Сварка аргоном на улице

Обновлено: 04.10.2024

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

На чем основан принцип аргонной сварки

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

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

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

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

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

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

Назовем основные качества аргона:

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

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

В целом, у аргонной сварки мало минусов:

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

Плюсов у этого принципа работы гораздо больше:

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

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

Аргонная сварка: принцип работы в зависимости от вида

Аргонную сварку принято делить на виды исходя из степени механизации:

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

На каком оборудовании осуществляется аргонная сварка

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

Все оборудование делится на три вида:

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

Рекомендуем статьи по металлообработке

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

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

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

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

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

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

Как работает горелка?

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

1. Горелка с неплавящимся электродом.

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

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

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

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

2. Горелка с плавящимся электродом.

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

Аргонная сварка: принцип работы

Принцип работы аргонной сварки инверторным способом

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

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

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

Как выбрать режим работы, не нарушая основные принципы аргонной сварки

Качество сварного шва во многом зависит от выбора режима сварки.

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

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

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

Сварка алюминия по принципу аргонной сварки

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

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

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

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

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

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

Сварка меди по принципу аргонной сварки

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

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

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

Почему следует обращаться именно к нам

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

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

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

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

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

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

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

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.

Аргоновая сварка

Аргоновая сварка гарантирует создание надежного соединения. Данный метод универсален и применяется как на крупных производствах, так и в быту для локальных задач. Аргоном можно варить разные металлы, в том числе медь, титан и алюминий, что значительно расширяет сферу применения.

Чтобы соединения были прочными и надежными, необходимо использовать подходящее оборудование и режимы. В нашей статье мы расскажем, что такое аргоновая сварка, какой она бывает, что для нее нужно и какие правила необходимо соблюдать.

Суть технологии аргоновой сварки

Данная технология предполагает использование газа в сочетании с электричеством, позволяя обрабатывать практически любые металлы. Метод подходит для сварки нержавеющей стали, чугуна, меди и алюминия, которые активно применяются при создании разнообразных узлов и механизмов. В повседневной жизни каждый человек ежедневно соприкасается с предметами, изготовленными при помощи аргонодуговой сварки. Речь идет о маленьких бронзовых крючках для вешалки, люстрах и других светильниках, даже задней части холодильника.

Говоря о том, что такое аргоновая сварка, нужно понимать, что данный подход решает важную проблему: горение невозможно без кислорода, однако он вызывает окисление металлов, негативно влияя на шов. Когда сварочная ванна застывает, на шве появляется большое количество пузырьков, снижающих его прочность, а алюминий вовсе сгорает. Тогда как аргон, подаваемый на ванну, образует вокруг места сварки защитное облако, сводя к минимуму возможность окисления. Данный инертный газ играет роль изоляции металла от элементов, содержащихся в окружающем воздухе, так как тяжелее их.

Стоит отметить, что иногда аргон заменяют еще одним инертным газом – гелием. Однако второй вариант значительно дороже, поэтому используется редко.

Аргон имеет такие достоинства:

тяжелее атмосферных газов, за счет чего вытесняет их из ванны;
не вступает в реакцию с веществами, выделяющимися в процессе сварки.

Плюсы и минусы аргоновой сварки

Поскольку нам уже известно, что такое аргоновая сварка, необходимо обозначить ее основные плюсы:Поскольку нам уже известно, что такое аргоновая сварка, необходимо обозначить ее основные плюсы:

Небольшая температура нагрева, за счет чего размеры и форма соединяемых элементов остаются неизменными.
Аргон инертен, то есть имеет большую плотность и вес, чем воздух. В результате достигается оптимальная защита области сварки.
Дуга имеет достаточно высокую тепловую мощность, поэтому формирование шва занимает минимум времени.
Процесс отличается простотой, что позволяет начинающим сварщикам быстро его освоить.
Метод дает возможность соединять разные виды металлов, которые не поддаются прочим способам сварки.

Минусы этого подхода:

Сквозняки и ветер сдувают часть газовой защиты, приводя к снижению качества сварного шва. Специалисты советуют работать в закрытых помещениях, оснащенных хорошей вентиляцией.
Аппарат для аргоновой сварки достаточно сложный, кроме того, непростой задачей является настройка режимов сварки.
При работе с высокоамперной дугой важно обеспечить дополнительное охлаждение стыкуемых заготовок.

Виды аргоновой сварки

На производствах используют три вида аргоновой сварки:

Ручной – сварщик сам держит горелку и присадочную проволоку. Опыт мастера влияет на скорость формирования шва и характеристики последнего.
Полуавтоматическая – в горелке предусмотрен канал для подачи проволоки, а в аппарате установлен подающий механизм, как в полуавтомате MIG. Сварщик направляет горелку, тогда как вторая рука у него свободна, что позволяет придерживать и поворачивать изделие. Данный подход считается более производительным, чем первый, однако итоги работы также зависят от навыков и опыта специалиста.
Автоматическая – подача проволоки осуществляется в автоматическом режиме. Горелка находится на каретке, и ее движение обеспечивается системой приводов. Вся сварка автоматизирована, поэтому осуществляется без участия человека. Скорость работы, глубина провара изначально устанавливаются при помощи панели управления. Качество швов никак не связано с опытом оператора, поэтому всегда остается высоким.

Также, отвечая на вопрос о том, что такое аргоновая сварка, нужно понимать, что она может осуществляться с использованием присадочной проволоки либо без нее. Второй подход применяется, если нужно сварить тонкие стали сечением не более 2 мм. Еще одно важное условие – отсутствие щелей у сторон, благодаря чему обеспечивается плотный прижим. Вольфрамовый электрод плавит края заготовки, и горячего металла хватает для формирования шва. Соединения получаются герметичными, тонкими, гладкими, имеющими почти зеркальную поверхность, без чешуи. Однако они легко повреждаются на изломе.

Использование присадки предполагает большие временные затраты на сварку, при этом формируется чешуйчатый шов, а число слоев чешуи зависит от частоты подавания присадочной проволоки в сварочную ванну. Однако данный метод позволяет перекрывать зазоры шириной 3–5 мм, делать бугорки под проточку. Его используют при работе с толстыми металлами сечением более 3 мм.

Оборудование для аргоновой сварки

Залогом надежных швов является выбор подходящего аппарата для аргоновой сварки. Для данной работы нужен значительный набор оборудования. Также на рынке сегодня представлены универсальные, не очень дорогие устройства, обеспечивающие все необходимые функции.

Оборудование для аргоновой сварки делится на три группы:

Специализированное – предназначено для обработки изделий определенного вида.
Специальное – устанавливается на производствах и используется для заготовок с одинаковым типоразмером.
Универсальное – подходит для любых работ в среде аргона, например, для соединения полуавтоматом элементов изделия из нержавеющей стали.

Перечень оборудования для аргоновой сварки не ограничивается одним аппаратом. Однако необязательно приобретать все виды необходимого оборудования, так как есть элементы, которые можно изготовить самостоятельно.

Для аргоновой сварки требуются:

Горелка с вольфрамовым расходником – о ней будет отдельно говориться далее.
Основной и вспомогательный трансформатор. Роль первого чаще всего играет аппарат для дуговой сварки с показателем напряжения в пределах 70 В. Вспомогательный обеспечивает электропитание коммутирующих устройств.
Осциллятор, который подключается параллельно к источнику питания и необходим для разжигания дуги при использовании неплавящегося вольфрамового расходника. Для этого устройство подает высокочастотные импульсы, обеспечивая ионизацию дугового промежутка. Обычная сетевая частота составляет примерно 55 Гц при напряжении 220 В, тогда как за счет осциллятора удается добиться показателей в 500 кГц и 6000 В.
Контактор – подает напряжение на горелку.
Реле – отвечает за включение и отключение контактора и осциллятора.
Вольфрамовые электроды для аргоновой сварки, которые идут в комплекте с проволокой аналогичного диаметра.
Аргоновый баллон, оснащенный редуктором.
Выпрямитель – позволяет создать постоянный ток с напряжением 24 В.
Амперметр – измеряет силу тока.
Таймер – следит за временем обдува защитным газом.
Электрогазовый клапан – обеспечивает подачу постоянного либо переменного тока с показателями 24 В и 220 В.
Фильтр, призванный отслеживать высоковольтные импульсы из осциллятора.
Аккумулятор – позволяет последовательно подключить оборудование в электрическую цепь, стабилизировав переменный ток.

Когда производится сварка металлов с более толстыми краями и необходима высокая производительность, в процесс включаются:

Специальная горелка, за счет которой удается использовать сразу ряд вольфрамовых электродов. При помощи этого аппарата для аргоновой сварки обеспечивается более высокое качество, прочность шва, формируемого на высокой скорости.
Приспособление для нагревания присадочной проволоки.
Пульсирующий ток – во время пауз в его поступлении металл заготовок успевает кристаллизоваться. При синхронизации движения дуги с импульсами тока плавка получается высокоэффективной, вне зависимости от положения изделия в пространстве.

Требования к горелке для аргоновой сварки

На горелке закреплены электрод, к которому подается напряжение, и сопло. Через последнее газ поступает в зону обработки.

Понимая, что такое аргоновая сварка, проще выбрать горелку. Также необходимо принимать во внимание такие показатели, как:

максимально допустимая мощность и сила тока для конкретного оборудования;
наличие держателя, применяемого для работы с вольфрамовым стержнем;
материал сопла – в идеале стоит выбрать керамическое;
способ охлаждения, поскольку данный показатель значим при работе с толсто- и тонкостенными заготовками;
возможность использования горелки с любыми аппаратами (не только для аргоновой сварки);
длина электрического кабеля.

Не менее важно выбрать тип электродов:

Плавящиеся вольфрамовые стержни обычно применяют во время сварки полуавтоматом и автоматом. В таком случае дуга создается между металлом заготовки и присадкой. Выбор между воздушной или жидкостной системой охлаждения зависит от уровня производительности техники. Принцип работы горелки и конструкция сопла являются одинаковыми при использовании плавящихся и неплавящихся электродов.
Неплавящиеся стержни выбирают для ручной аргоновой сварки, поскольку с их помощью удается качественно соединять детали из металлов и сплавов с высокой химической активностью. Речь идет о таких материалах как титан, алюминий, магний, нержавеющая сталь.

Электрод крепят в токоподводящей цанге горелки, а через соседнее сопло в сварочную зону направляется инертный газ. Сила тока и диаметр стержня подбираются в соответствии с толщиной обрабатываемых заготовок.

Немаловажно, что в процессе такой сварки удается избежать брызг. Обеспечить равномерное распределение газа получается за счет сетчатого фильтра, устанавливаемого на горелку. Полуавтоматическая горелка также оснащена маховиком для управления положением стержня. Токопроводящая цанга фиксируется резьбовым соединением, позволяя устанавливать новые электроды.

Правила и режимы для сварки аргоном

Начинающему специалисту нужно не только понимать, что такое аргоновая сварка, но и знать базовые правила и порядок операций:

В первую очередь, с рабочей поверхности удаляют загрязнения, такие как масло, жир, краска. От качественного выполнения данного этапа зависит соединение металлов – грязи не должно остаться. Для этого можно использовать любые методы очистки, в том числе механические, химические.
За 20 секунд до сварки аргон подают в рабочую зону. Далее нужно взять проволоку и горелку, расположив последнюю поближе к поверхности заготовок – дуга появится после подачи электропитания.
Горелку ведут вдоль линии стыка, не допуская ее перемещения поперек шва. Важно помнить, что присадка не должна подаваться слишком быстро, так как это приведет к разбрызгиванию металла. Рекомендуется направлять проволоку немного перед горелкой, добавляя и убирая по необходимости быстрыми поступательными движениями.
Важно обеспечить дугу минимальной длины – тогда шов получится узким, глубоким и аккуратным. Данное правило особенно актуально при сварке неплавящимся электродом.
Горелка и присадочная проволока должны находиться под защитой инертного газа.
Кратер заваривают за счет снижения напряжения, подаваемого к горелке, а не посредством прерывания дуги. Подачу аргона перекрывают спустя 15 секунд после завершения шва.

Что можно варить аргонной сваркой

Что можно варить аргонной сваркой? Да практически все! И это радует, ведь соединить детали из различных цветных металлов и сплавов обычными методами иногда не представляется возможным.

С другой стороны, технология аргонной сварки достаточно сложна и обладает своей спецификой. Поэтому прежде чем приступать к работе, нужно как можно более тщательно изучить особенности данного способа металлообработки.

Особенности технологии аргонной сварки

Прежде чем говорить об аргонно-дуговой сварке, следует разобраться с тем, что представляет собой сам процесс соединения заготовок. Металлические поверхности свариваемых деталей предварительно прогреваются за счет воздействия пламени. При таком способе обработки находящийся в воздухе кислород вступает в реакцию с материалом, что вызывает его окисление. При этом следует иметь в виду, что окисление цветных металлов и легированных сталей занимает меньше времени по сравнению с обычными металлами.

Из-за этого качество соединений снижается: швы заполняются многочисленными пузырьками, что приводит к потере ими прочности и разрушению. Сварка не подходит для работы с заготовками из алюминия, поскольку этот сплав при нагреве горит и разрушается.

В процессе аргонно-дуговой сварки используется сварочная ванна, защищающая детали от воздействия газов и примесей. В качестве защитной оболочки тут выступают инертный газ аргон.

При сварочных работах могут использоваться другие инертные газы, например, гелий, обладающий аналогичными характеристиками. Однако недостатками гелия являются высокая стоимость и больший расход в сравнении с аргоном.

Аргон не вступает в химические реакции с другими элементами, включая обрабатываемые металлические заготовки. Этот газ весит больше воздуха, поэтому вытесняет его из сварочной ванны, предотвращая воздействие ненужных газовых примесей.

Аргонную сварку производят при помощи плавящихся либо неплавящихся (например, вольфрамовых) электродов. Для определения типа и диаметра электродов используются специальные таблицы. Выбор того или иного расходника зависит от свариваемых материалов.

Металлы, которые можно варить аргонной сваркой

Итак, что можно варить аргонной сваркой? Чаще всего именно она применяется для работы с материалами, в составе которых присутствует алюминий или нержавеющая сталь. Именно этой технологии отдают предпочтение работники станций технического обслуживания автомобилей. Использование аргонной сварки позволяет продлить срок использования деталей авто.

Аргонной сваркой можно варить отдельные элементы трансмиссии, радиаторы, трубки кондиционера и других детали, изготовленные из алюминиевых сплавов.

Технические особенности автомобильных запчастей не позволяют воспользоваться другими методами обработки, например, плазменным напылением или пайкой.

Можно варить аргонной сваркой детали, изготовленные из дюралюминия, титана, чугуна, меди, силумина, других цветных и черных металлов. Поскольку материалы обладают своими особенностями, то качественно выполнить работы и получить надежное сварное соединение помогает профессионализм и опыт сварщика, знакомого с химическими реакциями металлов при нагреве.

Также с помощью аргонно-дуговой сварки создают уникальные кованые изделия (ворота, ограждения, мебель, люстры и т. п.). Из-за большого количества мелких элементов готового изделия его финишная шлифовка затруднительна. Используемая же технология оптимизирует процесс изготовления, а готовые детали не нуждаются в дальнейшей обработке.

Для получения качественных сварных соединений помимо аргона необходимо пользоваться присадками. Благодаря своему опыту сварщики могут подобрать оптимально подходящие расходные материалы для более быстрой и профессиональной работы.

Основные виды аргонной сварки

Выбор разновидности сварки зависит от обрабатываемого металла. Ручная аргонная сварка с использованием штучных электродов обладает следующими особенностями:

получением тонкого аккуратного сварного шва;
высокой скоростью обработки металла;
относительно невысокой температурой работы;
отсутствием необходимости в присадках.

В промышленности широко применяется ручная или автоматическая аргонодуговая сварка с использованием штучных вольфрамовых электродов и присадочной проволоки. Эта технология более сложная и трудоемкая, но при этом обладает рядом преимуществ:

использование автоматического оборудования в разы увеличивает производительность труда по сравнению с ручным способом;
можно варить аргонной сваркой заготовки из легированной и углеродистой стали;
сварочный шов отличается высоким качеством.

Выбор той или иной технологии сварки зависит не только от имеющегося оборудования, но и от материала, из которого выполнены заготовки. В большинстве случаев ручная и автоматическая или полуавтоматическая сварка может использоваться для сваривания аналогичных металлов.

Для аргонной сварки более предпочтительным является использование оборудования с постоянным и переменным током. Высокая стоимость оборудования окупается возможностью применения его для работы практически с любыми металлами.

Порядок выполнения работ при аргонной сварке

Аргонной сваркой с неплавящимися вольфрамовыми электродами можно варить детали, изготовленные из нержавеющей стали и цветных металлов (алюминия, титана, магния).

Электрод размещается в токоподводящей цанге горелки с керамическим соплом, направляющим инертный газ в свариваемую область. Аппарат имеет систему водяного охлаждения. При выборе диаметра электрода необходимо руководствоваться требуемой силой тока, зависящей от толщины обрабатываемого изделия. Поскольку в процессе сварных работ брызги не образуются, горелка закрывается сетчатым фильтром, который равномерно распределяет аргонный поток.

Механизированная горелка, которую можно использовать при аргонной сварке, имеет также маховик, поднимающий и опускающий вольфрамовый электрод. Токоподводящая цанга закреплена резьбовым соединением, что позволяет использовать стержни разного диаметра.

Полуавтоматическое или автоматическое оборудование оснащено горелкой с плавящимся электродом. В процессе работы сварочная дуга поддерживается между обрабатываемой деталью и присадочной проволокой. Система охлаждения аппарата зависит от его производительности и может быть воздушной или жидкостной. Конструкция сопла и принцип работы аналогичны оборудованию с неплавящимися стержнями.

Во время аргонной сварки сварщикам необходимо придерживаться следующих правил:

Обрабатываемая поверхность должна быть тщательно очищена от грязи, масла, жиров, краски и т. д., поскольку наличие загрязнений отрицательно скажется на качестве полученного шва. Способы очистки могут быть как механическими, так и химическими.
За 20 секунд до начала работы газ подается в зону сварки. Присадочная проволока и горелка размещаются в непосредственной близости от обрабатываемой поверхности. Дуга активируется поступающей электроэнергией.
Горелка должна перемещаться вдоль, а не поперек линии соединения деталей. Проволока не должна подаваться быстро, чтобы избежать образования металлических брызг. Присадку следует проводить впереди горелки, поступательно добавляя или убирая ее.
Чем короче сварочная дуга, тем уже, глубже и эстетичнее будет шов. Этот момент особенно важен при использовании неплавящихся электродов.
Необходимо следить за нахождением горелки и присадочной проволоки внутри защитной газовой оболочки.
Для того чтобы заварить кратер, следует понизить напряжение, а не убирать горелку. Подачу газа в зону сварки следует прекратить спустя 15 секунд после окончания работы.

Немного о режиме работы сварочного аппарата. Выбирая порядок работы оборудования, необходимо учитывать имеющиеся исходные данные.

Выбор направленности и полярности тока зависит от обрабатываемого металла. Аргонной сваркой можно варить детали из стали, включая нержавейку, на оборудовании с током прямой направленности. Для цветных металлов, магния и алюминия используется аппаратура, работающая на переменном токе с обратной полярностью.

На расход инертного газа влияют два основных фактора: условия работы и скорость подачи аргона. Если аргонная сварка ведется на открытом воздухе при сильном ветре, расход увеличивается. В связи с этим, обработку следует выполнять в защищенном от ветра месте.

Особенности аргонной сварки различных металлов

Итак, аргонной сваркой можно варить различные металлы, главное – знать и учитывать их особенности, поскольку без этого невозможно получить качественное сварное соединение.

Изделия из нержавеющей стали достаточно сложны в обработке. Распространенной проблемой являются трескающиеся и расходящиеся сварные швы. Во избежание этого для соединения деталей используется аргонодуговая сварка. При работе с нержавейкой необходимо помнить о некоторых нюансах:

присадка и неплавящийся электрод перемещаются исключительно вдоль, а не поперек сварного шва;
повысит качество соединения, но при этом увеличит расход газа обдувание области сварки с лицевой и изнаночной стороны;
присадка должна располагаться в зоне действия защитного газа;
вольфрамовый стержень не должен касаться поверхности соединяемых заготовок, в том числе при активации дуги (это делается с помощью специальных пластин).

После окончания работы с изделиями из нержавеющей стали подача газа прекращается спустя 10–15 секунд, чтобы дать шву остыть и предотвратить окисление.

Можно варить аргонной сваркой трубы из нержавейки. Сама обработка аналогична работе с листовыми изделиями, но сварочное соединение должно обдуваться газом с наружной и внутренней стороны.

Обдув снаружи вопросов не вызывает, а для того, чтобы подавать газ изнутри, следует:

закрыть одну из свариваемых труб пробкой;
стык скрыть изолентой;
во вторую трубу медленно впустить аргон и закрыть ее;
удалить изоленту и продолжить сварку так же, как и при работе с другими листовыми изделиями.

Алюминий.

Что можно варить аргонной сваркой? Именно эта технология позволяет без проблем соединять изделия из алюминия. Проблематичность сварки этого металла обусловлена его свойствами: при контакте с воздухом он вступает в химическую реакцию с кислородом, в результате чего поверхность сразу покрывается оксидной пленкой. После механического удаления пленки она вновь появляется спустя непродолжительное время.

Образующийся на поверхности детали оксид алюминия тугоплавок, разрушить его можно переменным током или током с обратной полярностью.

Помимо создания защитной среды, использование аргона в данном случае разрушает оксидную пленку. При сваривании деталей из тонколистовой стали расходуется около 6 л/мин инертного газа, из толстолистовой – около 15 л/мин.

Независимо от используемой технологии сварки важно предварительно тщательно очистить обрабатываемую заготовку. Последовательность действий по очистке будет следующей:

с помощью растворителя обезжирить поверхности соединяемых деталей;
удалить оксидную пленку механическим или химическим способом;
просушить чистую поверхность.

После такой подготовки качество сварного шва будет намного выше.

При использовании для сварки гелия необходимо оборудование с постоянным током. К недостаткам технологии относятся:

более высокая стоимость гелия по сравнению с аргоном;
повышенный расход инертного газа;
технически работа с гелием сложнее работы с аргоном.

Медь.

Отличие меди от других цветных металлов заключается в ее химических свойствах – металл более устойчив к воздействию агрессивной среды. Работая с ней, профессиональные сварщики пользуются смесью аргона с гелием, плавящимися или неплавящимися вольфрамовыми электродами, а также оборудованием с постоянным током.

При обработке деталей толщиной более 4 мм их предварительно нагревают до +800 °С. Изделия из меди можно варить аргонной сваркой с использованием медной или медно-никелевой присадочной проволоки. Вместо нее пользуются прутками из аналогичных материалов. В процессе сварки образуется стабильная и устойчивая сварочная дуга.

Поскольку медь обладает высокой теплопроводностью, кромки соединяемых заготовок должны быть обязательно разделаны. При работе с заготовками толщиной менее 12 мм можно ограничиться разделыванием одной кромки, при сваривании более толстых деталей следует обработать обе кромки.

Также можно варить аргонной сваркой изделия из титана. Для этого используют вольфрамовые электроды.

При толщине деталей от 0,5 до 1,5 мм достаточно одного электрода. Присадки при этом не нужны, заготовки соединяются встык. Более толстые изделия свариваются с использованием присадочной проволоки.

Предварительно с кромок соединяемых заготовок необходимо полностью удалить насыщенный кислородом альфированный слой. Присадочную проволоку нужно обработать вакуумным отжигом при температуре +900…+1000 °С в течение четырех часов.

Титан можно варить аргонной сваркой на оборудовании с постоянным током прямой полярности. Для соединения заготовок толще 10–15 мм используется погруженная дуга:

после того как образуется сварочная ванна, расход инертного газа повышается до 40–50 л/ч;
электрод погружают в сварочную ванну;
возникающее давление сварочной дуги оттесняет расплавленный металл, а дуга горит внутри образовавшегося углубления.

Такая технология позволяет увеличить проплавляющую способность дуги.

В заключение отметим, что варить аргонной сваркой можно изделия из различных металлов, главное – учитывать существующие нюансы и особенности каждого из свариваемых материалов. Изучить их помогут специальные справочники.

Читайте также: