Ручная аргонодуговая сварка рад рекомендуется

Обновлено: 18.05.2024

8.1.1. Требования данного подраздела распространяются на сборку и сварку неповоротных стыков труб наружным диаметром 100 мм и менее, при этом предусматривается два технологических варианта сварки:

сварной шов выполняется комбинированным способом: корневой слой - ручной аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом, последующие слои - ручной дуговой сваркой покрытыми электродами;

Для стыков труб при толщине стенки 4 мм и более предпочтение следует отдавать комбинированному способу; при меньшей толщине нужно сваривать стык полностью ручной аргонодуговой сваркой.

8.1.2. Для ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом рекомендуется использовать однопостовый источник постоянного тока, оснащенный устройством бесконтактного или контактного возбуждения дуги на малых токах и плавного снижения сварочного тока при заварке кратера шва (в частности, ТИР-300ДМ1, УДГ-350, УПС-301), или многопостовый источник с балластным реостатом для регулирования сварочного тока и обеспечения стабильного горения сварочной дуги.

Аргон из баллона должен поступать в горелку через редуктор с дозирующим устройством; могут быть также применены редукторы-расходомеры АР-10, АР-40 или любой кислородный редуктор с ротаметром типа РМ.

Для ручной сварки неплавящимся электродом в среде аргона стыков труб в монтажных и ремонтных условиях рекомендуется применять малогабаритные горелки МАГ-3, АГМ-2 и др.

8.1.3. Конструкция сварных соединений должна соответствовать требованиям, приведенным в табл.6.2 (разделки Тр-1 или Тр-2).

8.1.4. Собранные стыки прихватывают в одном или двух местах ручной аргонодуговой сваркой с применением присадочной проволоки или без нее. Исключение составляют стыки труб из углеродистой стали, которые всегда следует прихватывать с применением присадочной проволоки, а также стыки труб из стали других марок при зазоре между трубами более 0,5 мм. Используется присадочная проволока той же марки, какая будет применяться для сварки данного стыка. Размеры прихваток и их число должны отвечать требованиям подраздела 6.3.

Подогрев стыков при выполнении прихватки регламентирован требованиями, приведенными в подразделе 6.4.

8.1.5. Ручную аргонодуговую сварку производят сразу после выполнения прихватки. При комбинированной сварке стыки, в которых заварен корневой слой, должны быть полностью сварены во время той же рабочей смены.

Корневой слой (первый проход) выполняется ручной аргонодуговой сваркой с использованием присадочной проволоки или без нее. Корневые слои стыков труб из углеродистой стали, а также стыки труб из стали других марок при зазоре более 0,5 мм должны свариваться с присадкой. Последующие слои шва выполняются с применением присадочной проволоки диаметром 1,6-3 мм. Марка проволоки выбирается по данным табл.4.4.

8.1.7. Ручную аргонодуговую сварку нужно выполнять возможно короткой дугой на постоянном токе (70-100 А) прямой полярности вольфрамовым электродом диаметром 2-4 мм. Значение тока сварки уточняют при выполнении пробных стыков.

8.1.8. Зажигание и гашение дуги следует производить в разделке трубы или на уже наложенном шве на расстоянии 20-25 мм от его конца.

Подачу аргона необходимо прекращать спустя 5-8 с после обрыва дуги и в течение этого времени подавать аргон на кратер для защиты металла шва от воздействия воздуха.

8.1.9. Высота слоя (валика), выполненного ручной аргонодуговой сваркой, должна быть 2-4 мм. Примерное расположение слоев и валиков в сечении шва показано в табл.8.1. Порядок наложения слоев (валиков) такой же, как при ручной дуговой сварке стыков труб аналогичного диаметра (см. рис.7.3, а; 7.5, а; 7.13-7.14).

Предпочтительно, чтобы сварку стыков труб поверхностей нагрева котлов, собранных в блоки, выполняли одновременно два сварщика одним из способов, приведенных в п.7.2.5.

8.1.10. При комбинированной сварке основную часть разделки (после наложения корневого слоя ручной аргонодуговой сваркой) следует заполнять дуговой сваркой в соответствии с требованиями, изложенными в подразделе 7.2.

8.1.11. Размеры выпуклости швов (независимо от метода сварки) должны соответствовать приведенным в п.6.5.7.

8.2. Аргонодуговая сварка корневого слоя шва стыков толстостенных трубопроводов

8.2.1. Требования данного подраздела распространяются на сборку и ручную аргонодуговую сварку неплавящимся электродом корневого слоя шва неповоротных стыков труб при толщине стенки 10 мм и более, собранных без остающихся подкладных колец (с заполнением остальной части разделки ручной дуговой сваркой, механизированной в углекислом газе либо автоматической под слоем флюса).

8.2.2. Оборудование поста для ручной сварки в среде аргона корневого слоя шва стыков толстостенных трубопроводов должно соответствовать указанному в п.8.1.2.

8.2.3. Конструкция сварных соединений должна отвечать требованиям табл.6.2 (разделки типов Тр-2, Тр-6, Тр-7).

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.

Режимы

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.

Аргонодуговая сварка неплавящимися электродами

Аргонодуговая сварка — это современная технология, которая не только позволяет повысить качество выполняемого соединения металлов, но и существенно упрощает работу с такими тугоплавкими металлами, как титан, медь и алюминий. Поговорим подробнее, что такое аргонная сварка, расскажем о ее преимуществах и недостатках.

Описание технологии

Особенностью данной технологии является то, что сварка происходит в среде защитного инертного газа аргона. Это позволяет повысить качество соединения металлов и обеспечивает максимально возможную защиту от окисления. Аргон подается к горелке под высоким давлением и, полностью перекрывая рабочую зону, не позволяет кислороду проникать в соединяемые металлы, предотвращая появление ржавчины.

Если ранее эта технология была доступны лишь профессионалам, то сегодня с появлением относительно простых и универсальных в использовании сварочных аппаратов, выполнять такую работу может каждый.

В зависимости от характеристик соединяемых металлов и оборудования используются два типа электродов: неплавящиеся и плавящиеся.

Из неплавящихся наибольшее распространение получила технология с применением вольфрамовой проволоки, что позволяет получать прочные соединения двух разнородных металлов. А вот плавящиеся электроды могут использоваться при ручной и полуавтоматической сварке, когда соединяются одинаковые или близкие по характеристикам тугоплавкости металлы.

Принцип работы сварочного оборудования

Сварочное оборудование состоит из следующих элементов:

самого сварочного аппарата, у которого напряжение холостого хода составляет не менее 60 вольт;
осциллятора, который повышает сетевое напряжение до уровня в 6 000 вольт;
силового контрактора, отвечающего за подачу напряжения от сварочного аппарата на горелку;
керамической горелки;
устройства для обдува сварочной зоны;
баллона с аргоном или другим инертным газом;
присадочной проволоки и неплавящихся электродов.

Ручная аргонодуговая сварка не представляет особой сложности. Выполняется очистка и подготовка соединяемых металлов, осуществляется настройка и выбор режима работы. Далее сварщик зажигает горелку, после чего начинается подача газа к непосредственному участку сварки. Газовой горелкой расплавляют соединяемые элементы и аккуратно падают в зону соединения электрод или же сварочную проволоку. Единственный нюанс состоит в том, что отключать подачу защитного газа следует приблизительно через 10−15 секунд после выключения горелки.

Классификация режимов аргонодуговой сварки

Приведенная ниже классификация режимов аргонодуговой сварки позволит правильно подобрать электроды и оборудование.

Автоматическая, с использованием неплавящихся электродов ААД.
РАД сварка электродами с маркировкой для ручной работы.
Дугово-аргоновая автоматическая, с применением плавящихся электродов ААДП.

Как правильно выбрать режим

Именно от правильности выбора толщины электрода и силы тока зависит качество выполненных вами работ. Помните: чем толще соединяемый металл, тем больше диаметр должен быть у используемых вольфрамовых электродов, соответственно, тем выше сила тока. В инструкции по эксплуатации, которая прилагается к аппарату, вы можете найти все данные по силе тока и диаметру электродов в зависимости от толщины соединяемых деталей.

Наибольшей популярностью сегодня пользуются ААД и РАД сварка. А вот профессионалы, которым нужно выполнять большой объем работ, используют мощные полностью автоматические установки.

Преимущества и недостатки этой технологии

К преимуществам РАД технологии можно отнести следующее:

Аргон обеспечивает качественную защиту шва от окисления.
Вся работа выполняется при относительно невысокой температуре, поэтому свариваемые изделия сохраняют свою форму и размеры.
Тепловая мощность дуги находится на высоком уровне, что позволяет существенно сократить время работы.
Сама процедура несложная, поэтому обучиться ей может каждый.
Есть возможность соединения различных по своим характеристикам металлов.

Особенности метода аргоновой сварки, его плюсы и минусы

При необходимости формирования неразъемного соединения деталей из нержавейки, титана, стали, меди, алюминия и прочих цветных металлов и сплавов на их основе чаще прибегают к аргоновой сварке, представляющей довольно трудный специфический процесс. Аргонная сварка совмещает признаки газовой и электродуговой сварки. С последней технологический процесс объединен тем, что обязательно должна использоваться электрическая дуга, с газовой же сваркой общее -в использовании газа и ряда технологических приемов формирования неразъемного соединения.

Принципы сварки аргоном

Плавление кромок соединяемых элементов и присадочного материала, с помощью которых формируется сварной шов, обеспечивается благодаря высокой температуре, создающейся при горении электрической дуги. Аргон выполняет защитные функции.

Сваривание большинства цветных металлов и сплавов на их основе, а также легированных сталей имеет особенности, которые заключаются в том, что в расплавленном состоянии, при взаимодействии с кислородом и прочими элементами в окружающем воздухе, происходит активное окисление этих металлов. Данное обстоятельство негативно отражается на качестве формируемого сварного шва, который в итоге получается непрочным, с порами в структуре — воздушными пузырьками, значительно ослабляющими соединение. Еще хуже на алюминий, расплавленный при сварке, влияет окружающий воздух. Под воздействием кислорода из окружающего пространства начинается горение металла.

Оптимальный способ защиты зоны формируемого соединения при сварке цветных металлов и легированных сталей — это использование аргона. Характеристики этого газа объясняют высокую эффективность применения этого газа:

Аргон на 38% тяжелее воздуха.
Газ легко вытесняет воздух из зоны сварки, создавая надежную защиту.
Инертный газ практически не вступает в реакции с расплавленным металлом и другими газами в зоне горения сварочной дуги.
При сварке аргоном на обратной полярности нужно учитывать, что от атомов газа легко отделяются электроны, поток которых превращает газовую среду в токопроводящую плазму.

Сварка в среде аргона производится с использованием как плавящихся, так и неплавящихся электродов. Диаметр стержней из вольфрама подбирается по справочникам, в соответствии с характеристиками соединяемых деталей.

Типы:

Ручная. Выполняется неплавящимся вольфрамовым электродом (РАД).
Автоматическая в среде аргона с неплавящимися электродами (ААД).
Автоматическая в среде аргона с плавящимися электродами (ААДП).

По международной классификации аппарат аргонодуговой сварки или сварки с помощью электрода из вольфрама в инертных газах обозначается TIG (Tungsten Inert Gas).

Основные особенности

Рабочим органом сварочного аппарата является горелка. В центральную ее часть вставляют вольфрамовый электрод с вылетом 2−5 мм. Внутри горелки электрод фиксируется специальным держателем, в который можно вставить вольфрамовый стержень. Для подачи защитного газа горелку оснащают керамическим соплом. Шов формируется с помощью присадочной проволоки, состав которой должен соответствовать составу свариваемого металла.

Основные этапы сварки с использованием электрода из вольфрама:

Поверхности соединяемых деталей тщательно очищаются от загрязнений, следов жира и масла и окисной пленки. Очистка производится обязательно, а выполняться может механическим способом или с помощью химических средств.
К соединяемым деталям подключают «массу», что делается напрямую (в случае больших габаритов) и через металлическую поверхность рабочего стола. Присадочная проволока подается отдельно, а не включается в сварочную электрическую цепь.
На аппарате выставляется сила тока. Этот параметр выбирают в зависимости от характеристик соединяемых деталей.
После включения тока горелка с электродом подносится к свариваемым деталям максимально близко и без контакта с поверхностями. Оптимальное расстояние расположения горелки от соединяемых заготовок (должно выдерживаться при сварке) — 2 мм. Удерживание электрода на этом расстоянии позволит хорошо проплавить соединяемые части и получить аккуратный шов.
Подача защитного газа включается заранее — за 15−20 сек. до начала сварки. Выключается подача аргона спустя 5−10 сек. после окончания сварки.
Горелка и присадочная проволока медленно ведется лишь вдоль формируемого шва, без поперечных колебаний. Присадочная проволока, располагающаяся впереди горелки, плавно вводится в зону действия дуги. Из-за резких движений расплавленный металл сильно разбрызгивается.
В процессе сварки электрическая дуга зажигается, а электрод не должен прикасаться к соединяемым поверхностям. Данное правило должно соблюдаться, так как потенциал ионизации аргона крайне высок, что мешает эффективно использовать искру от касания электрода для его понижения. Когда плавящийся электрод прикасается к соединяемым деталям, появляются пары металла, потенциал ионизации которых гораздо ниже по сравнению с аргоном, что и упрощает процесс зажигания дуги. Если вольфрамовым электродом прикоснуться к поверхности соединяемых частей, дуга загрязняется и выполнение сварки затрудняется.

Для зажигания дуги используется осциллятор, преобразующий поступающий из электросети ток с обыкновенными параметрами в высокочастотные импульсы напряжением 2000−6000 В и частотой тока 150−500 Гц. Такие импульсы позволяют зажечь электрическую дугу без соприкосновения соединяемых деталей и электрода.

Оборудование и оснащение

Для сварки аргоном требуется особое оборудование:

Инвертор или обыкновенный сварочный трансформатор, мощности которого должно хватать для сварки (в частности, может быть использован трансформатор с мощностью холостого хода 60−70 В).
Силовой контактор, через который на горелку подается напряжение.
Осциллятор.
Специальный регулятор, отвечающий за время обдува аргоном сварочной зоны (газ должен быть подан за несколько секунд до процесса, а подача его прекращается через несколько секунд после окончания сварки).
Горелка с керамическим соплом и зажимом для фиксации вольфрамового электрода.
Баллон газа и редуктор, регулирующий уровень давления аргона, который подается в зону сварки.
Присадочные прутки и электроды из вольфрама.
Выпрямитель, который вырабатывает постоянный электроток напряжения 24 В, подающийся на коммутирующие устройства.
Дополнительный трансформатор, который отвечает за подачу напряжения к коммутирующим устройствам.
Реле, отвечающее за включение/отключение осциллятора, контактора, электрогазового клапана, которому нужно напряжение 24 или 220 В.
Индуктивно-емкостный фильтр, который обеспечивает защиту аппарата от отрицательного воздействия высоковольтных импульсов.
Амперметр для измерения величины тока.
Автомобильный аккумулятор (можно неисправный) емкостью 55−75 Ah, необходимый для снижения постоянной составляющей сварочного тока, которая обязательно возникает при сварке с использованием переменного тока (к сварочной цепи аккумулятор подключается последовательно).
Сварочные очки.

В марке готового сварочного аппарата должна быть аббревиатура TIG. Использовать его можно после дополнительной комплектации горелкой, газовым баллоном, элементами, которые управляют подачей защитного газа.

Выбор режима

Важные параметры — полярность и направление электротока. На их выбор влияют свойства материалов, подлежащих свариванию. Переменный ток или обратная полярность выбирается при необходимости выполнения сварки деталей из алюминия, магния, бериллия, прочих цветных металлов. Выбор объясняется тем, что с использованием такого электротока эффективно разрушается оксидная пленка, всегда присутствующая на поверхности этих материалов.

Характерна сварка алюминия, оксидная пленка которого на поверхности имеет высокую температуру плавления. При сварке алюминиевых деталей на токе обратной полярности оксидная пленка эффективно разрушается за счет активной бомбардировки ионами аргона поверхности соединяемых деталей. Токопроводящая плазма, в которую превращается аргон, упрощает выполнение сварки и повышает ее качество. При выполнении процесса с использованием переменного тока для достижения эффекта соединяемые детали являются катодом.

Для сварки в защитных газах часто применяется осциллятор. В случае использования переменного тока это устройство облегчает зажигание сварочной дуги, а когда та загорится, играет роль стабилизатора. Когда меняется полярность переменного тока, возможна деионизация (затухание) дуги. Во избежание этого осциллятор при смене полярности электротока формирует электрические импульсы, подавая их на сварочную дугу.

На выбор тока влияют:

Свойства обрабатываемого материала.
Геометрические размеры заготовок.
Размеры используемых электродов.

Для выбора параметра рекомендуется обратиться к специальной литературе.

Немаловажный параметр — расход аргона, который выбирается в зависимости от скорости подачи присадочного материала и скорости сносящих воздушных потоков. Минимальным значение параметра будет, если сварка осуществляется в помещении, где нет сквозняков. Если работы ведутся на открытом воздухе и при сильном порывистом боковом ветре, нужно увеличить расход газа и для его подачи в зону сварки использовать конфузорные сопла, из которых газ поступает через мелкоячеистые сетки.

Кроме аргона, в защитную смесь часто добавляется немного кислорода (3−5%). В данном случае кислород вступает в реакцию с вредными примесями (влага, грязь, проч.) на поверхности соединяемых частей. В результате примеси сгорают или преобразуются в шлак, который всплывает на поверхность шва.

Кислород не используется для сварки меди, так как получается оксид меди. Данное соединение, реагируя с водородом из окружающего воздуха, образует водяной пар, который стремится выйти наружу из металла шва. Из-за этого в сварном шве образуется множество пор, что негативно сказывается на его качестве.

Плюсы и минусы метода

Достоинства:

Возможность получения надежного соединения благодаря эффективной защите области выполнения работ.
Незначительный нагрев свариваемых частей, что позволяет использовать технологию для сварки сложных по конфигурации заготовок (они не деформируются при этом).
Возможность использования для материалов, которые иными способами не могут быть сварены.
Серьезное увеличение скорости работ за счет высокотемпературной электрической дуги.

Недостатки:

Сложное оборудование.
Необходимость в специальных знаниях и опыте.

Метод обеспечит качество и надежность сварных соединений, равномерность проплавки соединяемых частей. С данной технологией детали из цветных металлов небольшой толщины могут свариваться и без присадочной проволоки.

Аргонодуговая сварка. Технология и оборудование

Без такой операции, как сварка сегодня не обходится ни одна стройка, ни одно производство, где необходимо соединить металлические детали. Этот вид соединения считается одним из быстрых и довольно качественных. Существует несколько видов сварки, но в этой статье, речь пойдет именно об аргонодуговой. Чем она примечательна, ее плюсы и минусы, все это будет рассмотрено ниже.

Технология

Аргонодуговая сварка ― это по сути та же ― электродуговая, но в ней используется инертный газ ― аргон, который подается в место горения электрической дуги. Международных обозначений аргонодуговая сварка имеет аж целых два- это TIG (сварка неплавящимися вольфрамовыми электродами в среде газа — аргона) и MIG/MAG (сварка электродной проволокой в среде аргона или углекислого газа).

Таким образом, создается газовая среда, в которой происходит плавление металла. Благодаря тому, что аргон не вступает во взаимодействие с металлом, он не меняет его химический состав и это большой плюс. То, что этот газ тяжелее на 1/3 воздуха, способствует вытеснению последнего из среды дуги, и изоляции расплавленного металла от воздействия атмосферы.

Это защищает сварочный шов от образования оксидной пленки и в целом улучшает качество соединения металла. Бывают случаи, когда к аргону добавляют кислород в количестве 4%. Это обусловлено тем, что при сгорании кромок металла, внутри газовой среды, аргон полностью не защищает шов от разного рода загрязнений и влаги. А кислород сжигает эти вредные примеси, исключая образование пористости шва. Но это делают в основном там, где необходимо очень высокое качество сварочного соединения. Обычно достаточно одного аргона.

Принцип работы

Оборудование для аргонной сварки состоит из: сварочного аппарата ― в который входит инверторный преобразователь для образования электродуги, осциллятор, горелка, баллон с аргоном, газовые шланги и сварочные кабеля.

Аргонодуговая сварка (tig) неплавящимся электродом

Перед началом работы включается аппарат и подается аргон. Для образования электродуги, сварщик приближает вольфрамовый (при сварке неплавящим электродом) электрод на небольшое расстояние к детали. На этом этапе есть один важный нюанс. Дуга не сможет образоваться при прямом соединении электрода с деталью, как при электросварке. Это из-за того, что для создания в среде аргона дуги, необходима высокая ионизация. А так как вольфрамовый электрод тугоплавкий (температура плавления около 5000 °C) и практически не сгорает, отсутствует образование газов, способствующих ионизации и зажиганию дуги. Потому в таких случаях используется ― осциллятор.
Осциллятор ― это устройство, обычно установленное в сварочном аппарате для аргонодуговой сварки, которое зажигает электродугу в случае с неплавящим электродом. Происходит это следующим образом: поднося горелку с вольфрамовым электродом на небольшое расстояние к детали, осциллятор подает на электрод высоковольтный импульс высокой частоты, который электрически пробивает расстояние к детали образуя ионизацию в газовой среде. Благодаря этому происходит зажигание дуги и дальнейшее ее горение.

При использовании постоянного тока сварки, применяется подключение прямой полярности. То есть на корпус изделия подается «плюс», а на электрод «минус». Делается так потому, что при таком подключении, на детали, то есть «плюсе», выделяется до 70% тепла, а на электроде ― «минусе» всего 30%. Вследствие этого, металл детали плавится, а электрод меньше подвержен сгоранию. Исключением является сварка алюминия. В этом случае лучшие результаты получаются при сварке переменным током, так как при этом разрушается образование оксидной пленки. Что касается осциллятора, то при использовании переменного тока, после зажигания дуги, он переходит в режим стабилизации, подавая импульсы пробоя каждый раз, когда меняется полярность. Это обеспечивает стабильное горение электродуги.

Ввиду того, что вольфрамовый электрод не плавится, для образования шва в место горения дуги добавляется присадочный материал, который сварщик держит левой рукой, и при надобности подает.

В соединяемых деталях под действием температуры образуется ванночка с расплавленным металлом. Так как горелка имеет вход для подключения газового шланга, аргон по специальной полости проходит к газовому соплу и вырывается наружу между ним и вольфрамовым электродом. Таким образом, как бы «окутывая» электрод и варочную ванночку.

Помимо полости для газа, еще горелка имеет впускной и выпускной патрубки для подачи холодной жидкости и отвода нагретой. Это необходимо для охлаждения сопла горелки ввиду сильного перегрева.

Аргонодуговая сварка плавящимся электродом

В этом случае, роль электрода выполняет стержень из металла, с нанесением рутила. При прямом касании электродом детали, происходит короткое замыкание (как при обычной электродуговой сварке), вследствие чего образуются пары расплавленного металла, которые и дают ионизацию в газовой среде аргона. Дуга зажигается благодаря этим парам, поэтому применение осциллятора в этом случае нет необходимости. Присадочная проволока подается вручную или специальным автоматизированным механизмом, в виде барабана с проволокой, роликов и электродвигателя с редуктором. Обычно такой вид оборудования находиться на специализированном сварочном посту.

Область применения

Аргонодуговая сварка (tig и mig/mag) с успехом применяется при соединении цветных металлов, легированных сталей и алюминия. Также она хороша при сварке алюминиевых и титановых сплавов. Например, легкосплавных дисков и других узлов автомобиля. При малой толщине свариваемых поверхностей, сварка аргоном может проводиться без дополнительных присадок.

Аргонная сварка плавящим электродом, применяется при соединении нержавеющей стали и алюминия.

Плюсы аргонодуговой сварки

Основными достоинствами аргонодуговой сварки являются:

1) высокое качество получаемого шва;

2) равномерное проплавление глубины металла;

3) незаменима при сваривании изделий из тонкого листового алюминия;

4) широкая сфера применения, начиная от автомастерских и заканчивая авиастроением;

5) не требует частой замены электрода, что не образует дефектов при остановке и возобновлении работы.

Недостатки аргонной сварки

1) при ручной сварке ― низкая производительность;

2) для качественной сварки, необходима высокая квалификация и достаточная практика;

3) автоматический вариант ― не всегда удобен, так как применяется для однопрофильных длинных швов. При сваривании коротких и разной ориентации соединений ― не практична;

Из рассмотренного выше понятно, что такой вид сварки намного эффективнее и универсальнее обычной электродуговой. Понятно, что для домашних целей это может быть дорогое удовольствие, но применяя эту технологию в бизнесе, оборудование с лихвой себя окупит за минимальный срок.

Читайте также: