Устройство аппарата аргонной сварки

Обновлено: 20.09.2024

Одной из разновидностей сварки является процесс, который проводится в защитном газе. Аргонодуговая сварка – дуговая сварка, в рамках которой в качестве защитного газа выступает аргон.

Что такое аргонодуговая сварка

Нередко возникает необходимость сварить пластичные материалы, которые не соединяются при обычных видах сварки. Например, медь, алюминий, титан и пр. Для создания прочной и неразъемной конструкции из указанных металлов может применяться сварка аргоном.

Аргонодуговая сварка проходит в среде инертного газа – аргона. Именно поэтому так и называется данный сварочный процесс.

Использование такого газа, как аргон, в процессе соединения деталей обусловлено необходимостью защиты от окисления за счет соприкосновения с кислородом. Аргон тяжелее и плотнее воздуха на 38%, он покрывает сварочную зону и не допускает кислород в зону с сопрягаемыми поверхностями.

Под воздействием кислорода серьезно страдает качество сварных швов, а алюминий может воспламениться. Именно поэтому и используется аргон.

Помимо аргона, при дуговой сварке применяются иные газы, создающие изоляционную среду. Это гелий, активный азот, водород, двуокись углерода.

ГОСТы

При использовании данного способа необходимо учитывать следующие законодательные нормативы и стандарты:

ГОСТ 5.917-71. Горелки ручные для аргонодуговой сварки;
ГОСТ 14771-76. Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные;
ГОСТ 18130-79. Полуавтоматы для дуговой сварки плавящимся электродом;
ГОСТ 14806-80. Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов в инертных газах. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры;
ГОСТ 2246-70. Проволока стальная сварочная. ТУ;
ГОСТ 23949-80. Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся;
ГОСТ 10157-79. Аргон газообразный и жидкий. ТУ;
ГОСТ 7871-75. Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов;
ГОСТ 13821-77. Выпрямители однопостовые с падающими внешними характеристиками для дуговой сварки.

Виды аргоновой сварки

Различают несколько разновидностей аргоновой сварки. Она может проводиться такими способами:

В основе классификации, помимо степени автоматизации процесса, лежат виды используемых электродов.

Электроды бывают плавящиеся и неплавящиеся. Примером последнего электрода выступает тугоплавкая вольфрамовая проволока, которая позволяет обеспечить надежное соединение деталей, даже если они по своему типу относятся к разнородным материалам. Реже применяется графит.

Электроды производятся с разными диаметрами и материалами для отличающихся свариваемых металлов.

Таким образом, различают такие виды аргоновой сварки, как:

Ручная – с использованием неплавящегося электрода (этот вид маркируется как РАД).
Автоматическая – с использованием неплавящихся электродов (маркируется как ААД).
Автоматическая – с использованием плавящихся электродов (маркировка – ААДП).

Наибольшее распространение сегодня приобрели два способа сварки — ААД и РАД.

Использование плавящихся электродов возможно только в автоматическом режиме. Для этого применяются особые установки и аппараты, которые сваривают спецгорелкой, оснащенной электродвигателем, который передает проволоку из катушки. Плавящийся электрод одновременно используется для поджога и выступает паяльным материалом. Проводник в процессе поджога плавится и предоставляет массу для шва.

Схема аргонодуговой сварки

Автоматическая аргонодуговая сварка в основном применяется только на различных промышленных предприятиях (в частности, по производству металлоконструкций, для сварки в стационарных и монтажных условиях медных шин), что связано с дороговизной автоматических установок и сложностью их настройки. Гораздо проще сварить несколько деталей вручную, но если требуется высокая производительность, то без оборудования не обойтись.

Виды оборудования

Для аргонодуговой сварки может применяться 4 типа оборудования:

Ручная сварка предполагает, что сварщик своими руками должен держать горелку и присадочную проволоку.
Механизированный вариант, при котором сварщик держит горелку, а подача проволоки осуществляется механизированным способом.
Автоматическая аргонодуговая сварка – при данном способе реализации процесса сварщик не нужен, он заменяется оператором, который следит за процессом, потому что подача горелки и присадочной проволоки производится в автоматической режиме.
Роботизированный сварочный процесс – в данном случае не нужен ни сварщик, не оператор, вся процедура производится в рамках программы, которая полностью отвечает за процесс производства.

Технология

Рассмотрим технологию аргоновой сварки на основе ручной с неплавящимся электродом.

Необходимое оборудование

Сварочное оборудование включает в свой состав:

Сварочный аппарат любого типа для дуговой сварки с напряжением 60-70 вольт.
Силовой контактор, который подает напряжение от сварочного материала на горелку.
Осциллятор – прибор, преобразующий сетевое напряжение в 220 вольт и частотой колебания в 50 ГЦ в напряжение 2000-6000 вольт. Указанные параметры тока позволяют легко сформировать дугу.
Горелка керамическая.
Устройство для обдува сварной зоны аргоном.
Баллон для аргона.
Электрод и присадочная проволока.

В качестве дополнительных опций может выступать регулятор времени по обдуву аргонов, шланги и фитинги и пр.

Если требуется рассчитать экономическую эффективность дуговой сварки в защитном газе, то, помимо стоимости самого сварочного аппарата, нужно учесть цену расходных материалов: присадочных прутков, проволоки, аргона в баллонах, шлангов с разными размерами и пр.

Присадочная проволока производится из различных материалов: алюминиевых, чугунных, нержавеющих, медных и пр.

Примерная стоимость сварочной проволоки на Яндекс.маркет

Аргон подается из специальных баллонов со стандартным рабочим давлением 150 АМ. Баллоны бывают различного объема: на 5,10,20,40 литров и пр. Именно газ выступает основным и наиболее дорогим расходным материалом при данной сварке.

Примерная стоимость баллонов с аргоном разных объемов на Яндекс.маркет

Шланги, фитинги и прочие детали для работы часто изнашиваются, поэтому они подлежат периодической замене.

Также нельзя забывать, что для проведения работ нужны средства индивидуальной защиты: перчатки, маска, роба.

Этапы выполнения

При выполнении аргонодуговой ручной сварки необходимо придерживаться следующего алгоритма действий:

Настроить сварочный режим.
Очистить соединяемые металлы.
Включить на рукоятке горелки кнопку для подачи защитного газа в сварную зону (горелку следует взять в правую руку). Это нужно сделать примерно за 20 секунд до начала сварки. Присадочная проволока должна быть в левой руке.
Горелка опускается так, чтобы между электродом и поверхностями осталось расстояние до 2 мм. Электрод из горелки должен вставляться в горелку, чтобы на поверхности оставался стержень длиной не более 5 мм.
Включить сварочный аппарат и передать напряжение на электрод. Между ним и металлом возникает дуга, а из горелки подается в зону сварки аргон. Присадочная проволока под действием электрической дуги расплавляется и покрывает зазор.
Осуществить медленное движение вдоль шва.

Электрод желательно не зажигать при помощи соприкосновения со свариваемыми металлами, как при обычной сварке, для этого используется осциллятор (он подает высоковольтные импульсы для зажигания дуги). Без него вольфрамовый электрод загрязняется.

Что влияет на качество и размеры сварного шва

Для правильной сварки нужно соблюдение четырех базовых принципов:

Правильные настройки: для удержания нужной дуги необходимо отрегулировать подачу газа, тока, прута и пр.
Мастерство сварщика, которое гарантирует непрерывное создание качественного шва.
Правильно организованное рабочее место. В данном случае важно наличие жаропрочного стола, возможность фиксации детали, хорошая вентиляция и пр.
Правильная настройка оборудования для работы.

Знание определенных правил при сварке аргоном позволяет добиться высокого качества сварного шва:

Для создания узкого и глубокого шва стоит придерживаться только продольного движения электрода и горелки. Любые поперечные движения и отклонения уменьшат качество соединения. Поэтому в процессе сварки нужна аккуратность и внимание сварщика.
Чем длиннее сварочная дуга, тем шире получается шов и меньше его глубина. В конечном итоге от этого снижается качество соединения. Поэтому в процессе рекомендовано как можно ближе держать неплавящийся электрод к стыку.
Подачу присадочной проволоки нужно производить как можно более равномерно и плавно, резкая подача недопустима.
Газ лучше подавать с противоположной стороны сварочной дорожки. Это, конечно, увеличит его расход, но существенно увеличит качество.
Присадочная проволока вместе с электродом обязательно должны находиться в сварочной зоне, прикрытой аргоном, чтобы не допускать сюда азот и кислород.
Проволока подается перед горелкой с электродом под углом, что обеспечивает ровность шва и небольшую его ширину.
Важно достигать хороших значений проплавленности. В аргонодуговой сварке она определяется по визуальному осмотру шва: если он округлый и выпуклый, то это свидетельство недостаточного проплавления поверхности.
Сварка под аргоном не должна начинаться и заканчиваться резко, иначе будет открыт доступ кислорода и азота в сварную зону. Рекомендуется начать сварку через 15-20 секунд после подачи инертного газа, а заканчивать за 7-10 секунд до выключения горелки. Это требуется, чтобы материал успел кристаллизоваться в среде аргона без воздействия кислорода.
Перед тем как сварить большие изделия, нужно сделать пробные швы на небольших заготовках или на неважном участке.

Перед началом работы металлические изделий необходимо очистить и обезжирить.

Для снижения финансовых затрат на сварку можно использовать не только чистый аргон, но и его смесь с иными газами.

Режимы

Сварка под аргоном пройдет максимально качественно при правильном выборе ее оптимального режима. Выбор режима основывается на следующих составляющих:

свойства свариваемых металлов. Они определяют выбор направления подачи тока и полярности. Например, для сварки стальных конструкций применяется постоянный ток прямой полярности, для сварки алюминия и бериллия – постоянный ток с обратной полярностью;
сила тока. Она выбирается на основе диаметра электрода, который применяет сварщик; на основе типа металла для сварки, толщины металлов и из полярности. Например, для сварки титана режим работы определяется по следующим параметрам, из которых следует, что чем толще соединяемый металл, тем больший диаметр должен быть у вольфрамовых электродов:

длина сварочной дуги. От нее зависит напряжение (как отмечалось, длина дуги напрямую влияет на качество шва);
расход газа зависит от силы и равномерности его подачи горелкой. Специалисты рекомендуют избегать пульсаций.

Преимущества и недостатки

Аргонодуговая сварка обладает своими преимуществами и недостатками. Ключевыми достоинствами ее являются:

Процесс обеспечивает невысокую температуру нагрева. Это сохраняет форму и размеры заготовок.
Инертность аргона обеспечивает высокую защиту сварной зоны.
Процесс сварки предельно простой и ему легко обучиться (хотя без обучения приступать к сварке не представляется возможным).
В процессе применяется дуга с высокой мощностью, что обеспечивает оперативность сварки.
Технология позволяет соединить разные разновидности металлов, которые невозможно скрепить другими способами.
Требуется редкая замена электродов.

Высокое качество получаемых аргонодуговой сваркой сварочных швов позволяет применять метод в отраслях, в которых высока потребность в качественной сварке металлов. В частности, способ допускается применять и нашел распространение в авиационной, атомной, пищевой промышленности, медицине, машиностроении.

Дополнительными преимуществами автоматической сварки является оперативность при соединении нескольких деталей, а также исключение фактора человеческих ошибок. Для обслуживания такой установки требуется минимальное количество персонала.

Недостатками процесса является сложное сварочное оборудование, в котором сложно провести настройку режимов. Это ограничивает использование метода новичками: от сварщика требуются опыт и сноровка. Когда в процессе соединения нужна высокоамперная дуга, то сварщику необходимо продумать дополнительное охлаждение стыков.

Также нужно обеспечить хорошую защиту от ветра и сквозняка, чтобы не потерять аргоновую защиту, что усложняет практическое применение метода. Поэтому такую работу рекомендовано выполнять в закрытых помещениях. При ручном способе ограничением метода является низкая стоимость выполнения работ.

Ограничением в применении автоматической установки является невозможность сварить любые нестандартные швы, дороговизна техники, ограничения по параметрам настройки, при сбое в работе аппарата бракованной может стать вся партия изделий.

Еще один недостаток способа – высокая стоимость аргона. На практике сварщики иногда заменяют его гелием и углекислым газом, но подобная замена возможна не всегда: все зависит от типа металла, который предстоит сварить.

Безопасность при сварке

Практически все правила безопасности по проведению сварки в аргоне касаются предварительной подготовки к процессу. Вероятность возникновения опасной ситуации минимальна при правильной подготовке. Приведем базовые принципы для обеспечения безопасности при сварке аргонным способом:

Специалист не вправе проводить настроечные и ремонтные процедуры при работающем аппарате.
От источника газа до источника огня должно быть как минимум 10 метров.
При автоматической сварке не допускается проведение никаких манипуляций. Это может не только нарушить технологию, но и навредить здоровью.
Перед началом работ требуется проверить заземление сварочного аппарата, надежность крепления шланга для подачи аргона и воды (если предполагается охлаждение горелки водой), проверить пломбы на манометрах, резьбу на накидных гайках, изоляцию рукоятки держателя.
На аппаратах автоматической сварки со стороны сварщика устанавливают откидной щиток со светофильтром. Электропроводка и трубки заключаются в общий резиновый шланг. Горелки не должны иметь открытых токоведущих частей.
Рукоятки горелок покрывают материалом и щитком, защищающими руки сварщика от ожогов.
В процессе сварки некоторых металлов (в частности, меди и алюминия) выделяются ядовитые газы, поэтому в помещении должна быть обеспечена хорошая вентиляция, или организована подача воздуха.
В исключительных ситуациях проводить работу следует в противогазе. Для того чтобы избежать ожоги горячим алюминием, на горизонтальных швах используют формовочные прокладки, а на вертикальных – подвижные шторки.
Очистку присадок из алюминия в растворе едкого натра следует проводить с использованием резиновых перчаток и очков для защиты.

Таким образом, аргонодуговая сварка позволяет качественно сварить металлы особого типа, которые невозможно соединить другими способами. Это алюминий, медь и цветные металлы. При стандартной сварке получить качественный и надежный шов для соединения тугоплавких заготовок не представляется возможным. Особенностью сварки является ее проведение в среде защитного газа. Аргон обеспечивает надежную защиту сварочной зоны от влияния внешних неблагоприятных факторов.

Дуговая полуавтоматическая сварка аргоном: принцип и особенности работы, необходимое оборудование и технология процесса

Электродуговая сварка в аргоновой среде (АДС) производится для защиты места соединения от влияния воздуха. АДС полуавтоматом освобождает сварщика от подачи электрода и имеет другие технические особенные свойства, которые и делают ее востребованной.

Что собой представляет дуговая полуавтоматическая сварка в среде аргона

Сварка MIG – полуавтоматическая сварка в среде инертных газов. В данном случае берется аргон – самый доступный и распространенный газ.

Принцип работы полуавтомата

Полуавтоматическая АДС – это механизированный процесс дуговой сварки, при котором электродная проволока подается с постоянной или переменной скоростью в зону сварки. Одновременно туда поступает газ аргон из баллона.

Сварка полуавтоматом решает проблему с неравномерным нагревом металла и защитой сварочного шва.

Инертный газ подается непосредственно в зону сварки. Идет регулировка подачи присадочной проволоки в соответствии с автоматической подстройкой сварочной силы тока.

Протяжный механизм подает сварочную проволоку. Правильное соотношение скорости подачи и температуры плавления дает равномерное заполнение шва.

Схема полуавтоматической сварки в среде аргона

Особенности сварки

Особенности сварки в среде аргона заключаются в следующем:

Защищает сварной шов от окисления.
Аргон – инертный газ. Он не вступает в реакцию металлом.
Также инертный газ защищает сварной шов от окисления при воздействии воздуха, потому что аргон его вытесняет из места сварки, что очень важно при работе с цветными металлами.
Благодаря среде аргона, такой метод дает более прочный сварной шов.

Достоинства и недостатки

Плюсы полуавтоматической АДС:

При полуавтоматической аргонодуговой сварке обеспечивается высокое качество шва.
Значительно облегчается поджиг дуги.
Возрастает производительность работы.
Просто. Главное, разобраться в технологии и прочитать инструкцию на сварочный аппарат. Подходит даже начинающим.
Понятная настройка параметров на сварочных аппаратах.
Наглядность. Видно формирование сварного шва.
Свобода в пространстве.
Соединение деталей малой толщины.
Экономия времени. Не требуется зачистка швов от шлака и смена электродов.

Минусы данной сварки:

Сварочный полуавтомат для работы в среде защитного газа. Это могут быть инверторные или трансформаторные преобразователи тока с механизмом подачи проволоки. Трансформаторные сварочные устройства надежны, устойчивы к нагрузкам, у них невысокий КПД, дают помехи в сеть. Сварочные инверторы значительно легче трансформаторных, не дают помех, есть возможность точной настройки, стабилизируют сварочный ток, чувствительны к конденсату внутри устройства. Для простоты работы и точности настроек больше подходит инверторный преобразователь.

Присадочная проволока. Она подбирается по трем показателям: марка, вес бухты и диаметр. Выбор диаметра и размера намотки определяется по показателям инвертора и размеру горелки. При выборе марки проволоки нужно ориентироваться на справочные таблицы. Материал присадки должен соответствовать материалу соединяемых деталей и иметь более высокие характеристики по прочности. Диаметр подбирается, учитывая размер толщины свариваемых деталей. Например, диаметр проволоки в 1 мм подходит для однопроходной сварки металла толщиной 7-8 мм при сварочном токе в 200А. Для более качественного соединения деталей лучше выбирать проволоку с меньшим числом примесей.

Аргон в баллоне с редуктором.

Процесс сварки

Необходимо соблюдать следующие шаги:

Устанавливается горелка и кабель массы.
На баллон с аргоном устанавливается редуктор. Нужно проверить давление газа, оно должно быть выше остаточного.
На выходной штуцер баллона устанавливается шланг и зажимается хомутом. Второй конец его подключается к сварочному аппарату.
По инструкции к сварочнику установить на расходном редукторе значение, рекомендованное производителем. Для этого нужно открыть регулировочный вентиль.
Прочистить канал провода горелки, если там осталась проволока от предыдущей работы.
Установить катушку на размоточный шток. Проверить совпадение позиций штифтов и посадочных отверстий.
Проволока пропускается через прокатывающий ролик.
Установить прижимной ролик на место.
С помощью регулировочного винта установить усилие прижима, чтобы проволока не проскальзывала в канавке.
Протяжка проволоки в канал шнура горелки производится при снятом токопроводящем наконечнике.
Накрутить наконечник подходящего диаметра на горелку и установить сопло на место.
Подключить аппарат к сети.
Подготовить свариваемые детали. Зачищается вся ширина кромки до металлического блеска.
Разделка кромок и подготовка фасок не требуется для металлических поверхностей толщиной до 2,5 мм. Алюминий дополнительно очищается ацетоном.
После подготовки деталей и проверки оборудования подключить клеммы электропитания. При постоянном токе применяется обратная полярность. К горелке с проволокой подключается «+» , а на изделие «-».
Включить переключатель, который подает проволоку, в рабочее положение.
Зажигается электродуга. Достаточно прикоснуться к металлу при наличии плавящейся проволоки.
На нерабочем металле (образце) рекомендуется проверить точность настроек. И если требуется – подрегулировать.
Производится сварка. Движение сопла горелки должно быть только в одном направлении, без поперечных движений. На вертикальной детали движение сопла сверху вниз.
При большой толщине металла требуется подогрев до температуры 150-300 0 С.
Детали свариваются на высокой скорости однослойным швом.
Заканчивать сварку нужно, постепенно снижая температуру дуги (уменьшая силу тока). Перед этим убрать (прекратить подачу) присадочную проволоку.

Оборудование для аргонодуговой сварки

Аргонно-дуговая сварка — это процесс образования неразъемного соединения методом дуговой сварки в среде аргона, представляющего собой инертный газ. По сути, это сочетание электрической и газовой сварки своими руками. Процесс может осуществляться с применением либо плавящегося, либо неплавящегося электрода.

Виды оборудования, применяемого для аргонодуговой сварки

В зависимости от уровня механизации аргоно дуговая сварка разделяется на несколько видов:

Ручная. Перемещение горелки и подача сварочной проволоки осуществляются самим сварщиком в ручном режиме. Сварные работы могут осуществляться с применением неплавящегося — вольфрамового электрода.
Механизированная. Горелка находится в руках сварщика, а проволока подается механизированным способом.
Автоматизированная. При таком способе перемещение горелки и подача проволоки полностью механизированы, а процессом управляет оператор.
Роботизированное оборудование не нуждается в непосредственном управлении оператором.

Сварочное оборудование подразделяется на универсальное, специальное и специализированное. Универсальный сварочный аппарат аргонно дуговой сварки выпускается серийно и является наиболее широко востребованным. Аргонная сварка в большинстве случаев выполняется в производственных условиях на специально оснащенном рабочем месте, которое именуется «сварочный пост». Установка аргонно дуговой сварки с использованием неплавящегося вольфрамового электрода в среде аргона оборудована следующими элементами:

источником сварочного тока — постоянного и/или переменного;
горелкой или их комплектом, предназначенным для работы на разных токах;
устройством, обеспечивающим первоначальное возбуждение дуги или стабилизирующим дугу переменного тока;
аппаратурой, которая управляет сварочным циклом и его защитой;
устройством для компенсации или регулирования постоянной составляющей тока.

Для расширения диапазона толщины свариваемых материалов, повышения производительности при получении неразъемных соединений работая вольфрамовым электродом, и улучшения провара в последнее время были разработаны новые методы аргонной сварки:

Работы пульсирующим током. Во время импульса тока металл расплавляется, кристаллизуясь во время паузы. Дуга перемещается с постоянной скоростью или шагами, которые синхронизированы с импульсами сварочного тока. При этом обеспечивается эффективное проплавление во всех пространственных положениях, нечувствительность к мелким недочетам, допущенным при сборке. Периодическое снижение поступления тока не допускает перегрев металла, и следовательно, снижает деформации.

Используя подогрев присадочной проволоки. Этот метод существенно увеличивает производительность.
Использование нескольких вольфрамовых электродов — эффективный способ получить швы без подреза на высоких скоростях сваривания металла.

Для осуществления этих разновидностей процесса может использоваться стандартное оборудование для аргонно дуговой сварки в сочетании с дополнительными блоками.

Инверторные сварочные аппараты

Наиболее популярным сварочным устройством для аргонной сварки, которое с успехом может применяться не только на производстве, но и в быту, является инверторный аппарат. Для тех, кто хочет узнать, как научиться варить аргоном, использование сварочного инвертора является оптимальным вариантом, поскольку разобраться с принципом его работы может даже начинающий сварщик, не обладающий богатыми профессиональными навыками, с помощью изучения «Аргонно дуговая сварка, инструкция».

Инверторный аппарат аргонно дуговой сварки обладает рядом существенных преимуществ:

Высокие качественные характеристики сварного шва, что позволяет использовать это оборудование для ремонта автомобилей: сварки узлов и деталей кузова, коробки передач, двигателя.
Малые габариты и небольшой вес по сравнению с трансформаторными аппаратами.
Простая эксплуатация. Для начала работы необходимо уложить присадочную проволоку и включить аппарат. Подача проволоки и инертного газа включаются автоматически.

Как правило, такие современные аппараты оснащены целым рядом дополнительных опций и защитных устройств, это — ускоренный поджиг, стабилизация дуги, модуляция сварочного тока.

Если вам нужно быстро и качественно нарезать металл, используйте для этого газовую резку. Подробнее читайте в этой статье.

Горелка для аргонно дуговой сварки с неплавящимся электродом

Метод аргонной сварки с использованием неплавящегося электрода, как правило, вольфрамового, используется для соединения изделий и конструкций, в изготовлении которых используются химически активные металлы и сплавы из них: алюминий, титан, магний, нержавеющая сталь. Этим материалам характерно сильное окисление при нагреве на воздухе. В данном случае могут применяться как постоянный, так и переменный ток. Процесс может быть ручным и автоматическим. При малых толщинах работа может осуществляться без использования присадки.
В большинстве случаев в аргонной сварке используют источники постоянного тока.

Постоянный ток и прямая полярность способствуют эффективному распределению тепла дуги, что обеспечивает длительный срок службы вольфрамового электрода и высокое качество шва. Такой режим применяют для большинства нержавеющих сталей. При сварке конструкций из алюминия и его сплавов используют источники переменного тока. В процессе сварки в период прямой полярности происходит расплавление основного металла, а в моменты обратной — катодное распыление поверхностной тугоплавкой оксидной пленки, которая препятствует сварочному процессу. Если нержавеющая сталь содержит примеси алюминия, то для ее сваривания также применяют переменный ток.

Работа с неплавящимся катодом требует наличия источников тока, удовлетворяющих повышенным требованиям по стабильности сварочного тока при внешних воздействиях. Также источники тока должны иметь широкий диапазон регулирования. Это связано с тем, что в конце работы ток должен быть снижен в несколько раз по сравнению с рабочим режимом для избежания образования кратера.

Способ сварочных работ неплавящимся электродом обеспечивает формирование качественных сварных швов, поддерживает точную глубину проплава материала. Этот фактор очень важен при сварке тонких металлов с возможностью одностороннего доступа к поверхности конструкции. Данный метод широко применяется для создания неповоротных стыков труб. Такой метод называется орбитальным.

Горелка для работы неплавящимся электродом

Горелка для аргоно дуговой сварки с плавящимся электродом

В случае комплектации горелки плавящимся электродом дуга подается между концом сварочной проволоки и самим изделием.

Достоинства данного вида:

узкая зона термического воздействия;
возможность влияния на качественные характеристики шва при помощи регулирования состава газа и проволоки;
широкие возможности автоматизации процесса, что существенно повышает производительность сварочных работ.

Применяется при сваривании нержавеющих сталей и алюминия.

Аргонная сварка своими силами

Если вы приобрели сварочный инверторный или трансформаторный аппарат для аргонной сварки, то вам для полного комплекта необходимо также иметь: горелку, баллон с аргоном, редуктор и клапан газа, сварочную маску.
Основные правила, которые нужно соблюдать в процессе работы используя инертный газ — аргон.

Если вы применяете неплавящийся электрод, то его необходимо держать как можно ближе к поверхности свариваемой конструкции, что позволяет создать минимальную дугу. Увеличение дуги приводит к уменьшению глубины проплава и повышению ширины шва, что значительно снижает качество сварных соединений.
При аргонной сварке необходимо совершать единственное движение вдоль оси шва, не делая перпендикулярных шву перемещений. Это создает эстетичное прочное соединение, что качественно отличает эту технологию от сварки покрытыми электродами.
Необходимо постоянно следить, чтобы электрод и присадочная проволока не выходили из защитной газовой зоны.

Проволоку нужно подавать плавно для избежания разбрызгивания металла.
При применении вольфрамового электрода проволоку необходимо подавать впереди горелки без поперечных колебаний. Таким образом можно обеспечить образование узкого эстетичного шва.
Заварка кратера по окончании работ производится с понижением силы тока реостатом. Не допускается прекращать сварочный процесс обрывом дуги при отведении горелки. Это резко снижает защиту шва. Подачу газа прекращают только через 10 секунд после окончания сварочных работ. Начинают подавать газ перед сваркой за 20 секунд до начала работ.
Перед началом работы, поверхности свариваемых элементов необходимо очистить от жира и грязи механическими и химическими методами, провести обезжиривание.

Сварка конструкций в защитной среде аргона — процесс кропотливый, не терпящий суеты и халатного отношения. Цены на работы сварщиков — аргонщиков, которые являются профессионалами в своем деле, довольно высокие. Поэтому при наличии специального оборудования и необходимости частого проведения сварочных работ вполне возможно освоить все тонкости этого процесса самостоятельно.

Особенности конструкции аргонодуговых сварочных аппаратов

Для выполнения аргонодуговой сварки используются специальные сварочные аппараты, в которых объединены элементы конструкции электродуговых и газовых сварочных устройств. Суть данной технологии, которую активно используют для сварки деталей, выполненных из легированных сталей, алюминия и других металлов, заключается в том, что расплавление кромок соединяемых изделий и присадочной проволоки обеспечивается за счет горения сварочной дуги, а весь процесс проходит в среде защитного газа, в качестве которого применяют аргон. Для выполнения аргонодуговой сварки могут использоваться электроды двух типов – плавящиеся и неплавящиеся, изготавливаемые из тугоплавкого вольфрама.

Многофункциональный сварочный пост для промышленного использования

Оборудование для сварки в защитной среде аргона

Аппараты, с помощью которых выполняется аргонодуговая сварка, могут быть нескольких типов: универсальные, специализированные и специальные. Наиболее распространенным из-за своей высокой функциональности является сварочное оборудование универсального типа. Используя его, можно одинаково успешно выполнять аргонную сварку как в производственных, так и в домашних условиях. В отличие от универсальных аппаратов, специальные и специализированные используются для выполнения сварочных работ только в производственных условиях.

Адаптер, предназначенный для проведения сварки вольфрамовым электродом и используемый в паре с выпрямителем

Аргонодуговое оборудование, относящееся к категории универсального, состоит из следующих обязательных элементов:

сварочной горелки (лучше иметь набор таких горелок с разными параметрами);
устройства, с помощью которого выполняется регулировка или компенсация постоянной составляющей сварочного тока;
источника постоянного (DC) или переменного (AC) тока (нередко используются аппараты, в которых есть оба таких источника);
устройства, при помощи которого обеспечивается управление циклом сварки и его защита;
устройства, отвечающего за быстрое зажигание сварочной дуги, а также ее стабилизацию в процессе дальнейшего горения.

Комплект аргоновой сварки: газовый редуктор, TIG-горелка и вольфрамовые электроды

Универсальные аппараты часто оснащают дополнительными модулями, позволяющими повысить эффективность выполнения сварочных работ, значительно улучшить качество и надежность формируемых соединений. Добиться таких результатов позволяют, в частности, следующие передовые методики:

предварительный прогрев сварочной проволоки перед началом выполнения работ;
применение устройств, вырабатывающих пульсирующий сварочный ток (использование пульсирующего тока минимизирует деформации в готовом соединении, дает возможность качественно проплавлять металл при выполнении работ в любых пространственных положениях);
выполнение аргонодуговой сварки с использованием одновременно нескольких электродов из вольфрама (целесообразно применение такой методики в том случае, если сварка выполняется на высоких скоростях и необходимо сформировать качественные сварные швы без подреза).

Самыми популярными универсальными сварочными аппаратами, используемыми для выполнения работ в защитной среде аргона, являются инверторы. Применяя такие устройства, можно получать качественные сварные соединения как в производственных условиях, так и в домашней мастерской.

Популярность этих аргонодуговых аппаратов объясняется рядом весомых преимуществ, которыми они обладают.

Инверторы – это мобильные устройства, поскольку они обладают небольшими габаритами и относительно легким весом.
Эти аппараты просты в эксплуатации и обслуживании. Для того чтобы запустить работу такого устройства и включить подачу аргона в зону выполнения сварочных работ, достаточно нажатия одной кнопки.
Сварной шов, формируемый при помощи аргонодугового аппарата, получается не только качественным и надежным, но и очень аккуратным. Благодаря этому использовать инверторы можно даже в тех случаях, когда к внешнему виду сварного шва предъявляются повышенные требования.
По сравнению со сварочными аппаратами других типов инверторы потребляют меньше энергии.
Сварочную дугу при помощи таких устройств можно зажигать как контактным, так и бесконтактным способом.
Использование такого аргонодугового оборудования дает возможность выполнять качественные соединения даже тонкостенных деталей.
В конструкцию инвертора встроена электрическая схема, отвечающая за стабилизацию сварочного тока, что исключает незапланированные затухания электрической дуги в процессе выполнения работ.
Работы, выполняемые с использованием инвертора, отличаются высокой производительностью.
Использование такого оборудования отличается высокой безопасностью, так как имеющийся в его конструкции вентилятор позволяет эффективно выводить из зоны сварки вредные летучие соединения.

Выбор аргонодуговых аппаратов

Если вы задумываетесь над тем, какой аппарат выбрать для сварки в защитной среде аргона, то можно руководствоваться следующими несложными правилами.

Частое выполнение сварочных работ с деталями из алюминия и сплавов на основе данного металла предполагает приобретение аргонодугового оборудования, вырабатывающего постоянный или переменный ток.
Детали из нержавеющей стали (особенно небольшой толщины) лучше варить при помощи аргонодуговых аппаратов, в функциях которых присутствует импульсный режим.
На выбор оборудования оказывает влияние и толщина деталей, которые будут соединяться с его помощью. Так, для сварки заготовок, толщина которых не превышает 7 мм, прекрасно подойдет аргонодуговой аппарат, вырабатывающий сварочный ток силой до 200 А. Если же толщина соединяемых изделий будет больше, необходимо оборудование, обеспечивающее сварочный ток силой до 300 А.
Если оборудование будет эксплуатироваться в интенсивном режиме и на нем будет выполняться большое количество непрерывных циклов работ, то серьезное внимание следует уделить выбору горелки. Ее конструкция должна предусматривать возможность использования водяного охлаждения.

Бюджетная горелка SR- 20 с жидкостным охлаждением

Не следует приобретать аппараты, обладающие функциями, которые вам никогда не потребуются. В противном случае вам придется заплатить за ненужную функциональность.

Что еще потребуется для выполнения сварки в среде аргона

Кроме самого сварочного аппарата, для выполнения аргонодуговой сварки необходимо будет приобрести:

газовый баллон, в котором будет содержаться аргон;
редуктор, при помощи которого будет выполняться настройка давления подаваемого газа;
газовый клапан;
защитные средства – маску сварщика и перчатки из плотного материала;
сварочную горелку.

После того как основное оборудование и все дополнительные устройства приобретены, можно начинать своими руками выполнять аргонодуговую сварку. Прежде всего необходимо тщательно очистить поверхности соединяемых изделий и обезжирить их при помощи растворителя или ацетона. Если варить предстоит алюминиевые детали, то их необходимо будет дополнительно очистить от тугоплавкой оксидной пленки.

Чтобы сварное соединение, создаваемое при помощи аргонодугового аппарата, отличалось высоким качеством и надежностью, следует придерживаться ряда несложных рекомендаций.

Сваривать детали, изготовленные из нержавеющей стали, лучше всего на постоянном токе. В таком случае не только повышается качество формируемого соединения, но и значительно увеличивается срок службы вольфрамового электрода.
Соединение деталей, изготовленных из алюминия и сплавов, в которых содержится данный металл, следует выполнять на переменном токе. Использование такого тока позволяет более эффективно расплавить поверхностный слой данного металла, на котором всегда имеется тугоплавкая оксидная пленка.
Желательно, чтобы аппарат, используемый для аргонодуговой сварки, обладал функцией автоматической стабилизации сварочного тока, что обеспечит стабильное горение электрической дуги в процессе работы. Кроме того, важно, чтобы регулировать силу используемого тока можно было в широких пределах. Особенное значение это имеет в тех случаях, когда на концах сварных швов недопустимо наличие кратеров. Чтобы избежать их появления, сварочный ток при окончании процесса уменьшают до допустимого минимума, для чего и используется регулятор.

На современном рынке существует большое разнообразие отечественного и зарубежного оборудования, которое может успешно использоваться для выполнения сварки в защитной среде аргона. Таким образом, каждый может выбрать именно тот аргонодуговой аппарат, который оптимально соответствует его потребностям и финансовым возможностям.

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.

Читайте также: