Зачем нужен аргон при сварке

Обновлено: 17.05.2024

Применение гибридной технологии, сочетающей особенности газовой электрической технологии сварки, позволяет работать с различными металлами. Чтобы действительно получить высоконадежные и долговечные неразборные соединения нужно знать особенности сварки аргоном.

Аргонная сварка – это особый вид сварочного процесса с помощью неплавящихся или плавящихся электродов в среде защитного газа. Роль защитной среды играет инертный аргон. Его применение исключает попадание в зону сварки воздуха, вызывающего окисление металла, который формирует сварной шов. Окисление металла вызывает дефекты в структуре шва, снижает его прочность и способствует быстрому разрушению неразборного соединения.

Почему для защиты сварочной ванны используется аргон?

Качество сварного шва зависит от чистоты расплавленных металлов, которые впоследствии кристаллизируются, формируя надежное соединение. Применение инертного газа аргона исключит любые химические реакции с расплавленным металлом – инертный газ и сам не вступает в химические реакции с металлами и защищает от окислительных реакций, вызываемых кислородом. Учитывая, что аргон тяжелее кислорода, он выталкивает его молекулы с области сварочной ванны, обеспечивая ее изоляцию от кислородной среды. Отсутствие кислорода сводит на нет появление окислительных процессов и повышает надежность формируемого сварочного шва.

Важно помнить об одной из особенностей сварки аргоном. Этот газ, при использовании тока обратной полярности, становится средой с хорошей электропроводностью.

Классификация аргонной сварки

В зависимости от степени механизации сварочного процесса сварку аргоном делят на несколько категорий, различающихся между собой:

Ручная сварка (РАД-способ) – процесс сваривания полностью контролируется сварщиком. Он удерживает горелку руками и перемещает ее для расплавления свариваемых металлов. Для ручного способа применяются вольфрамовые тугоплавкие электроды.
Полуавтоматическая (механизированная) – этот процесс используется с применением специального механизма, который подает сварочную проволоку. Горелка удерживается сварщиком, он контролирует ее перемещение и положение относительно свариваемых деталей. Аргонодуговая сварка часто применяется для сваривания деталей, которые сделаны из нержавеющей стали.
Автоматическая – процесс полностью контролируется сварочным аппаратом, которым управляет сварщик дистанционно. Автоматическое сварочное оборудование выполняет перемещение горелки и подачу сварочной проволоки. Такие устройства применяются в сборочных цехах и на небольших предприятиях. В условиях крупных производственных цехов используются специальные сварочные роботы. Оны полностью контролируют весь процесс сварки аргоном без какого-либо вмешательства человека.

Разновидности технологии аргонной сварки

Аргонную сварку делят на следующие категории:

ММА-сварка. Это ручная технология сваривания, с использованием электрической дуги, зажигаемой электродами со специальным покрытием. Если для ММА-сварки использовать переменный ток, можно будет сваривать заготовки из углеродистой стали. Применение постоянного сварочного тока обеспечит возможность сваривания нержавейки, углеродистых сталей, а также деталей из алюминия и его сплавов. . Она часто используется как в условиях промышленности, так и в быту. Применение этой технологии позволяет сваривать различные металлы и их сплавы. Используя импульсный постоянный и переменный ток можно сваривать следующие материалы:
- алюминиевые сплавы;
- нержавеющую сталь;
- углеродистые и конструкционные стали;
- титановые сплавы;
- цветные металлы (латунь, медь, бронза) и их сплавы;
- никелированные и оцинкованные детали.
MIG-сварка. Это технология полуавтоматической сварки, выполняемой с помощью плавящейся проволоке в среде защитного газа – аргона. Используя эту технологию, можно сваривать конструкции из всех видов сталей, детали из алюминия и его сплавов, изделия из меди и других цветных металлов.

Как правильно варить аргоном?

Аргонодуговая сварка – это сложный технологический процесс, требующий определенных навыков и умений со стороны сварщика. Рассмотрим, какие же особенности сварки с помощью аргона нужно знать.

Качество соединения свариваемых деталей зависит от состояния их поверхности – наличие грязи, ржавчины, оксидной пленки снижает прочность и надежность. Перед свариванием, поверхности деталей тщательно очищаются с применением механических и химических способов очистки.

Горелка сварочного аппарата должна плавно перемещаться вдоль стыка свариваемых деталей. При поперечном смещении горелки качество сварки существенно снижается. Важно избежать осцилляций в движениях горелки при формировании шва.

Горелка и проволока должны находиться близко к металлической поверхности, чтобы в момент подачи тока быстро зажечь дугу. Инертный газ должен подаваться в область сварки за 15-20 сек до разжигания дуги. Это позволит аргону вытеснить весть кислород, исключив окисление шва.

После розжига дуги нужно контролировать ее длину – важно, чтобы она была как можно меньше. В этом случае шов имеет большую глубину, он узкий и прочный, визуально будет выглядеть аккуратным и красивым. При длинной дуге увеличивается ширина шва и уменьшается его глубина. Это снижает прочность и долговечность создаваемых соединений.

В процессе сварки различных металлов аргоном и с присадочной проволокой, она должна подаваться в рабочую зону медленно. Подавая присадочный материал слишком быстро, возможно разбрызгивание металла, что нежелательно. Оптимально вести присадочную проволоку впереди горелки. Сама горелка и присадочная проволока должны размещаться внутри области, в которую подается инертный газ.

Заваривание кратера должно выполняться посредством уменьшения величины рабочего напряжения, подаваемого на горелку, а не методом прерывания дуги. Подачу инертного газа прекращают через 15 сек после завершения сварки. Это обеспечивает дополнительную защиту от окисления металла, разогретого до высокой температуры.

Этапы проведения аргоновой сварки

Применение аргонодуговой сварки – это сложный процесс, требующий аккуратного выполнения процедур в определенной последовательности. На начальном этапе нужно подготовить все необходимые для этого элементы:

источник электропитания;
подходящую горелку с тугоплавким электродом;
баллон с защитным газом – аргоном;
присадочную проволоку.

Вольфрамовый электрод должен крепиться в горелке таким образом, чтобы он выступал вперед на 2-5 мм. Диаметр электрода подбирается исходя из типа свариваемого металла, толщины заготовки, характера сварного шва, который нужно получить. Вокруг держателя электрода устанавливается сопло, по которому в зону сварки подается аргон, формируя защитную среду.

После подготовки оборудования и расходных материалов проводится подготовка свариваемых поверхностей. Для сварки аргоном важно то, что нужно удалить с поверхности металлических деталей оксидную пленку, следы ржавчины, краски или масла. Для очистки используются химические и механические методы. Завершением очистки поверхностей является процесс ее обезжиривания.

Закончив подготовку поверхностей, сварщик приводит в рабочее состояние сварочное оборудование. Для этого:

выполняется подключение источника питания к электросети;
к детали, которая будет привариваться, подключается «масса»;
в область сваривания заготовок подается защитный газ – для этого есть специальная кнопка на ручке горелки (газ подается заранее, за 15-20 сек до начала);
посредством высокочастотного импульса проводится розжиг электрической дуги, замыкающей цепь между свариваемой деталью и электродом.

После разжигания дуги сварщик выполняет формирование шва, соединяющего две области расплавленного металла свариваемых деталей. Нужно плавно вести дугу по линии соединения заготовок, исключая резкие движения горелки в поперечном направлении.

Навстречу движущейся горелке подается присадочная проволока, которая плавится и обеспечивает необходимые свойства сварочного шва. Проволока размещается перед горелкой, находясь под острым углом к свариваемой поверхности – порядка 15-30°. Присадочная проволока должна подаваться медленно, чтобы исключить разбрызгивание расплавленного металла и формирования неровного шва. Горелка с электродом должна образовывать с привариваемой деталью угол в 90°.

В процессе аргонной сварки нельзя допускать, чтобы электрод касался привариваемой детали. Он должен находиться от нее на расстоянии порядка 2 мм. При такой длине сварочной дуги обеспечивается максимальное проплавление заготовки по всей ее толщине, что гарантирует высокую надежность и долговечность соединений.

Завершив работу по привариванию заготовки, подача аргона не должна останавливаться сразу. Прекращают подачу защитного газа через 15 сек. после прекращения горения дуги.

Особенности сварочных работ

Аргонодуговая сварка несколько отличается рабочими режимами для заготовок из различных материалов. Например, полярность и направленного тока зависит от типа металла. Стальные детали и заготовки из нержавейки сваривают постоянным током прямой полярности. Для изделий из цветных металлов, а также магния и алюминия подходит переменный ток с обратной полярностью.

Различается и расход инертного газа для разных условий выполнения сварочных работ. В закрытом пространстве, например, в мастерской, он меньше, а на улице возрастает. Наличие ветра увеличивает расход аргона, поэтому рекомендуется использовать специальную противоветренную защиту.

Величина силы тока аргонодуговой сварки выбирается исходя из трех параметров: тип свариваемого металла, толщина детали и диаметр используемых электродов. Сварщики пользуются специальными таблицами, в которых приведена величина тока в зависимости от значений перечисленных параметров.

Хотя аргон и используется для защиты сварочной ванны от попадания в нее воздуха, аргоновая смесь имеет небольшую концентрацию кислорода – около 5%. Этот кислород нужен, чтобы обеспечить сжигание вредных примесей, которые могли оказаться в сварочной ванне из-за недостаточной очистки металлических поверхностей или примесей в составе металла, из которого сделаны свариваемые детали.

Особенности работы с металлом

Технология аргонно-дуговой сварки позволяет сваривать детали из различных металлов, даже те, которые другими видами сварки соединить не получается. С ее помощью сваривается сталь, включая и нержавеющую, алюминий и его сплавы, различные цветные металлы. Рассмотрим, что такое сварка аргоном на примере работы с несколькими металлами.

Работа с алюминием

Сваривание алюминиевых заготовок без аргона очень сложно, а иногда практически невозможно. Сложность обусловлена тем, что контакт алюминия с кислородом приводит к моментальному формированию на поверхности оксидной пленки.

Оксид алюминия имеет температуру плавления существенно выше, чем чистый алюминий, что исключает сварочный шов и соединение между собой свариваемых заготовок.

Аргонная сварка алюминия предусматривает подачу в сварочную ванну аргона, масса которого тяжелее кислорода. Инертный газ выталкивает молекулы кислорода и исключает реакцию окисления. В этом случае деталь из алюминия и присадочная проволока плавятся при одинаковой температуре, что формирует сварочный шов. Он получается достаточно глубоким, прочным и опрятным.

Аргонодуговую сварку для алюминия выполняют переменным током. Использование обратной полярности повышает температуру плавления благодаря катодной очистке от оксида металла. Применение прямой полярности обеспечивает стабильное горение короткой дуги, но ее мощности недостаточно, чтобы разрушить оксидную пленку. Вследствие этого пользуются только обратной полярностью, в этом случае качество шва очень хорошее и практически не требует дополнительной механической обработки.

Сваривать алюминиевые детали возможно и постоянным током, только в этом случае нужно применять другой инертный газ – гелий. Он существенно дороже аргона и расходуется в больших количествах. Вследствие этого, аргонная сварка постоянным током является нерентабельной и финансово неоправданной.

Важным моментом при сваривании алюминиевых заготовок является очистка их поверхностей. Перед началом работ детали нужно хорошо обезжирить, а затем выполнить механическую либо химическую очистку – это позволит удалить поверхностную оксидную пленку.

Работа с медью

Медь относится к цветным металлам, ее особенностью является высокая устойчивость к коррозии и агрессивной среде. В процессе сваривания медных деталей используют не чистый аргон, а его смесь с гелием. Сваривание проводится постоянным током вольфрамовыми электродами.

Сваривание заготовок толщиной больше 4 мм выполняется с их предварительным прогревом до температуры +800°С. В качестве присадочной проволоки используются прутки небольшого диаметра из сплава меди с никелем или чистой меди.

Учитывая высокую теплопроводность меди, свариваемые кромки обязательно нужно разделывать. Если толщина деталей не больше 12 мм, достаточно выполнить разделку одной из кромок. Для деталей большей толщины разделываются обе кромки.

Плюсы и минусы аргонодуговой сварки

Благодаря преимуществам перед другими видами сварки, применение технологии аргонодуговой сварки очень популярно, потому что:

максимально защищена сварочная ванна от попадания туда кислорода, вызывающего окислительные реакции;
не сильно нагреваются свариваемые детали – это исключает их деформирование и позволяет сохранить форму (особенно, если заготовка небольшой толщины);
сварка в аргоновой среде отличается высокой тепловой мощностью дуги – это позволяет выполнять процесс сваривания достаточно быстро за короткие промежутки времени;
аргоновой сваркой можно соединять любые металлы и их сплавы, даже те, которые другими методами сварки соединять не удавалось;
процесс сваривания достаточно прост и может выполняться не только в условиях производства, а и в быту.
можно сваривать детали практически любой толщины (даже тонкие);
сварочный шов получается качественным и надежным, в процессе использования сварной конструкции он может выдерживать большие нагрузки;
дуга зажигается быстро и стабильно горит.

Есть у сварки аргоном и некоторые недостатки:

для работы используется высокотехнологичное оборудование, требующее навыков его настройки;
сварочное оборудование имеет достаточно высокую стоимость.

На что обращать внимание при выборе установки аргонодуговой сварки?

Разобравшись, что это такое – аргонная сварка, нужно выбрать оборудование. Его выбирают исходя из запланированных задач и объема предстоящей работы.

Основу сварочного оборудования для сварки аргоном составляет инвертор. Он может подключаться к сети с напряжением 220 В или 380 В. Инверторный блок выполняет преобразование переменного тока с частотой 50 Гц в ток, с параметрами, необходимыми для аргонной сварки. Для бытовых работ лучше покупать устройство с питанием от сети с напряжением 220 В, а для производства лучше выбрать модель с напряжением питания 380 В. Для работы с разными металлами нужно использовать инвертор, система преобразования которого может подавать на выход как постоянный, так и переменный ток. Некоторые металлы можно сваривать только переменным током.

Важным параметром сварочного инвертора является диапазон поддерживаемых рабочих токов. Принято считать, что на 1 мм толщины привариваемой детали нужен ток силой 35 А. Для работы с тонкостенными заготовками – меньше 1 мм, потребуются аппараты с низким нижним порогом регулирования сварочного тока. В таких случаях потребуется ток величиной около 5 А.

Поддержка импульсного режима обеспечит высокое качество шва и полностью исключит деформирование привариваемых деталей. Принцип работы импульсного инвертора предусматривает чередование между подачей сварочного тока и паузами. Часто импульсный режим используют для сваривания алюминиевых деталей. Подача высокого тока позволяет разрушить тугоплавкую оксидную пленку, а уменьшение мощности во время короткой паузы позволит расплавить основной металл.

Еще один важный параметр – это продолжительность включения. Он указывает, какую долю из определенного временного промежутка аппарат может непрерывно работать, а какую он должен пребывать в режиме ожидания. Исходя из этого параметра, определяется и скорость выполнения определенного объема работ. Если нужно сваривать много деталей, следует выбирать аппараты с показателем продолжительности включения близким к 100%.

Кроме инвертора для аргонной сварки нужна горелка. Могут использоваться горелки двух типов:

с неплавящимся электродом – используются вольфрамовые электроды, закрепляемые в токопроводящей цанге; вокруг электрода находится сопло, по которому подается аргон в область сварки;
с плавящимся электродом – кроме неплавящихся электродов могут использоваться и плавящиеся, которые принимают участие в формировании сварочной ванны; используя эти электроды можно в сварочную ванну вводить необходимые присадки.

Для работы могут использоваться горелки с воздушным или водяным охлаждением.

Используемый аргон хранится в баллонах, объем которых выбирается в зависимости от количества выполняемых работ. Для подачи газа к горелке используется рукав высокого давления с редуктором и двумя манометрами – высокого и низкого давления.

Другие статьи

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки TIG – это тугоплавкие прутки, используемые для сварочных процедур в среде защитного газа.

В быту, выполняя ремонтные работы или сооружая различные металлические конструкции, часто требуется надежное соединение нескольких металлических заготовок.

Сегодня полипропиленовые трубы признаны современной заменой материалам, использовавшимся ранее. Но их надежность, прочность и долговечность – это преи.

Ремонт неисправных бензиновых электростанций нужно производить только в специализированном сервисном центре с применением специального оборудования. В.

В данной статье пойдет речь о сварочном бензиновом генераторе, его свойствах, преимуществах и недостатках.

Самостоятельно отремонтировать неисправную дизельную электростанцию или генератор невозможно. Для ремонта потребуется специальная аппаратура и высокок.

При сварке металла электродами (например, меди) качество шва зависит не только от образуемой электрической дуги (а та, в свою очередь, от характеристи.

Современные сварочные инверторы представляют собой сложное электронное оборудование. Поэтому, без знаний и опыта сложно определить неисправности и при.

Сварочный агрегат необходим для создания сварочной дуги. Представляет собой автономное устройство, имеющее генератор постоянного тока и двигатель, кот.

Бытовой сварочный трансформатор – один из наиболее востребованных видов сварочных аппаратов; может быть однофазным или трехфазным. Данное устройство дает.

Технология аргонно-дуговой сварки инвертором

Как осуществляется аргонно-дуговая сварка инвертором? Зачем использовать такую технологию и насколько тяжело осуществить такое соединение? Далее.

Сварка — это тип соединения металлических деталей путем их расплавления. Однако, если с варкой стали все просто, то при сваривании нержавейки или цветных металлов обычным электродуговым способом шов получается некачественными и быстро приходит в негодность. Для этого применяют технологию сваривания в аргоновой среде.

Как осуществляется аргонно-дуговая сварка инвертором? Зачем использовать такую технологию и насколько тяжело осуществить такое соединение?

Зачем нужен аргон

Главная причина кроется в атмосферном кислороде. Этот газ, находящийся повсеместно, окисляет все вещества, с которыми контактирует. И именно под влиянием кислорода металлы подвергаются коррозии.

Во время сварочного процесса обычным, электродуговым способом, нержавеющие стали (в составе которых никель и хром) и цветные металлы образуют в шве окислы от контакта с воздухом. От таких изменений в составе соединение, во-первых, не так прочно, а во-вторых, начинает разрушаться под воздействием коррозии.

Для того, чтобы перекрыть доступ воздуха и кислорода в частности, к сварочной ванне используют подачу инертного газа аргона (гелия или углекислоты). В такой среде сварочный шов надежно соединяет детали и не подвергается разрушительным процессам.

Как варить металлы в аргоновой среде

Для начала понадобиться оборудование, которым можно осуществлять процесс сварки в аргоне.

Потребуется инвертор с возможностью TIG-сварки. Это аппарат имеет функцию подключения газового оборудования. Саму сварку осуществляют неплавящимся вольфрамовым электродом с подачей газа к горелке.

Также нужно приобрести электроды (вольфрам) и газ. Дополнительно может потребоваться присадочная проволока.

Чаще всего под аргоном сваривают детали из нержавейки и алюминия. Как это делается технологически?

Аргонно-дуговая сварка инвертором ММА предусматривает использование дополнительно осциллятора. Это устройство, которое обеспечивает бесконтактное зажигание дуги. В аргоне обычным способом поджог затрудняется, а осциллятор дает нужное напряжение для этого.

Важно знать правильный выбор тока при сварке аргоном для различных материалов: стали, нержавейки или алюминия.

Сварка нержавеющих сталей

Сваривание нержавейки тиг инвертором происходит от постоянного тока. Для того, чтобы прихватить заготовки, не нужно использовать присадку.

Подключается оборудование, кабель горелки ставится на плюс, а масса на минус.

Расход газа выставляют 6-10 литров, силу тока регулируют в зависимости от толщины свариваемых деталей. Чем более толстостенный металл, тем выше показатель. Для нержавейки толщиной 1-2 миллиметра сила тока выставляется 15-35 ампер.

При сварке неплавящимся электродом дугу разжигают не на заготовках, а рядом на графитовой пластинке.

После поджигания дуги, плавно ведут шов, ни в коем случае нельзя утапливать вольфрамовый стержень в сварочную ванну.

Присадочную проволоку подают к краю расплава легкими тычками. Слишком резкая подача присадки будет приводить к интенсивному разбрызгиванию расплава.

Когда сварочный шов завершен, нужно оторвать электрод от поверхности, погасив дугу, и вернуть горелку к нему, чтобы остывание металла происходило под струей аргона.

При сварке следите за тем, чтобы присадочный материал и сам электрод находились в зоне, к которой подается аргон.

Насколько качественно проварено соединение, можно понять во время процесса по форме сварочной ванны. Если она удлиняется в сторону ведения шва, то металл вариться качественно. В противном случае ванна имеет овальную или округлую форму (расплав просто растекается поверху заготовок).

Сварка алюминия

Сварка алюминиевых деталей происходит с использованием переменного тока! Аргонно-дуговую сварку инвертором также можно проводить и на постоянном токе (чаще всего для толстых деталей).

Расход газа при сварке алюминия выставляют от 8 до 10 литров. Обязательно соблюдается обратная полярность электрического тока. Если вы свариваете алюминий, то горелка ставиться на минус, а масса — на плюс.

Сила тока, как и в случае с нержавеющими сталями, зависит от толщины. Чем более толстый металл, тем выше показатель!

Вольфрамовый электрод выбирают по толщине (они бывают от 1 до 4 мм). Кончик электрода рекомендуется подточить, для лучшей фокусировки дуги.

Для варки алюминия также используется присадочный пруток, который выбирают зависимо от того, какой металл сваривается (чистый или сплав).

При сварке неплавящимся электродом дугу лучше зажигать также на графитовой пластинке. При ведении шва угол наклона горелки должен составлять 45 градусов. Электрод нужно вести плавно, без резких рывков, чтобы не нарушить равномерную подачу аргона.

Как и в случае с нержавейкой, присадочный пруток подают тычками к краю, но не в саму ванну.

Обязательно нужно следить за сварочным процессом, чтобы вольфрамовый стержень не попал в расплавленный металл.

После завершения сварного шва дугу гасят, отрывая электрод, и оставляют подачу аргона на соединение для застывания расплавленного алюминия в защитной среде.

Толстые алюминиевые детали можно варить на постоянном токе, используя обратную полярность и небольшую силу в 35 ампер.

Свою специфику имеют и процессы варки других цветных металлов меди, титана и прочих.

Возможно также сваривание и плавящимися электродами. Для этого используют специальные виды расходников, предназначенные именно для варки цветных металлов и нержавеющих сталей.

Кроме аргона возможно использование других газов, например, гелия. При его применении в сварке алюминия, шов получается даже чище и более качественным, чем с другими аналогами.

Также в защитном газе можно сваривать и разные марки стали, особенно это актуально при очень тонких работах, когда нужно избежать разбрызгивания и растекания расплавленного металла.

А что Вы, думаете по этому поводу? Насколько целесообразно использование такой технологии сваривания деталей в бытовых условиях? Если у Вас имеется опыт по сварке различных металлов с использованием аргона, поделитесь им в блоке комментариев к этой статье.

Как правильно варить аргоном

Сварка аргоном — это разновидность электродуговой сварки. По применению она более сложная. Постараемся разобраться, как варить аргоном на практике.

Аргонодуговой сваркой называют технологический процесс соединения между собой изделий из различных металлов и их сплавов путем расплавления их электродугой в защитной среде инертного газа, в частности, аргона. Хоть этот процесс и представляет собой разновидность электродуговой сварки, но по техническому применению он является более технологически сложным, поэтому и постараемся разобраться, как варить аргоном на практике.

Немного теории

Инертный газ аргон относится к группе так называемых «благородных» газов, что определяется его валентностью и вытекающими из этого основными физико-химическими свойствами, которые не позволяют ему вступать в химические соединения с другими веществами, в том числе и с кислородом, даже под воздействием высоких температур. Это его замечательное свойство с точки зрения технического применения и стало основой широкого промышленного применения этой технологии электросварки различных металлов и их сплавов в среде аргона.

Таким образом, инертный газ аргон позволяет практически полностью изолировать расплавленный высокотемпературной плазмой электродуги свариваемый металл от атмосферного воздуха, а, точнее, от кислорода, находящегося там. Являясь почти на 40% тяжелее основных атмосферных газов, он с легкостью вытесняет все другие газы из зоны электросварки и тем самым позволяет изолировать сварочную ванну от негативного влияния кислорода.

Особенности аргонной сварки

Электросварка в защитной среде аргона, особенно в последнее время, становиться все более популярней как у опытных сварщиков, так и у простых обывателей, прежде всего из-за своей доступности. Если раньше наличие аппарата для сварки аргоном было уделом только специализированных производств, то сегодня приобрести такой сварочник и баллоны с аргоном к нему не составляет особого труда. Но при легкой доступности оборудования есть одна небольшая сложность в вопросе: как правильно варить аргоном на практике.

Стоит отметить, что главным критерием востребованности аргоновой сварки является область ее применения, а точнее, ее способность, в отличие от других видов сварки, производить соединение различных металлов. Таких, как:

нержавеющие и высоколегированные стали,
серый чугун,
алюминий,
титан,
медь и ее сплавы.

Причем это не полный перечень материалов, но и он во многом неосуществим для обычной электродуговой или газовой ацетиленовой сварки.

Ну и основным достоинством электродуговой сварки в среде аргона является качество сварного шва, которое также практически недостижимо при других видах сварки.

Для начинающих и любителей стоит сразу оговориться, что сварка аргоном является довольно сложным технологическим процессом, который требует не только прочных знаний металловедения, но и определенных навыков и опыта сварочных работ. При этом, если учитывать далеко немалую стоимость самого газа аргона, лучше всего начинать тренироваться и пробовать набить руку на сварке различных деталей, к примеру, из нержавеющей стали. И только посмотрев видео сварки аргоном в виде уроков для начинающих, а также приобретя достаточный опыт и теоретические знания, стоит приступать к сварке цветных металлов и их различных сплавов.

Аргонная сварка является как бы симбиозом технологий электродуговой и газопламенной сварки, но с существенными техническими различиями. К примеру, газовая среда аргона:

с одной стороны, способствует формированию и поддержанию токопроводящей плазмы, что значительно облегчает как розжиг электродуги, так и способствует более быстрому прогреву и расплавлению кромок свариваемых соединений, тем самым обеспечивая формирование качественного шва;
с другой стороны, постоянный поток газа охлаждает сварочный шов, не позволяя образоваться различным температурным деформациям в виде трещин и пор, что также способствует качеству сварки.

Техника сварки аргоном имеет ряд особенностей и требует для применения на практике обучения. Мы лишь можем дать вам несколько основных советов, которые необходимо знать и применять при выполнении аргонной сварки своими руками, а именно:

Проведение аргонодуговой сварки требует тщательной подготовки поверхности, то есть края заготовок необходимо механически до блеска зачистить от окислов и остатков грязи с помощью напильника или наждачной бумаги. А также не помешает дополнительно обработать поверхность химическим способом, смазав место будущей сварки специальной паяльной кислотой или предварительно ее обезжирив любым видом растворителя.
Обязательно перед началом выполнения сварочных работ надо выставить, согласно технологической карте, режимы сварочного тока, интенсивность подачи сварочной проволоки и расход потока инертного газа в строгом соответствии с видом, толщиной и материалом свариваемых изделий.
Подачу инертного газа нужно отрегулировать так, чтобы аргон подавался к месту сварки на 20 секунд раньше, чем зажигается электродуга, а прекращалась его подача не ранее 10 секунд после завершения процесса сварки.
Для исключения контакта свариваемого металла с содержащимся в естественной атмосфере активным кислородом необходимо, чтобы сварочная проволока и неплавящийся электрод постоянно находился в защитной зоне аргоновой среды.
Подачу присадочной проволоки следует производить под углом к неплавящемуся электроду и сварочной ванне перед горелкой, стараясь избегать различных поперечных движений, что позволит обеспечить более качественный сварочный шов.
Стараться производить колебания горелкой, направленные вдоль оси сварочной ванны, не совершая лишних поперечных движений, что позволит сформировать более узкую полосу сварочного шва.
По окончании сварочных работ необходимо производить заваривание кратера при пониженной силе тока путем его регулировки ручкой реостата. Ни в коем случае не стоит прекращать сварной шов резким обрывом электродуги сразу отводя горелку в сторону, так как это резко понизит его качество.
Сварочную проволоку или неплавящийся электрод рекомендуется располагать ближе к сварочной ванне, поддерживая по возможности минимальное расстояние между ними. Уменьшение или увеличение длины дуги напрямую определяет глубину плавления краев свариваемых металлов и значительно влияет на ширину сварного шва.

Выполнение этих правил и рекомендаций не только позволит значительно облегчить сам процесс сварки аргоном, но и станет залогом качественной работы.

Технология сварки аргоном от «А» до «Я»

Применять сварку высокой температурой можно не для всех сплавов. В некоторых случаях применяется особая сварка аргоном. Подробно разберем технологию.

Использование высокой температуры дуги при проведении сварки является широко применяемой во многих сферах технологией соединения металлических конструкций. Однако применять ее можно не для всех сплавов, т. к. многие из них при разогреве до высоких температур и расплавлении на открытом воздухе окисляются и теряют свои технологические свойства. Поэтому для них применяется особая сварка аргоном, при которой, кроме нагревания с помощью электрической дуги, для защиты металла используется нейтральный газ аргон.

Особенности аргонодуговой технологии

Как и сварочная дуговая, технология сварки в среде аргона основана на расплавлении области соединения металлов с помощью электрической дуги. Она может проводиться с помощью расплавляющихся и неплавящихся электродов. Неплавящимися электродами обычно служат изделия из вольфрама, т. к. он отличается своей тугоплавкостью и выдерживает температуру металлического расплава. Официальное обозначение сварки неплавящимися вольфрамовыми электродами в среде нейтрального газа —TIG.

В этом случае зону соединения металлов заполняют присадочным материалом. Для этого используют металлическую проволоку, изготовленную из сплава, легированного теми же элементами, что и свариваемый металл. Главное правило при ее выборе — не ухудшить свойства основного металла шва. Поэтому важно:

Процентное содержание легирующих элементов в присадочной проволоке не должно быть меньше, чем в соединяемых металлических деталях.

Диаметр проволоки подбирают в соответствии с параметрами сварного шва и толщиной изделия.

При использовании плавящихся электродов в качестве их материала применяется проволока или пруток, которые также по требованиям к химическому составу должны соответствовать основному металлу изделий и при расплавлении не должны ухудшать его свойства.

Аргонодуговая сварка с поддувом может проводиться тремя способами:

в полном автоматическом режиме;
в режиме автоматической подачи проволоки;
в ручном режиме проведения процесса.

При автоматическом режиме весь сварочный процесс полностью автоматизирован: и управление движением электрода, и подачу присадочной проволоки осуществляет автомат.

При полуавтоматическом режиме сварочным аппаратом управляет человек, а подача присадочной проволоки регулируется автоматически.

В ручном режиме весь сварочный процесс проводится сварщиком.

Нейтральный газ в сварочной зоне выполняет две функции. Он служит защитной средой от агрессивного действия компонентов воздуха и регулирует прохождение импульса тока через ионизацию дугой.

При аргонодуговой сварке эти функции обеспечивает газ аргон. Он предотвращает расплавленный металл сварного шва от взаимодействия с компонентами воздуха, т. к. значительно тяжелей воздуха (на 38%) и поэтому выдавливает его из сварной зоны, заполняя рабочее пространство и надежно изолируя расплав от контакта с атмосферной средой.

Для каких целей применяется защитная среда? Дело в том, что при достижении высоких температур многие высоколегированные стали и сплавы цветных металлов легко вступают в реакцию с кислородом и азотом, присутствующих в составе воздуха, образуя соединения, которые вредят их прочности и лишают устойчивости к коррозии. Аргон — нейтральный газ, он не реагирует на компоненты разогретых металлических сплавов, поэтому служит своеобразной завесой, препятствующей контакту разогретого металла с воздухом, предотвращая его взаимодействию с агрессивными газами воздуха.

Иногда, особенно при ванной сварке, для исключения образования пористости сварного металла к аргону добавляется небольшой объем кислорода (3-5%). Он берет на себя роль чистильщика жидкого расплава, взаимодействуя с его поверхностными вредными включениями, которые в дальнейшем выгорают или всплывают на поверхность расплава в виде шлаков.

Кроме того, инертный газ имеет повышенную склонность к ионизации, а это влияет на характер прохождения направленных электронов сварной дуги к поверхности металла, а, следовательно, и параметры силы сварного тока.

Розжиг дуги при разных электродов

При расплавляющихся электродах розжиг дуги происходит во время соприкосновения электрода с изделием. Электродная проволока при касании металлической поверхности начинает искрить и вокруг нее происходит испарение паров железа. Они влияют на степень ионизации аргона, понижая ее, поэтому розжиг дуги происходит с легкостью.

При использовании неплавящихся электродов розжиг дуги таким способом невозможен, т. к. чистый аргон имеет высокий показатель ионизации, поэтому для розжига требует более сильную искру. При касании вольфрамового электрода поверхности металла ее невозможно получить. Кроме того, при касании происходит загрязнение поверхности и ее существенное оплавление. Поэтому для разжигания дуги при вольфрамовом электроде применяют вспомогательный прибор, называемый осциллятором. С помощью него на электрод после включения устройства подается высоковольтное напряжение с высокой частотой импульсов, которые обеспечивают ионизацию промежутка между дугой и поверхностью изделия и последующим розжигом дуги.

Для выполнения шва используется аргонодуговая сварка с переменным током и выпрямленным (постоянным) током.

Если аргонодуговая сварка проводится в режиме переменного тока, то осциллятор впоследствии после розжига дуги в дальнейшем играет роль стабилизатора, подающего импульсы в моменты замены полярности, это обеспечивает стабильное горение сварочной дуги.

При сварке с использованием постоянного тока на анодном и катодном конце величина выделяемого тепла разная. При его значении менее 300 ампер до 70% выделяемого тепла образуется на аноде и только 30% приходится на катод.

Для обеспечения большого нагрева металла, приводящего к его расплавлению и исключения перегрева электрода, применяют прямой вид полярности. Тогда изделие служит анодом, а электрод — катодом. Такую схему используют для всех металлических сплавов за исключением алюминиевых. Для них применяют сварку с переменным током, чтобы эффективней удалить окисный поверхностный слой.

Сварка аргоном наиболее понятна при выполнении работы в ручном режиме, поэтому лучше рассмотреть подробно этот вариант соединения металлических деталей.

Этапы ручной аргонодуговой сварки

источник питания;
горелка с вольфрамовым электродом;
газовый баллон с аргоном;
присадочная проволока.

Схема выполнения сварочных работ с использованием неплавящегося вольфрамового электрода в среде защитного газа изображена на рисунке:

Электрод располагается в держателе горелки и выступает на 2-5 мм вперед.

Его диаметр подбирают, ориентируясь на характер сварного шва и толщину соединяемых металлических деталей. Вокруг держателя электрода расположено сопло для подачи аргона в область сварки в момент проведения работ.

Сварка с поддувом аргона должна проводиться в такой последовательности:

очистка поверхности зоны сварки;
приведение горелки в рабочее положение: подача аргона для создания защитного слоя и розжиг дуги;
процесс выполнения сварного шва.

Тщательную очистку кромочной поверхности соединяемых деталей от загрязнений и окисной пленки необходимо провести перед тем, как приступать к процессу сварки. Для этого используют механический или химический способом очистки с последующим обезжириванием поверхностей.

Затем приводят оборудование в рабочее состояние: подключается источник питания к электросети, к детали, подлежащей сварке, с помощью кнопок управления на горелке подается защитный газ, а сама деталь подключается к «массе». С помощью высокочастотного импульса разжигается дуга. Она будет замыкать цепь между электродом и металлом сварного изделия. Причем газ подается заранее секунд на 20 перед подачей тока для обеспечения защитного слоя.

Важно!Нельзя допускать касания вольфрамового электрода свариваемой поверхности, он должен располагаться на минимальном расстоянии в 2 мм от нее, чтобы создать малую сварочную дугу. В этом случае она обеспечивает максимальное проплавление металла по толщине.

Сразу после разжигания дуги сварщик приступает к созданию сварного шва в зоне, защищенной аргоном. Аргонная сварка проводится так:

Горелкой, находящейся в правой руке, сварщик медленно ведет дугу строго по линии шва, а левой рукой навстречу движению горелки подает присадочную проволоку в зону сварки. Проволока должна всегда располагаться перед горелкой под небольшим углом от 15 о до 30 о градусов к свариваемой поверхности, а электрод горелки составлять с ней угол около 90 о .

Важно!Нельзя допускать резкую подачу присадочной проволоки при выполнении ручных сварочных работ, т. к. это ведет к образованию брызг расплавленного металла и неаккуратной линии шва.

После окончания работы, подача аргона не должна прекращаться сразу, чтобы не допустить окисления еще не остывшего металла шва.

Преимущества технологии

Сварка в среде аргона имеет ряд преимуществ, которые позволяют использовать эту технологию во многих ситуациях, где другие виды сварочных работ невозможны. Среди них характерными преимуществами являются:

исключение окисляющего воздействия на жидкий металлический расплав компонентов воздуха за счет защитной среды аргона;
благодаря локальной тепловой мощности в рабочей зоне и правильно выбранных параметрах обеспечивается высокая скорость сварки и качественный шов в автоматическом и полуавтоматическом режиме;
аргонодуговая сварка дает возможность соединять детали, изготовленные из разных металлов;
сварочный процесс можно проводить под визуальным контролем.

Оборудование для аргонодуговой сварки

Разные режимы технологии аргонодуговой сварки предполагают использование оборудования, имеющего различные принципы работы и устройства.

Аппараты для соединения деталей с помощью дуги в аргонной среде подразделяются на специальные и универсальные устройства:

Сварочные трансформаторные устройства работают на использовании переменного тока.
Аппараты, играющие функцию выпрямителей и генераторов, служат для обеспечения выпрямленного (постоянного) тока при выполнении сварочных работ.
Универсальные аппараты предназначены для сварочных работ, как на постоянном, так и на переменном характере тока.

Наиболее востребованным является аппарат универсального действия. К таким устройствам относятся инверторы.

Аппараты для ручной сварки с использованием вольфрамового электрода обязательно содержат в комплекте горелку, а также трансформаторы для преобразования тока из переменного в постоянный ток, стабилизаторы напряжения и устройства для розжига дуги.

Аппараты для работы в автоматическом режиме должны включать устройства для управления сварочным процессом и подачей защитного газа.

Для чего используют аргонную сварку и когда она незаменима

Для чего используют аргонную сварку? Почему в определенных ситуациях она просто незаменима? Ответы на эти вопросы дать не так уж и сложно. Дело в том, что некоторые металлы, вроде алюминия, меди или титана, соединить идеальным швом с помощью стандартных методов просто не получится. И тут на помощь приходит сварка в среде аргона.

Данная технология не является чем-то сверхсложным, однако имеет свои особенности. Качество работы во многом зависит от имеющегося оборудования, способа сварки и т. п. Только при соблюдении конкретных условий можно получить надежный и практически незаметный шов – для любого производства это является первоочередной задачей.

Технология аргонодуговой сварки

Аргонная сварка объединяет в себе признаки газовой и электродуговой. От газовой в технологический процесс взят ряд приемов создания неразъемного соединения и использование газа, а от электродуговой – применение электрической дуги.

Электрическая дуга в процессе горения создает высокую температуру, благодаря чему края деталей плавятся вместе с присадками, в результате образуется шов. Аргон, а именно этот газ используется в данном случае, защищает расплав от воздействия кислорода. Но об этом позднее.

Существует ряд особенностей, присущих сварке большей части цветных металлов, а также их сплавов и легированных сталей. Они заключаются во взаимодействии расплавленных металлов с окружающим их воздухом: кислородом и его примесями. Находясь в расплавленном состоянии, металлы начинают активно окисляться.

Такое взаимодействие плохо влияет на свойства сварного соединения. В результате появления пузырьков воздуха в расплавленном металле внутри шва образуются поры. Это приводит к снижению прочности соединения. Алюминий же в процессе расплавки, при непосредственном влиянии кислорода, начинает гореть.

Поэтому необходимо защищать сварной шов от влияния воздушной среды на соединяемые легированные стали и цветные металлы. Использование аргона в качестве защитного газа при этом считается оптимальным, так как он эффективно защищает металлы при сварке.

Благодаря тому, что аргон на 38 % тяжелее воздуха, он легко вытесняет его из сварочной ванны, защищая шов. Он не вступает в реакцию с металлами, находящимися в расплавленном состоянии, и другими газами в зоне расплава. В случае сварки на обратной полярности с защитой аргоном нельзя забывать о том, что газовая среда легко превращается в плазму, проводящую ток. Это происходит из-за потока электронов, которые отделяются от атомов аргона.

Работа в аргонной среде может происходить с помощью двух типов электродов: плавящихся и неплавящихся. Последние представляют собой вольфрамовые стержни, которые, как известно, достаточно тугоплавкие. Для того чтобы подобрать подходящий диаметр таких электродов, надо заглянуть в специальный справочник. Чаще всего выбор зависит от материала заготовок.

2 основных способа аргонной сварки

Вид сварки выбирается в зависимости от материала, с которым предстоит работать. Качественный результат можно получить только при выборе оптимального способа сварки в каждом конкретном случае.

Наиболее популярна сварка аргоном. Выполняется она вручную с использованием штучных электродов.

Основные особенности аргонной сварки:

Высокая скорость выполнения работы.
Сравнительно небольшая температура сварки.
Отсутствие присадочного материала.
Аккуратный и достаточно тонкий шов.

Второй по распространенности является аргонодуговая сварка. Она широко применяется в промышленности. Выполняется как ручным, так и автоматическим методами с использованием вольфрамовых штучных электродов и присадочной проволоки. Специалисты считают данную сварку более сложной и трудоемкой, чем аргонная.

Впрочем, у этого способа также есть свои преимущества:

Достаточно высокая производительность труда, которой сложно добиться при ручной сварке.
Возможность сваривания таких материалов, как углеродистая и легированная сталь.
Высокое качество шва.

Однако выбор способа соединения зависит не только от оборудования, но и от сварочного материала. В большинстве случаев данные методы взаимозаменяемы. Чаще все же отдают предпочтение аргонодуговой сварке. При выборе аппаратуры для проведения сварочных работ стоит остановиться на агрегатах с переменным и постоянным током, несмотря на их высокую стоимость, зато применять их можно при работе практически с любым металлом.

Аргонодуговая сварка дает качественный результат, но в этом случае для работы требуется хорошее оборудование, качественные расходные материалы и высококвалифицированный персонал.

Типы оборудования для аргонодуговой сварки

Существует несколько видов аргонной сварки, которые зависят от уровня механизации процесса:

ручная;
механизированная;
автоматизированная;
роботизированная.

Для каждого способы сварки необходимо определенное оборудование, соответственно, и стоимость работ различается.

При ручном способе сварки применяют неплавящиеся вольфрамовые электроды, подача проволоки осуществляется самим мастером, горелка для аргонодуговой сварки перемещается.

Механизированный способ характеризуется подачей присадочных прутков в автоматическом режиме, при этом мастер сам держит горелку.

Автоматизированная сварка полностью под контролем оператора – подача проволоки и перемещение горелки происходят автоматически.

Роботизированный процесс исключает и присутствие оператора.

8 правил аргонодуговой сварки

Для проведения аргонной сварки необходимо приобрести следующее оборудование: инвертор либо сварочный трансформатор, емкость с аргоном, горелку, присадочную проволоку или прутки.

Существует ряд правил, необходимых для выполнения данного вида сварки:

Заготовки (или непосредственно зона сварки) должны быть очищены от любого вида загрязнений, а затем обезжирены.
Подача газа начинается за 20 секунд до работы и прекращается через 10 секунд после ее окончания.
Дугу следует делать минимально возможной, поскольку при увеличении расстояния горелки от поверхности заготовки, зона нагрева расширяется, углубляется проплав изделия.
Ровный и красивый шов можно получить, выполняя движения горелкой вдоль оси соединения, не отступая от нее.
Присадка (проволока или пруток) подается строго перед горелкой без любых движений поперек. Таким образом шов получается узким.
Присадка и электрод должны постоянно быть в защитной газовой среде.
Движения следует выполнять плавно, чтобы избежать разбрызгивания металла и искр.
Шов заканчивается кратером, который заливается при использовании пониженного тока. Нельзя резко отводить горелку и обрывать дугу, это негативно сказывается на защите соединения.

Процесс обучения аргонной сварке несложный. Но для выполнения ровных качественных швов требуется терпение и практика.

Преимущества и недостатки сварки в среде аргона

У аргонной сварки есть как плюсы, так и минусы, которые надо учитывать при выборе данного способа.

Ее преимуществами являются:

Отсутствие деформации заготовок из-за высокой температуры, поскольку не требуется значительно разогревать края деталей.
Аргон – инертный газ, следовательно, он тяжелее воздуха. Значит, кислород не сможет проникнуть в сварочную ванну.
Дуга имеет большую тепловую мощность, сварка происходит с высокой скоростью и хорошим качеством, если мастер имеет достаточную квалификацию.
Несмотря на некоторые особенности аргонной сварки, процесс этот несложный, ему легко обучиться.
Аргонной сваркой можно соединять металлы, которые невозможно соединить иным способом.

Недостаток аргонной сварки – невозможность ее проведения на открытом воздухе при наличии сильного ветра. Аргон разносится ветром, следовательно, плохо защищает шов, поэтому последний может быть некачественным.

В закрытых помещениях сварку необходимо проводить только с использованием принудительной вентиляции. Кроме того, если необходимо применить высокоамперную сварочную дугу, то следует заранее решить, каким образом будет происходить охлаждение шва при проведении работ.

Сферы применения аргонной сварки

Для чего используют аргонную сварку? Она необходима в случаях, когда сварочные швы должны быть выполнены безукоризненно. Особенно часто с ее помощью соединяют трудно свариваемые материалы и заготовки с тонкими стенками. Данный вид сварки востребован в авиа- и ракетостроении, автомобильной промышленности. Посредством такого соединения изготавливают важные узлы из алюминия и его сплавов.

Чаще всего аргонодуговую сварку применяют при работе с алюминием, который является трудно свариваемым, часто трескается, дает сильную усадку. Кроме того, в расплавленном состоянии этот металл легко окисляется, покрываясь тугоплавкой пленкой, которая препятствует образованию шва. И только сварка в среде аргона поможет получить швы высокого качества.

Особенно востребована такая сварка на автомобильных СТО, где с помощью такого способа соединения период эксплуатации деталей значительно продлевается.

Для чего используют аргонную сварку на станциях техобслуживания автомашин? Она может применяться при ремонте радиаторов, разных частей коробок переключения передач, трубок от кондиционеров и прочих элементов, сделанных из алюминия и его сплавов. Пайку и плазменное напыление, как и иные способы сварки, невозможно было бы использовать для таких работ, поскольку детали имеют технические особенности.

Аргонную сварку можно использовать и при работе с иными материалами, такими как титан, медь, дюралюминий, силумин, чугун и прочие черные и цветные металлы.

Каждый из материалов имеет химические особенности и нюансы «поведения» во время нагрева, и мастер должен их знать, чтобы не допустить ошибки

При создании кованых изделий, к примеру, ворот, оград, люстр, перил, мебели, также применяют аргонную сварку. Сложные соединения подобных изделий достаточно тяжело обрабатывать, а такой способ сварки упрощает рабочий процесс, придавая изделиям прекрасный внешний вид без финишной обработки.

Швы, полученные посредством аргонодуговой сварки, практически незаметны. Это важно не только для получения эстетически привлекательного внешнего вида, но и для прочности всей конструкции.

Экономия – еще одна причина применения аргонной сварки. Причем сэкономить можно не только средства, но и усилия, и нервы.

Качественный результат работы достигается использованием аргона с разными присадками. Оптимальный состав расходников хорошо известен профессиональным сварщикам, поэтому свою работу они выполняют наиболее эффективно и с высоким качеством.

Техника безопасности при дуговой сварке в аргоне

Применяя в работе сжиженные газы, необходимо строго соблюдать правила техники безопасности.

Назовем основные ее требования при использовании аргона:

не положено проводить сварку вблизи легковоспламеняющихся веществ;
необходимо удалить все посторонние предметы;
следует использовать только сертифицированные материалы и исправное оборудование;
перед началом работ надо пройти предварительный инструктаж, получить базовые теоретические знания;
в ходе работы обязательно использовать маску либо защитные очки, желательно «хамелеоны».

Несмотря на то, что аргон достаточно безвреден для человеческого организма, его лучше не вдыхать, так как он более легкий, чем кислород, а потому просто выталкивает его. После попадания аргона в легкие человек начнет задыхаться. Осуществлять сварку следует в помещении, имеющем хорошую естественную вентиляцию, в противном случае для моментального удаления продуктов сгорания надо позаботиться о качественной постоянной вентиляции.

Читайте также: