Трансформатор для аргонной сварки

Обновлено: 11.05.2024

Аргонная сварка является незаменимым методом, с помощью которого можно создавать неразъемные соединения изделий из цветных металлов, титана, нержавеющей стали и других сплавов. К тому же, данный вид сварки отличается хорошим качеством шва и высокой производительностью. Универсальные возможности аргоновой сварки привлекают и домашних мастеров. Но данное оборудование имеет высокую стоимость, и для домашнего использования практически не покупается. Поэтому все больше мастеров начинают задумываться о изготовлении агрегата аргонной сварки своими руками.

Технология и применение аргонной сварки

Аргоновая сварка немного напоминает обыкновенную дуговую, но для защиты сварочной ванны в ней используется защитный газ — аргон. Данный инертный газ имеет ряд присущих только ему свойств.

Поскольку аргон тяжелее воздуха на 38%, он хорошо проникает в сварочную ванну и защищает ее от газов, находящихся в атмосфере. Благодаря этому сварочный шов получается без образования оксидной пленки, что улучшает качество соединения.
Аргон присутствует в воздухе, поэтому он является побочным продуктом, образующимся при получении кислорода и азота из атмосферы, и является самым недорогим среди защитных газов для сварки.

Процесс сварки в среде аргона происходит по следующему принципу. Буквально за 1 секунду до розжига дуги в горелку подается аргон. Сварщик подносит электрод к детали, приготовленной для соединения, и нажимает кнопку включения. Но поскольку для розжига дуги в среде защитного газа требуется его высокая ионизация, то в работу вступает осциллятор.

Осциллятор — это прибор, вырабатывающий высокочастотные и высоковольтные импульсы, способные ионизировать газ и зажечь дугу между электродом и заготовкой.

После розжига дуги в место соединения деталей подается присадочная проволока вручную или в автоматическом режиме. Детали свариваются за счет плавления присадки, металл которой попадает на расплавленные кромки соединяемых заготовок.

Традиционно под аргоновой сваркой подразумевают соединение металлов с помощью неплавящегося вольфрамового электрода, создающего дугу, и присадки в виде металлического прутка или проволоки. Данный тип сварки имеет международное обозначение “TIG”.

Применяется аргонная сварка в следующих сферах.

Каркасное строительство. Сварные швы способны выдерживать постоянные нагрузки.
Стыковка труб как стальных, так и из цветных металлов, в том числе труб из различных сплавов.
Соединение разнородных металлов.
Сращивание практически любых металлов между собой: титана, меди, алюминия, нержавейки, бронзы, латуни, чугуна и т.д. Особенно это важно для автомобилестроения.
Изготовление декоративных и ювелирных изделий.

Элементы для сборки самодельного аппарата

Чтобы собрать оборудование для аргоновой сварки, потребуются следующие элементы:

сварочный аппарат постоянного тока или инверторного типа;
осциллятор;
блок защиты инвертора;
горелка;
баллон с аргоном;
газовый редуктор;
газовый шланг;
сварочные кабели.

Источник тока

В качестве источника тока для TIG сварки можно взять обычный сварочный трансформатор и на его выходе приспособить диодный мост для выпрямления тока. Также можно использовать сварочный выпрямитель. Но для обоих типов аппаратов потребуется добавить еще и осциллятор, который будет способствовать бесконтактному розжигу дуги.

На просторах интернета можно прочитать, что проще всего сделать аргонную сварку из инвертора. Но здесь имеется несколько нюансов. Существуют инверторы, в которых уже встроена возможность для TIG сварки. В таком случае достаточно подсоединить к аппарату рукав с горелкой для аргоновой сварки, подсоединить шланг к баллону с аргоном, и агрегат готов к работе. Но сначала нужно переключить его в режим TIG и выставить необходимую силу тока.

Следует заметить, что в таких инверторах уже встроен осциллятор и необходимая защита.

Инверторы без встроенной функции TIG сварки использовать для этой цели не получится. Даже если к нему подключить внешний осциллятор, то инвертор просто сгорит. Чтобы этого не произошло, понадобится небольшая переделка инвертора, которая заключается в добавлении в его схему блока защиты. Данный блок можно собрать вместе с осциллятором на одной плате и поместить ее в отдельный корпус. Получится небольшая приставка к инвертору.

Осциллятор и блок защиты

Как уже говорилось выше, для сварочного инвертора потребуется специальная приставка для TIG сварки. Ее можно собрать своими руками по схеме, предоставленной ниже.

Данная схема включает блок защиты (расположен слева) и осциллятор. Последний можно приобрести в Китае или собрать самостоятельно. Как собирается приведенная выше схема, можно узнать, посмотрев это видео.

Горелка

Для аргоновой сварки используется специальная горелка, состоящая из керамического сопла и держателя вольфрамового электрода.

Также на горелке расположены кнопка пуска и вентиль для подачи газа. Горелку можно собрать из комплектующих, которых достаточно на китайских сайтах, или там же купить уже готовую (собранную).

Баллон с аргоном

В целях безопасности все баллоны с газом принято окрашивать в разные цвета и наносить на них надписи тоже различных цветов. Ниже приведен рисунок, на котором показаны все разновидности газовых баллонов с соответствующей их содержимому маркировкой и цветом.

Как видно из рисунка, для аргона используют баллоны черного цвета (с белой полосой) либо серого цвета (с зеленой полосой и надписью). Для TIG сварки применяют очищенный аргон. Поэтому понадобится приобрести баллон серого цвета с зеленой надписью “Аргон чистый”.

Совет! Для профессионального использования используются баллоны емкостью около 50 литров, имеющие большой вес. Но для бытового использования будет достаточно баллона на 10 литров, который можно перемещать самостоятельно.

Редуктор

Поскольку газ в баллоне находится под большим давлением, то чтобы подать его на горелку, потребуется редуктор. Данный прибор показывает давление в баллоне и позволяет регулировать скорость потока газа по шлангу, ведущему к горелке.

Редуктор должен подбираться строго под определенный газ, то есть в данном случае – под аргон. Обычно прибор имеет такой же цвет, как и баллон с газом.

Шланг и сварочные кабели

Если собирать рукав для аргоновой сварки самостоятельно, то он получится толстым и плохо гнущимся, поскольку в него нужно поместить электрический кабель и газовый шланг. К тому же, потребуется отдельно приобретать разъемы для подключения к горелке и к инвертору (если использовать инвертор с возможностью TIG сварки). Готовый рукав для аргоновой сварки можно купить там же, где и горелку.

Алгоритм сборки сварочного аппарата

Сборка оборудования для аргоновой сварки из инвертора достаточно проста.

Подключите к инвертору защитный блок с осциллятором согласно схеме, приведенной выше.
Кабель массы необходимо подсоединить к клемме осциллятора со знаком “+“. Кабель, который идет к горелке, подключается к клемме со знаком “-”. Для сварки алюминия кабели подключаются наоборот.
Подсоедините к рукаву с кабелем и газовым шлангом горелку.
Прикрутите к баллону с аргоном редуктор.
Газовый шланг необходимо подсоединить к редуктору, установленному на баллоне с аргоном.
Подключите инвертор к сети 220 В, а осциллятор к блоку питания на 6 В.

После этого собранный своими руками сварочный аппарат TIG будет готов к работе. Но предварительно его следует правильно настроить.

Настройка готового оборудования

Самодельная установка для аргоновой сварки требует следующих настроек.

Заточите вольфрамовый электрод на точиле, чтобы он стал похож на иглу. Делается это для того, чтобы дуга концентрировалась на конце иглы и не “гуляла” в разные стороны.
Возьмите горелку и установите в нее вольфрамовый электрод. Диаметр электрода должен соответствовать цанге, в которой он закрепляется.
Откройте вентиль на горелке и отрегулируйте необходимую скорость потока аргона с помощью редуктора (будет достаточно расхода 12-15 л/мин.), после чего снова закройте вентиль на горелке.
Включите осциллятор и поднесите горелку с электродом к металлу, к которому подключен кабель массы.
При нажатии кнопки включения между металлом и электродом на расстоянии около 0,5 мм должна появиться дуга.
Включите подачу газа и снова нажмите на кнопку. В этом случае дуга должна поджигаться уже на расстоянии 10 мм и более.

После проведения вышеописанных несложных настроек можно сказать, что аппарат c функцией TIG полностью готов к работе.

Аргонная сварка своими руками – схема, фото, видео

Для выполнения сварочных работ с деталями из нержавеющей стали, цветных металлов и сплавов на их основе (алюминий, медь, бронза и др.) необходимо использование специального аппарата и защитного газа (чаще всего в этих целях применяют аргон). Из-за высокой стоимости оборудования и профессиональных услуг по выполнению таких сварочных работ у многих возникает вопрос о том, возможна ли аргонная сварка своими руками – при помощи самодельного технического устройства.

Самодельный аппарат для аргонной сварки

Действительно, сделать и эффективно использовать такое устройство можно, о чем свидетельствуют многочисленные фото и схемы подобных аппаратов в интернете.

Для того чтобы со знанием дела изготовить устройство для аргоновой сварки и получать с его помощью качественные и надежные сварные швы, необходимо сначала разобраться в том, что собой представляет данная технология соединения деталей из цветных металлов и легированных сталей. Она имеет много схожего и с электродуговой, и с газовой сваркой, но существенно отличается от них по своим ключевым принципам.

Для чего необходим газ при выполнении сварки

При нагревании и расплавлении легированные стали и цветные металлы вступают в реакцию с кислородом и другими газами, содержащимися в окружающем воздухе. В результате на поверхности таких металлов формируется тугоплавкая оксидная пленка, а алюминий, взаимодействуя с кислородом в расплавленном состоянии, может даже возгораться. Этот негативный фактор приводит к значительному ухудшению качества сварного шва, который становится пористым и неоднородным.

Схема процесса сварки в среде защитного газа

Избежать таких проблем позволяет использование инертного газа аргона, при помощи которого защищают область выполнения сварочных работ.

Применение этого газа, который обладает большей массой, чем кислород, и практически не вступает в реакции с другими химическими элементами, позволяет не только вытеснить все газообразные составляющие окружающего воздуха из зоны сварки, но и сформировать в ней поток токопроводящей плазмы, которая способствует более эффективному и быстрому расплавлению кромок соединяемых деталей.

Общая схема аргонодуговой сварки

Аргонодуговая сварка может выполняться различными типами электродов: неплавящимися, изготавливаемыми из вольфрама, и плавящимися, химический состав которых должен максимально соответствовать составу соединяемых деталей. По степени автоматизации технологического процесса аргонную сварку подразделяют на ручную (выполняется с использованием вольфрамовых стержней), автоматическую (могут применяться и неплавящиеся, и плавящиеся электроды), а также полуавтоматическую (используется достаточно редко и обладает меньшей эффективностью, по сравнению с двумя первыми методиками).

Комплектующие для самодельного аппарата аргонной сварки

Чтобы своими руками сделать аппарат для выполнения аргонной сварки, потребуются простейшая схема (или фото) данного устройства, а также трансформатор и специальная горелка.

Внутреннее устройство самодельного аппарата для аргонной сварки (нажмите для увеличения)

На выбор мощности трансформатора оказывают влияние характеристики деталей, которые планируется варить при помощи самодельного аппарата аргонной сварки. Напряжение, выдаваемое вторичной обмоткой, должно находиться в пределах 65–70 В (без нагрузки).

Для многих новичков недостаточно будет электрической схемы и рекомендаций по намотке обмоток самодельного трансформатора – для этого необходим опыт выполнения подобных работ. В такой ситуации лучше приобрести готовый трансформатор, характеристики которого соответствуют работе с токами большой величины. Например, подойдет трансформатор от любого электрического сварочного аппарата.

Поскольку в электрической схеме аппарата для аргонной сварки используется постоянное напряжение, необходимо будет изготовить выпрямитель тока. Сделать это несложно.

К изготовлению горелки следует подойти очень ответственно, так как от правильности ее работы во многом зависит качество формируемого соединения, а также удобство использования самодельного сварочного аппарата.

Важнейшим элементом горелки является зажим (или цанга), в котором фиксируется вольфрамовый пруток. Такой зажим должен быть приспособлен под диаметр электрода приблизительно 2–3 мм.

К обратной стороне зажима припаивают медную трубку диаметром 6 мм, через которую к нему подается напряжение для питания сварочной дуги, а также защитный газ в зону формируемого соединения. Очень важно, чтобы припой, с помощью которого трубку соединяют с зажимом, был высокотемпературным.

Цангу с той стороны, с которой в ней фиксируется вольфрамовый электрод, соединяют с трубкой из керамики или кварцевого стекла. Диаметр последней должен находиться в пределах 8–10 мм. Через такую трубку (ее длина должна составлять приблизительно 5 см) в зону выполнения сварки подается защитный газ. Эта трубка, в центральной части которой располагается электрод, зафиксированный в зажиме, также защищает его от соприкосновения с поверхностью соединяемых деталей.

Порядок изготовления устройства для сварки в среде аргона

Разберемся в том, как сделать своими руками устройство для аргонной сварки, имея в наличии все необходимые комплектующие. В первую очередь изготавливают удобный держатель, для чего используют трубку соответствующего диаметра. Ее обматывают двумя слоями изолирующего материала (стеклоткани), между которыми располагают силиконовый герметик. Такому держателю придают удобную изогнутую форму. К нему крепят микровыключатель, который будет отвечать за открытие и закрытие газового клапана.

Комплектующие для самостоятельного изготовления горелки

К готовой горелке присоединяют трубку диаметром 6–8 мм, через которую к ней будет подаваться защитный газ. Обратный конец такой трубки соединяют с газовым баллоном. Кроме того, к горелке подводят два провода: один – для соединения микровыключателя с газовым клапаном, второй – для подачи сварочного тока к электроду. Сечение питающего провода, который будет работать под серьезной нагрузкой, должно быть не меньше 8 квадратных миллиметров.

Газ, подающийся в зону сварки, должен отключаться не сразу после ее окончания, а спустя некоторое время (5–7 секунд). В аппаратах серийных моделей для аргонной сварки задержку отключения защитного газа обеспечивает специальное электронное устройство, которое не только усложняет конструкцию оборудования, но и делает его дороже. В самодельных устройствах для аргонной сварки, которые отличаются простотой конструкции и бюджетной себестоимостью, такая задержка обеспечивается за счет ручного отключения микровыключателя.

Собираясь изготовить своими руками аппарат для аргонной сварки, имейте в виду, что не следует применять для защиты сварочной зоны смесь газов. Как показывает практика, только чистый аргон (не менее 99% чистоты) может обеспечить получение качественного и надежного сварного соединения.

Тонкости выполнения аргонной сварки

У технологии аргонной сварки есть свои тонкости. Рассмотрим их.

Аргон и сварочный ток подводят непосредственно к горелке. Второй питающий провод – массу – подсоединяют к свариваемым деталям при помощи пружинного зажима. Электрическая дуга, за счет которой и происходит расплавление кромок свариваемых деталей и присадочной проволоки, горит между вольфрамовым электродом и поверхностями свариваемых деталей. Присадочная проволока, благодаря которой происходит формирование сварного шва, подается непосредственно в зону действия электрической дуги.

Конец вольфрамового электрода для обеспечения стабильного горения дуги необходимо заточить под конус на длину, равную 2 или 3 диаметрам вольфрамового стержня.

Заточка вольфрамового электрода на наждаке с помощью простейшего приспособления

Сварочную дугу, чтобы не допустить оплавления конца электрода и его загрязнения, зажигают не на поверхности соединяемых деталей, а на специальной угольной пластине.

Поскольку потенциал ионизации аргона намного выше, чем у кислорода, азота и металлических паров, для зажигания электрической дуги в его среде необходим источник тока с повышенным значением напряжения холостого хода либо дополнительное устройство, которое называется осциллятор. Такой аппарат, вырабатывающий ток с высокой частотой и повышенным значением напряжения, обеспечивает не только быстрое зажигание дуги, но и ее стабильное горение в процессе выполнения аргонной сварки.

Как известно любому специалисту, формирование сварного шва при выполнении обычной электродуговой сварки осуществляется за счет трех технологических движений, совершаемых электродом: продольного (вдоль оси сварного шва), осевого (вдоль оси электрода) и поперечного (перпендикулярно оси шва). В отличие от данной технологии, аргонную сварку осуществляют только за счет продольного перемещения электрода и присадочной проволоки. Никаких других движений не делают ни при ручной, ни при автоматизированной сварке.

Необходимость строгого соблюдения данного правила объясняется следующим.

Движение вдоль оси электрода не выполняется по той причине, что он не расплавляется в процессе горения сварочной дуги.
Движение в поперечном направлении нельзя выполнять из-за того, что в таком случае из-под защиты аргона будет выведена область выполнения сварки, где присутствует расплавленный металл.

Поскольку электрод и присадочная проволока при аргонной сварке не перемещаются в поперечном направлении, сварной шов получается узким и аккуратным, что хорошо видно по фото таких соединений.

Качественный шов – визитка профессионального сварщика

Подбирая присадочную проволоку для выполнения соединений по данной технологии, очень важно обращать внимание на ее химический состав, который должен соответствовать составу свариваемых деталей. Как уже говорилось выше, зажигать дугу при выполнении аргонной сварки следует на угольной платине, а гасить ее необходимо на некотором расстоянии от соединяемых деталей.

Чтобы обеспечить надежную защиту сварочной зоны от окружающего воздуха, необходимо следить за тем, чтобы электрод и присадочный пруток никогда не выходили из зоны действия защитного газа. Для минимизации разбрызгивания расплавленного металла из зоны сварки присадочный пруток вводят в сварочную ванну очень медленно и плавными движениями.

Выполняя аргонную сварку, необходимо внимательно следить за тем, хорошо ли проплавились кромки соединяемых деталей. Определить это можно по форме ванны расплавленного металла: она должна быть вытянута в сторону выполнения сварки, но ни в коем случае не иметь форму овала или круга.

Если хорошо усвоить всю необходимую теоретическую информацию о технологии аргонной сварки и немного потренироваться, то даже с помощью самодельного сварочного аппарата можно получать качественные, надежные и аккуратные соединения.

Сварка аргоном – особенности технологии и сварочное оборудование

Когда необходимо сформировать неразъемное соединение деталей из нержавеющей стали, меди, титана, алюминия, а также ряда других металлов цветной группы и сплавов на их основе, чаще всего используется сварка аргоном. Процесс ее выполнения является достаточно трудоемким и специфическим.

Процесс сварки в среде аргона

Принципы сварки, выполняемой в среде аргона

Сварка аргоном совмещает в себе признаки электродуговой и газовой сварки. С электродуговой сваркой данный технологический процесс объединяет обязательное использование электрической дуги, а с газовой – применение газа, а также некоторые технологические приемы формирования неразъемного соединения.

Плавление кромок соединяемых деталей и присадочного материала, при помощи которого и формируется сварной шов, обеспечивается за счет высокой температуры, создаваемой при горении электрической дуги. Газ (в данном случае аргон) выполняет защитные функции, о чем следует поговорить более подробно.

Сварка легированных сталей, большинства цветных металлов и сплавов на их основе имеет некоторые особенности, заключающиеся в том, что, находясь в расплавленном состоянии, взаимодействуя с кислородом и другими примесями окружающего воздуха, такие металлы активно окисляются.

Это негативным образом сказывается на качестве формируемого сварного шва: он получается непрочным, в его структуре формируются поры – воздушные пузырьки, которые значительно ослабляют соединение. Еще более отрицательное влияние оказывает окружающий воздух на алюминий, расплавленный в процессе выполнения сварочных работ. Под воздействием кислорода, находящегося в окружающем воздухе, данный металл начинает гореть.

Оптимальным решением, которое позволяет эффективно защитить зону формируемого соединения при сварке металлов цветной группы и легированных сталей, является использование защитного газа – им и выступает аргон. Высокая эффективность применения именно данного газа объясняется его характеристиками.

Схема работы аргонодуговой сварки

Аргон значительно тяжелее воздуха (на 38%), поэтому он с легкостью вытесняет воздух из зоны выполнения сварочных работ и создает ее надежную защиту. Являясь инертным по своей природе, аргон практически не реагирует с расплавленным металлом, а также другими газами, присутствующими в зоне, где горит сварочная дуга. При сварке аргоном на обратной полярности следует учитывать один важный момент: от атомов газа в этом случае легко отделяются электроны, поток которых превращает газовую среду в токопроводящую плазму.

Технология выполнения сварки в среде такого газа, как аргон, может предусматривать использование плавящихся, а также неплавящихся электродов (такими являются стержни из вольфрама). Диаметр электродов из вольфрама, который, как известно, отличается исключительной тугоплавкостью, подбирается по специальным справочникам. На выбор данного параметра оказывают влияние характеристики соединяемых деталей.

Методы аргонодуговой сварки

Сварку в среде аргона подразделяют на три типа в зависимости от используемой технологии:

ручную, выполняемую неплавящимся вольфрамовым электродом (обозначается такая технология аббревиатурой РАД);
автоматическую, проходящую в среде аргона с использованием неплавящихся электродов (обозначение сварки данного типа – ААД);
автоматическую, выполняемую в среде аргона с использованием плавящихся электродов (название данной технологии – ААДП).

Согласно международной классификации, аппарат аргонодуговой сварки или сварки, выполняемой при помощи электрода из вольфрама в защитной среде любого инертного газа, обозначается аббревиатурой TIG (Tungsten Inert Gas).

Особенности сварочных работ в среде аргона

Рабочим органом сварочного оборудования, используемого для соединения металлических деталей в среде защитных газов (в том числе и аргона), является горелка. Именно в горелку (в ее центральную часть) вставляется вольфрамовый электрод, вылет которого должен находиться в пределах 2–5 мм. Фиксация электрода внутри такой горелки обеспечивается посредством специального держателя: в него можно вставить вольфрамовый стержень любого требуемого диаметра. Для подачи защитного газа сварочная горелка оснащается керамическим соплом.

Принцип работы аргонной сварки

Требуемую температуру в процессе выполнения сварки аргоном, как уже говорилось выше, создает электрическая дуга. Сварной шов формируется при помощи присадочной проволоки, состав которой должен максимально соответствовать составу обрабатываемого металла.

Перечислим основные этапы выполнения сварки рассматриваемого типа, при которой используется электрод из вольфрама.

Проводится тщательная очистка поверхностей соединяемых деталей от загрязнений, следов масла и жира, а также от окисной пленки. Такая очистка является обязательной и может выполняться механически способом либо при помощи химических средств.
К соединяемым деталям необходимо подключить «массу». Сделать это можно как напрямую (если детали обладают большими габаритами), так и посредством металлической поверхности рабочего стола (если детали не отличаются большими размерами). Присадочная проволока, что важно, не включается в электрическую сварочную цепь, а подается отдельно.
На сварочном оборудовании выставляется сила сварочного тока. Данный параметр выбирается в зависимости от характеристик соединяемых заготовок.
После включения тока горелку с электродом подносят к свариваемым деталям как можно ближе, не прикасаясь к их поверхности. Оптимальное расстояние, на котором горелку располагают от поверхности соединяемых заготовок (его надо выдерживать в процессе выполнения сварки), – 2 мм. Удерживание электрода на таком небольшом расстоянии позволяет хорошо проплавить соединяемый металл, получить красивый и аккуратный сварной шов.

Схема сварочного оборудования для осуществления сварки в среде аргона

Подачу защитного газа включают заранее – за 15–20 секунд до начала сварки. Выключают подачу аргона не сразу после окончания сварки, а чуть позже – спустя 5–10 секунд.
Горелку и присадочную проволоку медленно ведут только вдоль формируемого шва, не совершая ими поперечных колебаний. Присадочную проволоку, которая располагается впереди горелки, вводят в зону действия электрической дуги очень плавно, не делая ею резких движений. В противном случае расплавленный металл будет сильно разбрызгиваться.
При выполнении сварки электрическую дугу зажигают, не прикасаясь электродом к соединяемым поверхностям. Придерживаться такого правила необходимо по нескольким причинам. Во-первых, потенциал ионизации аргона очень высок, что мешает для его понижения эффективно использовать искру от касания электрода. Когда для сварки применяется плавящийся электрод, во время его прикасания к соединяемым деталям возникают пары металла. Потенциал их ионизации значительно ниже, по сравнению с аргоном, что и облегчает процесс зажигания электрической дуги. Во-вторых, если прикасаться вольфрамовым электродом к поверхности соединяемых деталей, она загрязняется, что мешает качественному выполнению сварочных работ.

Процесс сварки аргонодуговым способом вблизи

У многих возникает естественный вопрос о том, каким образом может быть зажжена электрическая дуга в среде такого газа, как аргон, если потенциал его ионизации слишком большой, а сам электрод не прикасается к поверхности соединяемых деталей. Для этого используется осциллятор, который преобразует поступающий из электрической сети ток с обычными параметрами в высокочастотные импульсы с величиной напряжения 2000–6000 В и частотой тока 150–500 Гц. Именно такие импульсы и дают возможность зажечь электрическую дугу без соприкосновения электрода с соединяемыми деталями.

Оборудование и оснащение для сварки аргоном

Для выполнения сварки аргоном недостаточно наличия стандартного сварочного аппарата, в качестве которого может выступать инвертор или трансформатор. Данная технология требует использования такого оборудования и специального оснащения, как:

Инверторный сварочник и газовый баллон для сварки с использованием аргона

инвертор или обычный сварочный трансформатор, мощности которого должно хватать для выполнения подобного технологического процесса (в частности, для этих целей можно использовать трансформатор, мощность холостого хода которого находится в интервале 60–70 В);
силовой контактор, через который на сварочную горелку будет подаваться требуемое сварочное напряжение;
осциллятор, о назначении которого было сказано выше;
специальный регулятор, который будет отвечать за время обдува сварочной зоны аргоном (поскольку защитный газ должен начать подаваться за несколько секунд до начала сварки, а его подачу необходимо перекрывать спустя несколько секунд после ее окончания);
специальная горелка с керамическим соплом и зажимом для фиксации вольфрамового электрода;
газовый баллон и редуктор, который регулирует уровень давления аргона, подаваемого в зону сварки;
электроды из вольфрама и присадочные прутки требуемого диаметра;

Ремонт легкосплавного колесного диска — вариант типичного использования аргонной сварки

дополнительный трансформатор, отвечающий за подачу напряжения к коммутирующим устройствам;
выпрямитель, вырабатывающий постоянный электрический ток с напряжением 24 В, который подается на коммутирующие устройства;
реле, которое отвечает за включение и отключение таких устройств, как осциллятор и контактор;
электрогазовый клапан, работающий от напряжения 24 или 220 В;
фильтр индуктивно-емкостного типа, обеспечивающий защиту сварочного аппарата от негативного воздействия высоковольтных импульсов;
амперметр, используемый для измерения величины сварочного тока;
рабочий или неисправный автомобильный аккумулятор емкостью 55–75 Ah, который необходим для того, чтобы снизить постоянную составляющую сварочного тока, обязательно возникающую при выполнении процесса на переменном токе (такой аккумулятор подключается к сварочной электрической цепи последовательно);
сварочные очки, которые необходимо использовать в качестве основного элемента защиты сварщика.

При желании оборудование для выполнения сварки аргоном можно укомплектовать своими руками, купив все необходимые компоненты в строительном магазине или на рынке. Если же вы не хотите заниматься конструированием, то можно сразу приобрести сварочный аппарат, в марке которого присутствует аббревиатура TIG. Чтобы начать использовать такой аппарат, его необходимо дополнительно укомплектовать газовым баллоном, горелкой, элементами, управляющими горелкой и подачей защитного газа.

Преимущества и недостатки сварки в защитной среде аргона

Сварка, выполняемая в среде защитного газа аргона, имеет как преимущества, так и недостатки, которые обязательно следует учитывать. К достоинствам данной технологии относят:

Пример шва, выполненного сваркой в среде аргона

возможность получения качественного и надежного сварного соединения, что обеспечивается эффективной защитой области выполнения сварочных работ;
незначительный нагрев соединяемых деталей, что дает возможность использовать данную технологию для сварки деталей сложной конфигурации (при этом они не деформируются);
возможность использования для соединения деталей из материалов, которые невозможно варить другими способами;
значительное возрастание скорости выполнения сварочных работ за счет использования высокотемпературной электрической дуги.

Недостатками данной технологии являются:

использование сложного сварочного оборудования;
необходимость в специальных знаниях и достаточном опыте выполнения подобных работ.

Использование сварки аргоном позволяет получать качественные и надежные сварные соединения, характеризующиеся равномерной проплавкой соединяемых деталей. Применяя данную технологию, можно сваривать детали из цветных металлов небольшой толщины даже без применения присадочной проволоки.

Сварка аргоном – технология и видео уроки для начинающих

Сварка аргоном пользуется большой популярностью как у специалистов, так и у любителей, которым помогают ее осваивать видео уроки для начинающих. Используют данную технологию для сварки сложных в соединении металлов: нержавеющей и других видов легированной стали, титана, меди, алюминия, их сплавов и др. Что характерно, аргонодуговая сварка является одним из немногих способов, позволяющих получать качественные и надежные соединения деталей, изготовленных из перечисленных выше металлов.

Сварщик проводит сварочные работы в защитной среде аргона

Начинающим специалистам варить цветные металлы при помощи данной технологии будет достаточно сложно – лучше набивать руку на соединении деталей из стали. Если же опыт сварочных работ уже есть, можно посмотреть видео уроки и начать осваивать азы данного метода.

Знание технологии сварки аргоном позволит сэкономить приличные деньги, которые в ином случае пришлось бы заплатить квалифицированным специалистам. Целью статьи, которая предлагается вашему вниманию, является предоставление всей необходимой информации, относящейся к сварке с аргоновой защитой (выбор сварочного аппарата, давления газа, расходных материалов, подготовка деталей различной формы и из разных материалов к работе, а также многое другое). Усвоив полученную информацию и пройдя несложное видео обучение, вы сможете начать варить детали из разных металлов по данной технологии.

В чем заключаются особенности аргонной сварки

Аргоннная сварка имеет много схожего с электродуговой и газовой технологиями (принцип нагрева кромок соединяемых деталей при помощи электрической дуги, использование газа и техника выполнения работ). Есть у данных методов и существенные различия, о которых должен знать как специалист, так и начинающий сварщик.

Расплавление кромок соединяемых заготовок и присадочного материала при выполнении сварки с использованием аргона, как уже говорилось выше, обеспечивает высокая температура, выделяемая в процессе горения электрической дуги. Необходимость использования аргона, выполняющего роль защитного газа, объясняется свойствами металлов, которые варят по данной технологии.

Легированные стали и большинство цветных металлов (а также сплавов на их основе) в процессе нагрева и расплавления начинают активно взаимодействовать с газами, содержащимися в окружающем воздухе – кислородом, азотом, водородом и др. В результате такого взаимодействия на поверхности обрабатываемого металла формируется тугоплавкая оксидная пленка (а расплавленный алюминий, контактируя с кислородом, может даже воспламениться).

Аргон, подаваемый в зону выполнения сварочных работ, обеспечивает ее надежную защиту, так как является инертным газом, который за счет своей большей массы выдавливает из области сварочной ванны все остальные газообразные соединения.

Аргон, который обеспечивает надежную защиту зоны сварки от окружающего воздуха и практически не взаимодействует с металлом деталей и присадочного прутка, позволяет получать качественные сварные швы, отличающиеся однородностью структуры и высокой надежностью. Важным является и то, что при использовании данного метода сварки, по сравнению с другими технологиями, сокращается расход присадочного материала.

Пример шва, выполненного аргоновой сваркой человеком, не имеющим большого профессионального опыта

Кроме того, аргон позволяет создавать в зоне сварки поток токопроводящей плазмы, которая облегчает прогрев и расплавление кромок соединяемых заготовок. Это также обеспечивает высокое качество формируемого шва.

Начинающим специалистам будет полезно узнать, что аргон следует подавать в зону сварки за 15–20 секунд до ее начала, а прекращать подачу через 10 секунд после ее окончания.

Варить по данной технологии можно плавящимися и неплавящимися электродами, в качестве которых используются стержни из вольфрама – самого тугоплавкого металла. На размер вольфрамового электрода оказывает влияние как состав материала, из которого изготовлены соединяемые детали, так и их толщина. Естественно, что от диаметра электрода зависит расход энергии, которую необходимо затратить на получение сварного соединения.

На сегодняшний день разработано три технологии выполнения сварки с применением защитного газа аргона:

РАД – ручная сварка, для выполнения которой используется неплавящийся электрод;
ААД – автоматическая аргонодуговая сварка, выполняемая с использованием неплавящегося электрода;
ААДП – автоматическая сварка с использованием аргона и электрода плавящегося типа.

Сравнительная таблица различных методов сварки (нажмите для увеличения)

Если вы начинающий специалист и не знаете, какой аппарат для сварки аргоном приобрести, выбирайте оборудование, на котором присутствует обозначение TIG. Эта аббревиатура означает, что перед вами аппарат, специально предназначенный для выполнения сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа инертного типа.

Как выполняется сварка в среде аргона

Основным рабочим органом при выполнении аргонодуговой сварки является специальная горелка, внутри которой в цанговом держателе размещается вольфрамовый электрод. Держатель данного типа позволяет закреплять в нем электроды разного диаметра, которые подбираются в зависимости от характеристик соединяемых заготовок. Электрод, зафиксированный в горелке, должен выступать над ее торцом на 2–5 мм.

Трехкнопочная аргоновая горелка в комплекте со шлейфом, цангами и керамическими соплами

Вокруг электрода (по наружной окружности горелки) размещается сопло, представляющее собой трубку из керамики или кварцевого стекла. Данный конструктивный элемент горелки выполняет одновременно две важных функции: через него подается защитный газ в зону сварки, а также он предохраняет вольфрамовый электрод от соприкосновения с поверхностями соединяемых деталей.

Для того чтобы варить металл с помощью аргона, необходимо использовать присадочную проволоку, за счет которой и происходит формирование сварного шва. Состав такой проволоки, подаваемой в зону выполнения сварки вручную, необходимо подбирать таким образом, чтобы он максимально соответствовал составу металла, из которого изготовлены соединяемые детали. Перед началом сварки надо правильно подобрать и диаметр присадочной проволоки, для чего используют специальные справочные таблицы. Данный параметр зависит от размеров заготовок, которые предстоит варить.

Таблица параметров некоторых разновидностей присадочной проволоки

Самым доступным методом выполнения сварки в среде аргона является именно ручной. Данный метод, обучение которому обычно не занимает много времени, предполагает, что и горелка, и присадочная проволока удерживаются в руках сварщика. Суть данного способа состоит в следующем. При помощи горелки, удерживаемой в одной руке, зажигается сварочная дуга. В зону сварки подается аргон, для чего используется специальная кнопка на держателе. При этом в другой руке сварщика находится присадочная проволока, которая и вводится в зону действия электрической дуги.

Очень важным условием формирования качественного и надежного сварного шва, формируемого с использованием сварки в среде аргона, является тщательная подготовка соединяемых заготовок.

Заключается такая подготовка в очистке и обезжиривании их поверхностей, а также в удалении тугоплавкой окисной пленки. Для выполнения таких процедур, о которых обязательно должны знать и начинающие, и опытные сварщики, можно использовать механические устройства (шлифовальная машинка) или химические средства.

Подготовленный к сварке бензобак

Прежде чем приступать к сварке, к соединяемым деталям необходимо подключить массу. Если варить предстоит мелкие заготовки, то их можно просто расположить на металлическом столе или в рабочей ванне, а уже к ним подключить провод массы. Выбрать силу сварочного тока и давление газа, которые зависят от характеристик соединяемых деталей, можно, ориентируясь на справочную литературу или на свой опыт. Защитный газ, как уже говорилось выше, начинают подавать в зону выполнения сварки за 20 секунд до ее начала.

Расстояние от электрода до поверхности заготовок, между которыми горит сварочная дуга, должно быть небольшим – порядка 2 мм. Это позволит хорошо проплавить кромки соединяемых деталей и получить качественный сварной шов. Если увеличить это расстояние, будет не только сложно проплавить кромки деталей, но и сам сварной шов получится слишком широким и неаккуратным. Широкий сварной шов, кроме того, характеризуется невысокой надежностью, в нем возникают значительные внутренние напряжения.

Очень важно при выполнении сварки в среде аргона правильно подавать присадочную проволоку в рабочую зону. Делается это медленными и плавными движениями, чтобы не допустить разбрызгивания расплавленного металла.

При обучении данной технологии очень важно усвоить, что горелкой и присадочной проволокой движения совершаются только в продольном направлении – вдоль оси формируемого шва. Ни в коем случае нельзя делать поперечные движения, так как поток защитного газа окажется вне зоны формируемого сварного шва, что станет причиной значительного ухудшения качества соединения.

Горелку и присадочную проволоку необходимо располагать под углом к поверхности соединяемых деталей: это даст возможность сформировать качественный, надежный и аккуратный сварной шов. При этом присадочная проволока располагается и подается в зону формирования шва перед горелкой.

Технология выполнения аргонной сварки предполагает применение осциллятора, при помощи которого легко зажигается сварочная дуга. Кроме того, при использовании этого устройства ее горение отличается высокой стабильностью.

Осциллятор (стабилизатор сварочной дуги) ОСИ-264

Суть работы осциллятора заключается в том, что он вырабатывает импульсы высокочастотного тока, отличающегося большим значением напряжения. Типовой осциллятор способен преобразовывать электрический ток со стандартными параметрами (220 В, 50 Гц) в импульсы с частотой 500 кГц и напряжением до 6000 В.

При обучении рассматриваемой технологии начинающему специалисту необходимо усвоить еще одно важное правило: при зажигании сварочной дуги нельзя прикасаться вольфрамовым электродом к поверхности деталей, это приведет к оплавлению электрода и загрязнению свариваемых поверхностей.

За счет использования осциллятора дуга может зажигаться без такого соприкосновения. В большинстве случаев электрическую дугу при выполнении сварки в среде аргона и с использованием вольфрамового электрода зажигают на специальной угольной пластине. Только после этого дугу переводят на соединяемые детали.

Особенности этой процедуры хорошо демонстрируют видео уроки.

Требуемое оборудование и режимы сварки

Для выполнения сварки в среде аргона можно использовать как серийное оборудование, так и аппарат, который изготовлен путем модификации стандартного сварочного трансформатора. Перечень оборудования, которое потребуется для выполнения сварки по рассматриваемой технологии, выглядит следующим образом:

сварочный трансформатор, значение напряжения холостого хода у которого должно быть не меньше 60 В;
осциллятор, обеспечивающий быстрое зажигание сварочной дуги и ее стабильное горение;
контактор, при помощи которого сварочный ток будет подаваться к горелке;
таймер, отвечающий за время обдува зоны сварки защитным газом.

Кроме того, для сварки обязательно потребуются следующие устройства и материалы:

горелка;
баллон с аргоном, оснащенный редукторным устройством, при помощи которого будет регулироваться давление подачи газа;
набор вольфрамовых электродов различного диаметра;
шланг для подачи защитного газа;
провода для подключения к сварочному аппарату горелки и массы;
провод, по которому электрический ток будет поступать к самому сварочному аппарату;
присадочная проволока соответствующего химического состава.

Весь набор оборудования, необходимого для осуществления сварки в среде аргона, можно приобрести в готовом виде или укомплектовать самостоятельно, изготовив некоторые элементы своими руками.

При самостоятельной комплектации можно сэкономить приличную сумму, так как серийные наборы для аргонной сварки стоят недешево. Более того, самостоятельная сборка при наличии необходимых знаний и соответствующего опыта даст возможность внести в оборудование улучшения, которые сделают его более надежным, удобным в работе и функциональным. С принципами, по которым комплектуются наборы для аргонодуговой сварки, также можно познакомиться по видео.

Для получения качественного сварного соединения очень важно правильно выбрать режимы технологического процесса. Сюда относятся сила сварочного тока и давление, с которым защитный газ будет подаваться из баллона. Кроме того, важен тип используемого тока и полярность его подключения.

Все вышеперечисленные параметры, зависящие от материала изготовления соединяемых деталей и их геометрических параметров, можно подбирать по справочным таблицам. Однако есть ряд несложных правил, которые помогут начинающему сварщику ориентироваться при таком выборе.

Аргонодуговую сварку деталей из меди, ее сплавов и различных типов легированных сталей, чугуна и титана необходимо выполнять на постоянном токе обратной полярности.
Алюминий и его сплавы, бериллий и магний следует варить на переменном токе обратной полярности, так как это позволяет эффективно разрушать оксидную пленку на поверхности данных металлов.
На выбор давления подачи защитного газа серьезное влияние оказывает место выполнения сварочных работ. Так, если сварка выполняется на улице, где воздушные потоки могут двигаться со значительной скоростью, выбирают большее давление подачи, а в помещениях – меньшее.

Усвоив всю теоретическую информацию, посмотрев обучающее видео, демонстрирующее процесс выполнения аргонодуговой сварки, набив руку и набравшись опыта по сварке деталей из обычной стали, начинающий специалист сможет достаточно быстро освоить данную технологию и эффективно использовать ее в своей работе.

Читайте также: