Сварка нержавейки неплавящимся электродом в среде аргона

Аргонная сварка нержавейки

Нержавейка – это сталь с добавлением легирующих металлов (преимущественно хрома и никеля). Благодаря лигатурам полученный материал обладает повышенной стойкостью к коррозии, высокой прочностью и рядом других преимуществ. Однако с другой стороны все это затрудняет работу с металлом, так он хуже поддается механической обработке и достаточно сложный для сваривания.

Чтобы получить качественный шов и надежное соединение, сварщик должен соблюдать все рекомендации и технологические процессы.

Существует несколько способов качественно сварить нержавеющую сталь, но сегодня мы рассмотрим как происходит tig сварка нержавейки и полуавтоматом в среде аргона. Аргон – это защитный газ, применяемый в полуавтоматических сварках и тиг аппаратах. Основная его особенность – обеспечение низкого уровня разбрызгивания и создание практически идеальной ванны, в которой при должной сноровке можно получить шов высокого качества. Оба способа гарантируют получение ровного и качественного соединения, полученные в аргонодуговой сваркой швы, можно прировнять к произведениям искусства.

Особенности и трудности сварки нержавейки аргоном

При сварке нержавейки мы сталкиваемся с рядом трудностей, объясняемых особенностями металла. Так, например нельзя допускать перегрев шва, в противном случае могут образовываться сплавы с повышенной плавкостью, что затруднит дальнейшую обработку. Однако это не самый большой недостаток перегрева, ведь если допустить прогрев свыше 500 градусов, то металл может потерять свои антикоррозийные свойства. Это происходит по причине окислов хрома и избежать эффекта можно либо не допуская перегрев, либо охлаждая заготовку. Чаще всего решение приходит в виде снижении на 1/5 силы тока, от значений, подходящих для аналогичных по толщине сталей без лигатур.

Еще одна сложность с которой столкнется сварщик – высокий коэффициент линейного расширения. Это означает, что металл стремится к усадке, вследствие чего на только что созданном шве могут возникнуть трещины. Поэтому очень важно следить за выдержкой зазоров, для каждого положения их можно узнать в ГОСТ по свариванию нержавеющих сталей.

Очередная особенность нержавейки – повышенное электрическое сопротивление. Подразумевается, что сварка металла будет происходить с применением аналогичных высоколегированных сплавов, которые обладают схожими свойствами. Однако высокий уровень электрического сопротивления приводит к тому, что перегрев может происходить не только с заготовкой, но и с припоем.
Получается, что если аргонная сварка ваш окончательный выбор, то стоит внимательно следить за:

• температурой металла;
• температурой припоя;
• зазором между свариваемыми деталями;
• силой тока.

Подготовка нержавейки

Сварка аргоном нержавейки, как и любого другого металла, подразумевает предварительную подготовку. Чтобы правильно подготовить металл необходимо:

• зачистить наждачной бумагой или другим абразивным материалом места, где будет производиться сварка;
• обезжирить зачищенные участки ацетоном или растворителем;
• если сваривается тонкий металл, около 1 мм, то сварной участок можно предварительно прогреть газовой горелкой до 200 – 300 градусов, это снизит напряжение в металле и позволит избежать трещин;
• последний, но не менее важный пункт – выставление зазоров.

Также не стоит забывать про подготовку припоя, он выбирается согласно толщине металла. Не менее важно подготовить место проведения сварочных работ, а также защитную одежду. Про настройки сварочных аппаратов поговорим далее.

Технология TIG сварки

Аргонодуговая сварка по TIG технологии выполняется неплавящимся электродом из вольфрама. Работа может проводится на переменном или постоянном токе. Главной составляющей является – горелка. В ней закреплен неплавящийся вольфрамовый стержень и сопло, подающее защитный газ. Проволока или в данном случае – припой, он подносится вручную к месту образования дуги. Движение горелки, как и подача припоя, контролируется сварщиком. Особенностью формирования шва таким способом является тот факт, что поперечных движений, как при других технологиях сварки – нет. Горелка, как и припой перемещается строго вдоль оси шва.

Строгие линейные движения в одном направлении позволяют не выводить сварочную ванну из защитной среды и сохранять ее от окислений и разбрызгивания. Чтобы получить максимально ровное соединение, аргон должен подаваться с обеих сторон шва. Это значительно увеличивает расход газа, но и сварка нержавеющей стали происходит более качественно.

Еще одной особенностью т иг сварки является неплавящийся вольфрамовый электрод. Он нужен, для формирования и подержания дуги, однако касаться им метала или помогать класть припой – нельзя. Розжиг производится без чирканья или точечного касания. В некоторых случаях используют специальную пластину из графита или угля. На которой разжигают дугу, а затем переносят ее на место сваривания.

Чтобы лучше понять, как происходит тиг сварка нержавейки, давайте разберем основные принципы настройки и управления горелкой, для сваривания двух пластин, толщиной 1 мм в нижнем положении.

1. Сперва разберемся с припоем, для этого нам нужно знать маркировку металла, а затем подобрать припой с чуть большим количеством примесей, чем у свариваемого сплава.
2. Теперь выставляем постоянный ток, прямой полярности.
3. Сила тока 30 – 50 А, напряжение не больше 28 В, скорость сварки 12 – 28 см/минуту, а расход аргона 3-5 литров.
4. Толщина припоя выбирается индивидуально, от 0.8 до 1.6 мм.

В данном диапазоне настроек вы сможете качественно приварить две пластины, толщиной 1 мм, но если вы хотите потренироваться, то лучше начинать с более толстых сталей 3-4 мм.
Когда мы выставили все необходимые параметры, и зазоры можно приступать к свариванию. Подносим горелку, зажигаем дугу и постепенно подносим припой. Саму горелку ведем под углом 70 – 80 градусов, а припой на более остром угле 10-15 градусов.

Полезный совет – отключайте подачу аргона не сразу, а спустя 4 – 10 секунд после отключения тока, иначе неостывшая сварная ванна может окислиться!

Работа полуавтоматом в среде аргона

Предыдущий способ отлично подходит для сваривания изделий применяемых в пищевой промышленности, для случаев, когда важен внешний вид соединений, но он имеет один значительный минус – низкая скорость работы. В этом плане сварка нержавейки полуавтоматом в среде аргона выглядит более привлекательно. Она позволяет сваривать детали не хуже, чем TIG методом, но с большей скоростью. Еще одно преимущества полуавтомата – доступность работы с толстыми металлами.

Работа полуавтоматом имеет ряд особенностей. Например проволока для сваривания, должна быть с примесью никеля, как и сама нержавейка. Можно работать и обычным материалом, но качество будет несопоставимо. Также, не стоит забывать про то, что проволока с никелем плавится быстрей, это нужно учитывать при настройках аппарата.

Теперь про защитный газ, здесь мы также применяем аргон. Расход газа устанавливается на уровне от 6 до 12 литров в минуту. В отличие от предыдущего варианта, в некоторых случаях можно использовать не чистый аргон. Например для работы с толстыми нержавеющими сталями допустимо использовать 2% углекислоты. Некоторые сварщики используют различные вариации углекислоты и аргона, вплоть до соотношения, в которых на аргон приходится 70%, а на углекислоту – 30%. Таким образом можно снизить стоимость работ, в случаях когда внешний вид соединения не особо важен.

Аргоновая сварка нержавейки полуавтоматом может происходить с использованием следующих технологий:

• короткой дуги;
• импульсного режима.

При использовании короткой дуги мы можем без труда сваривать тонкие металлы, ведь данная технология минимизирует риск прожига детали. Наиболее точным является импульсный метод. Он наиболее контролируем и гарантирует высокое качество работ. Импульсным, он назван потому, что металл подается в сварочную ванну каплями. Используя данный метод сварщик может полностью исключить разбрызгивание металла, снизить расход проволоки. Импульсный метод идеален для работы с металлами средней толщины и толстыми нержавеющими сплавами.

Заключение

Несмотря на все трудности сваривания нержавейки, при правильном подходе любой, даже начинающий сварщик сможет выполнить качественный шов. Мы описали как настроить сварочный ток, как расположить свариваемый материал, как подобрать проволоку, припой и другие особенности работы с полуавтоматом и TIG методом. Следуйте описанным технологиям, соблюдайте меры предосторожности и тогда сварка нержавейки не вызовет у вас трудностей.

Сварка неплавящимися электродами

Сварка в среде защитных газов всегда считалась самой качественной. Здесь несколько технологий, из которых выделяется ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом. Во-первых, она ручная, что дает возможность использовать ее в непромышленных условиях. Во-вторых, простота процесса дает возможность пользоваться ею неспециалистам. Ведь в основе ее технологии лежит процесс нагрева металла электродом, расплавления его и подачи в сварочную ванну присадочного материала, которым ванна и заполняется. При этом аргон выступает в качестве защиты от химических элементов в воздухе, которые негативно влияют на сварочный шов, тем самым снижая качество стыка соединяемых заготовок.

Неплавящиеся электроды для дуговой сварки

Этот элемент сварки в среде аргона имеет два вида: угольные и вольфрамовые. Первый используется редко, им обычно варят неответственные конструкции. Второй используется сегодня повсеместно и часто. Ведь вольфрам является тугоплавким металлом с очень низкой теплопроводностью и испаряемостью. Он очень активно взаимодействует с кислородом, поэтому при сварке вольфрамовый стержень надо защищать, для чего и используется защитная газовая смесь.

Диаметр используемых неплавящихся электродов – 0,5-10 мм. При этом состав стержня может быть из чистого вольфрама или с примесями лантана, тория или иттрия. Сплавы обладают лучшими характеристиками, особенно это относится к эрозивной стойкости металла, плюс такие электроды хорошо держат токовую нагрузку. Выбор диаметра стержня зависит от используемого сварочного тока и толщины свариваемых металлических заготовок.

Обычно процесс сварки неплавящимся электродом производится постоянным током прямой полярности. Именно такой режим позволяет максимально проплавить металл соединяемых деталей. Кстати, в таком режиме почти 85% тепловой энергии уходит на проплавку заготовок, и всего лишь 7% на нагрев неплавящегося электрода. Остальные проценты – это лучевые потери на излучение электрической дуги. Сварка алюминия неплавящимся электродом производится при обратной полярности. При таком режиме потери тепла составляют почти 50%, поэтому при сварке стальных заготовок данный режим неприемлем.

Сварку неплавящимся электродом можно проводить и переменным током. Для этого оборудование придется доукомплектовать стабилизатором, который будет стабилизировать электрическую дугу, и компенсатором тока.

Оборудование

В зависимости от того, какой объем сварочных работ будет производиться, и какие конструкции будут собираться, можно использовать оборудование двух типов: универсальное или специальное. Чаще всего используется первый класс аппаратов, потому что второй предназначен для больших объемов и чаще всего механизированных. Универсальные ручные и автоматизированные сварочные агрегаты просты в использовании и обслуживании, поэтому их применяют и в небольших цехах, и в больших производствах.

Аппарат для дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах состоит из:

• источника постоянного или переменного тока (есть аппараты, которые вырабатывают и тот, и другой ток);
• горелки разных размеров, предназначенных для разных величин токов;
• осциллятор для поджига первичной дуги;
• приспособления для газовой подачи аргона;
• средства управления сварочным процессом.

Особенности сварки металлов неплавящимся электродом и аргоном

Чтобы свариваемые заготовки эффективно плавились под действием неплавящегося электрода и аргона, необходимо точно соблюдать некоторые особенности аргонодуговой сварки. Именно так можно добиться максимального качества конечного результата.

• Неплавящийся вольфрамовый стержень должен как можно глубже проникать в зазор между заготовками. Сварочная дуга должна быть максимально короткой. Таким способом можно глубже проводить плавку, что отразиться на размерах сварного шва. Он будет меньше, а качество выше.
• Движение электрода должно производиться строго по центру зазора, и посередине. Отклонения снижают качество шва и его внешний вид.
• Присадочная проволока не должна выходить за пределы сварного участка, и всегда находиться в зоне аргона. Именно таким образом достигается защита ванны от негативного воздействия кислорода и азота, находящихся в воздухе. Их воздействие приведет к повышению хрупкости сварного шва. Те же самые требования и к неплавкому электроду.
• Нельзя резко подавать присадку в сварную зону. Это приведет к большому разбрызгиванию металла и к его перерасходу.
• Подача проволоки при ручной сварке должна производиться под углом. Никаких поперечных отклонений.
• Нельзя при окончании сварки обрывать шов отводом электрода из зоны сваривания. Нужно просто погасить дугу с помощью реостата.
• Подавать защитный газ и выключать его после окончания сварки можно только через (за) 10 секунд. Таким способом защищается еще неостывший плавящийся металл, который при соприкосновении с воздухом тут же покроется оксидной пленкой.
• Обязательно перед началом сварочных работ производится подготовка соединяемых металлических заготовок. Это касается и стали, и алюминия, и других металлов. Нужно стыкуемые плоскости очистить от грязи, ржавчины и других материалов, используя железную щетку или болгарку с металлической щетковидной насадкой. Зачищать надо до металлического блеска. Если есть необходимость (жирные и масляные пятна), то соединяемые поверхности придется обезжирить растворителем или спиртом.
• Обязательно сопоставляются режимы сварки с толщиною стыкуемых заготовок, учитывая диаметр неплавящегося электрода.

Плюсы и минусы аргонодуговой сварки

Что касается преимуществ сварки неплавящимся электродом в защитных газах, то данная технология – оптимальный вариант, если соединяются между собой тонкие детали, а также заготовки из цветных металлов (алюминия, меди и так далее). Прекрасно показала себя сварка и при стыковке легированных материалов.

Сюда же можно добавить и практически ювелирно получаемый сварной шов, если правильно углубить в ванну неплавкий электрод и присадку. Очень тонкие заготовки можно варить и без присадочной проволоки. Все чаще аргонодуговую сварку используют для соединения труб, которая носит название орбитальная.

Если говорить о недостатках именно ручной аргонной сварки, то это низкая ее производительность. Есть возможность механизировать процесс, тем самым увеличить скорость сваривания. Но в таком режиме будет практически невозможно соединять разнориентированные и короткие стыки.

И все же сварка неплавящимися вольфрамовыми электродами становится все более популярной даже среди домашних мастеров. Ведь качество стыка двух заготовок, в независимости от соединяемых деталей (сталь, алюминий, титан, нержавейка и так далее), всегда будет на высоте.

Аргонодуговая сварка

Аргонодуговая сварка относится к одному из самых востребованных способов соединения цветных (реже – черных) металлов. Чаще всего она используется для алюминиевых и титановых сплавов.

Аргон, который в данном случае является рабочей средой для сварки, относится к группе инертных газов. Он не токсичен и не взрывоопасен.

Особенности

Технология сочетает в себе определенные принципы как дуговой, так и газовой сварки. Использование аргона связано с тем, что в воздушной среде в присутствии кислорода начинается активное окисление (горение) алюминия и цветных металлов, в том числе и тех, что входят в состав легированных сталей. Вследствие этого в швах при сварке образуются пузырьки, и соединение становится непрочным.

Инертный аргон позволяет изолировать обрабатываемые металлы от кислорода воздуха, вытесняя его благодаря своему большему весу. Подача газа в рабочую зону должна начинаться за 20 секунд до начала сварки, а прекращаться – примерно через 10 секунд после ее окончания.

Аргон является инертным газом, поэтому не вступает в химическую реакцию с обрабатываемыми поверхностями. Однако следует учесть, что при проведении сварки на обратной полярности такая среда превращается в электропроводную плазму.

Работы могут проводиться как в ручном, так и в автоматическом режимах. При аргонодуговой сварке может использоваться плавящийся или вольфрамовый электрод. Материал и диаметр выбираются в зависимости от вида работ.

Аргонодуговая сварка может производиться в одном из следующих режимов:

• ручном, с неплавящимся электродом (РАД);
• автоматическом, с вольфрамовым (ААД) или плавящимся электродом (ААДП).

К недостаткам аргонодуговой сварки относятся:

Использование инертного газа при сварке позволяет получить высокое качество шва при оптимальной глубине провара. Наибольшее распространение получила технология, использующая вольфрамовый электрод.

Технология аргонодуговой сварки с неплавящимся электродом

Она является наиболее распространенной при работе с цветными металлами и легированными марками стали.

Основной рабочий элемент при аргонодуговой сварке – это вольфрамовый электрод. Во время технологической операции его размещают так, чтобы он выступал за край горелки на 2–5 мм.

Специальный держатель позволяет использовать в сварке электроды различного диаметра. Керамическое сопло, надевающееся на основной элемент, подает инертный аргон в рабочую зону. В качестве расходного материала используется присадочная проволока, имеющая тот же состав, что и свариваемые поверхности, и не входящая в электрическую цепь дуги.

Второе название ручной аргонодуговой сварки с вольфрамовым электродом – TIG-технология.

К ее преимуществам относятся:

• точный шов;
• отсутствие брызг металла при работе;
• регулирование параметров дуги;
• возможность сварки тонкостенных конструкций.

Недостатками TIG-технологии являются:

В аргонодуговой сварке могут использоваться как чистые вольфрамовые электроды, так и покрытые легирующим слоем из окислов редкоземельных металлов. Нормативным документом для обоих видов является ГОСТ 23949-80.

Порядок выполнения аргонодуговой сварки

Перед началом сварки с поверхностей удаляются загрязнения, масляные пятна, окислившийся верхний слой. Для этого можно использовать механический и/или химический способ очищения.

Горелка, оснащенная кнопкой подачи аргона и включения тока, должна находиться в правой руке сварщика. В левую берется присадочная проволока. Сначала сварщик подает аргон, а через 20 секунд включает ток. Сила последнего регулируется в зависимости от обрабатываемого металла. Горелку при сварке следует устанавливать на расстоянии около 2 мм от поверхности.

Электрическая дуга, образующаяся между электродом и металлом, расплавляет присадочную проволоку и края деталей. Благодаря этому при аргонодуговой сварке обеспечивается прочное соединение и качественный шов.

При выполнении работ следует обратить внимание на следующее:

• расстояние между концом электрода и обрабатываемой поверхностью должно быть минимальным, чтобы электрическая дуга была короткой. В этом случае металл при сварке будет проплавляться глубже, а шов станет более тонким и аккуратным;
• движение горелки должно быть медленным и плавным, ее поперечные перемещения недопустимы. Присадочная проволока подается так же. От точности движений при сварке зависит качество и внешний вид полученного соединения;
• резкая подача присадочной проволоки приводит к разбрызгиванию металла. Поэтому ее рекомендуется устанавливать перед горелкой, под углом к свариваемой поверхности.

Требования к горелкам РГА, использующимся при аргонодуговой сварке, изложены в ГОСТ 5.917-17. Наиболее востребованы модели 150 и 400. Первая предназначена для работы с током до 200 А, вторая – до 500 А.

Форма сопла горелки РГА может быть:

Сферы применения аргонодуговой сварки

Соединение аргонодуговой сваркой используется в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокое качество и тонкий шов с гладким профилем. Технология нашла широкое применение в изготовлении фурнитуры, труб для химической промышленности, в авто-, авиа- и машиностроении. Ручная (TIG) сварка часто используется в ремонте транспорта и деталей, а также для устранения небольших трещин.

Основные способы сварки аргоном

Различные металлоконструкции промышленного и бытового назначения нередко требуют сварки деталей из бронзы, титана, нержавейки, меди, алюминия и прочих цветных металлов. Их, как и легированные стали, бывает очень трудно сваривать друг с другом. Для таких случаев походит сварка аргоном, цена на которую хоть и превышает стоимость прочих видов сварки, но и эффективность ее гораздо выше.

Особенности применения сварки аргоном

Сварка аргоном технологией во многом схожа с газовой сваркой и дуговой. В производстве таких сварочных операций применяются электрическая дуга и газовая среда (аргон). Электрическая дуга применяется для нагрева и плавки кромок свариваемого материала, а инертный газ аргон оберегает металл от действия примесей и прочих газов, плохо влияющих не свойства шва.

Цветные металлы, как и легированные стали, в ходе сварки способны окисляться от действия кислорода или вступать во взаимодействие с другими примесями, из-за чего шов может оказаться недостаточно прочным. А сварка алюминия аргоном – вообще единственно возможный способ сварки этого металла, так как он горит от соприкосновения с кислородом. Аргон же, будучи гораздо тяжелее атмосферного воздуха, без труда выгоняет кислород из сварочной зоны и полноценно защищает ванну от прочих атмосферных влияний.

При этом он почти не вступает во взаимодействие со свариваемыми материалами и образующимися в области горения дуги газами, благодаря чему считается инертным газом. Подают аргон в сварочную зону незадолго до начала горения дуги, а прекращают его подачу через несколько секунд по завершении работ. Но существует у сварки в среде аргона одна особенность, которую стоит учитывать: при сварке током при обратной полярности аргон способен испускать электроны, из-за чего сама среда аргона становится электропроводной.

При производстве сварки аргоном пользуются как электродами плавящимися, так и неплавящимися. Из последних чаще всего применяется электрод из вольфрама – наиболее тугоплавкого материала, который даже используют в нитях ламп накаливания. В зависимости от характеристик сплавляемых металлов подбирают диаметр с материалом электрода. Это нетрудно сделать, воспользовавшись данными специальных таблиц в справочнике.

Оборудование для аргоновой сварки

В ходе обучения сварке аргоном выделяют три ее типа: ручная с применением неплавящегося электрода – РАД; автоматическая, производимая также неплавящимся электродом – ААД; автоматическая, использующая плавящийся электрод – ААДП. Еще следует знать аббревиатуру TIG, ее наличие на аппарате для сварки аргоном означает способность сварки фольфрамом в среде инертных газов.

Горелка, применяемая в аргоновой сварке, внутри снабжена держателем для вставления и закрепления в нем электрода любого необходимого диаметра. Сам электрод крепится так, чтобы его край выступал из корпуса горелки не более чем на несколько миллиметров. Окружает электрод сопло, сделанное из керамического материала. Через него во время производства сварки поступает аргон. Еще необходима присадочная проволока для сварки аргоном, которая должна подаваться в сварочную зону. Она должна быть изготовлена из тех же металлов, что и сами части конструкции, подлежащие сварке. Ее диаметр, зависящий от материала свариваемых деталей, выбирается по таблицам справочников. В процессе работы присадочная проволока с горелкой должны находиться в руках у производящего сварку.

Прежде чем начать работу, очищают от жира с окислами и прочих загрязнений поверхности деталей, подлежащих сварке. Очистка подразумевает механический и химический способы. Затем на детали, подвергаемые сварке, подается обычная для дуговой сварки «масса». В сварке небольших изделий возможна ее подача в специальную ванну или специальный рабочий стол, изготовленный из металла. Подающуюся отдельно присадочную проволоку в общую электрическую цепь включать не нужно. Горелку обычно сварщик держит правой рукой, присадочную проволоку – левой. Также горелка должна быть снабжена кнопкой для пуска тока с газом, что позволит регулировать расход аргона при сварке. Выбираемая сила тока зависит характеристик свариваемых материалов или подбирается опытным путем. Подача газа включается до начала сварки, примерно за 20 секунд перед ней.

Горелка с электродом подаются к свариваемым кромкам изделия на максимально близкое расстояние. Это необходимо для создания самой короткой дуги, возникающей от края электрода до металла. Именно электрическая дуга расплавляет край свариваемой части детали с присадочной проволокой. Чем короче дуга, тем лучше глубина сплавления металла, уже и эстетичнее шов. От большой дуги не только портится качество шва, но и растет напряжение. Оптимальное расстояние между горелкой и деталью – около 2 мм.

Технологии аргоновой сварки стали, нержавейки и других материалов

Качество сварка аргоном стали, например, во многом зависит от умения производящего сварку. Он должен проводить горелкой в районе шва медленно, равномерно продвигаясь, не позволяя резких или поперечных движений и равномерно подавая присадочную проволоку. Резкая ее подача может привести к брызгам расплавленного металла, плавность и аккуратность подачи достигаются практическим опытом. Немаловажно и расположение присадочной проволоки. Лучше всего, когда она подается перед горелкой под определенным углом к сварочной поверхности без резких движений. От этого зависит ровность и размер получаемого шва.

Еще важно при сварке аргоном нержавейки, например, правильно подобрать нужный режим сварки. Определяя направление и полярность тока, руководствуются характеристиками свариваемого металла, размерами электрода и самих деталей. Многие сплавы, а также стали сваривают на постоянном токе с прямой полярностью. Некоторые цветные металлы, такие как магний или алюминий, предпочтительнее варить на переменном токе с обратной полярностью, что быстрее разрушает их пленку, состоящую из оксидов. Сварка на постоянным токе способствует неравномерному отделению тепла: у анода – 70%, а у катода – 30%. Из-за этого, к примеру, для сварки титана аргоном пользуются прямой полярности током, чтобы, не сильно разогревая электрод, качественно сплавлять детали. Подбирая силу сварочного тока, можно воспользоваться специальной таблицей справочной литературы или собственным накопленным опытом.

Быстрота подачи аргона со скоростью вносимых потоков воздухавлияют на расход газа. К примеру, при сварке меди аргоном в помещении, исключающем сквозняки, его расход будет небольшим. А работы по сварке, производимые на улице при порывах бокового ветра, потребуют большего расстояния, отделяющего электрод от свариваемой поверхности детали. Воздушный поток будет сдувать аргон, оставляя металл шва незащищенным. Чтобы избежать таких сложностей применяют особое сопло с сеткой в мелкую ячейку, называемое конфузорным.

Нередко в смесь газов вместе с аргоном включают немного кислорода. Он, в отличие от инертного аргона, реагируя с вредоносными примесями, способен защищать от них свариваемую поверхность изделия. Из-за воздействия кислородом грязь и различные присадки, образующиеся в ходе плавления металлов, сгорают либо образуют другие соединения, способные всплывать поверх ванны сварки. Так, применение кислорода позволяет бороться с порами в шве при сварке чугуна аргоном.

Отдельные достоинства с недостатками имеются у каждой технологии, есть они и у сварки аргоном. Ее главным преимуществом является возможность защитить сварочную ванну и шов от атмосферного воздействия. Также плюсом производимой полуавтоматом сварки аргоном считается большая скорость проведения работ, обусловленная высокой температурой дуги. При этом можно не бояться видоизменить форму возводимой конструкции благодаря небольшой области нагрева. Также аргонодуговая сварка позволяет соединять сплавы с металлами, иначе сварить которые просто невозможно. Недостатками этой технологии сварки считают относительную сложность производства работ и требующее точности в настройках оборудование.

• Услуги
• Продукция
• Заказ
• Контакты

• Резка металла
  • Плазменная резка
  • Лазерная резка
  • Газовая резка
• Сварочные работы
  • Аргонная сварка
  • Электро дуговая сварка
  • Полуавтомат сварка
• Гибка металла
• Токарно / Фрезерные работы
• Слесарные работы
• Доставка

Наши преимущества

Аргонно-дуговая сварка (аргонная сварка) нержавеющей стали, алюминия

Аргонодуговая сварка — дуговая сварка в среде инертного газа аргона. Может осуществляться плавящимся или неплавящимся электродом. В качестве неплавящегося электрода обычно используется вольфрамовый электрод.

Для обозначения аргонодуговой сварки могут применяться следующие названия

РАД — ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом,

ААД — автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся электродом,

ААДП — автоматическая аргонодуговая сварка плавящимся электродом.

Для обозначения аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом:

TIG — Tungsten Inert Gas (Welding) – сварка вольфрамом в среде инертных газов

GTAW — Gas Tungsten Arc Welding – газовая дуговая сварка вольфрамом

Общие характеристики аргонодуговой сварки

Аргон практически не вступает в химические взаимодействия с расплавленным металлом и другими газами в зоне горения дуги. Будучи на 38% тяжелее воздуха, аргон вытесняет его из зоны сварки и надежно изолирует сварочную ванну от контакта с атмосферой.

При аргонодуговой сварке возможен крупнокапельный или струйный перенос электродного металла. При крупнокапельном переносе процесс сварки неустойчивый, с большим разбрызгиванием. Его технологические характеристики хуже, чем при полуавтоматической сварке в углекислом газе, так как вследствие меньшего давления в дуге капли вырастают до больших размеров. Диапазон токов для крупнокапельного переноса достаточно велик, например для проволоки диаметром d = 1,6 мм I_св = 120-240А. При силе тока I_св больше 260А происходит резкий переход к струйному переносу, стабильность процесса сварки улучшается, разбрызгивание уменьшается. Однако такие токи не всегда соответствуют технологическим требованиям. Поэтому более рационально для обеспечения стабильности процесса использовать импульсные источники питания дуги, которые обеспечивают переход к струйному переносу на токах около I_св ≈ 100А.

Технология аргонодуговой сварки неплавящимся электродом

Дуга горит между свариваемым изделием и неплавящимся электродом (обычно из вольфрама). Электрод расположен в горелке, через сопло которой вдувается защитный газ. Присадочный материал подается в зону дуги со стороны и в электрическую цепь не включен.

Аргонная сварка может быть ручной, когда горелка и присадочный пруток находятся в руках сварщика, и автоматической, когда горелка и присадочная проволока перемещаются без непосредственного участия сварщика.

При этом способе сварки зажигание дуги, в отличие от сварки плавящимся электродом, не может быть выполнено путем касания электродом изделия по двум причинам. Во-первых, аргон обладает достаточно высоким потенциалом ионизации, поэтому ионизировать дуговой промежуток за счет искры между изделием и электродом достаточно сложно (при аргонной сварке плавящимся электродом после того, как проволока коснется изделия, в зоне дуги появляются пары железа, которые имеют потенциал ионизации в 2,5 раза ниже, чем аргона, что позволяет зажечь дугу). Во-вторых, касание изделия вольфрамовым электродом приводит к его загрязнению и интенсивному оплавлению. Поэтому при аргонной сварке неплавящимся электродом для зажигания дуги параллельно источнику питания подключается устройство, которое называется «осциллятор».

Осциллятор для зажигания дуги подает на электрод высокочастотные высоковольтные импульсы, которые ионизируют дуговой промежуток и обеспечивают зажигание дуги после включения сварочного тока. Если аргонная сварка производится на переменном токе, осциллятор после зажигания дуги переходит в режим стабилизатора и подает импульсы на дугу в момент смены полярности, чтобы предотвратить деионизацию дугового промежутка и обеспечить устойчивое горение дуги.

При сварке на постоянном токе на аноде и катоде выделяется неодинаковое количество тепла. При токах до 300А 70% тепла выделяется на аноде и 30% на катоде, поэтому практически всегда используется прямая полярность, чтобы максимально проплавлять изделие и минимально разогревать электрод. Все стали, титан и другие материалы, за исключением алюминия, свариваются на прямой полярности.
Алюминий обычно сваривается на переменном токе для улучшения разрушения оксидной пленки.

Для улучшения борьбы с пористостью к аргону иногда добавляют кислород в количестве 3-5%. При этом защита металла становится более активной. Чистый аргон не защищает металл от загрязнений, влаги и других включений, попавших в зону сварки из свариваемых кромок или присадочного металла. Кислород же, вступая в химические реакции с вредными примесями, обеспечивает их выгорание или превращение в соединения, всплывающие на поверхность сварочной ванны. Это предотвращает пористость.

Область применения и преимущества аргонодуговой сварки

Основная область применения аргонодуговой сварки неплавящимся электродом — соединения из легированных сталей и цветных металлов. При малых толщинах аргонная сварка может выполняться без присадки. Способ сварки обеспечивает хорошее качество и формирование сварных швов, позволяет точно поддерживать глубину проплавления металла, что очень важно при сварке тонкого металла при одностороннем доступе к поверхности изделия. Он получил широкое распространение при сварке неповоротных стыков труб, для чего разработаны различные конструкции сварочных автоматов. В этом виде сварку иногда называют орбитальной. Сварка неплавящимся электродом — один из основных способов соединения титановых и алюминиевых сплавов.

Аргоновая сварка плавящимся электродом используется при сварке нержавеющих сталей и алюминия. Однако объем ее применения относительно невелик.

Недостатки аргонодуговой сварки

Недостатками аргонодуговой сварки являются невысокая производительность при использовании ручного варианта. Применение же автоматической сварки не всегда возможно для коротких и разноориентированных швов.

Технология и режимы сварки нержавейки в среде аргона

Сварка нержавейки аргоном – востребованная технология, которая позволяет получить соединение данного сплава наивысшего качества, по сравнению с прочими методами работы.

Трудности

Легирующие добавки, которые входят в состав нержавейки, повышают ее качественные характеристики, придавая коррозионностойкие свойства, однако негативно влияют на сварочный процесс.

По сравнению с прочими сортами стали, теплопроводность нержавейки ниже в 2 раза. Это значит, при температурном воздействии на поверхность тепло будет концентрироваться в точке контакта, а не равномерно распределяться по плоскости, отводя излишки энергии. По этой причине у начинающих сварщиков не получается качественно проварить сплав без перегревов и прожогов. Технические пособия рекомендуют устанавливать меньшие амперные характеристики сварочного оборудования при сваривании данного сплава.

Важным фактором, который необходимо учитывать на стадии планирования, является высокий показатель линейного расширения. Избыточное температурное воздействие легко деформирует околошовную зону, поэтому необходимо оставлять зазор, достаточный для предотвращения образования трещин.

Высокое электрическое сопротивление также негативно влияет на качество сварки. Расходные материалы очень быстро нагреваются. Через некоторое время они начинают плавиться не сварочной ванне, а на конце дуги.

[stextbox электроды для сварки нержавеющей стали имеют ограниченную длину, которая не превышает 350 мм.[/stextbox]

Существуют и температурные ограничения сварочного процесса. При температуре 500 Сº в межкристаллическом пространстве начинают образовываться соединения, ухудшающие качество шва – карбид хрома и железа. Для предотвращения данного процесса, деталь необходимо охладить сразу же по окончании работ.

Подготовительные работы

Аргонную сварку нержавейки следует начинать с качественной подготовки поверхности. Процедура подготовки рассматриваемого сплава не отличается от прочих сортов металла и включает в себя следующие действия:

1. Поверхность очищается от посторонних элементов. При этом кромки должны быть зачищены до металлического блеска. Сварка нержавеющей стали ГОСТ 14771-76 не указывает, каким именно способом будут проводиться подготовительные работы. Из этого следует, что возможно применение как ручного инструмента, так и механизированного способа.
2. Следующий этап включает в себя обезжиривание поверхности любой подходящей жидкостью.
3. Завершает подготовку установка зазора, компенсирующего деформационные процессы.

Следует заранее озаботиться подготовкой присадочного материала, тип которого будет соответствовать свойствам свариваемого металла. Наиболее распространенными марками сварочной проволоки являются:

Сварочная проволока для нержавейки и ее классификация.

Аргонодуговая сварка неплавящимися электродами

Технологию использования неплавящегося электрода в среде аргона используют для сварки нержавеющих труб. Отличительная особенность данного метода – качественные и аккуратные швы с привлекательным внешним видом. Аргонодуговая сварка применяется также при ответственных работах с баками и прочими сосудами, которые эксплуатируются под давлением.

Работы можно выполнять как на постоянном, так и на переменном токе прямой полярности. Источником тепла выступает горелка с вольфрамовым электродом, через которую подается защитный газ. Шов формируется за счет плавления присадочного материала, в качестве которых выступают прутки, подающиеся в зону расплава.

Сварка в режиме TIG имеет некоторые особенности:

1. При попадании в зону расплава частиц вольфрама качество шва ухудшается. Для розжига дуги применяют специальную угольную пластину, после чего переносят ее на рабочую плоскость.
2. По окончании работ необходимо продолжать подачу защитного газа до полного остывания электрода и горячего шва – это позволит избежать окисления рабочей зоны и электрода горелки.

[stextbox процессе работы необходимо соблюдать определенный угол наклона горелки и прутка, по отношению к поверхности, а также относительно друг друга. Это базовые навыки, которые преподают на курсах обучения сварщиков.[/stextbox]

С помощью полуавтомата

Начинающие мастера часто задаются вопросом: «Как сварить нержавейку полуавтоматом?» Данный метод отличается высокой производительностью, благодаря непрерывной подаче электродной проволоки. Визуальные качества шва при этом не такие привлекательные, как при аргонодуговой сварке, однако надежность соединения не уступает предыдущему методу.

Аргоновую сварку полуавтоматом относят к универсальным технологиям, поскольку она позволяет работать с заготовками различной толщины. С ее помощью можно выполнить любые работы – от сварки перил в загородном доме до соединения сложной конструкции по предоставленным чертежам.

К расходным материалам предъявляют особые требования. Обязательное условие – наличие никеля в составе проволоки. В противном случае ее считают несоответствующей действующим нормам.

Основными режимами выполнения работ являются:

1. Короткой дугой. При дуговой сварке температура воздействия зависит от длины разряда. Короткое расстояние между горелкой и поверхности идеально подходит для тонкостенных изделий.
2. Импульсный. В этом случае проволоку подают в зону расплава с короткими промежутками, что снижает вероятность разбрызгивания, минимизирует температурное воздействие на деталь и снижает расход проволоки.
3. Струйный. Применяют для сварки деталей, толщиной от сантиметра.

Соединение тонкого материала

Сварку тонкой нержавейки аргоном следует выполнять с большой осторожностью. Опытные специалисты рекомендуют применять специальные подкладки из металла с высокой теплопроводностью. Это преследует несколько целей:

• подкладка будет выполнять функции отвода тепла, снижая риск образования карбидов;
• расплавленный металл не будет вытекать с обратной стороны шва;
• выполняется фиксация рабочей плоскости.

При соблюдении всех правил, качество соединения будет выше, по сравнению с использованием инвертора.

В некоторых случаях будет целесообразно использовать станок для точечной сварки. При этом также необходимо правильно настроить рабочие параметры: при завышенных амперных характеристиках нержавейка после контактной сварки ржавеет, за счет образования карбидов.

Трубы

Качественный сварочный аппарат для нержавейки способен соединить трубы из соответствующего сплава, которые используются в системах домашнего водоснабжения. Обладая определенными навыками, можно без проблем справиться с этой задачей своими руками.

Особенностью технологии является необходимость в защите внутренней поверхности трубы. Для этого необходимо заглушить отверстие с одной из сторон с помощью подручных материалов:

• Ветошь;
• Поролон;
• РТИ;
• Бумага.

Затем в заглушку устанавливают трубку, которая будет служить проводником защитного газа. Важно, чтобы она была герметично заизолирована, во избежание утечек.

Рабочее давление газа устанавливают, в зависимости от условий выполнения работ. Требование одно – газ не должен выдавливать расплав на поверхность. В этом случае качество шва гарантировано.

Режим Pulse

Современное оборудование оснащено функцией выполнения работ в импульсном режиме. Его основное предназначение – соединение элементов различной толщины.

Как было сказано выше, данная технология помогает экономить расходный материал. Кроме того, сокращается время финишной очистки поверхности, благодаря низкому количеству брызг расплавленного металла.

Таким образом, можно сократить промежуточный этап механической шлифовки изделия, переходя к обработке кислотами и гелями, с целью удаления оксидного слоя и придания шву необходимой стойкости.

С инородным металлом

У малоопытных сварщиков часто возникают трудности, поскольку они не знают, как сваривать нержавейку с черным металлом.

Аргонодуговая сварка зарекомендовала себя лучше всего, поскольку аргон надежно защищает зону расплава от контактов с окружающей средой.

Во избежание появления горячих трещин необходимо использовать прутки на основе хрома и никеля.

Плюсы и минусы такого способа

К достоинствам использования аргона относят:

1. Газ надежно защищает расплавленный металл, исключая его контакт с атмосферным воздухом, что повышает качество соединения.
2. Низкая теплопроводность помогает сваривать сложные детали, не влияя на их конструкцию.
3. Высокая температура сварочной дуги положительно влияет на скорость процесса.

Недостатками являются высокая стоимость сварочного оборудования, что не всегда позволяет использовать его при выполнении домашних работ. Кроме того, работа с аргоном имеет свои особенности, которые требуют специфических навыков.

Заключение

Сварка нержавейки в среде аргона – лучший способ соединений данного сплава, независимо от его габаритов. Сварку труб лучше всего выполнять в режиме TIG, хотя использование полуавтомата предоставляет исполнителю больше свободы в действиях.

[stextbox 6-го разряда Свистунов Александр Владимирович. Опыт работы – 17 лет: «Я работаю на металлургическом заводе. С нержавейкой сталкиваюсь 2 раза в году – во время капитального ремонта теплоэнергетического оборудования: котлов и подводящих кессонов. Для сваривания пользуемся только аргонодуговой сваркой. Как показал опыт – это самый надежный способ. Сейчас это прописано везде, включая техническую документацию и план организации работ».[/stextbox]