Титановый припой для аргоновой сварки

Обновлено: 28.04.2024

Среди других металлов титан выделяется малым весом и способностью противостоять коррозии. По этой причине он активно используется в производстве сложных узлов для нужд авиации, судостроения, машиностроения. В этой статье мы поговорим о таком виде обработки, как сварка титана аргоном.

Технология и особенности сварки титана аргоном

Сварка титана является сложной задачей, так как для его расплавления требуется очень высокая температура. Однако при сильном нагреве этот металл становится химически очень активным к входящим в состав воздуха газам.

Далеко не каждый знает, но титан, относясь к самым прочным металлам на нашей планете, достаточно часто встречается в природе – даже чаще, чем, например, цинк или медь. Этот металл тусклого серого цвета плавится при 1700 °C. С технической точки зрения его основная ценность, как мы уже говорили, состоит в высокой стойкости к ржавлению, а также относительно небольшой теплоте при сваривании.

Температура плавления сплавов титана зависит от марки и колеблется в пределах 1470 – 1825 °C. По сравнению с другими разновидностями металлов, они отличаются легкостью (за счет низкой плотности) при высокой прочности, из-за чего их используют в качестве материала для велосипедных рам, деталей гоночных авто. Но нужно понимать, что специфические свойства сплавов превращают их сварку в сложный процесс.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Необходимо отметить, что металл может находиться в одной из стабильных фаз, их обозначают латинскими буквами α и β:

Фаза α представляет собой состояние при температуре окружающей среды, при этом у металла мелкозернистая структура, он полностью инертен к скорости охлаждения.
Фаза β достигается при температуре от 880 0 С: зерно становится крупнее, возникает чувствительность к охлаждению (скорости процесса).

Указанные фазы стабилизируют при помощи добавок и легирующих элементов: O, N, Al (для α) или V, Cr, Mn (для β). По этой причине все титановые сплавы принято разделять на группы в соответствии с использованным типом присадок:

ВТ1 – ВТ5.1 Это так называемые α-сплавы. Отличаются пластичностью, хорошо свариваются, но их прочность не повышается за счет термообработки.
ВТ 15 – 22. β-сплавы, которые свариваются хуже, нередко с появлением холодных трещин. На качестве соединения сегментов негативно отражается тот факт, что во время сварки зерна структуры увеличиваются в размерах. Однако термообработка позволяет частично повысить прочность сплава.
ВТ4 – 8, ОТ4. Группа α + β. Свойства таких промежуточных сплавов зависят от вида и доли использованных добавок.

Стоит более подробно остановиться на свойствах титана, из-за которых возникает сложность сварочных работ:

плотность 4,51 г/см³;
прочность 267 – 337 Мпа;
температура плавления 1668 0 С;

низкая теплопроводность;
возможность самовозгорания при нагреве до 400 °C и контакте с кислородом;
окисление углекислотой;
образование твердых, но хрупких нитридных соединений при нагреве до 600 °C и прямом контакте с азотом;
способность поглощать водород при достижении 250 °C;
увеличение зерна при 880 °C и выше.

Повышение температуры до отметки 400 – 500 °C и более является критичным для титана. Сильный нагрев влечет за собой резкое повышение химической активности, из-за чего металл вступает в реакцию с атмосферным воздухом. Все это негативно отражается на прочности сварного шва, образуются гидриды, нитриды, карбиды, пр. Несоблюдение ГОСТа чревато тем, что шов не выдержит даже легкого удара.

Проведенная по всем правилам сварка аргоном обеспечивает прочность шва 0,6 – 0,8 от показателя самого металла.

Для сварных швов действует ГОСТ Р ИСО 5817-2009, он фиксирует качество сварки таких металлов: стали, титана, никеля, их сплавов, максимально допустимые уровни дефектов изделия.

Чистый титан мало используется в производстве из-за недостаточной прочности. Поэтому если речь идет, например, о сварке титана аргоном, подразумевается какой-либо его сплав, иными словами, титан и легирующий элемент.

Как правильно подготовить детали для сварки титана аргоном

Сварка титана аргоном проводится при полной изоляции свариваемых поверхностей от атмосферы, поэтому чаще всего применяются автоматическая или полуавтоматическая технология.

Безусловно, ручная сварка этого металла возможна, но для нее используется специальная горелка с керамическим соплом: через нее под давлением подается инертный газ, аргон, который вытесняет воздух.

На схеме показаны приспособления для защиты шва газом и его подачи в повышенном объеме.

Перед сваркой титана аргоном подготавливают кромки и присадки, поэтому также приводим таблицу разделки кромок.

Необходимо зачистить металлические поверхности стальной щеткой, «шкуркой», обезжирить.

Одним из самых распространенных растворителей для обезжиривания металлических поверхностей является ацетон, но у него резкий запах, он довольно токсичен. Об этом говорит тот факт, что ацетон относится к 4 классу опасности. При вдыхании в течение небольших отрезков времени его умеренных и высоких концентраций появляется раздражение глаз, дыхательных путей, повышенная частота пульса, головные боли, тошнота, рвота и даже возможна клиническая кома.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Поэтому стоит выбирать более безопасные, но эффективные составы для очищения поверхности металла. Один из вариантов – денатурированный спирт, его наносят на металл безворсовой тканью. Это спирт с добавками, из-за которых его употребление в пищу становится невозможным. С одной стороны, они имеют ужасный вкус, а с другой – вызывают рвоту, и даже могут стать причиной слепоты.

Перед соединением детали из титана подвергают травлению смесью соляной кислоты с водой и фторидом натрия в следующей пропорции: 350 мл HCl, 650 мл дистиллированной воды, 50 г фторида натрия. На травление уходит около 10 минут при 60 – 65 °C.

Еще один способ, позволяющий удалить оксидную пленку – это смесь из 2 – 4 % фтористоводородной кислоты и 30 – 40% азотной кислоты. Травление длится 30 секунд, а температура не превышает 60 °C.

После этого металл тщательно шлифуют при помощи наждачной бумаги до № 12, проволочных щеток, шабер. Важно убедиться, что получились ровные края деталей без заусенец и трещин. Аналогично зачищается и присадочная проволока для сварки титана аргоном. Далее пора переходить к сварке.

Работа в среде защитного газа аргона ведется с помощью присадочных материалов. Последние делятся на группы по составу (палладий, ванадий, алюминий) и содержащейся в них доле кислорода. В таблице есть характеристики присадок из титана и его сплава:

Очень важно, чтобы прутки и проволока при сварке титана не выходили из-под газовой защиты, так как присадки загрязняются на воздухе.

Аргонодуговая технология требует применения постоянного тока прямой полярности и вольфрамовых электродов. Иногда приходится использовать специальные приспособления, в которые поступает инертный газ, вытесняя воздух.

Возможна сварка титана аргоном при помощи медных, стальных подкладок. В них делают отверстия для подачи газа.

Для соединения труб используют специальные фартуки с разным закруглением, чьи характеристики определяются диаметром трубы.

Полуавтоматическую или автоматическую технологии осуществляют в специальной капсуле, заполненной аргоном либо гелием. Если речь идет о трубах, их не помещают в защитную среду, а герметизируют и заполняют аргоном.

Еще одно немаловажное требование к такой работе – это наличие перчаток на руках, ведь даже чистые руки оставляют на кромке потожировые следы. Последние негативно сказываются на качестве сварного шва.

Методы сварки титана аргоном

Сварка титана осуществляется как «холодным» методом, так и методом дугового флюса либо при помощи плазменно-дуговой сварки. Однако наибольшее распространение получил метод сварки титана аргоном, то есть плавлением в изолированной аргоновой среде, так называемая TIG-сварка.

Для соединения деталей крупного сечения применяют метод электрошлаковой сварки аргоном.

Немаловажное значение играет вид сплава. Так, напомним, что титан марки ВТ1-ВТ5 отлично сваривается, хотя не подлежит закалке. Сплавы ВТ15 — ВТ22 свариваются значительно хуже, образуя крупнозернистый, относительно слабый шов, но закалка может повысить его прочность. Остальные виды титановых сплавов считаются промежуточными.

Сегодня используются следующие виды контактной сварки аргоном:

стыковая;
точечная;
роликовая;
конденсаторная стыковая (для труб).

При работе с использованием флюса в ход идет бескислородный флюс АН-11 или АН-Т2.

Ручная сварка сплавов с титаном аргоном производится постоянным током прямой полярности в пределах 90 – 200 А. Отметим, что этот показатель зависит от толщины соединяемых деталей, калибра электрода и диаметра присадочной проволоки.

Следите за цветом получившегося шва. Если перед вами яркий серебристый шов, все хорошо. Тогда как желтоватый или голубой оттенок говорит, что рано прекращена подача защитного газа. Самый худший вариант – это серые, темно-синие или белесые швы, поскольку их нужно полностью удалять и качественно зачищать стыки для повторного соединения. Для зачистки берут щетку для металла из нержавейки.

Нюансы ручного режима сварки титана в аргоне

Добиться прочного шва при сварке титана аргоном удается за счет обеспечения чистоты поверхности деталей и присадки. Другим обязательным условием является правильная настройка сварочного аппарата. При несоблюдении техники сварки аргоном на месте шва всегда появляются сварные дефекты. Прежде чем приступать к работе, выполните продувку и прочистку горелки, защитной насадки. Не забывайте про подкладки для обратной стороны шва – с их помощью можно проверить наличие воздуха в системе.

Сварка ведется без предварительного нагрева. Исключение составляют ситуации, когда возможна влажность, наличие конденсата на титане – тогда нужен нагрев до 70 °C.

При TIG-технологии рекомендуется высокочастотное зажигание для дуги. Когда вы работаете с присадкой, длина дуги равна 1 – 1,5 сечения электрода. Если сварка аргоном производится без присадки, этот параметр соответствует диаметру вольфрамового электрода. Помните, что в царапинах, образующихся на металле при касании вольфрамовых электродов, остаются частицы вольфрама. Когда все работы завершены, затухание дуги должно происходить постепенно, для этого плавно понижайте ток. Защиту сварного шва, околошовной зоны обеспечивают и после выключения дуги, когда температура опускается до 427 °C.

При соединении аргоном тонкостенных деталей зазор между кромками должен составлять 0,5 – 1,5 мм. В этом случае можно не формировать кромки и отказаться от присадочной проволоки. Кстати, последняя должна совпадать по составу с основным свариваемым металлом.

Сварка титана аргоном предполагает такие режимы: если используется вольфрамовый электрод диаметром 1,5 – 2 мм и присадочная проволока диаметром 2 мм, а толщина свариваемых заготовок составляет 2 мм, нужно выдерживать ток 90 – 100 ампер. Повышение толщины металла до 4 мм позволяет варить его током в 120 – 140 ампер. И самое главное, о чем нужно помнить: для работы с титаном и его сплавами используется переменный ток постоянной полярности.

Также есть ряд других существенных условий для качественной сварки титана аргоном:

Для ручной технологии используется короткая дуга, не допускаются колебания электрода, присадки. Сварщик осуществляет движение вдоль шва.
Сваривание ведется углом вперед, то есть электрод должен быть направлен в сторону, противоположную направлению движения.
Угол между присадкой и электродом 90°.
Присадка подается в сварочную ванну непрерывно.
После гашения дуги защитный газ продолжает подаваться, обеспечивая охлаждение ниже 400 0 С, в среднем на это уходит минута.

Дальнейшее охлаждение металла является гарантией качественного шва. Вы можете определить это по цвету. В норме шов светлый, соломенный, желтый. А вот серый, синеватый или черный говорят об окислении, что плохо сказывается на качестве.

Технология сварки аргоном полуавтоматом или автоматом совпадает с ручной. Единственный нюанс, о котором нельзя забывать – отверстия в сопле горелки. В соответствии с ГОСТ их диаметр равен 12 – 15 мм. Зажигать и гасить горелку рекомендуется на специальных подкладках, планках.

Как выполняется автоматическая сварка титана

Для этого используется вольфрамовый электрод. Причем размер отверстий сварочной горелки должен находиться в пределах 12 – 15 мм. Также нужно учесть, что соединение неплавящимся электродом лучше проводить постоянным током прямой полярности.

Высокая активность титана вынуждает зажигать и гасить горелку на специальных планках, вне изделия. Как и при ручной технологии, газ подают еще 1 минуту после гашения дуги, защищая шов и переходную зону от окисления. Далее представлены режимы для автоматической сварки титана аргоном в защитных газах и под флюсом:

Современная технология сварки аргоном

Технология сварки с использованием высокотемпературной дуги широко применяется в производстве для соединения металлических деталей. Однако данная технология подходит не для всех сплавов. Некоторые металлы при достижении температуры плавления на открытом воздухе окисляются. В результате структура материала меняется, его полезные технологические свойства теряются. Поэтому используется специальная технология сварки аргоном, когда при нагреве металла электрической дугой применяется инертный газ, защищающий сплав от окисления.

Особенности технологии сварки аргоном

Сварка осуществляется в аргонной среде, создающей защиту от окисления в местах соединения двух металлических деталей. Окисление происходит из-за воздействия кислорода, содержащегося в воздухе. Аргон же создает защитную оболочку вокруг зоны обработки и не позволяет кислороду проникать в эту зону.

Аргонная сварка может производиться в ручном, полуавтоматическом и автоматическом режимах. Общепринята более широкая классификация режимов сварочных работ, зависящая как от способа, так и от применяемых электродов. Так, используется два вида электродов: плавящиеся и неплавящиеся. Во втором случае электрод представляет собой вольфрамовую проволоку, обеспечивающую надежное и прочное соединение любых металлов, в том числе разных по свойствам.

Методы аргонодуговой сварки классифицируются следующим образом:

ручной с использованием неплавящегося электрода РАД;
автоматический с применением неплавящегося электрода ААД;
автоматический с использованием плавящегося электрода ААДП.

Основные достоинства технологии:

относительно низкая температура нагрева, позволяющая сохранить конфигурацию соединяемых элементов;
максимальная защита зоны обработки от воздействия кислорода благодаря высокой плотности и инертности аргона;
высокая тепловая мощность дуги, позволяющая выполнить работу за достаточно короткое время;
простота процесса, благодаря чему использовать технологию могут новички;
универсальность применения технологии, позволяющая сваривать различные по свойствам металлы и их сплавы, соединить которые другими способами не получится.

Технология сварки аргоном (видео):

Из недостатков технологии:

Чувствительность аргонной защиты к ветру и сквознякам.

При ветре газ частично улетучивается, оставляя без защиты соединение и, соответственно, снижая его качество. По этой причине сварочные работы с использованием аргонной струи следует выполнять в вентилируемых закрытых помещениях без сквозняков.

Конструктивно сложное сварочное оборудование, трудности при настройке режимов его работы.
Необходимость в дополнительном охлаждении соединений при использовании высокоамперной дуги.

Аргонная сварка широко применяется для соединения между собой медных, титановых, алюминиевых, бронзовых, стальных изделий, а также элементов из нержавеющей стали и цветных металлов. Сварочные работы с этими металлами представляют определенную сложность, и именно аргонная технология показывает здесь свою наибольшую эффективность. С помощью данной технологии соединяют различные металлические детали, трубы и элементы отделки. Большое распространение в современной промышленности получила технология сварки нержавеющих труб аргоном.

Технология сварки нержавеющих труб аргоном (видео):

Технологии сварки аргоном различных металлов

Сварочные работы с применением аргона позволяют создавать герметичный шов, не нуждающийся в последующей обработке. Фактически, таким способом можно соединять детали из всех известных на сегодня металлов и сплавов.

1. Технология сварки алюминия аргоном.

В качестве электродов применяются плавящиеся и неплавящиеся элементы. Для ручного, полуавтоматического и полностью автоматического метода могут использоваться неплавящиеся электроды. Для большей стабильности дуги желательно пользоваться осцилляторами либо импульсными возбудителями. Данным способом имеет смысл соединять металлические детали толщиной 10–12 мм. Элементы из алюминия большей толщины сваривать таким способом невыгодно по причине низкой производительности и перегрева зоны обработки. В данном случае лучше использовать плавящиеся электроды.

Сварка тонколистового алюминия (толщиной 0,2–2 мм) осуществляется в один проход без использования присадочного материала на съемных или остающихся подкладках. Конец присадочного прутка в случае его применения нежелательно выносить за пределы зоны действия аргона во избежание окисления. Дуга при этом должна быть длиной не более 2,5 мм.

Металл толщиной от 6 до 8 мм сваривается «левым способом», позволяющим снизить перегрев соединения. Сваривание изделий из более толстого металла (8–12 мм) рекомендуют выполнять плавящимися электродами, если это возможно. В противном случае пользуются «правым способом», облегчающим контроль выполнения работ.

2. Технология сварки нержавейки аргоном.

Сварка изделий из нержавеющей стали в целом производится стандартным способом с учетом некоторых нюансов:

Неплавящийся электрод и присадочную проволоку перемещают исключительно вдоль сварного шва, без поперечных движений. Выход присадочной проволоки из зоны действия инертного газа недопустим.
Для улучшения качества сварного шва соединяемые детали желательно обрабатывать аргоном как с лицевой, так и с обратной стороны. Нужно учесть, что расход газа при этом будет увеличен.
Запрещается дотрагиваться электродом поверхностей заготовок из нержавейки даже в процессе розжига дуги. Разжигать дугу допускается на угольной или графитовой пластине, после чего дуга переносится на обрабатываемый металл. Для бесконтактного розжига можно воспользоваться осциллятором.
После окончания сварочных работ подачу аргона прекращать сразу же не следует. Это нужно для более быстрого остывания сварного шва и электрода, при этом они будут защищены от окисления. Подачу газа можно прекращать через 10–15 секунд после завершения сварочного процесса. Данное правило справедливо для всех металлов.

Технология сварки нержавейки аргоном (видео):

3. Технология сварки латуни аргоном.

Латунные изделия варятся с применением аргона чаще всего при толщине металла более 5 мм. Тепло вырабатывается электрической дугой, возникающей между электродом и поверхностью обрабатываемых заготовок. Электрод крепится в зажиме горелки, проводящем электрический ток. Через сопло этой горелки поступает газ. Сварной шов создается из присадочного материала, который по составу должен максимально подходить к металлу обрабатываемых деталей.

Непосредственно перед сварочными работами поверхности заготовок требуется тщательно очистить от грязи и оксидной пленки. В итоге поверхности должны обрести характерный металлический блеск. Оксидную пленку можно удалить с помощью азотной кислоты, после чего заготовки требуется промыть горячей водой. Процесс будет сопровождаться заметным треском, возникающим в результате высвобождения паров цинка – они также окрашивают дугу в необычный цвет. Этот эффект можно увидеть на демонстрационных видеороликах.

4. Технология сварки титана аргоном.

Технология подразумевает использование вольфрамовых электродов и постоянного тока прямой полярности. В некоторых случаях к сварочному аппарату требуются дополнительные элементы, подающие инертный газ и вытесняющие воздух из сварочной зоны. Такие аксессуары бывают различных форм и размеров.

Допустимо использование стальных и медных подкладок с вырезанными отверстиями для подачи аргона. Для сваривания участков труб применяют специальные фартуки, подбираемые в зависимости от диаметра труб. В случае соединения внахлест или встык и при толщине металла не более 3 мм присадку можно не использовать. Достаточно настроить больший диаметр сопла и увеличить подачу газа.

Титановые детали варят короткой дугой с непрерывной подачей присадочной проволоки, плавными движениями без колебаний. После завершения сварочных работ желательно подавать газ еще в течение одной минуты для защиты шва от окисления в процессе остывания.

Технология сварки титана аргоном (видео):

5. Технология сварки меди аргоном.

Данная технология подразумевает использование смеси газов, состоящей из аргона (75 %) и азота (25 %). Соответственно, аргон придает дуге большую стабильность, а азот создает качественную сварочную ванну. Для соединения медных изделий требуются вольфрамовые лаптанированные (ЭВЛ) или итерированные (ЭВИ) электроды.

При соединении деталей из меди толщиной более 5 мм необходима разделка кромок, подобная той, что применяется в электродуговой сварке стальных труб. Такая необходимость продиктована высокой теплопроводностью меди – без предварительной разделки металл на всю толщину не прогревается. При этом если толщина его превышает 12 мм, требуется разделка обеих кромок соединяемых деталей, тогда как при толщине от 5 до 12 мм достаточно разделать только одну кромку.

Несмотря на достаточно сильную газовую защиту, часть кислорода все же попадает в сварочную зону. Поэтому для устранения последствий этого взаимодействия в качестве присадки полезно использовать материал, в составе которого имеется раскисляющее вещество (например, медную проволоку с добавлением большого количества марганца, вступающего в реакцию с кислородом).

Но применение марганца имеет серьезный недостаток: образующиеся в результате связывания кислорода соединения сильно снижают прочность шва и увеличивают его хрупкость. Данный недостаток устраняется при использовании присадки с добавлением редкоземельных металлов, которые удаляют из зоны контакта кислород и в то же время не влияют на качество шва, полностью исчезая в процессе реакции.

6. Технология сварки чугуна аргоном.

Технология сварки аргоном чугунных деталей позволяет добиться прочности шва, близкой к прочности самого чугуна. Но такой результат возможен лишь при соблюдении определенных условий. Основное из них – прогревать сварочную зону и затем охлаждать ее необходимо постепенно.

Благодаря медленному прогреванию изменяется структура чугуна и на его поверхности образуется графит, увеличивающий пластичность сплава. Во избежание попадания частиц другого металла в сварочную зону обычно применяют графитовые электроды или прутки. В некоторых случаях используют порошковую проволоку либо специальные пластины из чугуна.

По окончании сварочного процесса полученный шов постепенно охлаждается. Быстро это делать нельзя, в том числе используя для этого воду. Опытные специалисты рекомендуют засыпать сваренные изделия песком для сохранения качественного шва и его постепенного охлаждения.

Для сварки чугуна желательно использовать низкий сварочный ток. Это защитит от взаимного смешивания находящиеся в сварочной ванне детали.

7. Технология сварки бронзы аргоном.

Работа производится вольфрамовым электродом диаметром 3,5 мм. Для бронзы толщиной 1,4–2,5 мм присадка не нужна, а сварочные работы выполняются от постоянного тока с прямой полярностью либо от переменного тока с применением осциллятора.

В соответствии с данной технологией требуется необходимое количество аргона марки В, объем его определяется исходя из расхода 6–12 куб. дм в минуту. Перед началом работы под бронзовые детали нужно подложить медный лист. Детали соединяются между собой встык без зазоров. Практика показывает, что наиболее прочные швы получаются между деталями из отожженной бронзы.

Нужно учесть, что при сварке бронзы толщиной более 1,8 мм в местах соединения шва с основным металлом могут образовываться поры. Их возникновение связано с наличием в бронзе растворенных молекул водорода, поступающих из аргонной струи, а также с диффузией водорода из бронзовой основы внутрь шва.

Водород в составе воды может находиться как в аргоне, так и на поверхности металла. Кроме этого, поглощение бронзой молекул водорода происходит при ее отжиге в техническом газе, содержащем до 12 % водорода.

8. Технология сварки стали аргоном.

Перед сварочными работами необходимо в первую очередь отрегулировать положение горелки. Угол, образованный осью мундштука и плоскостью обрабатываемого металла должен быть в пределах 75–80 градусов. При этом горелку нужно наклонять в сторону, противоположную направлению сварки.

Движения в процессе сварочных работ должны быть плавными, без отклонений электрода за пределы зоны действия аргона, иначе шов может подвергнуться окислению. Присадочную проволоку следует располагать под прямым углом к оси мундштука. Таким образом, угол между прутком и плоскостью металла будет равен 15–20 градусов. Наиболее эффективно укладывать присадку на поверхность стали для минимизации капельного переноса присадки в сварочную ванну.

Присадочный материал необходимо продвигать впереди сварочной дуги, равномерно размещая его в сварочной ванне. Технология сварки аргоном не допускает поперечных движений присадочного прутка, так как это нарушает непрерывную подачу инертного газа в сварочную зону, а значит, и способствует проникновению кислорода в эту область. Для уменьшения расхода электрода рекомендуется не прекращать подачу газа по завершении сварочного процесса. Лучше выключить газ через 10–15 секунд с целью защиты горячего электрода от окисления и, соответственно, для продления его срока службы.

Почему следует обращаться 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 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.

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.

Почему следует обращаться именно к нам

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.

Сварка титана: особенности и правила

Титан — по-настоящему удивительный металл, который характеризуется комбинацией легкости, особой прочности и повышенной стойкости к коррозии, а кроме того, этот металл не отторгается тканями человеческого организма. Из него делают детали для кораблей, подводных лодок, самолётов и самые современные протезы. В то же время термообработка титана связана с некоторыми сложностями. Для их преодоления технологами были разработаны специализированные методы сварки непосредственно титана, а также его сплавов.

Особенности

Известно, что температура плавления этого металла варьируется от 1460 до 1830 гр.

Титан отличает повышенная жаростойкость, достигающая 500 градусов и устойчивость к появлению ржавчины.

Титан имеет ряд физико-химических характеристик, которые становятся причиной трудностей при проведении сварки конструкций, выполненных из этого металла. К ним относят:

низкую теплопроводность;
при контакте с кислородом из воздуха и уровне нагрева до 400 гр. у металла проявляется склонность к возгоранию;
под действием углекислого газа начинаются окислительные процессы;
при нагреве до уровня 600 гр., а также прямом взаимодействии с азотом формируются нитритные соединения;
при нагреве до отметки 250 гр. металл поглощает водород;
при нагреве больше уровня в 800 гр. начинается изменение структуры титана, в частности увеличение зернистости.

Таким образом, для титана, а также его сплавов критичным считается повышение температуры за пределы 400 гр. При данном уровне нагрева у него изменяется физико-химическая активность, титан активно реагирует с компонентами газовой смеси атмосферного воздуха, и это оказывает самое неблагоприятное воздействие на качество сварочного шва. В этот момент формируется карбиды, нитриды, а также гидриды и многие другие соединения, ухудшающие прочность сварки.

Таким образом, любое малейшее нарушение технологии и несоблюдение установленных требований зачастую приводит к тому, что сваренные элементы могут отвалиться даже от самого лёгкого удара.

На процесс варки титана и всех его сплавов распространяется утвержденный ГОСТ Р ИСО 5817-2009, этот документ определяет степень качества при соединении самых разных материалов — никеля, стали, а также титана и устанавливает допустимые параметры дефектов готового изделия на выходе.

Способы

Для выполнения сварки обычно используют холодный способ, также сварщики прибегают к технике дугового флюса или плазменно-дуговой технике. Однако самой востребованной в наши дни стала сварка титана при помощи аргона, когда металл плавится в полностью изолированной аргоновой среде. Для варки элементов крупного сечения используют электрошлаковую сварку.

Выбор конкретной технологии в первую очередь определяется характеристиками сплава. Так, состав марки ВТ1-ВТ5 сваривается довольно легко, но он не подлежит последующей закалке. В то время как сплавы, относящиеся к группе ВТ15- ВТ22, подвергаются сварки труднее, они формируют крупнозернистый шов довольно низкой прочности, который требует дополнительной закалки. Все остальные типы титановых сплавов относятся к промежуточной категории, к ним применяют штыковую, точную или роликовую технику сварки.

В общем случае сварка титановых элементов выполняется под действием постоянного электрического тока прямой полярности.

При этом сила тока пропорциональна толщине скрепляемых заготовок, а также размеру поперечного сечения присадочной проволоки и калибру используемых электродов — она может варьироваться от 90 до 200 А. Детали толщиной 2 мм соединяют при подаче тока параметром 90 А, а для заготовок 3-4 мм потребуется ток в 130-140 А, элементы толщиной 10 мм нуждаются в максимальном режиме работы от 160 до 200 А. Обращаем внимание на то, что при проведении любых работ лучше всего использовать минимальный ток из всех возможных. Напряжение во всех случаях одинаково — от 10 до 15 В.

При работе используют неплавящиеся вольфрамовые электроды. Еще до начала сварочных работ их затачивают под углом 30-40 градусов, при этом, чем больше будет угол заточки, тем будут меньше параметры сплавления.

При интенсивной эксплуатации электрода требуется его повторная заточка сразу же, как он затупится. Лучше всего использовать электроды с содержанием оксида лантана, поскольку их несущая способность намного выше, чем у изделий из вольфрама. Соответственно, шов будет в меньшей степени загрязнён вольфрамом, будет чище и прочнее.

Любая сварка требует использования присадки, которая представляет собой проволоку особого химического состава. Проволоку отжигают под вакуумом для полного выведения водорода, который зачастую имеется в сплаве. Кроме того, необходимо защитить материал от окислов. Подготовленную проволоку до начала работ можно хранить в герметично закрытых емкостях не больше 5 суток. При сваривании металла толщиной менее 1,5 мм проволоку использовать необязательно — такой шов будет более прочным даже без присадки.

Технология и режимы сварки

Для формирования долговечного, надежного шва надо специальным образом подготовить свариваемые поверхности. Для начала следует снять оксидную пленку – для этого заготовку следует тщательно очистить от загрязнений и обезжирить с обеих сторон на удалении не менее 20 см от линии будущего шва. Выполнять эти манипуляции нужно в защитных перчатках и кузнечном фартуке, в противном случае потожировые пятна попадут с рук и одежды на свариваемые поверхности, и это ухудшит качество работ.

После этого элементы обрабатывают протравкой, для этого смешивают 35 частей соляной кислоты, 65 частей обычной воды и 50 г натрия фторида.

Раствор прогревают до 60 градусов и обрабатывают поверхности около 10-15 минут.

После этого приходит очередь механической обработки, которая сводится к шлифовке поверхности наждаком No12 и металлизированными щетками, это помогает полностью удалить все трещины.

Аналогичным образом обрабатывают сварочный пруток — лишь после этого можно переходить непосредственно к привариванию титановых сплавов.

В ходе проведения сварочных работ обычно выдерживается постоянная скорость движения электронов, тем самым достигается непрерывность подачи присадки. На этом этапе нужно задать такой режим работы, при котором скорость электрода составляет примерно 2-2,5 мм в секунду. Очень важно придерживаться точности движений, свести к минимуму уводы электродов в сторону и их колебания — в процессе работы электрод должен прикасаться к шву по направлению снизу вверх так, чтобы сварка выполнялась «вперед углом» исключались поддувы.

В ходе сварочного процесса, а также примерно в течение 50-60 секунд после выключения горелки нужно продолжать подачу защитного газа на шов до тех пор, пока температура нагрева шва не опустится до отметки ниже 400 гр.

Режим работы необходимо задать таким образом, чтобы газ аргон в месте сварочных работ расходовался со скоростью 58 л/мин, а на внутренней стороне сварочного шва — 2 л/мин.

Чтобы варить титановые трубы, потребуется герметизация их концов, для этого используется инертный газ, обычно аргон либо гелий, его закачивают внутрь через специальный насос.

При отсутствии специализированного сварочного аппарата в домашних условиях приварить трубы из этого металла не представляется возможным. Единственно доступной технологией является стыковая конденсаторная сварка заготовок из металла марки BT1-ВТ2, диаметр поперечного сечения которой не превышает 20-23 мм с толщиной стенок не больше 1,5 мм. Такие элементы можно приваривать друг к другу исключительно в огнезащитной газовой среде и только конденсаторным методом при повышенном заряде, напряжение которого установлено на отметке 850- 2100 B.

Контроль качества

Сформированный в результате сварки шов должен обязательно иметь серебристый оттенок. Не допускается наличие трещин и пор. Желтый цвет шва свидетельствует об умеренном качестве сварки, такой уровень качества считается удовлетворительным. В то время как все остальные цвета — коричневый, ярко-золотистый, сероватый, фиолетовый, синий или даже голубой прямо указывает на то, что технология работ было грубо нарушена, а материал шва включает недопустимые примеси, которые образовались при контакте атмосферного воздуха с раскалённым титаном.

Подобное соединение будет непрочным и при минимальном давлении разрушится.

Деформации также связаны с тем, что титан имеет родство с кислородом. При прогреве до 500 гр. в сплаве начинается бурное взаимодействие этого металла с азотом из воздуха и начинается образование нитритов — всё это повышает прочность сварки, но в то же время, утрачивается её пластичность, шов становится хрупким и покрывается трещинами.

Одним из самых распространенных сварочных дефектов при работе с титаном становится повышенная пористость шва, она является результатом поглощения шовным покрытием водорода, попавшего в сварочную ванну. Во избежание такого дефекта необходимо перед началом сварочных работы основательно почистить и обезжирить все поверхности и обеспечить эффективную защиту самой сварочной ванны, а также остывающего титана от попадания атмосферного воздуха.

Часто встречается образование активного слоя, который от шва начинает переходить к сплошному металлу соединенных деталей. Чтобы избежать такого неприятного явления, необходимо поддерживать вокруг рабочей зоны газовое облако вплоть до момента, когда шов остынет до температуры 400 градусов.

О том, как выглядит сварка титана, смотрите далее.

Читайте также: