Напряжение при тиг сварке

Обновлено: 18.05.2024

Выбор сварочного аппарата постоянного тока (CC) DC для целей обучения.

Понимание индивидуальности сварочного аппарата постоянного тока (CC) означает успешный или неудачный тест на сварку, или приводит к различию между студентом, который сделает карьеру в сфере сварки, и тем, кто может отказаться от профессии, разочаровавшись в результатах. Узнайте, как читать кривую ВАХ (вольт-амперной характеристики) и выбрать подходящий сварочный аппарат для целей обучения.

Реальная история: молодой подмастерье (назовем его Джо) сдавал тесты для работы сварщиком штучными покрытыми электродами (ММА) на трубопроводах, используя незнакомое оборудование. Джо провалил несколько тестов подряд, чего никогда раньше не было. Это вина Джо? Он недостаточно занимался? Нет, Джо делал все правильно, но выбрал для этого неподходящее оборудование. Инструктор заметил неприятности Джо и поставил его на другую сварочную машину, и его следующий шов был безупречен.

То, на что Джо и многие другие не обращали внимания, является двумя разными особенностями («характерами») сварочных аппаратов постоянного тока. Вы можете много узнать об особенностях аппарата, посмотрев на его вольт-амперную кривую, «свидетельство о рождении» сварочника:

1. Сварочные аппараты для сварки штучными электродами (ММА), которые могут сваривать TIG. Примером такого типа сварочного аппарата может быть генератор постоянного тока, блок типа магнитного усилителя «8 шт» или традиционный сварочный аппарат с большим механическим реостатом для контроля силы тока. Старые сварщики называют эти машины «спусками» (“drooper”) из-за формы их ВАХ (см. рис.1).

Рисунок 1 – Наклонная ВАХ традиционного блока ММА (который также может сваривать TIG) позволяет оператору контролировать выход тепла и форму сварного шва путем манипулирования электродом.

2. Сварочные аппараты TIG, которые «могут сваривать ММА». Они имеют падающую ВАХ постоянного тока (см. рис. 2). Примером такого типа сварочного аппарата может служить обычная машина TIG (Джо выбрал аппарат этого типа для сварки электродом E7018).

Рисунок 2 – Обратите внимание на то, что кривая ВАХ на этом современном сварочном аппарате TIG почти вертикальна. Сила тока будет оставаться постоянной, даже если оператор меняет напряжение (длину дуги).

Есть также сварочные аппараты, одинаково хорошо работающие в режимах TIG и MMA, в них часто используется технология инвертора (Джо использовал инвертор для проведения теста на сварку). Сварочные аппараты подобного типа могут формировать как диагональные, так и вертикальные ВАХ (рис.3).

Рисунок 3 - ВАХ инвертора, «изменяющего свойства», при переключении режимов ММА и TIG. Также обратите внимание на то, как проценты для управления силой дуги (форсаж дуги) увеличивают силу тока при падении напряжения.

Чтение кривой ВАХ

Чтобы интерпретировать кривую ВАХ, нужно понимать взаимосвязь между длиной дуги и напряжением. Основным фактом процесса дуговой сварки является то, что по мере увеличения длины дуги напряжение увеличивается. По мере уменьшения длины дуги напряжение падает.

Производители разрабатывают сварочные аппараты для сварки таким образом, что, когда оператор меняет длину дуги, сила тока противоположна напряжению. Если оператор уменьшает длину дуги (понижает напряжение), ток увеличивается. Если оператор увеличивает длину дуги (увеличивает напряжение), ток уменьшается. В сочетании с этой информацией, еще одним основным фактом, который операторы должны помнить, является то, что напряжение представляет собой электрическое давление. Давление (напряжение) контролирует высоту и ширину сварного шва, в то время как сила тока контролирует проникновение.

Вооруженные этими знаниями, повторите анализ Рис. 1. Опытные сварщики ММА знают, что «вытягивание длинной дуги» (увеличение напряжения при понижении силы тока) позволяет им создавать плоский широкий бортик с неглубоким проникновением. Длинная дуга также заставляет сварочную ванну быстрее затвердевать, поскольку она снижает общее количество энергии. И наоборот, приближение электрода к соединению (увеличение силы тока при понижении напряжения) создает более узкий шов, более глубокое проникновение и более жидкую (более горячую) сварочную ванну.

По этой причине производители изготавливают сварочные аппараты «только для TIG», так что изменения напряжения не влияют на ток. Как видно на рис. 2, такой аппарат обеспечивает вертикально падающую ВАХ. Он удерживает постоянную силу тока независимо от напряжения (длины дуги), что и привело к провалу Джо во время его испытания на сварку ММА. Джо, возможно, был лучшим в мире сварщиком, но «машина TIG, способная варить ММА» просто не могла правильно реагировать на манипуляции Джо электродом.

Производители обычных сварочных аппаратов TIG/ММА преодолели некоторые из этих ограничений, добавив функцию форсаж дуги (более подробно о ней – ниже). Тем не менее, во многих учебных заведениях есть более старое оборудование TIG без этой функции или, если у них есть современное оборудование, не все понимают, как использовать форсаж дуги. В любом случае, ученики находятся в невыгодном положении, когда учатся сваривать ММА. Кроме того, TIG-специфические аппараты имеют более сложные элементы управления, которые могут запутать начинающих. Наконец, несмотря на то, что многие сварщики работают очень хорошо, они просто не могут победить преимущества и эффективность новых технологий.

Выбор правильного сварочного аппарата

Инверторная технология позволяет производителям создавать сварочные аппараты с «несколькими характерами», с ВАХ как на рис. 3. В принципе, поскольку характер ВАХ контролируется с помощью микропроцессоров и высокоскоростных токовых коммутационных устройств, инвертор может создавать практически любой вид ВАХ. Короче говоря, инверторы могут выполнять все сварочные процессы одинаково хорошо.

Для многих объектов преобразователь постоянного тока CC/CV с выходной мощностью 350 ампер при 60-процентном рабочем цикле отвечает большинству потребностей в сварке. Этот тип устройств (например, инвертор Miller XMT® 350 CC/CV) позволяет обучать студентов сварке электродами (ММА) и сварке TIG в широком спектре применений, а также обучать студентов процессам MIG и сваркой под флюсом. Обратите внимание, что для TIG-специфического обучения и сварки AC TIG на цветных металлах инвертор AC/DC TIG, такой как Dynasty® 350, обеспечивает максимальную гибкость.

Miller обычно рекомендует инверторы, потому что они обеспечивают школам несколько преимуществ:

· Это тип технологии сварки, которую принимает индустрия, поэтому имеет смысл обучать студентов оборудованию, которое они будут использовать профессионально.

· Инверторы составляют примерно одну пятую размера и веса обычных сварочных аппаратов, они занимают очень мало места, что немаловажно.

· Некоторые инверторы предлагают возможность подключения к одно- или трехфазному питанию в широких диапазонах первичного напряжения (например, от 115 до 460 или от 190 до 630 В переменного тока). Кроме того, инверторы потребляют ток значительно меньшей величины, позволяя подключать больше сварщиков к питанию.

Самое главное, инвертор предлагает расширенные средства управления дугой, которые позволяют учащимся быстрее освоиться. Инвертор может сделать хорошего сварщика из среднего ученика, позволяя отличным студентам выявить свой полный потенциал.

Расширенное управление дугой

Для обеспечения оператора дополнительным управлением дугой, продвинутые сварочные аппараты постоянного тока предлагают функцию контроля форсажа дуги. Эта функция позволяет операторам адаптировать форму ВАХ для лучшего соответствия различным конфигурациям стыков и типам электродов, и она может создавать дугу, которую опытные операторы описывают как «мягкую и эластичную» или «жесткую и направляющую».

Рисунок 4 – Увеличение силы дуги облегчает для этого сварщика труб хорошее проникновение на открытом корневом проходе с электродом E6010.

При нормальных условиях сварки электродом и длине дуги ее напряжение составляет примерно 20 вольт. Однако некоторые сварочные ситуации требуют более короткой длины дуги, например, когда оператор должен подталкивать стержень в плотный угол или в глубокий скос открытого корневого соединения. В этих ситуациях электроды, как известно, склонны «прилипать» (например, напряжение падает настолько низко, что дуга гаснет сама). Управление форсажем дуги преодолевает эту проблему за счет увеличения тока, когда уровни напряжения опускаются ниже примерно 20 вольт (см. Рис.3). Повышение тока увеличивает общую мощность, удерживает сварочную ванну расплавленной, предотвращая прилипание электрода и облегчая работу сварщика (оператора).

Следует помнить, что инверторы могут настраивать сварочный выходной ток тысячи раз в секунду. Таким образом, скорость человеческой руки, толкающей электрод, ничто по сравнению со скоростью микропроцессора! Работа с новейшими современными сварочными аппаратами подобна счету на компьютере в сравнении с обычными счетами.

Для школ и учебных центров, которые хотят преподавать сварку ММА, TIG и MIG*, выбор правильной машины может означать разницу между тем, чтобы помочь студентам стать успешными как можно быстрее или выйти из программы сварки в расстройстве. В целом индустрия отчаянно нуждается в том, чтобы добавить в свои ряды более квалифицированных операторов сварки. Мы обязаны предоставить студентам и стажерам инструменты, которые помогут им добиться успеха.

* Не забывайте о многопроцессных сварочных аппаратах CC/CV, которые обеспечивают питание для ММА, TIG, MIG, флюса и воздушной дуги.

Рисунок 5 – Об авторе. После ухода из военно-морского флота США, где он работал по контракту на подводной лодке, Нил Борхерт присоединился к Miller Electric Mfg. Co. в 1977 году и 12 лет проработал в качестве инструктора. Сегодня, будучи менеджером по развитию бизнеса, он широко работает со школами и учебными заведениями.

Настройка дуги

У каждого сварщика есть свои представления о том, как настраивать форсаж дуги, который регулируется ручкой на передней панели машины. Некоторые общие рекомендации заключаются в следующем:

Для открытых корневых швов на пластине или трубе обычно выбирается электрод XX10 (6010) или XX11 (6011) для первого прохода. Во время этого прохода оператор пытается достичь полного проникновения. Путем добавления управления дугой, обычно к верхнему краю шкалы (скажем, 5 или 6 из 10), оператор может управлять силой тока (пробиванием) по длине дуги.

Для более глубокого проникновения просто уменьшите длину дуги, вставив электрод в соединение. В этот момент - и только в этот момент - управление силой дуги активируется и обеспечивает необходимый импульс тока. Повторяем: операторы будут испытывать изменение дуги только тогда, когда они уменьшают длину дуги до точки, где уровни напряжения опускаются ниже 20 вольт на большинстве машин.

Для электродов, не используемых на открытых сварных швах, увеличьте форсаж дуги до того момента, когда электроды не прилипают во время сварки (возможно, 2-5 по шкале от 1 до 10).

Если вы пользуетесь режимом TIG, установите форсаж дуги на ноль или выключите его (если у вас сварочный аппарат с отдельными настройками для TIG и ММА, это не будет иметь никакого значения). Обычно аппарат отключает управление дугой при переключении в режим TIG.

Сварка TIG на постоянном токе

Практически каждый современный мастер должен знать, что такое сварка TIG на постоянном токе. Ведь данная технология активно применяется во многих сферах. Сюда входит такой метод соединения металла, в котором используется вольфрамовый электрод, благодаря которому загорается электрическая дуга, но сам он не участвует в сплавлении, так как этот металл не плавится при сварочной температуре. Наплавочным материалом выступает специальная проволока. Для защиты сварочной проволоки от негативного воздействия внешних факторов и окружающей среды обязательно используется какой-либо инертный газ. Выбор этого газа зависит от толщины свариваемого металла и прочих свойств. Он дает высокий уровень защиты, которые не может обеспечить другая технология.

ТИГ сварка на постоянном токе

Область применения

Сварка TIG обратной полярности применяется во многих местах. Ее применяют в местах с высоким уровнем ответственности. Это могут быть ремонтные мастерские, где работают с тонкими и прочными деталями, сварка труб, строительная сфера и так далее. Практически все ответственные объекты, которые должны выдерживать высокие нагрузки, свариваются именно этим способом.

Преимущества

Сварка ТИГ обратной полярности стала столь распространенной благодаря следующим положительным качествам:

• Она дает ровное и стабильное горение дуги;
• Процесс сваривания не создает нарушения в кристаллической решетке основного металла;
• Высокий уровень изоляции от внешней среды и прочих негативных влияний;
• Одна из немногих технологий, которая позволяет соединять разнородные металлы с высоким уровнем надежности.

Недостатки

Тем не менее, здесь присутствуют не только положительные качества, но есть и недостатки:

• Себестоимость получения шва оказывается заметно выше, чем другими способами:
• На ветру газовая защита становится неэффективной, так как газ может попросту сдуваться ветром;
• При работе на высоких мощностях может случиться перегрев горелки;
• Сварщик подвергается высокому уровню ультрафиолетового излучения.

Режимы сварки

Режимы ТИГ сварки выглядят следующим образом:

Толщина основного металла, мм

Величина напряжения, ВДиаметр вольфрамового электрода, мм

Количество инертного газа, л/мин

Принцип работы

TIG сварка соединяет в себе две основных техники сварки, газовой и электрической. От электрической здесь взят принцип плавления металла при помощи дуги. Когда вольфрамовый электрод не касается непосредственно основного металла, то ток прорывается к нему через воздух, создавая тем самым высокую температуру для его расплавления. Но вместо покрытых электродов здесь применяется сварочная проволока, которая не имеет покрытия. Для ее защиты используется инертный газ, который ограждает сварочную ванну от воздействия атмосферы и других негативных факторов. Благодаря его горению, в сварочную ванну не попадает ни каких лишних элементов, мешающих шву. Дополнительно могут применяться флюсы, для улучшения качества сварки.

Технология сварки

ТИГ сварка осуществляется на постоянном токе. Полярность выбирается прямая, так как в ином случае есть риск быстрого перепаливания электрода. В первую очередь следует позаботиться о точности сборки стыка. Небольшие отклонения допускаются, если это не противоречит технологии, но лучше сделать все максимально точно. Если вам нужно сварить изделия толщиною менее 5 мм, то лучше использовать аргон, так как он обеспечит более высокое качество. Если предстоит иметь дело с более толстыми деталями, то здесь потребуется гелий или его газовая смесь с аргоном.

«Важно!

Профессионалы зачастую выбирают минимальные режимы аргонодуговой сварки не плавящимся электродом, так как это дает наиболее высокий уровень надежности соединения.»

Проволока должна быть практически идентичной по составу с основным металлом. Сварка осуществляется беспрерывно, так как выведение проволоки из защитной среды недопустимо по технологии. Если все же пришлось по каким-либо причинам прервать шов, то его следует продолжать за 2 см до его окончания.

Сварка ТИГ на постоянном токе сварочной проволокой

Начинается работа с подачи защитного газа, который предварительно должен прогореть около 15-20 секунд перед началом сварки. После того как сварка окончена, он также должен погореть 10-15 секунд, чтобы не дать шву резко остыть и обеспечить дополнительную защиту на это время. Когда шов окончен, то горелку следует отводить обратно направлению, в котором шел шов, чтобы не увеличивать кратер.

Данный метод отлично подходит для ремонта трубопроводов, так как дает возможность хорошо проварить поверхность, сформировав при этом большой обратный валик. Если речь идет о работе о сверх больших толщинах металла, то ТИГ сварка используется только для создания корневого шва. В дальнейшем нужно искать другие технологии для наплавки шва. Сварка тонкого металла производится без присадочного расходного материала.

Шов формируется с правой стороны на левую. Проволока подается в обратную сторону. Средняя амплитуда колебания электрода для первого слоя шва составляет 3 мм. Если поверх него накладывается второй слой, то амплитуда возрастает до 7 мм.

Полученный шов после TIG сварки постоянным током

Используемые сварочные материалы

Для ТИГ сварки применяется ряд уникальных инструментов и материалов. К основным из них, которые применяются для данного вида сварки относятся:

• Сварочная горелка – служит для снабжения сварочной ванны инертным газом, выполняющим защитную функцию. Она регулирует количество подачи вещества, что зависит от конкретного режима.
• Наплавочная проволока – основной расходный материал, который будет служить для наплавки металла шва.
• Инструмент автоматической подачи проволоки – служит для беспрерывного снабжения сварочной проволокой ванны расплавленного металла.
• Инертный газ – поставляется в баллонах и служит для защиты ванны от внешних факторов.
• Неплавкий вольфрамовый электрод – может быть различного диаметра, в зависимости от режима. Служит для розжига и поддержания электрической дуги.

Заключение

Сварочные работы с применением инертных газов оказываются очень востребованными в промышленности в частной сфере. Даже если брать в расчет их более высокую стоимость, чем у газовой сварки и прочих разновидностей, качество шва компенсирует данный недостаток. Для ответственных швов эта технология незаменима. Обратная полярность является обязательной для постоянного тока при ТИГ.

TIG сварка

Многие люди слышали словосочетание ТИГ сварка и даже видели результаты ее работы, но не все знают, что именно представляет собой данное понятие. TIG сварка – это процесс соединения металла путем общего или местного нагрева, в котором используется не плавящийся вольфрамовый электрод, дуга которого защищена инертным газом. Это обеспечивает весьма высокое качество получаемого шва, так как инертный газ дает отличную защиту от воздействия внешних факторов.

ТИГ сварка металла

Благодаря своему высокому качеству, TIG сварка получила довольно широкую область применения. Чаще всего ее используют там, где нужна высокая ответственность. Это может быть строительная сфера, так как несущие металлоконструкции высотных зданий и прочих сооружений должны обладать высоким запасом прочности. Сюда же можно отнести мастерские по ремонту, в том числе и автомобилей. Данным способом могут проводиться практически все виды сварочных работ, но с учетом того, что он обходится дороже, чем обыкновенная ручная дуговая сварка, то в экономических целях его применяют преимущественно для сложных работ.

Высокую популярность сварка ТИГ металла приобрела благодаря следующим преимуществам:

• Возможность соединять разнородные металлы, сохраняя высокий уровень качества;
• Надежная изоляция от негативных условий окружающей среды;
• Отсутствие нарушения в кристаллической решетке свариваемого металла;
• Стабильное горение дуги.

Помимо положительных качеств тут имеются еще и свои минусы:

• Сварка методом TIG оказывается неэффективной, если работа проводится на сквозняке или ветру, так как сила ветра может попросту сдувать газ;
• Если производится процесс соединения при дуге большой мощности, то горелку приходится периодически охлаждать;
• TIG сварка дает высокое ультрафиолетовое излучение, особенно, если в качестве инертного газа используется гелий.

Аргонодуговая сварка TIG, а также прочие ее разновидности являются уникальным сочетанием, которое объединяет в себе нюансы ручной дуговой и газовой сварки. Здесь не используются электроды с покрытием, так как основной защитой тут выступает инертный газ. Это объединяет данный метод с газовой сваркой, но основной силой, дающей нужную температуру, здесь выступает электрическая дуга. Покрытые электроды не используются по той причине, что покрытие не дает должный уровень защиты, а в отсыревших электродах может быть скопление водорода, что навредит шву. Вместе этого используется сварочная проволока без покрытия. Не плавящийся электрод нужен для розжига дуги.

Сначала сварщик подает газ с горелки и поджигает его. Затем зажигается электрическая дуга и сразу подается проволока, которая находится в газовой среде. Так как обе руки у мастера заняты, подает расходный материал автоматическая система, которая может регулировать скорость подачи проволоки.

Схема сварки методом ТИГ

TIG сварка проводится на постоянном токе с прямой полярностью. Чтобы получить соединение высокого качества, требуется обеспечить точную сборку стыка и смещение точек не было выше, чем это допускается по технологии. Аргон чаще всего применяется для изделий толщиною до 5 мм, а для более толстых деталей нужна газовая смесь аргона с гелием или чистый гелий.

«Важно!

Чтобы повысить качество сварки, процесс совершают при минимальных режимах.»

Выбор тока для сварки методом TIG

Химический состав присадочной проволоки должен соответствовать основному металлу. Сам процесс соединения выполняется без перерыва и недопустимо выводить проволоку из защитной зоны газа. Если случился вынужденный перерыв, то следует перекрывать предыдущую зону шва на 1-2 см. защитный газ прекращается подаваться из горелки только через 10 секунд после окончания горения дуги. Это призвано сократить риск окисления поверхности.

Непрерывный процесс сварки методом ТИГ

Данная технология позволяет получить шов, в котором хорошо формируется обратный валик, вне зависимости от пространственного положения. Это отлично подходит при сварке трубопроводов. Если предстоит работа с большой толщиной металла, то сварка аргоном TIG применяется только для корневого шва. Дальнейшая наплавка производится иными способами. Если зазор между трубами составляет до 0,5 мм, то корневой слой сваривается без присадочного материала. После того как будет заварен кратер в конце, то горелка отводится в сторону, противоположную направлению шва.

Подача инертного газа производится за 20 секунд до начала сварки. Во время сварки горелка перемещается с правой стороны на левую, а присадочный материал движется навстречу движению. Амплитуда колебания вольфрамового неплавкого электрода составляет около 3 мм, а если нужно делать несколько слоев наплавки, то в последующих она увеличивается до 7 мм.

Комплект для TIG сварки включает в себя электроды от 2,4 до 3,2 мм. Сила тока регулируется от 90 до 150 А. Все характеристики определяются согласно заданным режимам сварки.

Ошибки при TIG сварке

Одной из основных ошибок является быстрое сгорание вольфрамового электрода. Это может случиться из-за выбора режима обратной полярности, недостаточному расходу газа, некорректно подобранному диаметру электрода и так далее. Основными причинами устранения являются подбор правильных режимов сварки, а также выбор качественных расходных материалов.

Также может случиться загрязнение шва вольфрамом. Оно появляется из-за того, что электрод попадает в сварочную ванну и плавится там. При слишком малом диаметре он может плавиться и без попадания в ванну. Чтобы решить данную проблему, нужно выбирать правильное положение сварки и соответствующий диаметр электрода.

Шов плохого качества случается при недостаточном снабжении сварочной ванны газом, из-за чего получается слабая защита.

Техника безопасности

В данном случае нужно соблюдать правила как газовой, так и электробезопасности. Баллон с инертным газом должен стоять на расстоянии 5-10 метров от источника пламени и легко возгораемых предметов. Он должен находиться в вертикальном положении и закреплен от падения. Обязательно нужно проверять шланги перед использованием. При работе нужно использовать средства индивидуальной защиты.

Сварка ТИГ углекислым газом и прочие ее разновидности является одной из самых востребованных разновидностей соединения металла. Это обусловлено высоким качеством получаемых швов. Несмотря на трудоемкость и дороговизну процесса, технология активно применяется в профессиональной сфере, где к соединениям выдвигается большая ответственность.

TIG сварка алюминия

Многие специалисты отмечают плохую свариваемость алюминия, так что для получения прочного соединения используются специальные методы, которые помогают достичь результата высокого качества. TIG сварка алюминия является одним из таких способов, так как именно она помогает бороться с основными негативными факторами, которые и создают проблемы во время сваривания. Здесь все проводится под защитой инертного газ, в качестве которого чаще всего выступает аргон. Но основной силой, что расплавляет металл, тут выступает электрическая дуга, которая образуется между металлом заготовки и неплавким электродом.

Сварочный шов после сварки алюминия tig инвертором

ТИГ сварка алюминия имеет относительно высокую себестоимость, так что ее применяют в тех случаях, когда требуется ответственная деятельность свареной детали. Виной этому высокая стоимость газа, у которого достаточно высокий расход. Но все это обеспечивает намного более удобные условия работы, чем сварка алюминия электродом при помощи обыкновенного сварочного трансформатора. TIG сварка алюминия применяется преимущественно в промышленных условиях. Для работы с ней требуется особый опыт, так как для достижения результата высокого качества следует иметь не только хорошую технику, но и обладать соответствующим уровнем мастерства.

• Инертный газ является лучшей на данный момент защитной средой, которая создает непроницаемые для кислорода и водорода условия;
• Нет риска попадания влаги в сварочную ванну из обмазки электрода;
• Дуга обладает высокой стабильностью горения;
• Швы получаются более аккуратными и тонкими, а сварочные соединения более крепкими;
• Многие недостатки свариваемости алюминия становятся не такими существенными;
• Возможность работы с широким спектром режимов настроек.

• Высокая себестоимость сварочного процесса;
• При работе с газом работа становится менее безопасным;
• Горение газа оказывает вред здоровью сварщика;
• TIG сварка алюминия обладает более длительным процессом подготовки, а соответственно, становится более трудоемкой.

Почему важен переменный ток

В последнее время ТИГ сварка алюминия постоянным током практически не производится, так как большинство специалистов используют переменный ток. Существует несколько определенных положений, которые предрасполагают к выбору именно этому роду электричества. Когда подключается постоянный ток на обратной полярности, то создается катодная очистка оксидной пленки. При этом же, температура сварки значительно увеличивается. По этой причине может возникнуть разрушение вольфрамового электрода, который активно применяется в данной сфере. Подключив постоянный ток с прямой полярностью, он не сможет ликвидировать оксидную пленку, так что даже при более стабильной дуге будет плохое качество сварки. Таким образом, переключение полярности может обеспечить итог работы высокого качества и именно поэтому стоит выбирать переменный ток. Сварка алюминия TIG инвертором постоянным током проводится очень редко, так как работать им оказывается слишком сложно.

TIG сварка алюминия

Что необходимо для ТИГ сварки

Для того чтобы осуществить процесс сваривания, требуется обеспечить следующий набор оборудования:

• Вольфрамовые электроды различного диаметра;
• Заземление для аппарата;
• Сварочный инвертор ТИГ (постоянного/переменного тока);
• Расходный присадочный материал, в виде сварочной проволоки;
• Горелка для данного вида сварки;
• Газовые шланги;
• Баллон с инертным газом;
• Сопла на горелку и цанг с держателем;
• Блок для охлаждения горелки;
• Редуктор для регулировки давления газа.

Сварочная маска Хамелион

Помимо этого необходимо иметь сварочную маску Хамелеон, краги, педаль управления сварочным током и прочие вещи.

Методы

Сварка алюминия и стали может осуществляться несколькими методами, в том числе и специфическими. Одним из них является четырехтактный метод. Во время первого такта работы в нем активизируется высокий ток сварки, который позволяет разогреть металл без создания дефектов на рабочей поверхности. Третий такт использует понижающую функцию, которая помогает избежать трещин во время наполнения концевого кратера.

TIG сварка алюминия постоянным током

Импульсный метод аргонно-дуговой сварки, что обладает рядом преимуществ. Во время его использования добавляется второй импульс-процесс, который снижает нагрев шва и противодействует деформации заготовок. Шов получает аккуратный и ровный внешний вид.

Технология TIG сварки алюминия

Выбор сварочных материалов и подбор оборудования

Сварка тонкого алюминия проводится электродами с небольшим диаметром. Но во время работы могут возникать различные ситуации, так что желательно иметь у себя в наличии набор необходимых электродов диаметром от 1 до 6 мм, что позволит проводить работы с металлом практически любой толщины. Современные инверторы должны поддерживать силу тока от 10 до 450 Ампер, чтобы можно было проводить тонкую настройку параметров работы. Присадочная проводок выбирается по составу, чтобы он максимально сходился с теми заготовками, которые будут свариваться, будь то сварка алюминиевых труб или каких-либо других вещей.

Пошаговая инструкция

Сварка алюминия со сталью и другими металлами происходит практически по одной и той же схеме:

1. Сначала идет подготовка металла, куда входят такие процедуры как зачистка поверхности щеткой, обработка растворителем, разделка кромок, если толщина слишком высокая и так далее;
2. После этого на место сваривания следует выложить флюс, который будет использоваться;
3. Затем можно приступать к непосредственному свариванию, зажигая дугу и пламя горелки и проводя шов по всей поверхности кромок;
4. После окончания процесса металл желательно подогревать в течение нескольких минут, постепенно понижая температуру;
5. Зачистить и проверить качество соединения.

«Важно!

Из-за плохой свариваемости алюминия требуется обязательно использовать флюс.»

Таблица режимов ТИГ сварки алюминия

Сварка листового алюминия должна проводиться строго по определенным режимам:

Сварка аргоном для начинающих - советы для качественной сварки

Приведенные ниже советы для сварки неплавящимся электродом или как ее еще называют - сварка аргоном, помогут вам сберечь время, нервы и деньги на исправление дефектов и обеспечить высокое качество сварки. Соблюдение последовательности действий помогут выполнить работу в срок и избежать лишних проблем в процессе и после сварки.

Содержание

В статье о сварке аргоном есть подробное объяснение почему сварку неплавящимся (вольфрамовым) электродом называют:

• TIG
• РАД
• аргонная сварка
• аргоновая сварка
• аргонодуговая сварка

Аргонодуговая сварка создает ряд трудностей, которые впоследствии влияют на качество и прочностные характеристики сварного шва, поэтому соблюдение данных семи советов существенно уменьшат вероятность попадания в затруднительную ситуацию.

Знать какой материал предстоит сваривать

Независимо от способа сварки, особое внимание необходимо обратить на марку и характеристики свариваемых деталей. Также важно знать условия, в которых будет эксплуатироваться сварной шов и конструкция в целом.

Прежде всего, данный фактор влияет на выбор правильной марки сварочных материалов, которые лучше всего подходят для данных условий.

Например, если предъявляются высокие требования к структурной однородности сварного шва с основным металлом, необходимо выбирать сварочные материалы, которые в полной мере удовлетворяют всем требованиям.

Прежде чем приступить к сварке алюминия или сварке нержавейки необходимо знать марку металла, чтобы подобрать правильные сварочные материалы. т.к. в зависимости от химического состава разные сплавы проявляют склонность к повышенной деформации и образованию трещин. Некоторые металлы и их сплавы требуют предварительного нагрева или термообработки, что оказывает влияние на выбор правильного сварочного материала.

При сварке изделий из стали 20 толщиной до 100 мм не требуется проведение предварительного нагрева, а из стали 12Х1МФ начиная с толщины 6 мм необходим предварительный подогрев изделий до минимальной температуры 200°С и последующая термическая обработка сварного шва.

Перед TIG сваркой алюминиевых сплавов неплавящимся электродом, всегда необходимо знать какую именно марку алюминия предстоит сварить, чтобы правильно подобрать сварочный материал. Обычно производители на упаковке указывают для каких марок сплавов предназначаются данные сварочные материалы.

Выбрать правильный вольфрамовый электрод

Немаловажным фактором при аргонодуговой сварке является правильно подобранный вольфрамовый электрод, проводящий сварочный ток к дуге. На правильный выбор влияют два фактора:

• толщина свариваемого металла
• величина сварочного тока

В зависимости от стандарта на изготовление электроды поставляются различных диаметров, обычно от 1 до 4 мм, и длиной 150 или 175 мм.

Согласно ISO 6848 «Дуговая сварка и резка. Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся. Классификация» электроды поставляются длинами и диаметрами, указанными в таблицах ниже.

Стандартный диаметр электродов из вольфрама и допуск (ISO 6848)

Диаметр, мм	Допуск, мм
0,25	±0,02
0,30
0,50	±0,05
1,0
1,5
1,6
2,0
2,4	±0,1
2,5
3,0
3,2
4,0
4,8
5,0
6,3
6,4
8,0
10,0

Длина электродов из вольфрама и допуск (ISO 6848)

Длина, мм	Допуск, мм
50	±1,5
75	+2,5 -1,0
150	+4 -1
175	+6 -1
300	+8 -1
450	+8 -1
600	+13 -1

Ознакомится с сортаментом электродов по ГОСТ можно перейдя по ссылке ГОСТ 23949.

В состав электродов входит чистый вольфрам и вольфрам с активирующими присадками (редкоземельными элементами и их оксидами):

• окись лантана
• окись иттрия
• двуокись тория
• тантал
• церий

Во избежание путаницы, в зависимости от химического состава, вольфрамовые электроды делятся по цветам маркировки, которую наносят на один из концов. Требование о необходимости нанесения цветной маркировки изложные в ISO 6848 и ГОСТ 24949.

Маркировка вольфрамовых электродов по цветам согласно ISO 6848

Помимо требований международных стандартов, в ГОСТ 24949 также есть требование о классификации вольфрамовых электродов по цветам.

Маркировка вольфрамовых электродов по цвету в зависимости от химического состава согласно ГОСТ 23949

В таблице ниже указаны рекомендации по выбору типа тока в зависимости от вида свариваемого материала.

Рекомендации по выбору типа тока в зависимости от вида свариваемого металла

Каждый вариант имеет характеристики, подходящие для применения в определенных ситуациях или для РАД сварки металлов:

• алюминий и его сплавы сваривают переменным током электродом из чистого вольфрама;
• электроды, легированные церием, являются универсальными и поэтому их применяют практически для аргонодуговой сварки всех типов металлов, а с лантаном или торием применяют для сварки нержавейки, а также меди и титана, и их сплавов;
• торированные электроды обеспечивают преимущество из-за увеличения плотности выделения электронов. При этом необходимо учитывать, что они имеют небольшой уровень радиоактивности.

Правильно заточить вольфрамовый электрод

Заточка вольфрамового электрода, точнее способ и угол заточки, оказывают существенное влияние на форму дуги и ее поведение и, как следствие, на форму сварного шва и срок службы неплавящегося электрода.

Для заточки необходимо применять круги с мелким абразивным зерном (идеальный вариант – это алмазный круг). Целесообразно применять шлифовальные круги с зернистостью 40 и менее (размер абразивных части менее 400 мкм), поскольку в данном случае риски от абразива на поверхности будут менее глубокие и в процессе заточки будет стачиваться меньше драгоценного вольфрама. Глубокие канавки от абразива вызывают потери энергии и нестабильное поведение дуги. Желательно на абразивном круге, где производится зачистка не работать с другими материалами т.к. их частички могут осаживаться на поверхность электрода.

Заточку вольфрамового электрода необходимо производить в продольном (по оси электрода), а не в поперечном направлении.

Поскольку вольфрамовые электроды в процессе изготовления имеют структуру зерна, которая расположена вдоль оси и заточка в поперечном направлении является шлифованием поперек зерна. Но это является не столь существенным как тот факт, что электроны текут с большой плотностью по поверхности электрода и, если на нем канавки от заточки расположены поперек – электронам тяжелее их преодолевать. Поскольку дуга ищет места с наименьшим сопротивлением – она может возникнуть не на конце вольфрамового электрода, а в канавках от шлифования и будет вращаться вокруг заостренного конца, что в свою очередь вызывает перегрев электрода и его быстрый износ.

Если следы от абразива расположены вдоль – электроны текут равномерно к заостренному концу электрода с меньшим сопротивлением. В данном случае дуга зажигается на конце, является более стабильной и менее нагревает вольфрамовый электрод, что увеличивает срок его службы.

В процессе заточки следить чтобы металл не перегревался. Признаком перегрева является изменение цвета поверхности и показывает, что на поверхности образовались оксиды, которые имеют большее сопротивление чем вольфрам и будут препятствовать зажиганию дуги.

Угол заточки вольфрамового электрода, играет главную роль при сварке аргоном.

Чем тупее угол заточки >30°:

• тяжелее зажигание дуги;
• более узкий сварной шов;
• необходима больше сила сварочного тока;
• увеличение возможности блуждания дуги;
• возрастание глубины проплавления металла;
• дольше срок службы электрода из вольфрама.

Чем острее угол заточки

В процессе аргонной сварки на переменном токе на конце неплавящегося электрода выделяется значительное количество тепла, которое расплавляет вольфрам, поэтому необходимо делать небольшое притупление, которое позволит сформировать шарик расплавленного вольфрама на конце.

Сохранять чистоту

Чистота поверхности является важным показателем для каждого процесса сварки, но для сварки аргоном она особенна важна. Загрязненность поверхности может привести к образованию пор и, следовательно, потребует дополнительных трудозатрат на их исправление. Особенно это важно при TIG сварке дорогостоящих металлов, таких как титан, алюминий и медь.

Перед началом процесса поверхность необходимо очистить чистой, сухой и мягкой тканью с применение чистящих и обезжиривающих средств от масел, смазки и грязи. Для титана и его сплавов ткань дополнительно должна быть безворсовой и работать необходимо в нитриловых перчатках, которые устойчивы к маслам и жирам. При выборе очищающего средства обращайте внимание на то, чтобы в его составе отсутствовал хлор т.к. он может привести к проблемам со здоровьем.

Также важным является правильное обращение с присадочным материалом. Храните прутки (или куски, отрезанные от бухты с проволокой) чистыми, сухими и закрытыми в контейнере. Для предотвращения окисления необходимо поддерживать влажность и температуру окружающей среды в местах хранения согласно рекомендациям производителя данных сварочных материалов
Правильное хранение основных материалов является немаловажным фактором. Перекрестное загрязнение частичками другого материла лежащего рядом или при проведении зачистки в непосредственной близости к месту ТИГ сварки может вызвать образование дефектов в сварном шве. Для предотвращения загрязнения необходимо использовать предназначенные для данного типа металла специальные абразивные материалы и щетки. Необходимо иметь ввиду, что абразивная пыль титана и магния огнеопасна и может оказать пагубное влияние на свариваемость других металлов. Хранить абразивные материалы для этих металлов необходимо вдали от открытых источников огня и отдельно от других материалов.

В процессе выполнения всех работ, связанных со сваркой нержавейки необходимо применять оборудование и инструмент предназначенный исключительно для этой группы сталей. Нержавеющие стали необходимо предохранять от возможного контакта или загрязнений свинцом, цинком, медью и ее сплавами, а также нелегированными и низколегированными сталям. Более подробную информацию об общих требованиях при сварке нержавейки можно узнать из видео.

Применять приспособления для сварки, предотвращающие образование деформаций

Правильная фиксация свариваемых деталей является важным требованием не только при сварке вольфрамовым электродом и помогает избежать многих проблем в том числе и деформирования. Чем меньше толщина свариваемых деталей, тем важнее выбор подходящих приспособлений для сборки и сварки.

Зажимайте детали в нескольких местах для предотвращения линейных деформаций и следите за соблюдением зазоров и углов применяя при этом магнитные угольники, угловые струбцины, клещи для сварки и другой инструмент.

Необходимо запастить терпением и временем для правильной сборки и фиксации деталей, имеющих сложную конфигурации. В данном случае хорошо себя зарекомендовало приспособление «третья рука», которое помогает надежно удерживать детали после сборки и в процессе сварки. Третья рука имеет множество разных конструкций и форм, но обычно это тяжелый предмет, который кладется или опирается на деталь и удерживает ее на месте для сварки.

Можно использовать специальные приспособления, которые помогают удерживать руку в процессе сварки. Использование опор для рук и локтей помогает сохранять устойчивость и уменьшает утомляемость.

Процесс подготовки может показаться трудоемким, и в некоторых случаях занимать больше времени, чем сама сварка, но он очень важен для изготовления качественной сварной конструкции.

Использовать газовую линзу

Качественная защита газом имеет прямое влияние на металл сварного шва. Использование газовой линзы для TIG горелки, которая изменяет вид потока газа из сопла (турбулентный на ламинарный) для улучшения покрытия (обволакивания) защитным газом металла сварного шва, является одним из способов обеспечения наилучшего качества сварного соединения.

Расходные материалы для газовой горелки включают в себя:

• керамическая чашка
• цанга
• колпачок

Газовая линза заменяет корпус цанги, который является стандартным в горелке TIG. Стандартная цанга обычно имеет 4 отверстия для распределения газа, а газовая линза представляет собой мелкоячеистую сетку. Поток защитного газа проходя через газовую линзу равномерно распределяется вокруг вольфрамового электрода, сварочной дуги и сварочной ванны, подобно аэратору на кране, который рассекает поток воды на множество мелких.

Газовая линза обеспечивает намного лучшую защиту расплавленного металла сварочной ванны, что является очень важным при аргонодуговой сварке таких металлов как нержавеющая сталь, титан. Также газовая линза предоставляет преимущества при сварке сталей и алюминия. Использование горелок с газовыми линзами является обязательным, когда существует необходимость повышения уровня защиты сварочной ванны или для сварки в трудностопуных местах, требующих большого вылета вольфрамового электрода. Необходимо принять во внимание тот факт, что горелки с газовыми линзами предполагают использование керамических чашек гораздо большего диаметра, чем со стандартной цангой.

Предварительно сварить образец

Чтобы убедиться, что все подготовительные операции сделаны правильно, если это возможно, необходимо произвести сварку аргоном тестового образца в идентичных условиях. Чем более ответственное является изделие и чем дороже свариваемый материал, тем важнее проводить TIG сварку тестового образца. Затратив время для этого вначале, можно избежать многих проблем в будущем, особенно для уникальных деталей или ответственных сварных швов. Применение идентичных сварочных материалов поможет понять, какое влияние оказывает изменение режимов на поведение сварочных материалов и основного металла в процессе сварки.

Сварка образца — это дополнительный шаг в подготовке, который сэкономит много времени позже, в процессе серийного изготовления изделий.

Читайте также:

  
• Сварка вольфрамовым электродом без газа
  
• Электроды для бытовой сварки
  
• Сварочный полуавтомат telwin digital mig 220
  
• Насадка на фен для сварки пластика своими руками
  
• Почему горят ключи в сварочном инверторе