженное специальной оснасткой выполнения одно операции в массовом производстве. При смене операции

Инверторные аппараты

Наиболее сложным компонентом комплекса оборудования является инверторный сварочный аппарат. Такие источники отличаются от сварочных трансформаторов малым весом, габаритами и высокой стабильностью рабочих режимов. Они не зависят от бросков напряжения в питающей электросети и сами не вызывают таких бросков.

Кроме того, такие аппараты оснащены полезными дополнительными системами, облегчающими розжиг дуги и препятствующими «залипанию» электрода. Устройства имеют встроенный переключатель полярности и режимов работы, нажатием нескольких клавиш можно от сварки порошковой проволокой перейти к аргонодуговой и обратно.

[stextbox аппараты-инверторы, поддерживающие режимы MMA (ручная сварка), MIG/MAG (сварка проволокой в защитной атмосфере) и TIG (сварка в аргоновой среде вольфрамовым электродом) по цене становятся доступны и домашним мастерам.[/stextbox]

Горелка с вольфрамовым электродом

Для создания дуги используется неплавкий вольфрамовый электрод. Он не плавится и не становится присадочным материалов. Электрод вставлен в керамическую горелку. Через нее же в зону сварки подается аргон. Мощные горелки для сварки сильным током оснащены водяным охлаждением. Основными характеристиками горелки аргонодуговой служат:

сварочный ток;
способ охлаждения;
длина сварочного шланга;
тип включения газа: вентиль или кнопки;
тип разъема для подключения.

[stextbox должна иметь термостойкое сопло и быть совместима с остальным оборудованием комплекса.[/stextbox]

Достоинства и недостатки

Способ обладает следующими достоинствами:

прочный и долговечный шов;
относительно низкая рабочая температура обеспечивает работу с тонкостенными деталями и сложными пространственными конструкциями без тепловых деформаций;
работа с цветными металлами и сплавами, химически активными в горячем состоянии;
высокая производительность.

Недостатками технологии являются:

сложность оборудования и его настройки;
высокая себестоимость шва;
высокие требования к квалификации персонала;

Преимущества метода перевешивают его недостатки при работе с нержавеющей сталью и цветными сплавами в различных комбинациях. Многие из этих материалов практически не поддаются сварке другими способами.

Выбор аппаратов

При выборе оборудования для аргонной сварки прежде всего нужно исходить из тех операций, которые собираются выполнять, перечня и толщины свариваемых материалов. Опытные

сварщики рекомендуют учитывать следующие нюансы:

сварка алюминия и его сплавов потребует работы с постоянным и переменным током;
нержавейку следует варить аппаратом, имеющим импульсный режим;
заготовки толщиной до 5-7 мм хорошо провариваются рабочим током до 200А, для более толстых лучше взять мощный агрегат с током до 300А;
для систематической продолжительной работы (по несколько часов в день или даже полную смену) следует выбрать оборудование с возможностью водяного охлаждения горелки

Производители оснащают свои аргонно дуговые сварочные аппараты большим числом дополнительных функций. Они существенно увеличивают стоимость оборудования. Прежде чем приобретать модель с таким оснащением, следует убедиться в том, сто оно вам действительно нужно и будет часто использоваться.

Характеристики

На выбор оборудования влияют и несколько основных параметров оборудования, приведенных ниже:

Диапазон рабочего тока

Если планируется варить детали разной толщины, от тонких листов до массивных плит, потребуется не только работа мощным током, но и сварка на минимальном режиме.

Так для сварки тонкостенных изделий из нержавейки потребуется ток в 5-10 А, а для алюминиевых деталей толщиной до 10 мм- 240А.

Чтобы не покупать два аппарата, лучше выбрать один с большим диапазоном

Снижение

Кроме работы по тонким листам, малый ток очень важен в начале шва и при его окончании. Опытные мастера стартуют шов при минимальных значениях, чтобы избежать прожога листа. Работа малыми токами также необходима при выполнении сложных угловых швов.

В конце шва также рекомендуется уменьшать ток, чтобы исключить разбрызгивание и обеспечить равномерное заполнение сварочной ванны.

Переменный и постоянный

Черный металл, нержавейку и медь варят постоянным током. При соединении алюминия, магния и используют и переменный ток. Постоянная перемена полярности разрушает образующуюся окисную пленку и повышает качество шва.

При этом форма импульса регулируется так, чтобы добиться оптимального соотношения между положительной и отрицательной полуволной, соответствующим фазе прогрева и снятию окислов.

Простота использования

Методика сварки в атмосфере аргона отличается сложностью и требует навыка от сварщика. Поэтому удобные и ясно обозначенные рукоятки и кнопки для управления режимами аппарата существенно облегчат освоение технологии начинающим сварщиком Выносная педаль управления рабочим током позволит сосредоточить внимание на самом процессе сварки.

[stextbox Горелка должна удобно лежать в руке, шланг — не стеснять движений кисти.[/stextbox]

Дополнительно

Чтобы завершить формирование комплекса сварочного оборудования, потребуется также комплектующие для проведения аргонодуговой сварки:

аргонный редуктор с фильтрами газовым клапаном;
средства индивидуальной защиты: маску-хамелеон и спилковые краги;
горелка под аргон;
компоненты редуктора;
Потребуются также привычные аксессуары сварщика – угловая шлифмашина для зачистки и растворитель для обезжиривания.

Источники питания

Специализированные источники питания используются на средних и крупных предприятиях, при серийном и массовом производстве.

К таким устройствам относят:

осциллятор;
приборы для контроля рабочего цикла;
источник тока;
блоки поджига и стабилизации дуги.

В частных мастерских и небольших бизнесах стараются применять универсальные многорежимные устройства. В них все эти блоки интегрированы в качестве основных или дополнительных функций.

Шланги

Приобретаемый шланг должен по назначению и разъемам соответствовать сварочному аппарату и горелке.

Если планируется выполнение строго определенных видов работ, то можно сэкономить и купить шланг, постоянно присоединенный к горелке.

Для сохранения универсальности набора оборудования лучше потратиться на универсальный шланг со сменными горелками, каждая из которых наилучшим образом выполняет свою операцию.

Электроды

Электроды для сварки в среде аргона различаются по своему составу и назначению. Интернациональная система обозначений расходников выделяет следующие популярные виды:

WP зеленый. Это стержни сделаны из вольфрама практически без примесей, чистота 99, 5%. Они оптимизированы для работы переменным синусоидальным напряжением с осциллятором. Рекомендованы для сварки алюминия, магния.
WZ-8 белый. В них добавлен оксид циркония. Обеспечивает высокостабильную электродугу, рекомендован для алюминиевых, бронзовых и никелевых сплавов.
WT-20 красный. С добавлением небольших количеств тория. Демонстрируют большую стабильность электродуги, чем чисто вольфрамовые. Ввиду радиоактивности тория необходимо исключить риск вдыхания сварщиком паров или аэрозолей. Следует обеспечить мощную вытяжную вентиляцию или автономное дыхание в маске. Ториевые электроды оптимизированы для работы постоянным током и используются для сварки нержавейки, титана и других цветных и редких металлов.
WY -20 темно-синий. С добавлением около 2% иттрия. Оптимизирован для сварки особо нагруженных швов постоянным током.

[stextbox Следует строго соблюдать рекомендации по использованию электродов.[/stextbox]

Как выбрать для домашних работ?

Какой аппарат выбрать? Универсальный агрегат, способный сваривать все со всем, обойдется в сотни тысяч рублей, причём три четвери его возможностей, скорее всего, не будут использованы. Для того, чтобы правильно выбрать хороший аппарат для домашней мастерской, требуется четко очертить круг предстоящих работ. Приобретение комплекса для сварки в аргоновой среде имеет смысл, если объем предстоящих работ значителен.

Полезно будет перед покупкой изучить мнения опытных сварщиков, их отзывы о работе с той или иной моделью. Такие отзывы можно найти на профессиональных форумах.

Важно также правильно выбрать такие параметры вашего аппарата, как:

максимальный и минимальный сварочный ток;
режимы работы: смена полярности постоянного тока, переменный ток, импульсный и ассиметричный токи;
тип присоединения для сварочного шланга;
вид охлаждения горелки;
дополнительное оборудование в комплекте поставки;
отношение цена/производительность и цена/качество.

Дополнительное оборудование, входящее в комплект поставки, обойдется существенно дешевле, чем приобретенное отдельно. Немаловажно, чтобы эти бонусы от поставщика были действительно необходимы, поскольку общую цену покупки они могут задрать весьма ощутимо.

Самодельный агрегат для AC и DC сварки – возможно или нет?

В сети можно найти немало описаний, схем и даже видео о том, как народный умелец самостоятельно собрал TIG-аппарат и заварил на нем пару швов. Многие нюансы в таких историях остаются за кадром.

Собирать самодельное устройство имеет смысл при выполнении следующих условий

в распоряжении домашнего мастера есть разрозненные, но практически исправные блоки и узлы сварочного оборудования,
он обладает достаточными рабочими навыками и инженерными знаниями в электротехнике и электронике;
у мастера много свободного времени и хорошо оборудованная мастерская.

При покупке готовых компонентов в магазинах, с учетом затраченного времени, аппарат для аргоновой сварки, собранный своими руками, обойдется едва ли не дороже покупного, но никогда не сможет достигнуть его показателей по производительности, функциональности и энергоэффективности.

В то же время простейшую ТИГ-горелку можно сделать своими руками. Корпус вырезается из эбонита, втулку для крепления электрода лучше сделать из фарфорового корпуса отработавшей автомобильной свечи зажигания. Выше втулки нужно закрепить зажим-цангу подходящего диаметра. Трубку для подачи газа лучше взять от старой горелки. Особое внимание следует уделить уплотнению соединений и изоляции токоведущих частей.

Что такое аргонодуговая сварка, какова ее технология? Виды сварки в среде аргона

Одной из разновидностей сварки является процесс, который проводится в защитном газе. Аргонодуговая сварка – дуговая сварка, в рамках которой в качестве защитного газа выступает аргон.

Что такое аргонодуговая сварка

Нередко возникает необходимость сварить пластичные материалы, которые не соединяются при обычных видах сварки. Например, медь, алюминий, титан и пр. Для создания прочной и неразъемной конструкции из указанных металлов может применяться сварка аргоном.

Аргонодуговая сварка проходит в среде инертного газа – аргона. Именно поэтому так и называется данный сварочный процесс.

Использование такого газа, как аргон, в процессе соединения деталей обусловлено необходимостью защиты от окисления за счет соприкосновения с кислородом. Аргон тяжелее и плотнее воздуха на 38%, он покрывает сварочную зону и не допускает кислород в зону с сопрягаемыми поверхностями.

Под воздействием кислорода серьезно страдает качество сварных швов, а алюминий может воспламениться. Именно поэтому и используется аргон.

Помимо аргона, при дуговой сварке применяются иные газы, создающие изоляционную среду. Это гелий, активный азот, водород, двуокись углерода.

ГОСТы

При использовании данного способа необходимо учитывать следующие законодательные нормативы и стандарты:

ГОСТ 5.917-71. Горелки ручные для аргонодуговой сварки;
ГОСТ 14771-76. Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные;
ГОСТ 18130-79. Полуавтоматы для дуговой сварки плавящимся электродом;
ГОСТ 14806-80. Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов в инертных газах. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры;
ГОСТ 2246-70. Проволока стальная сварочная. ТУ;
ГОСТ 23949-80. Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся;
ГОСТ 10157-79. Аргон газообразный и жидкий. ТУ;
ГОСТ 7871-75. Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов;
ГОСТ 13821-77. Выпрямители однопостовые с падающими внешними характеристиками для дуговой сварки.

Виды аргоновой сварки

Различают несколько разновидностей аргоновой сварки. Она может проводиться такими способами:

В основе классификации, помимо степени автоматизации процесса, лежат виды используемых электродов.

Электроды бывают плавящиеся и неплавящиеся. Примером последнего электрода выступает тугоплавкая вольфрамовая проволока, которая позволяет обеспечить надежное соединение деталей, даже если они по своему типу относятся к разнородным материалам. Реже применяется графит.

Электроды производятся с разными диаметрами и материалами для отличающихся свариваемых металлов.

Таким образом, различают такие виды аргоновой сварки, как:

Ручная – с использованием неплавящегося электрода (этот вид маркируется как РАД).
Автоматическая – с использованием неплавящихся электродов (маркируется как ААД).
Автоматическая – с использованием плавящихся электродов (маркировка – ААДП).

Наибольшее распространение сегодня приобрели два способа сварки — ААД и РАД.

Использование плавящихся электродов возможно только в автоматическом режиме. Для этого применяются особые установки и аппараты, которые сваривают спецгорелкой, оснащенной электродвигателем, который передает проволоку из катушки. Плавящийся электрод одновременно используется для поджога и выступает паяльным материалом. Проводник в процессе поджога плавится и предоставляет массу для шва.

Схема аргонодуговой сварки

Автоматическая аргонодуговая сварка в основном применяется только на различных промышленных предприятиях (в частности, по производству металлоконструкций, для сварки в стационарных и монтажных условиях медных шин), что связано с дороговизной автоматических установок и сложностью их настройки. Гораздо проще сварить несколько деталей вручную, но если требуется высокая производительность, то без оборудования не обойтись.

Виды оборудования

Для аргонодуговой сварки может применяться 4 типа оборудования:

Ручная сварка предполагает, что сварщик своими руками должен держать горелку и присадочную проволоку.
Механизированный вариант, при котором сварщик держит горелку, а подача проволоки осуществляется механизированным способом.
Автоматическая аргонодуговая сварка – при данном способе реализации процесса сварщик не нужен, он заменяется оператором, который следит за процессом, потому что подача горелки и присадочной проволоки производится в автоматической режиме.
Роботизированный сварочный процесс – в данном случае не нужен ни сварщик, не оператор, вся процедура производится в рамках программы, которая полностью отвечает за процесс производства.

Технология

Рассмотрим технологию аргоновой сварки на основе ручной с неплавящимся электродом.

Необходимое оборудование

Сварочное оборудование включает в свой состав:

Сварочный аппарат любого типа для дуговой сварки с напряжением 60-70 вольт.
Силовой контактор, который подает напряжение от сварочного материала на горелку.
Осциллятор – прибор, преобразующий сетевое напряжение в 220 вольт и частотой колебания в 50 ГЦ в напряжение 2000-6000 вольт. Указанные параметры тока позволяют легко сформировать дугу.
Горелка керамическая.
Устройство для обдува сварной зоны аргоном.
Баллон для аргона.
Электрод и присадочная проволока.

В качестве дополнительных опций может выступать регулятор времени по обдуву аргонов, шланги и фитинги и пр.

Если требуется рассчитать экономическую эффективность дуговой сварки в защитном газе, то, помимо стоимости самого сварочного аппарата, нужно учесть цену расходных материалов: присадочных прутков, проволоки, аргона в баллонах, шлангов с разными размерами и пр.

Присадочная проволока производится из различных материалов: алюминиевых, чугунных, нержавеющих, медных и пр.

Примерная стоимость сварочной проволоки на Яндекс.маркет

Аргон подается из специальных баллонов со стандартным рабочим давлением 150 АМ. Баллоны бывают различного объема: на 5,10,20,40 литров и пр. Именно газ выступает основным и наиболее дорогим расходным материалом при данной сварке.

Примерная стоимость баллонов с аргоном разных объемов на Яндекс.маркет

Шланги, фитинги и прочие детали для работы часто изнашиваются, поэтому они подлежат периодической замене.

Также нельзя забывать, что для проведения работ нужны средства индивидуальной защиты: перчатки, маска, роба.

Этапы выполнения

При выполнении аргонодуговой ручной сварки необходимо придерживаться следующего алгоритма действий:

Настроить сварочный режим.
Очистить соединяемые металлы.
Включить на рукоятке горелки кнопку для подачи защитного газа в сварную зону (горелку следует взять в правую руку). Это нужно сделать примерно за 20 секунд до начала сварки. Присадочная проволока должна быть в левой руке.
Горелка опускается так, чтобы между электродом и поверхностями осталось расстояние до 2 мм. Электрод из горелки должен вставляться в горелку, чтобы на поверхности оставался стержень длиной не более 5 мм.
Включить сварочный аппарат и передать напряжение на электрод. Между ним и металлом возникает дуга, а из горелки подается в зону сварки аргон. Присадочная проволока под действием электрической дуги расплавляется и покрывает зазор.
Осуществить медленное движение вдоль шва.

Электрод желательно не зажигать при помощи соприкосновения со свариваемыми металлами, как при обычной сварке, для этого используется осциллятор (он подает высоковольтные импульсы для зажигания дуги). Без него вольфрамовый электрод загрязняется.

Что влияет на качество и размеры сварного шва

Для правильной сварки нужно соблюдение четырех базовых принципов:

Правильные настройки: для удержания нужной дуги необходимо отрегулировать подачу газа, тока, прута и пр.
Мастерство сварщика, которое гарантирует непрерывное создание качественного шва.
Правильно организованное рабочее место. В данном случае важно наличие жаропрочного стола, возможность фиксации детали, хорошая вентиляция и пр.
Правильная настройка оборудования для работы.

Знание определенных правил при сварке аргоном позволяет добиться высокого качества сварного шва:

Для создания узкого и глубокого шва стоит придерживаться только продольного движения электрода и горелки. Любые поперечные движения и отклонения уменьшат качество соединения. Поэтому в процессе сварки нужна аккуратность и внимание сварщика.
Чем длиннее сварочная дуга, тем шире получается шов и меньше его глубина. В конечном итоге от этого снижается качество соединения. Поэтому в процессе рекомендовано как можно ближе держать неплавящийся электрод к стыку.
Подачу присадочной проволоки нужно производить как можно более равномерно и плавно, резкая подача недопустима.
Газ лучше подавать с противоположной стороны сварочной дорожки. Это, конечно, увеличит его расход, но существенно увеличит качество.
Присадочная проволока вместе с электродом обязательно должны находиться в сварочной зоне, прикрытой аргоном, чтобы не допускать сюда азот и кислород.
Проволока подается перед горелкой с электродом под углом, что обеспечивает ровность шва и небольшую его ширину.
Важно достигать хороших значений проплавленности. В аргонодуговой сварке она определяется по визуальному осмотру шва: если он округлый и выпуклый, то это свидетельство недостаточного проплавления поверхности.
Сварка под аргоном не должна начинаться и заканчиваться резко, иначе будет открыт доступ кислорода и азота в сварную зону. Рекомендуется начать сварку через 15-20 секунд после подачи инертного газа, а заканчивать за 7-10 секунд до выключения горелки. Это требуется, чтобы материал успел кристаллизоваться в среде аргона без воздействия кислорода.
Перед тем как сварить большие изделия, нужно сделать пробные швы на небольших заготовках или на неважном участке.

Перед началом работы металлические изделий необходимо очистить и обезжирить.

Для снижения финансовых затрат на сварку можно использовать не только чистый аргон, но и его смесь с иными газами.

Режимы

Сварка под аргоном пройдет максимально качественно при правильном выборе ее оптимального режима. Выбор режима основывается на следующих составляющих:

свойства свариваемых металлов. Они определяют выбор направления подачи тока и полярности. Например, для сварки стальных конструкций применяется постоянный ток прямой полярности, для сварки алюминия и бериллия – постоянный ток с обратной полярностью;
сила тока. Она выбирается на основе диаметра электрода, который применяет сварщик; на основе типа металла для сварки, толщины металлов и из полярности. Например, для сварки титана режим работы определяется по следующим параметрам, из которых следует, что чем толще соединяемый металл, тем больший диаметр должен быть у вольфрамовых электродов:

длина сварочной дуги. От нее зависит напряжение (как отмечалось, длина дуги напрямую влияет на качество шва);
расход газа зависит от силы и равномерности его подачи горелкой. Специалисты рекомендуют избегать пульсаций.

Преимущества и недостатки

Аргонодуговая сварка обладает своими преимуществами и недостатками. Ключевыми достоинствами ее являются:

Процесс обеспечивает невысокую температуру нагрева. Это сохраняет форму и размеры заготовок.
Инертность аргона обеспечивает высокую защиту сварной зоны.
Процесс сварки предельно простой и ему легко обучиться (хотя без обучения приступать к сварке не представляется возможным).
В процессе применяется дуга с высокой мощностью, что обеспечивает оперативность сварки.
Технология позволяет соединить разные разновидности металлов, которые невозможно скрепить другими способами.
Требуется редкая замена электродов.

Высокое качество получаемых аргонодуговой сваркой сварочных швов позволяет применять метод в отраслях, в которых высока потребность в качественной сварке металлов. В частности, способ допускается применять и нашел распространение в авиационной, атомной, пищевой промышленности, медицине, машиностроении.

Дополнительными преимуществами автоматической сварки является оперативность при соединении нескольких деталей, а также исключение фактора человеческих ошибок. Для обслуживания такой установки требуется минимальное количество персонала.

Недостатками процесса является сложное сварочное оборудование, в котором сложно провести настройку режимов. Это ограничивает использование метода новичками: от сварщика требуются опыт и сноровка. Когда в процессе соединения нужна высокоамперная дуга, то сварщику необходимо продумать дополнительное охлаждение стыков.

Также нужно обеспечить хорошую защиту от ветра и сквозняка, чтобы не потерять аргоновую защиту, что усложняет практическое применение метода. Поэтому такую работу рекомендовано выполнять в закрытых помещениях. При ручном способе ограничением метода является низкая стоимость выполнения работ.

Ограничением в применении автоматической установки является невозможность сварить любые нестандартные швы, дороговизна техники, ограничения по параметрам настройки, при сбое в работе аппарата бракованной может стать вся партия изделий.

Еще один недостаток способа – высокая стоимость аргона. На практике сварщики иногда заменяют его гелием и углекислым газом, но подобная замена возможна не всегда: все зависит от типа металла, который предстоит сварить.

Безопасность при сварке

Практически все правила безопасности по проведению сварки в аргоне касаются предварительной подготовки к процессу. Вероятность возникновения опасной ситуации минимальна при правильной подготовке. Приведем базовые принципы для обеспечения безопасности при сварке аргонным способом:

Специалист не вправе проводить настроечные и ремонтные процедуры при работающем аппарате.
От источника газа до источника огня должно быть как минимум 10 метров.
При автоматической сварке не допускается проведение никаких манипуляций. Это может не только нарушить технологию, но и навредить здоровью.
Перед началом работ требуется проверить заземление сварочного аппарата, надежность крепления шланга для подачи аргона и воды (если предполагается охлаждение горелки водой), проверить пломбы на манометрах, резьбу на накидных гайках, изоляцию рукоятки держателя.
На аппаратах автоматической сварки со стороны сварщика устанавливают откидной щиток со светофильтром. Электропроводка и трубки заключаются в общий резиновый шланг. Горелки не должны иметь открытых токоведущих частей.
Рукоятки горелок покрывают материалом и щитком, защищающими руки сварщика от ожогов.
В процессе сварки некоторых металлов (в частности, меди и алюминия) выделяются ядовитые газы, поэтому в помещении должна быть обеспечена хорошая вентиляция, или организована подача воздуха.
В исключительных ситуациях проводить работу следует в противогазе. Для того чтобы избежать ожоги горячим алюминием, на горизонтальных швах используют формовочные прокладки, а на вертикальных – подвижные шторки.
Очистку присадок из алюминия в растворе едкого натра следует проводить с использованием резиновых перчаток и очков для защиты.

Таким образом, аргонодуговая сварка позволяет качественно сварить металлы особого типа, которые невозможно соединить другими способами. Это алюминий, медь и цветные металлы. При стандартной сварке получить качественный и надежный шов для соединения тугоплавких заготовок не представляется возможным. Особенностью сварки является ее проведение в среде защитного газа. Аргон обеспечивает надежную защиту сварочной зоны от влияния внешних неблагоприятных факторов.

Дуговая полуавтоматическая сварка аргоном: принцип и особенности работы, необходимое оборудование и технология процесса

Электродуговая сварка в аргоновой среде (АДС) производится для защиты места соединения от влияния воздуха. АДС полуавтоматом освобождает сварщика от подачи электрода и имеет другие технические особенные свойства, которые и делают ее востребованной.

Что собой представляет дуговая полуавтоматическая сварка в среде аргона

Сварка MIG – полуавтоматическая сварка в среде инертных газов. В данном случае берется аргон – самый доступный и распространенный газ.

Принцип работы полуавтомата

Полуавтоматическая АДС – это механизированный процесс дуговой сварки, при котором электродная проволока подается с постоянной или переменной скоростью в зону сварки. Одновременно туда поступает газ аргон из баллона.

Сварка полуавтоматом решает проблему с неравномерным нагревом металла и защитой сварочного шва.

Инертный газ подается непосредственно в зону сварки. Идет регулировка подачи присадочной проволоки в соответствии с автоматической подстройкой сварочной силы тока.

Протяжный механизм подает сварочную проволоку. Правильное соотношение скорости подачи и температуры плавления дает равномерное заполнение шва.

Схема полуавтоматической сварки в среде аргона

Особенности сварки

Особенности сварки в среде аргона заключаются в следующем:

Защищает сварной шов от окисления.
Аргон – инертный газ. Он не вступает в реакцию металлом.
Также инертный газ защищает сварной шов от окисления при воздействии воздуха, потому что аргон его вытесняет из места сварки, что очень важно при работе с цветными металлами.
Благодаря среде аргона, такой метод дает более прочный сварной шов.

Достоинства и недостатки

Плюсы полуавтоматической АДС:

При полуавтоматической аргонодуговой сварке обеспечивается высокое качество шва.
Значительно облегчается поджиг дуги.
Возрастает производительность работы.
Просто. Главное, разобраться в технологии и прочитать инструкцию на сварочный аппарат. Подходит даже начинающим.
Понятная настройка параметров на сварочных аппаратах.
Наглядность. Видно формирование сварного шва.
Свобода в пространстве.
Соединение деталей малой толщины.
Экономия времени. Не требуется зачистка швов от шлака и смена электродов.

Минусы данной сварки:

Сварочный полуавтомат для работы в среде защитного газа. Это могут быть инверторные или трансформаторные преобразователи тока с механизмом подачи проволоки. Трансформаторные сварочные устройства надежны, устойчивы к нагрузкам, у них невысокий КПД, дают помехи в сеть. Сварочные инверторы значительно легче трансформаторных, не дают помех, есть возможность точной настройки, стабилизируют сварочный ток, чувствительны к конденсату внутри устройства. Для простоты работы и точности настроек больше подходит инверторный преобразователь.

Присадочная проволока. Она подбирается по трем показателям: марка, вес бухты и диаметр. Выбор диаметра и размера намотки определяется по показателям инвертора и размеру горелки. При выборе марки проволоки нужно ориентироваться на справочные таблицы. Материал присадки должен соответствовать материалу соединяемых деталей и иметь более высокие характеристики по прочности. Диаметр подбирается, учитывая размер толщины свариваемых деталей. Например, диаметр проволоки в 1 мм подходит для однопроходной сварки металла толщиной 7-8 мм при сварочном токе в 200А. Для более качественного соединения деталей лучше выбирать проволоку с меньшим числом примесей.

Аргон в баллоне с редуктором.

Процесс сварки

Необходимо соблюдать следующие шаги:

Устанавливается горелка и кабель массы.
На баллон с аргоном устанавливается редуктор. Нужно проверить давление газа, оно должно быть выше остаточного.
На выходной штуцер баллона устанавливается шланг и зажимается хомутом. Второй конец его подключается к сварочному аппарату.
По инструкции к сварочнику установить на расходном редукторе значение, рекомендованное производителем. Для этого нужно открыть регулировочный вентиль.
Прочистить канал провода горелки, если там осталась проволока от предыдущей работы.
Установить катушку на размоточный шток. Проверить совпадение позиций штифтов и посадочных отверстий.
Проволока пропускается через прокатывающий ролик.
Установить прижимной ролик на место.
С помощью регулировочного винта установить усилие прижима, чтобы проволока не проскальзывала в канавке.
Протяжка проволоки в канал шнура горелки производится при снятом токопроводящем наконечнике.
Накрутить наконечник подходящего диаметра на горелку и установить сопло на место.
Подключить аппарат к сети.
Подготовить свариваемые детали. Зачищается вся ширина кромки до металлического блеска.
Разделка кромок и подготовка фасок не требуется для металлических поверхностей толщиной до 2,5 мм. Алюминий дополнительно очищается ацетоном.
После подготовки деталей и проверки оборудования подключить клеммы электропитания. При постоянном токе применяется обратная полярность. К горелке с проволокой подключается «+» , а на изделие «-».
Включить переключатель, который подает проволоку, в рабочее положение.
Зажигается электродуга. Достаточно прикоснуться к металлу при наличии плавящейся проволоки.
На нерабочем металле (образце) рекомендуется проверить точность настроек. И если требуется – подрегулировать.
Производится сварка. Движение сопла горелки должно быть только в одном направлении, без поперечных движений. На вертикальной детали движение сопла сверху вниз.
При большой толщине металла требуется подогрев до температуры 150-300 0 С.
Детали свариваются на высокой скорости однослойным швом.
Заканчивать сварку нужно, постепенно снижая температуру дуги (уменьшая силу тока). Перед этим убрать (прекратить подачу) присадочную проволоку.

Особенности технологии и принцип работы аргонодуговой сварки

Инертные газы защищают неразъёмные соединения стальных сплавов на стадии создания шва. Для цветных металлов аргоно-дуговая сварка – это надёжный способ соединения. Особенно такого капризного материала, как алюминий и тугоплавкого титана.

Особенности и принципы

Технология сварки в среде аргона совместила технические приёмы газовой и дуговой сварок. Разница в неучастии аргона в горении и плавлении. Отсечение атмосферных газов аргоном в качестве зонирующего элемента с участка металлургического плавления, исключает окисление расплава, горение в кислородной среде, устраняет пористость шовных соединений.

Сварка аргоном ведётся 4 классическими способами:

Ручной режим неплавящимся вольфрамовым электродом с подачей присадочной проволоки – РАД.
Автоматизированная – горелка подаётся суппортом автоматически к сварным кромкам, электрод неплавящийся – ААД.
Автоматическая сварка плавящимся электродом (проволокой) – ААДП.
Механизированная сварка плавящимся электродом – МАДП.

Поверхностное наплавление металлической основы, классификация:

Автоматизированная наплавка: вольфрамовый электрод и присадка – ААДН.
Автоматическая наплавка плавящимся электродом – ААДПН.
Механизированная наплавка плавким электродом – МАДПН.

Влияние чистых газов на TIG, MAG

Интенсивность процесса, при рафинировании условий создания шва: глубины, формы, влияния дымообразования, скорость осаждения расплава, производительности регулирует искусственная защитная среда. Влияние на дугу двояко: воздействие носит и положительный, и отрицательный характер.

Аргон (Ar)

Инертность аргона нейтрализует вовлечение атмосферы в окислительные процессы. Подавляет химическую активность металлов. Низкая теплопроводность замедляет теплопередачу окружающей среде.

Формируется узкий столб дуги. Соответственно профиль проникновения V-образный: глубокий и зауженный. Тенденция к выпуклости шва и подрезам на пограничных линиях – последствия ограничения теплопередачи внешним граням. Расход аргона при сварке 7–8 л/мин.

Вес одноатомного Ar больше, чем у воздуха, это удерживает облако в зоне сварки. Полярность преимущественно прямая – на обратной полярности газ порождает поток токопроводящих электронов сродни плазме. В MAG чистый Ar способствует струйному переносу металла.

Гелий (He)

Лёгкий гелий – полная противоположность ленивому аргону. Профиль проникновения широк, вследствие большего тепловложения, температура дуги выше при снижении величины тока. Без высокочастотного возбуждения зажжение дуги затруднено. Успешно применяется в сварке разнородных металлов.

Атомный вес принуждает увеличивать выходное рабочее давление и расход He против Ar в 2,5 раза: до 25 л, кроме потолочных швов. Стоимость неочищенного гелия в 4 раза выше аргона, очищенного – в 8 раз. Электродный материал в среде чистого He переносится крупными каплями. В смеси гелий и аргон проявляют лучшие свойства.

Технология и оборудование

Технология сварочного процесса реализуется аппаратами Tungsten Inert Gas (TIG) при толщинах сопрягаемых металлов свыше 2 мм плавящимся электродом в режиме работы полуавтомата. Либо вольфрамовым электродом для тонких материалов с участием присадочной проволоки – РАД сварка.

Оснащение сварочного поста основным и вспомогательным оборудованием:

Стабилизирующее сетевую энергию устройство.
Полуавтомат инверторного типа, трансформатор с интервалом мощности холостого хода 60–70 В.
Силовой контактор подачи напряжения.
Возбудитель высокочастотных импульсов осцилляторного типа для преодоления ионизации и возбуждения дуги без соприкосновения с поверхностью.
Комплект разнотипных керамических горелок.
Вольфрамовые электроды либо подающий присадку механизм.
Газобаллонное оборудование с редуцирующими устройствами.
Средства индивидуальной защиты.

Что такое аргонодуговая сварка с точки зрения рекомендаций технологии:

Удержание короткой дуги для образования узкого шва с глубоким проплавом.
Прямолинейность подачи горелки вдоль оси шва без поперечных отклонений движения.
Внешний признак непроплава – выпуклость шва переходит в округлость.
Подача присадочной проволоки ведётся навстречу движения горелки равномерно, под углом для удобства контроля швообразования.
Стыковые швы и по отбортовке металлов малых толщин ведут без использования присадки.

[stextbox сварка чувствительна к загрязнениям и оксидным проявлениям.[/stextbox]

Электроды вольфрамовые

Переносимость сверхвысоких температур до 3000 0 С при сохранении формы наконечника и твёрдости усиливаются напылением оксидами редкоземельных металлов. Маркировка указывает химсостав, размер прутка.

Изделия отечественной промышленности не всегда совпадают с мировыми требованиями. Международная символика стандартизирована, обобщена, включает буквенные, цифровые и цветовые обозначения:

W – начальный символ маркировки, обозначает доминирующий металл вольфрам;
WP – основа без добавок, сигнальный цвет зелёный;
Вторая литера означает добавку лигатур на 1000 долей основы (0,1%);
Длинновой размер электрода (50–175 мм);
WC – универсальные электроды на оба вида тока;

Диоксид тория (WТ) – применяется для цветных сплавов, нержавейки, низколегированными углеродистыми сталями; самая ходовая марка списка, характеризуется повышенной прочностью;
Диоксид иттрия (WY) – максимальные значения силы тока при прямой полярности: титан, медь, сварка чёрного металла аргоном;
Оксид циркония (WZ) – стабильность дуги при переменном токе: медь, алюминий, чувствительность к чистоте поверхности;
Оксид лантана (WL) – выступает в двух подкатегориях с 1,5 и 2% содержания примеси; прочностные характеристики стержня и геометрия заточки сохраняются при высоких энергозатратах при переменном и постоянном токе.

Формообразование электрода

Наплавляющие электроды с примесями редкоземельных металлов по назначению и величине фронта плавления производятся размерами Ø 1–6,4, обладают улучшением свойств по показателям:

токопроводимости;
дугообразованию и поддержанию дуги;
тугоплавкости;
сохранению заданной формы.

Конфигурация рабочего конца в виде сферы, конуса углом 15–120 0 влияет на качество соединения при изменении толщин деталей:

тупоугольность выгодна на тонколистовых заготовках, для толстых неудобна;
остроугольность способствует увеличению производительности труда;
лучшая стабильность дуги при 60 0 .

Метод формообразования важен: при ручной заточке поперечное снятие металла децентрализует дугу. Интенсивность провара концентрируется по боковым кромкам. Центру недостаёт тепла, равномерность создания шва нарушается.

Типичные ошибки заточки:

Излишне острый угол – активизация плавления, характерная исключительно для упрочнения соединения толстостенных деталей.
Степень проплавки наименьшая, когда угол в районе 15 0 , остроугольный электрод выгорает скорее.
Заточка влияет на ширину проплава, выход показателя за рамки ширины наложения ведёт к незапланированному расходу присадки и времени.
Асимметричность угла заточки, иные дефекты приводят к неконтролируемому смещению, блужданию дуги.

Горелка

Горелка удерживает W-электрод и является проводником аргона. Сертификация инструмента ведётся согласно ГОСТ 5.917-71. Сопла подразделяются по величине максимального тока и по виду охлаждения.

Горелки до 200 А имеют воздушное охлаждение, цанговые патроны рассчитаны на максимальный Ø 3. Мощные охлаждаются проточной водой. Цанги зажимают вставки до Ø 6. Ток достигает 500 А.

Горелка с плавящимся электродом работает по тому же принципу: дуга подаётся между изделием и проволокой. Отпадает надобность в цанге. Узкая зона термовоздействия, механизация процесса при сварке алюминия и нержавейки выигрышны.

С помощью инвертора

Подбор инвертора для работы в среде аргона определяют задачи и Материал сварочных единиц. Базовый элемент выбора – максимальное значение тока. Ориентир – табличные значения марки, толщины сплава.

Гибкость, подстраивоимость инверторов превращают установки в универсальное оборудование. Но наличие желательных функциональных установок упрощает работу и малоопытному сварщику:

Переключение с постоянного тока на переменный, обозначается TIG AC DC, без этой функции придётся отказаться варить алюминий.
Дополнение к TIG ручного режима ММА, полуавтоматического MIG, MAG расширяет спектр работ до бесконечности.
Осциллятор, обеспечивающий бесконтактное зажжение дуги за счёт поднятия напряжения в 10–30 раз, частоты в 30 тыс. раз.
Управление нарастанием и спадом амперной характеристики. и горячий старт.

Процедуры подготовки и проведения работ

Со стыковочных поверхностей удаляются загрязнения, следы ржавчины, проводится обезжиривание. Алюминий подвергается обязательной мехобработке по разрушению плёнки окислов.

Подача газозащиты настраивается с упреждением в 10 сек. до зажжения дуги и задержкой отключения газопотока по завершении цикла для ограждения шва против окислительных реакций. Электрод удерживается вблизи заготовки без контакта. Короткая дуга – залог качества.

В течение 10-минутных циклов в соответствии с паспортной продолжительностью нагрузки проводятся регламентированные перерывы. Сопло ведётся по продольной оси шва без поперечных колебаний. Завершают шов плавным сбросом тока реостатом для заполнения выемки кратера сварочной ванны.

В экипировку сварщика входят маска со светофильтром, не сковывающие движения теплостойкие перчатки, куртка, устойчивая к прожигу брызгами, закрытая обувь.

Как варить аргоном новичку при сварке в домашних условиях, подскажут справочные таблицы. Полнота данных поможет определиться предварительно с основными настройками, подкорректировать режимы.

Остаётся проследить, чтобы горелка относительно заготовки находилась под углом более 80 0 , наконечник электрода выступал из сопла на 3–5 мм, и удерживать его при возбуждении дуги в 2–3 мм над деталью.

Токовую нагрузку определяют:

диаметр электрода (проволоки);
типы и толщины металла;
полярность.

Сварку чёрного металла аргоном ведут с прямой полярностью. Газ подаётся равномерным потоком без пульсации.

Особенности розжига дуги

Старт розжига с устойчивым поддержанием горения облегчён при постоянном токе прямой полярности. Токи высокой плотности при минимальном ампераже не способствуют перегреву и выходу из строя электрода.

Смена полярности чревата ростом напряжения электродуги. Электрод теряет теплостойкость, а сама дуга устойчивость. Положительный момент обратной полярности – бомбардировка положительными зарядами частиц аргона разрушает окисление сварной поверхности.

Поток электронов приводит электризованный газ в состояние токопроводящей плазмы. Для сварки алюминия этот аспект важен. Низкая температура плавления и текучесть преодолеваются благодаря более низким токам, чем при сварке стали.

Сварка меди осложняется необходимостью подогрева, внесения раскисляющих присадок, флюсов для ответственных соединений. С неплавящимся электродом применяется прямая полярность.

Проволока малых диаметров с раскислителями подаётся полуавтоматом на высокой скорости. Производительный режим со стойкой дугой, должным проплавлением обеспечивается обратной полярностью.

Плавление проволоки с увеличением скорости подачи из мелкокапельного переходит в струйный вид. Плотность шва удовлетворительная, разбрызгивание на минимуме.

Читайте также: