Тиг сварка без газа возможна ли

Обновлено: 16.05.2024

Купил инверторный сварочный аппарат с TIG горелкой в комплекте: Technoweld Monster 205*.

Подскажите, можно ли использовать СО2 (аргон очень далеко) при сварке черного металла? цветного металла (кроме

Спасибо за ответ.

При сварке чернухи - смесь углекислого газа с кислородом (около 30%)

Что касается цветных металлов, то титан - аргон, медь - аргон или гелий, нержавейка - аргон или гелий, жаропрочные - аргон или гелий.

При сварке чернухи - смесь углекислого газа с кислородом (около 30%)

с каких пор при тиг сварке инертные газы можно стало заменять на активные?
в общем при сварке неплавящимся электродом в инертных газах - только аргон , гелий или их смеси
для п/а - СО2 или смеси с аргоном и/или кислородом - это собсно маг сварка
или агон -миг
смеси аргона с СО2 или кислородом в одних источнках причисляют к активным газа в других к инертным- в общем хрен их поймеш

Вы правы по поводу чернухи и смеси углекислого газа и кислорода. В принципе (теория), такое возможно в случае добавления к присадочному материалу раскислительных элементов типа марганца, титана, кальция (это может быть либо проволка, либо флюс)и других которые забирают кислород из оксида железа 2.
Лучший вариант - аргон, без него как без рук.
Что же касается инертных газов, то легко запомнить и не путать в будущем, что инертные газы - газы (элементы периода периодической системы Менделеева), которые не вступают в реакции вообще (этим свойством их и используют в качестве защитных газов: они не реагируют с железом и струя не даёт доступа кислороду). Если взять строение атома этих элементов (аргон, неон, криптон, радон, ксенон), то выходит следующее - у них на последних орбиталях спаренные электроны и им они больше не нужны. У кислорода 2 электрона не спарены, поэтому он вступая в реакцию имеет валентность 2, пример Н2О, где водород одновалентен.

для п/а - СО2 или смеси с аргоном и/или кислородом - это собсно маг сварка

Вы правы по поводу чернухи и смеси углекислого газа и кислорода. В принципе (теория), такое возможно в случае добавления к присадочному материалу раскислительных элементов типа марганца, титана, кальция (это может быть либо проволка, либо флюс)и других которые забирают кислород из оксида железа 2.
Лучший вариант - аргон, без него как без рук.
Что же касается инертных газов, то легко запомнить и не путать в будущем, что инертные газы - газы (элементы периода периодической системы Менделеева), которые не вступают в реакции вообще (этим свойством их и используют в качестве защитных газов: они не реагируют с железом и струя не даёт доступа кислороду). Если взять строение атома этих элементов (аргон, неон, криптон, радон, ксенон), то выходит следующее - у них на последних орбиталях спаренные электроны и им они больше не нужны. У кислорода 2 электрона не спарены, поэтому он вступая в реакцию имеет валентность 2, пример Н2О, где водород одновалентен.

тут, собственно, проволка для п/а уже с раскислителем.

вообщето лигатура присутствующая в сварочных материалах нужна не только для забирания кислорода из оксида желнза - в основном она нужна для удаления серы и фосфора из металла шва или для снижения их воздействия на сварное соединение , так же лигатура влияет на кристализацию металла (размер кристаллов , кристалическая структура металла шва) и для получения нужных свойств сварного соединения. собственно вся активная защита металла шва сводится к связыванию лишних примесей в металле и удалению их из оного в шлак на поверхности шва - особенно ярко это выражено в рдс но и при сварке П/А шлак имеет место быть хоть и в существенно меньшим кол-ве(серая корка , стекловидная масса от коричневого до зеленоватого оттенка)и собственно как и у защиты инертными газами к ограждению расплавленной сварочной ванны от азота,кислорода,водорода воздуха
с инертными газами все понятно - вопрос стоял от том к какой категории отнести смеси активных и инертных газов применительно к сварочным делам

Аргон заменить на СО2 не возможно. так как аргон это защитный газ защищает сварочную ванну от воздействия кислорода и азота, то есть реакций не происходить. так же можно использовать гелий или смесь гелия и аргона. а СО2 это совсем другой газ с другими свойствами. не стоит открывать америку когда она уже открыта!

так как аргон это защитный газ защищает сварочную ванну от воздействия кислорода и азота,

как ни странно СО2 тоже защитный газ и тоже защищает сварочную ванну
возможно вы имели ввиду инертный газ?

как ни странно СО2 тоже защитный газ и тоже защищает сварочную ванну
возможно вы имели ввиду инертный газ?

Сорри. не так понял.

Углекислый газ используется в качестве защитной среды при сварке проволокой, но при высоких температурах происходит его диссоциация с выделением кислорода. Выделяющийся кислород окисляет металл. В связи с этим приходится в сварочную проволоку вводить раскислители, такие как марганец и кремний. Другим следствием влияния кислорода, также связанного с окислением, является резкое снижение поверхностного натяжения, что приводит, среди прочего, к более интенсивному разбрызгиванию металла, чем при сварке в аргоне или гелии.

Как то приходилось варить ТИГсваркой с газовой смесью "АТАЛ 5"(португальская маркировка, 95%Аргон+5% со2) (просто в этот момент чистого аргона не было-поставщик подвел), варил нержавейку, качество шва приемлимое(визуально). Характерный признак-после сварки кончик электрода имел желтый налет-вытирался пальцем. Но сомневаюсь что подобная смесь будет дешевле чистого аргона.

В старых(времен СССР) "букварях" по сварке СО2 характеризовался как ". защитный, активный газ"-то есть принимал активное участие в сварочном процессе, аргон". защитный, инертный газ"-защищает сварочную ванну, но в силу своей инертности не принимал участие в сварочном процессе.

К сожалению последнее время на различных интернет ресурсах можно встретить такой "бред сивой кобылы" что страшно иной раз давать ссылки (имел печальный опыт)

Как то приходилось варить ТИГсваркой с газовой смесью "АТАЛ 5"(португальская маркировка, 95%Аргон+5% со2) (просто в этот момент чистого аргона не было-поставщик подвел), варил нержавейку, качество шва приемлимое(визуально). Характерный признак-после сварки кончик электрода имел желтый налет-вытирался пальцем. Но сомневаюсь что подобная смесь будет дешевле чистого аргона.

Вот в чём заключается его (СО2) защитные свойства:
Особенность полуавтоматической сварки в среде углекислого газа заключается в том, что электрическая дуга горит между го-
лой электродной проволокой и свариваемым металлом в среде углекислого газа, который оттесняет воздух из зоны сварки. В ин-
тервале высоких температур углекислый газ является активным окислителем, так как диссоциирует с образованием атомарного
кислорода: СО2 = СО + О. В результате, в сварочной ванне могут протекать следующие реакции:
С + О = СО, Fе + О = FеО, Mn + O = MnO, Si + 2O = SiO2.
Из этих реакций видно, что при сварке в углекислом газе происходит повышенное выгорание элементов, входящих в состав
основного металла: углерода, кремния, марганца и др.
Чтобы подавить реакции окисления, а также пополнить выгоревшие примеси, при сварке в углекислом газе применяют элек-
тродную проволоку, легированную марганцем и кремнием. Они восстанавливают железо из его закисей, при этом образовавшиеся
окислы марганца и кремния переходят в шлак:
FeO + Mn = MnO + Fe; 2FeO + Si = SiO2 + 2Fe.
Сварка в среде углекислого газа – процесс высокопроизводительный – может выполняться во всех пространственных положе-
ниях и производится постоянным током обратной полярности. Переменный ток и постоянный ток прямой полярности не применя-
ются из-за недостаточной устойчивости процесса и неудовлетворительного качества и формы шва.
В углекислом газе сваривают в основном сварные конструкции из конструкционной углеродистой и низколегированной стали (га-
зопроводы, нефтепроводы, корпуса судов и химических аппаратов и т.п.).
Преимущества полуавтоматической сварки в среде углекислого газа с точки зрения ее стоимости и производительности по-
зволяют заменять ею ручную дуговую сварку качественными электродами.
Лабораторная работа

Tig сварка — что за способ, где он применим: описание, параметры, режимы

Для сборки всевозможных сварных конструкций из легированных сталей и для соединений цветных металлов используется аргонодуговая сварка. Из статьи можно узнать, что же такое сварка аргоном, что варят с использованием инертных газов, как влияет защитное облако на процесс многое другое.

Принцип аргонно дуговой сварки MIG и TIG

Прежде, чем рассматривать принцип аргонодуговой сварки, стоит разобраться. Необходимо понять как работает аргонная сварка. Чтобы соединить металлические детали, их необходимо разогреть в месте стыка.

Для расплавления металла используется сварочная дуга. Горение дуги и расплавление металла невозможно без окисления кислородом, находящегося в воздухе. Этот элемент окисляет сплавы, причем цветные металлы и легированные стали быстрее, чем углеродистый металл.

Также в зоне расплавления за счет насыщения водородом, азотом появляются пузырьки, при кристаллизации в шовном валике образуются раковины, свищи и многочисленные поры. Прочность соединений страдает. Ухудшается геометрия сварного соединения.

Для того чтобы обеспечить надежную защиту расплавленного металла используются различные газы в чистом виде, а также и в виде смесей.

Какие бывают режимы TIG сварки

Сварку в аргоне выполняется как в автоматическом (ААД), механизированном полуавтоматическом (MIG) и в ручном режиме (TIG). Для данного метода характерно применение как плавящегося электродного металла (проволоки), так и неплавящегося вольфрамового электрода.

От механизированной аргонодуговая сварка плавящимся электродом (MIG) отличается присутствием особенностями розжига дуги. Газ и сварочная проволока и подается через сопло горелки при нажатии специальной клавиши на ее корпусе. Газ подается за 12-25 секунд до подачи питания на клеммы. Для mig поджег дуги происходит касанием проволоки самого изделия.

Основные особенности

Особенности процесса аргонодуговой сварки следует рассмотреть подробно, у технологии множество режимов, нюансов. Защитная атмосфера защищает ванну расплава. Но для этого необходимо в постоянном режиме подавать газ в рабочую зону под определенным давлением. Сущность аргонодуговой сварки – создание специальной среды, препятствующей окислению присадки и металла при воздействии электродуги с необходимой температурой горения.

Теперь об особенностях аргонодуговой сварки неплавящимся электродом TIG. Рабочим элементом является горелка с соплом, через которое осуществляется подача газовой смеси или чистого Ar.

Аргон имеет более высокую плотность чем воздух вследствие чего обеспечивает вытеснение посторонней газовой среды из зоны процесса. Данный газ ионизируется под воздействием электрического разряда и разогрева металла при розжиге.

Происходит так называемая термоэлектронная эмиссия. В результате газ образует плазму, в которой происходит уверенное горение дуги. Потенциал ионизации инертных газов очень высокий. Пробить защитную атмосферу способны только высокочастотные токи, образованные специальным устройством — осциллятором.

Методы зажигания дуги.

За счет частотности электродуга способна формироваться без касания электрода о металлическую поверхность (чиркания). В некоторых случаях дугу зажигают и методом качания (чирканья) о поверхность изделия. Тут необходимо высокая квалификация сварщика, так как при замыкании, в металл изделия могут попасть частички вольфрама, образуя тем самым дефект.

Также произойдет оплавление самого электрода изменив его геометрию, и ухудшит процесс сварки. Мощность дуги снизится из-за уменьшения напряжения на дуге. Также измениться и давление самой дуги.

В современных аппаратах для предотвращения этого применяется функция Lift Tig (лифт тиг). С ее помощью понижается сила сварочного тока в стадии зажигания дуги. С увеличением зазора между изделием и электродом ток увеличивается до рабочих значений.

Устройство сварочной горелки

Вернемся к устройству сварочной горелки. В центральную часть устанавливается держатель (цанга), в который вставляется электрод с вылетом из сопла в пределах от 2,0 до 5,0 мм. Горелка аппарата, оборудованного осциллятором, имеет на корпусе кнопку для запуска процесса. При ее нажатии происходит продувка газом магистралей, и с небольшой задержкой импульсно подается ток на электрод.

Сварочный ток TIG – это высокочастотный или импульсный электроток с частотой от 150 до 500 Гц. Его напряжение весьма верило и колеблется в пределах 2500 – 6000В.

Шов формируется плавлением сварочной проволокой подаваемой в зону сварки из вне и последующей кристаллизацией сварочной ванны. Подбирают присадку, по химическому составу близкую к сплаву. В ряде случаев используется присадка с дополнительными легирующими элементами для придания особых свойств.

Что можно варить аргоновой сваркой ТИГ?

Данный способ имеет очень широкие границы применения. Варят как неприхотливые низкоуглеродистые стали, так и сплавы титана, дюрали, меди, высоколегированные жаропрочные и жаростойкие стали, никелевые сплавы и нержавейку. Сами режимы и методы процесса сильно разнятся.

Так, к примеру для алюминия используется переменный ток или импульсный режим. Так что делаем вывод в аргоне можно заварить практически все.

Плюсы и минусы использования Ar и других инертных газов

Аргонной называют сварочный процесс, проходящий в среде чистых инертных газов и смесей, защищающих расплав металла от окисления, насыщения водородом, азотом.

Сначала о преимуществах аргонодуговой сварки:

защитная среда ионизируется, поддерживается ровное горение дуги;
фактически максимальная защита как электрода, так и присадки от атмосферных газов;
можно соединять тонкие листовые заготовки без деформации;
высокопроизводительный сварочный процесс;
широкая номенклатура применяемых металлов и сплавов;
формируется однородный по структуре шов;
снижается риск непроваров, пор, подрезов и других дефектов;
после работы не требуется очищать шовный валик от следов окалины, также за счет этого повышается производительность;
инертный газ безвреден, не оказывает вредного влияния на организм, окружающую среду.

Недостатком метода могут явиться громоздкое оборудование, необходимо к месту работы транспортировать баллон и систему подачи газа. Увеличиваются производственные затраты на расходники.

Что нужно еще для сварки аргоном?

Сварочное оборудование бывает автоматическим, механизированным или ручным. Перечислим основные компоненты оборудования:

Инверторный источник питания или сварочный выпрямитель.
Осциллятор как уже ранее говорилось, применяется для бесконтактного розжига дуги за счет тока с высоким напряжением и частотой.
Сварочная горелка с цангой, наконечником и вольфрамовым электродом.

Условные обозначения

В технических характеристиках сварочников можно встретить аббревиатуры TIG MIG, РАД, AC DC, непонятные начинающим сварщикам, приобретающим бытовое оборудование, работающее от сети. Существует стандартная и международная классификации видов.

TIG MIG сварка, что это такое и в чем отличия.

Технология Tungsten Inert Gas еще называется РАД – ручная аргонная сварка с использованием вольфрамового электрода (тонкие металлы варят без присадки встык, заготовки толще 2 мм – с использованием присадочной проволоки); Встречается аббревиатура wig – обозначающая, что применяется именно вольфрам для электрода;
Метод Metal inert gas – ручная аргонодуговая обычным плавящимся электродом.

РАД осуществляется как на постоянном токе, так и на переменном. Чтобы различать аппараты, выдающие переменный и постоянный ток, введено обозначение аргонодуговой сварки AC DC. Аппараты для TIG, выдающие постоянный ток, называют DC-оборудованием.

При выборе инверторов важно учитывать, для чего нужна аргоновая сварка. Сварочные аппараты AC/DC (direct current/alternating current) работают в двух режимах, можно работать на постоянном и переменном токе.

Переменный ток — АС

Аргонодуговая сварка, проводимая на переменном токе (AC) – используется для металлов с тугоплавкой оксидной пленкой таких как алюминий. Глубина проплавления на переменном токе существенно ниже, чем на постоянном токе порядка 14-22%.

Импульсная аргонодуговая сварка обеспечивается подачей кратковременных импульсов, используется при работе с плавящимся и неплавящимся электродом. При импульсно-дуговой технологии электродуга условно подразделяется на дежурную, поддерживаемую в холостом режиме, и рабочую, возникающую при подаче импульсного тока.

Как присоединять клеммы

При подключении сварочного аппарата, выдающего постоянный ток, учитывается полярность аргонодуговой сварки.

Прямая полярность

При прямой полярности минус на корпусе горелки, плюсовая клемма присоединяется к свариваемой заготовке. Тепловой центр электродуги смещается к металлу, он быстро расплавляется. Данный способ подключения часто применяется, являясь в преобладающем большинстве отличием перед миг сваркой в аргоне.

Обратная полярность

При использовании обратной полярности диаметр электрода должен быть толстым, он будет сильно разогреваться, а зона расплава формируется широкая и неглубокая. Обратная полярность используете при сварке сплавов, образующих пленочные оксиды или нитриды, препятствующие разрушению под воздействием внешних факторов (дюрали, титан).

За счет потока положительных частиц происходит катодное распыление оксидных и нитридных пленок, улучшается качество шва. Отметим, что для данного метода относительно редко применяется обратная полярность. Ее применение ускоряет износ электрода, также оставляя высокий риск попадания его частиц в металл шва. Следует учесть, что на обратной полярности Ar переходит в состояние плазмы.

Лучше пользоваться специальными газосмесями. При аргонодуговой сварке переменным током расположение клемм произвольное. Плюс и минус меняются с частотой рабочего тока.

Влияние газов на сварочный процесс

Однозначно ответить на вопрос, что нужно для сварки аргоном и какой газ применяется для сварки неплавящимся электродом ответить сложно. Инертное облако влияет на интенсивность формирования шва, глубину провара и форму шовного валика. Чистый Ar обладает низкой теплопроводностью, за счет этого дуговой столб узкий, профиль проникновения V-образный, шов проваривается глубоко.

Чистый He намного легче, формируется широкая дуга, профиль проникновения неглубокий. Применение аргонодуговой сварки в среде He практикуется только при обработке разнородных и жаропрочных нержавеющих металлов из-за высокой стоимости вещества.

Для цветных и нержавеющих сталей чаще приобретают специальные смеси на базе Ar и He. Смеси этих газов в разном соотношении обеспечивают защиту на высоком уровне, улучшают показатели дуги, к примеру при применении смеси He+Ar в соотношении 22-25% к 75-78% увеличит теплоотдачу и увеличение напряжения дуги.

Также используется такая смесь аргона и кислорода с содержанием последнего 1-3%. Это улучшает стабильность горения дуги в целом. Газовые смеси, содержащие по три компонента в своем составе, имеют широкий спектр применения.

Режимы

Токовую нагрузку определяют, исходя из вида металла и толщины заготовки, учитывая диаметр плавящегося электрода или присадочной проволоки. Основные рабочие параметры:

Параметры тока (переменный, постоянный, полярность прямая или обратная определяется только для постоянного);
Используемый диаметр вольфрамового электрода;
Напряжение свободногорящей сварочной дуги;
То с какой скоростью идет процесс;

К второстепенным параметрам относятся:

Положение электрода;
Положение самой свариваемой детали;

Сварочный ток – чем больше его значение, тем больше провар. Его параметры колеблются в пределах от 10 до 1000 А.

Расход защитных газов в среднем варьируется от 3 до 20 л/мин. В некоторых случаях может достигать значений и в 50 л/мин.

Скорость сварки от 23 до 123* м/ч (*для автоматических способов). В большинстве случаев значение находятся в пределах 23 – 61 м/ч.

Напряжение на дуге в пределах от 5 до 32В, в основном в пределах 9-14В. Ампераж устанавливают, руководствуясь специальными таблицами.

Общие данные режимов сварки стали

Сварочный ток можно выбрать, учитывая диаметр электрода, и свойства свариваемого металла изделия, размеров изделия.

Основные параметры ТИГ сварки

Напряжение дуги напрямую влияет на геометрические размеры шва. Чем больше напряжение тем выше скорость сварки и меньше ширина шва.

Интервал размера дуги – от 1,5 до 2,9 мм, для увеличения глубины провара необходимая длинная. Для сварки проката из тонкого металла используется короткая дуга, для уменьшения тепловложения;

Чрезвычайно важным моментом является угол заточки вольфрамового электрода. Чем острее угол, тем шире дуговой столб и ниже нагрузка. Отсюда и более низкий срок службы.

Тупой угол заточки приводит к противоположным следствиям как узкая сварочная ванна, но более долгий срок службы.

Оптимальный угол заточки является от 25-45 градусов. Не рекомендуется использовать угол заточки более 90 градусов.

Скорость сварочного процесса зависит от формы и размеров валика, геометрии соединения, силы сварочного тока, физических свойств основного и присадочного металлов.

Расход газ защищающего сварочную ванну зависит от того, где происходит сварка в помещении, где нет движения воздуха или на улице.

При наличии ветра или сквозняка необходимо увеличить подачу газа так как его частично будет сдувать. Если ветер в зоне сварке сильный, то необходимо дополнительно использовать специальные сетчатые сопла. Их еще называют конфузорные.

Расход зависит и от скорости выполнения сварки и подачи электродной проволоки. Чем больше скорость, тем выше газорасход.

Подготовительные мероприятия перед сваркой

Оборудование должно быть исправно и иметь действующее свидетельство об аттестации НАКС;
Газовый баллон посредством шланга подключить к сварочному аппарату. Подключить горелку в разъем соответственно к плюсу если выбрана обратная полярность или на минус в случае с использованием обратной;
Подключить заземляющий кабель к корпусу сварочного оборудования;
Подлечить питающий кабель к электросети. Произвести включение аппарата;
Проверить подачу газа и работу осциллятора. Произвести пробное зажигание сварочной дуги.

Нюансы сварных соединений разных металлов

Теперь о том, что можно варить аргонодуговой tig сваркой и какие особенности необходимо учитывать.

Алюминий

Температура плавления оксида намного выше, чем у самого алюминия. Ее температура варьируется в пределах 20000-20500 °С.

Для удаления окислов необходима обратная полярность, и, соответственно, толстый тугоплавкий или графитовый стержень, приблизительно равной толщине свариваемой детали. Использовать переменный ток.

Для сварки необходима сила тока значительно выше, чем для других металлов даже в большей чем у него температурой плавления. Линейное расширение алюминия одна из трудностей его сварки. Происходит большая усадка металла и как следствие дефекты сварного шва в виде утяжин и подрезов.

Алюминий обладает высокой текучестью, что также ведет к образованию дефектов различного рода. Для уменьшения текучести алюминия необходимо применить подкладки с высокими теплоотводящими свойствами.

Медесодержащие изделия

Медь активно насыщается водородом, отличается текучестью. Сварка меди из-за этого крайне сложна в вертикальном и потолочном положении. Перед ее сваркой обязательно качественная зачистка и обезжиривание поверхности.

Используется TIG, MIG технологи с использованием чистого Ar и графитовых электродов. Как и алюминий медь имеет высокую теплопроводность что обуславливает ее сварку на токах с высокими значениями.

Сварку меди осуществляют с предварительным подогревом изделия до температуры порядка 600 – 650 °С. Для уменьшения сварочных деформаций.

Титан

Это высокоактивный металл, для него необходимо увеличить подачу газовой смеси чтобы максимально защитить сварочную ванну.

Способ сварки зависит от марки титана, можно варить сплавы плавящимися и неплавящимися электродами.

Перед сваркой необходимо тщательно зачищать поверхность заготовки и сварочных материалов. Титану свойственно наводороживание или сродство к водороду.

Наводороживание есть не что иное, как насыщение сварочного шва водородом из газовой или водной среди.

Для устранения чего используют специальные приспособления, кожухи и козырьки, удерживающие защитную атмосферу, в которой происходит остывания шва.

Сущность аргонодуговой сварки в получении шовного валика без окалины, шлаковых включений, пористости. Инертные газы тяжелее воздуха, за счет разницы в плотности при подаче газосмеси в рабочую зону формируется облако.

Для розжига дуги применяются обычные электроды или тугоплавкие вольфрамовые совместно с присадочной проволокой, формирующей шовный валик.

На видео ниже показано, что такое и что включает в себя аргонодуговая сварка, как производить подготовку оборудования и проводить сварку.

Аргонодуговая сварка TIG

Аргонодуговая TIG сварка – универсальная технология сваривания металлических изделий при помощи вольфрамовых электродов. Она позволяет создавать сплошные швы на тонких деталях из неферромагнитных материалов и их сплавов. Сварка TIG активно используется в отраслях тяжелой промышленности, в автосервисах и небольших мастерских.

История появления

В конце XIX столетия американский ученый Чарльз Коффин впервые использовал инертные газы для сваривания изделий из металла. Его исследования были основаны на опытах русских физиков Василия Петрова и Николая Славянова, открывших дуговой метод сварки деталей. Новая технология не позволяла сваривать заготовки из алюминия и магния, что обусловлено изменением степени окисления материалов при взаимодействии с воздухом.

В 30-х гг. XX в. технология TIG сварки была усовершенствована американскими учеными Расселом Мередитом и Нортропом Эйкрафтом. В 1941 г. инертные газы стали активно применяться для сваривания магния на постоянном токе. Спустя несколько лет специалисты компании Northrop Corporation начали использовать технологию ТИГ для соединения алюминиевых, магниевых и никелевых деталей. Это способствовало развитию авиационной промышленности и ракетостроения.

Сущность процесса сварки TIG

В переводе с английского языка аббревиатура TIG означает “вольфрам + инертный газ” (Tungsten + Inert Gas). Принцип работы ТИГ сварки заключается горении электрической дуги в аргоне. Этот инертный газ тяжелее воздуха. Он защищает свариваемые материалов от воздействия кислорода. Аргон предотвращает окисление металлов. В результате образуется аккуратный и прочный сварной шов.

Электроды для аргонодуговой сварки изготавливаются из вольфрама. Температура плавления этого химического элемента составляет 4000 °С. Он может работать со всеми разновидностями стали. Чтобы сварить прочный шов, нужно периодически производить заточку вольфрамового электрода. Эта процедура позволит увеличить срок эксплуатации электрического проводника и снижает риск сокращения его ресурсных показателей. Выделяют следующие значение углов заточки электродов:

10–20 °С: при малой силе электротока.
20-30 °C: при средних значениях тока.
60-120 °C: при повышенной силе электротока.

Если угол заточки меньше 20 °С, то физические свойства вольфрамового электрода изменятся. При высоких температурах (свыше 90 °C) устойчивость электрической дуги во время горения снижается. Заточку необходимо производить вдоль поверхности электрического проводника, чтобы не деформировать его. Точение осуществляется при помощи болгарок, кругов из мелкозернистых абразивных материалов и наждачной бумаги. Для обеспечения высокой точности заточки рекомендуется закрепить электрод на стержне шуруповерта или дрели.

Заточенный электрический проводник закрепляется на конической трубке, расположенной на сопле горелки. Часть электрода накрывается футляром, предотвращающим короткое замыкание. Для TIG сварки необходимо использовать горелки РГА-150 или РГА-440. Их основные параметры указаны в ГОСТ 5.917-71.

ГОСТ 5.917-71 Горелки ручные для аргонодуговой сварки типа РГА-150 и РГА-400

Горелка с электрическим проводником помещается в сварочную ванну с инертным газом. В результате электрод изолируется от кислорода. Запуск аргона контролируется при помощи функциональных кнопок на горелке. Во время настройки горелки рекомендуется увеличить вылет электрода. В этом случае электрическая дуга сможет сваривать труднодоступные элементы металлических заготовок.

В процессе аргонодуговой сварки плавящимся электродом происходит разжигание электрической дуги. Во время ее горения расплавляются кромки свариваемых деталей. В сварочных ваннах без газа электронная дуга не сможет стабильно гореть. В результате увеличится пористость шва, снижающая его прочность.

При ТИГ сварке не рекомендуется применять неплавящиеся электроды. В этом случае электрическая дуга не загорится при взаимодействии вольфрамового проводника с металлической поверхностью. При розжиге дуги неплавящимися электродами образуется слабая искра, что обусловлено высокой степенью ионизации инертного газа.

Если в процессе TIG сварки между свариваемыми металлами образуется зазор, то нужно использовать присадочную проволоку. Это приспособление позволит создать прочный шов, не подвергающийся разрывам или изломам. Диаметр проволоки зависит от ширины свариваемых заготовок и формы шва.

Для создания прочных соединений металлов при помощи технологии TIG используются следующие приборы:

Источник электрического тока – блок питания.
Осциллятор – устройства для вырабатывания высокочастотного тока, разжигающего электрическую дугу.
Инвертор – прибор, преобразующий постоянный ток в переменный.
Баллоны с инертным газом.
Редуктор – устройство для преобразования передаваемых мощностей в полезную работу.
Газовая горелка.
Соединительные коннекторы и крепежные механизмы.

При помощи этого оборудования можно сваривать изделия из нержавейки, латуни, меди и бронзы.

Чтобы правильно выбрать приборы для TIG сварки, нужно учитывать следующие факторы:

напряжение блока питания;
наличие опции смены полярности;
возможность сваривания толстых деталей в течение длительного периода времени;
наличие жидкостной системы охлаждения, предназначенной для понижения температуры горелки;
возможность регулировки работы инвертора при помощи дисплея;
способность работать на производственных линиях.

Основным аппаратом для аргонодуговой сварки является сварочный инвертор. Он способен конвертировать постоянный ток в переменный, изменяя значение его частоты. Сварочный инвертор обладает следующими достоинствами:

Высокая эффективность и прочность конструкции, что позволяет создавать швы высокого качества за короткий промежуток времени.
Автономность работы. Во время эксплуатации сварщик может менять местоположение инвертора.
Компактность. Прибор имеет небольшой размер и весит не более 3 кг.
Высокий КПД, что позволяет создавать большое количество швов при минимальных ресурсных затратах.
Низкий расход электроэнергии, что позволяет сэкономить множество финансовых средства.
Низкая сложность управления. Сварщик может регулировать плавную подачу тока в ручном режиме.

Сварочный инвертор можно сконструировать в домашних условиях при помощи графических схем. Для этого нужно приобрести комплект шлангов, осциллятор и устройство для задержки подачи электротока. Самостоятельная сборка сварочного инвертора позволит сохранить большое количество денежных средств. Для осуществления монтажных работ человек должен знать основы механики и иметь опыт работы с платами и небольшими деталями.

Применение

ТИГ сварка активно используется в промышленности из-за высокой температуры горения электрической дуги. Эта технология позволяет сваривать детали из углеродистой и нержавеющей стали, чугуна, алюминия и иных тугоплавких металлов. Технология TIG нашла применение в следующих сферах:

машиностроение;
пищевая промышленность;
строительство зданий и объектов инфраструктуры;
сооружение нефтяных вышек и буровых конструкций;
прокладка трубопроводов;
космонавтика и ракетостроение;
строительство самолетов, поездов и кораблей.

ТИГ сварка используется в бытовых условиях. С помощью этой технологии можно устранить трещины в радиаторе автомобиля, изготовить кухонную посуду или металлические сушители для полотенец.

Преимущества и недостатки

Выделяют следующие преимущества аргонодуговой сварки:

При сваривании металла его поверхность не деформируется, что обусловлено узкой зоной прогрева.
Сварочный шов не требует очистки.
Экологичность: ТИГ сварка не оказывает негативное влияние на окружающую среду.
Универсальность: этот метод сваривания металлов можно применять при обработке деталей разной толщины и формы.
Низкая сложность технологического процесса. Сваривание изделий при помощи технологии TIG могут производить сварщики, не имеющие высокой квалификации.
Аргон не позволяет свариваемым деталям взаимодействовать с кислородом, что позволяет увеличить прочность сварочного шва.

ТИГ сварка имеет следующие недостатки:

Высокая стоимость используемого оборудования.
Низкая эффективность при сваривании изделий на открытом воздухе. Для защиты металлов от кислорода необходимо увеличивать подачу инертного газа, что приводит к перерасходу ресурсов.
Для обработки труднодоступных участков необходимо дополнительно обрезать электрод или увеличивать его вылет.
При использовании функции TIG Lift во время эксплуатации сварочных инверторов на поверхности заготовок могут возникнуть следы.

Основные недостатки ТИГ сварки зависят от профессиональных навыков сварщика и опыта работы.

Сварочный источник питания

Для подачи электричества в процессе TIG сварки используются следующие виды источников питания:

Блок питания для MMA сварки. Он имеет внешнюю вольтамперную характеристику, позволяющую осуществлять розжиг электрической дуги.
Блок питания AC/DC. Он оснащен функциональными кнопками, позволяющими регулировать форму шва. С помощью этого устройства можно производить сварку как при переменном, так и при постоянном токе.
Установки PROTIG и MECHTIG. Они созданы на базе инверторного источника питания DC. Управление процессом сварки осуществляется при помощи компьютерного устройства.

Выбирать блок питания необходимо в соответствии со схемами сварочного инвертора. В противном случае приборы не смогут подключиться к единой электросети. Важно, чтобы сварочные инверторы для TIG сварки были оборудованы влагоотделителями. Они не позволяют влаге проникнуть аргоновую среду. При попадании жидкости на свариваемую поверхность на шве появиться множество трещин.

Используемые сварочные материалы

Для TIG сварки требуются следующие материалы:

защитные газы;
электрические проводники (электроды);
присадочные прутки и проволоки.

Сварочные материалы обеспечивают стабильное горение электрической дуги и получение сварных беспористых швов с высокой устойчивостью к механическим воздействиям.

Защитные газы

Защитные газы для TIG сварки оказывают влияние на перенос металлов, форму и физические характеристики шва. Они позволяют увеличить скорость и эффективность сварки. Чаще всего в качестве защитного газа используется аргон. Он имеет невысокую теплопроводность и низкий потенциал ионизации. При сварке деталей в аргоновой среде шов получается глубоким и узким.

Также в качестве защитного газа для ТИГ сварки может использоваться гелий. Он легко проводит тепло и обладает высоким потенциалом ионизации. При сваривании изделий в гелиевой среде увеличивается ширина шва. Данный инертный газ обеспечивает стабильное смачивание свариваемых заготовок по краям.

Электроды

Электроды для аргонодуговой сварки состоят из прочного вольфрама, являющегося одним из самых тугоплавких химических элементов. Они улучшают качество шва слабо нагреваются при горении электрической дуги. В следующей таблице представлен расход вольфрамовых электродов при аргонодуговой сварке деталей из различных материалов:

Расход электродов

Свариваемый материал	Толщина поверхности, мм	Диаметр электрических проводников, мм	Расход на 100 м шва, г
Свариваемый материал	Толщина поверхности, мм	Диаметр электрических проводников, мм	При ручном сваривании	При автоматическом сваривании
Нержавеющие стали с высокой теплостойкостью	1	1,5	8,3	3,9
	2	2	23,4	10,9
	3	3	83,3	39
	4	4	132,2	125
	5	5	165	156
Сплавы магния и алюминия	2	2	23,4	10,9
	4	3	83,3	39
	5	4	132,2	156
	7	5	165	156

Вольфрамовые электроды для аргонной сварки не требуют применения присадок и различных проволок. Для улучшения технических характеристик электрических проводников необходимо проводить их предварительную заточку. Эта процедура обеспечит стабильное горение дуги во время сваривания заготовок.

Влияние полярности тока на процесс сварки TIG

Сваривание металлов при помощи технологии TIG может осуществляется различными способами. Режиме аргонодуговой сварки зависят от полярности. Этот параметр определяет характер взаимодействия инертного газа и электрода. Выделяют 2 разновидности полярности:

Прямая: повышенный ввод тепловой энергии в свариваемое изделие. Отличается узкой зоной расплавления.
Обратная: повышенный ввод тепла в электрод. Зона расплавления отличается небольшой глубиной.

Обратная и прямая полярности отличаются несимметричностью выделения тепла. Этот параметр характеризуется напряжением в отдельных областях дуги и видом тока.

Постоянный ток

Во время сваривания деталей при постоянном токе применяется прямая полярность. Сварка в этом режиме имеет следующие преимущества:

Низкий расход электрической энергии.
Позволяет обрабатывать узкие участки деталей.
Увеличение скорости и эффективности сваривания.

Сварка при постоянном токе отличается высокой сложностью технологического процесса, поэтому она используется редко.

Переменный ток

Во время сваривания заготовок при переменном токе используется обратная полярность. В этом режиме смена полюсов осуществляется в автоматическом режиме. Переменный ток обеспечивает стабильность горения электрической дуги. Он позволяет очистить поверхность металлов от оксидной пленки, что улучшает качество шва. Сварка при переменном токе отличается низкой сложность технологического процесса и часто используется на крупных производствах.

Техника сваривания

Сварка TIG производится по следующему алгоритму:

Сборка сварочного аппарата: соединение инвертора с осциллятором, накрутка редуктора, подготовка баллона с аргоном, подключение горелки.
Очистка свариваемой поверхности.
Подача инертного газа.
Включение горелки и розжиг электрической дуги.
Регулировка движения дуги, подача проволоки.
Формирование шва.

Во время сваривания горелку необходимо держать в левой руке. Угол между электродом и проволокой должен составлять 90°. Электрический проводник нужно расположить на расстоянии 0,2 см от свариваемой поверхности. Важно правильно настроить подачу аргона, газ должен подаваться перед включением источника питания.

Основные параметры режима ручной сварки TIG

Режим ручной аргонодуговой сварки имеет следующие параметры:

сварочный ток: характеризуется полярностью и силой;
диаметр электрода;
скорость сваривания;
сила тока;
расход защитного газа.

Существуют также дополнительные параметры ручного режима сварки TIG. К ним относятся положение шва, покрытие электрода и толщина свариваемых деталей.

Особенности сварки алюминия и алюминиевых сплавов

Сварку алюминия необходимо производить при переменном токе, что позволит очистить поверхность металла от оксидной пленки. Перед свариванием необходимо обезжирить заготовки с помощью растворителя. Во время обработки алюминия присадочная проволока должна перемещаться вдоль шва. Ее нужно расположить перед электрическим проводником. Наивысшее качество шва при сваривании алюминия обеспечивается при сварке деталей в горизонтальном положении.

Основные международные обозначения, относящиеся к сварке TIG

Сокращение TIG официально используется для обозначения процесс аргонодуговой сварки на территории Европе. Здесь также используются следующие аббревиатуры:

TIG-DC – ТИГ на постоянном токе.
TIG-AC – ТИГ на переменном токе.
TIG-HF – ТИГ с механизмом бесконтактного розжига дуги.
TIG-LIFT ARC – ТИГ с контактным розжигом дуги.

В Германии для обозначения TIG сварки используется аббревиатура WIG (Wolfram-Inertgasschweiben).

Ошибки при TIG сварке

Основной ошибкой при ТИГ сварке является быстрое сгорание электрода, обусловленное некорректной полярностью и малым расходом аргона. В этом случае на шве могут появиться частицы вольфрама. Нестабильность горения дуги обуславливается загрязненностью электрода и присутствием конденсата на металлической поверхности. При быстром отключении инертного газа изменяется цвет шва и появляется желтый дым.

Правила безопасности

При сваривании деталей с помощью технологии TIG нужно соблюдать технику безопасности:

TIG. Учимся варить аргоном.

Давно хотел научиться варить аргонно — дуговой сваркой или с английского TIG (tungsten inert gas). В отличии от других видов сварки (MMA — обычный электрод и MIG — полуавтомат), TIG сварка производится не плавящимся вольфрамовым электродом, что отдаленно напоминает работу паяльником. Так же TIG сваркой можно варить практически все типы цветных металлов, включая наиболее распространенный — алюминий в режиме переменного тока, что не возможно другими видами сварки. В отличии от обычной сварки, TIG сваркой можно варить в закрытом помещении, она более пожаробезопасна, не брызжет и не выделяет дыма (только нужна система вытяжки, что бы не дышать газом).
В общем сделал себе на новый год подарок, и собрал самый бюджетный набор начинающего TIG Сварщика.
Перед этим естественно почитал немного литературы про TIG сварку и посмотрел некоторые ролики на youtube где все достаточно подробно разжевано.
Для начала был приобретен обычный инвертор с функцией поджига дуги при TIG сварке.

Сам инвертор немецкий и вроде как даже немецкой сборки. Мне он достался новый на акции за 9 800 р.
Т.к. аппарат бюджетный, то он варит только в режиме прямого тока DC (Direct Current), т.е. нет возможности варить алюминий. Алюминий варится в режиме переменного тока AC (Alternating Current). Так что если нужно варить алюминий, аппарат должен работать в режиме DC\AC.
Так как я начинающий сварщик, и бюджет мой был ограничен, то было решено в качестве первого знакомства с TIG сваркой взять самый бюджетный вариант и научится варить нержавейку. Тем более у меня стоит первоочередная задача переварить часть выхлопа и сделать 4-е крепление подушки двигателя. Аппарат имеет максимальный ток в 160 А, чего в принципе достаточно что бы варить металл толщиной до 4 мм.
Аппарат работает от розетки 220V, по размерам очень компактный, для него есть даже пластиковый чехол как для дрели=).
Итак аппарат куплен. Далее к нему отдельно были куплены: горелка — 2 950 р, баллон с заправленным аргоном на 10л — 3 900 р, редуктор на баллон для регулировки давления газа — 2 350 р. (не посмотрел и взял с функцией подогрева, ну да ладно), перчатки — 300 р., фитинги — быстросъём для газового шланга. Шлем для сварки у меня уже был, рекомендую брать сразу хамелеон. Итого набор начинающего TIG сварщика мне вышел в районе ± 20 т.р.
Если рассматривать сразу аппараты, с возможность варить алюминий, то это еще где то + 20 т.р.
Горелка обычная с ручным вентилем (про-во Италия). В комплекте сопла 5 и 6, два электрода 1,6 мм и 2,4 мм и цанги к ним. Электроды — имеют серую цветовую маркировку — универсальные. Есть так же целая цветовая палитра электродов под разные задачи (об этом чуть позже). Горелка имеет отдельно шланг под газ и подключается напрямую к редуктору баллона (на более дорогих аппаратах горелка вместе с шлангом для газа подключается к сварочному аппарату). Шланг просто одевается на фитинг редуктора. Отдельно замутил фитинги и сделал быстросъём как на пневмо инструменте.

Редуктор желательно брать с колбой с шариком.

Перед установкой электрода в горелку, его необходимо предварительно заточить. Для этого пришлось еще купить бюджетный точильный станок, но он мне был уже давно нужен. Электроды затачиваются продольно самому электроду — это важно, т.е. полоски от заточки должны идти продольно а не поперек. Длинна заточки — 2 — 2,5 диаметра самого электрода, но я не сильно парился и точил на глаз.

Вылет электрода от сопла зависит от размера сопла, чем шире сопло, тем больше может вылет но и больше нужно расходовать газа. Основная задача — обеспечить работу сварки в среде газа.
Отдельно заказал себе на ebay и aliexpress наборы газовых линз с соплами и отдельно большую газовую линзу для обеспечения цветных швов, а так же золотые и синие наборы электродов на 1,6 мм и 2,4 мм (пока жду посылку).

Отдельно купил б\у канальный вентилятор и замутил вытяжку над рабочим столом.

И так, все готово. Можно начинать делать первые шаги в TIG сварке. Для новичком рекомендуют начинать тренироваться на обычном прямом листе стали, что бы для начала почувствовать горелку в руке, научиться держать электрод над сварочной ванной на нужном расстоянии и вести горелку под правильным углом. У меня валялось два кусочка трубы — нержавейки 1,5 мм, поэтому решил не париться и начать с них.
Выставил аппарат на 35 Ампер, режим TIG. Поджиг дуги осуществляет очень просто — касаешся кончиком электрода об металл и чуть его поднимаешь, дуга образуется мгновенно. Никаких чириканий и прочей херни делать не нужно, кайф))).

Не айс конечно :). Начинать с трубы была не самая лучшая идея, тк нужно вести дугу постоянно меняя угол, что бы обеспечить правильный угол горелки (по мне где-то 60 гр.). Так же нужно выставить правильную силу тока. Т.к. пока опыта нет, и соответственно горелку быстро двигать не получается при этом обеспечивая нужную сварочную ванну, то ток выставлял не высокий. Со временем начинаешь контролировать сварочную ванную и это прям отдельный кайф ))).
Вторая попытка.

С верху что то вырисовывается, а вот изнутри провара нет. Значит нужно добавить тока. Чуть добавил и провар появился.

Если вы начинаете варить и у вас пошли искры как на MMA сварке значит забыли включить газ)))
Вот так это выглядит, буквально за 2 секунды.

А вот так электрод. Еще пару секунд и сопло бы поплавилось.

Мокнуть электроду в сварочную ванну для начинающих дело пустяковое, у меня за пару часов тренировки пару разков получилось. После этого 100% нужно перетачивать электрод, да и по виду все понятно.
Где то читал, что если правильно варить то на кончике электрода образуется маленький круглый шарик. У меня один раз так было. Если не затачивать электрод, то все сразу видно по дуге. Дуга становится не тонкая, а широкая и не сконцентрированная на одном участке, дуга постоянно гуляет по разным точкам металла.
Далее решил потренироваться на обычной пластине металла. После трубы конечно все намного проще. У меня была пару кусочков от крепления, в итоге получились интересные цветные швы. Видимо такой металл.

Слишком мало тока, нет провара.

Поднял ток до 50А,
С третьей попытки получилось даже красиво).

Далее решил вернуться к трубе. Отрезал как попало с большим зазором два кучка трубы нержавейки. В итоге получил такую картинку.

Для начала подумал много тока. Но примерно тоже самое получилось убавив ток с 50 до 35 Ампер. Значит дело не в токе. Просто имея зазор, металл начинал плавиться по зазору. Для этого нужно использовать присадочный пруток. У меня завалялся пруток нержа на 1,6 мм. Остался от ребят которые варили мне выхлоп.
Первые разы сварки с прутком конечно не удобные, пруток в левой руке кажется инородным и не привычно держать. Потом постепенно рука немного начала привыкать и удалось заварить дырку, но шовчик получился жирненьким)))

Жаль конечно что максимально можно 20 фото выложить(, так бы чуть по более накидал.

В завершении скажу, что затея со сваркой мне понравилась и в принципе процесс интересный. Нужно конечно набивать руку и пробовать разные варианты соединений металла. Возможно в будущем поснимаю сам процесс.
В общем продолжение следует однозначно).

Читайте также: