30 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сварка вольфрамовым электродом в среде аргона

Материалы

TIG (Tungsten Inert Gas) — ручная дуговая сварка неплавящимся электродом в среде инертного защитного газа, когда присадочный пруток и горелка находятся в руках сварщика. Поскольку чаще всего в качестве материала для неплавящихся электродов используется вольфрам, в немецкоязычной литературе используют сокращение WIG (Wolfram Inert Gas — сварка вольфрамовым электродом в инертном газе); иногда встречается обозначение GTAW (Gas Tungsten Arc Wolfram — дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитных газов). Может осуществляться с ручной или автоматической подачей присадочной проволоки или без нее. Так как наиболее распространено применение в качестве защитного газа аргона, за этим методом закрепилось название «аргонодуговая сварка». Следует, однако, заметить, что такое наименование не совсем правильно, потому что при сварке методом TIG в качестве защитного газа могут использоваться также гелий, азот или газовые смести; коме того, сварка с использованием аргона в качестве защитного газа может вестись и с применением плавящегося электрода. При описании оборудования для сварки методом TIG упоминание самого метода сварки обычно дополняют упоминанием рода сварочного тока: DC (Direct Current) — постоянный ток (модели Гудвилл™ TIG-315 Digital, Гудвилл™ TIG-400 Digital, Гудвилл™ TIG-500 Digital) или AC/DC (Alternating Current/Direct Current) — переменный ток/постоянный ток (модели Гудвилл™ TIG-315P AC/DC, Гудвилл™ TIG-500P AC/DC).

Процесс, в ходе которого осуществляется аргонодуговая сварка, основан на возникновении дуги между неплавящимся вольфрамовым электродом и свариваемым изделием. Электрод помещен в токопроводящем устройстве горелки и окружен керамическим соплом. Под воздействием электрической дуги происходит расплавление свариваемых кромок. Аргон нагнетается по токоведущему устройству и под его давлением вытесняется кислород, при этом сама сварочная ванна остаётся защищенной от окисления и азотирования. Благодаря тому, что электрическая дуга сжата и сконцентрирована на малой поверхности в зоне плавления достигается очень высокая температура (4000. 6000°C). Подаваемый в зону дуги присадочный материал в электрическую цепь не включается. Полученный шов является единым целым со свариваемыми деталями, что гарантирует высокий уровень прочности, герметичности и долговечность изделия. В ряде случаев при сварке алюминия и нержавеющих сталей применяется аргонодуговая сварка с использованием плавящихся электродов. При сварке неплавящимся электродом зажигание дуги не происходит путем касания к изделию. Аргон имеет высокий потенциал ионизации, что сильно усложняет ионизацию дугового промежутка за счет возникновения искры между электродом и изделием. Кроме того, при касании вольфрамовый электрод загрязняется и начинает интенсивно оплавляться. Поэтому при таком способе сварки для зажигания дуги необходимо наличие у источника питания специального устройства – осциллятора. Через осциллятор идет передача на электрод высокочастотных высоковольтных импульсов, ионизирующих дуговой промежуток и обеспечивающих после включения тока зажигание дуги. В случае, если сварка аргоном ведется на постоянном токе, количество тепла на катоде и аноде неравномерно. Так, например, при силе тока до 300А на аноде выделяется до 70% тепла, а на катоде только 30%. Учитывая этот фактор, для достижения максимального эффекта проплавления при минимальном разогреве электрода, почти всегда применяется прямая полярность. Для более активной защиты металла и устранения пористости, иногда, используется аргон с добавкой кислорода. Чистый аргон не обеспечивает полной защиты от влаги, загрязнений и различных включений. А, химическая реакция кислорода с вредными примесями приводит к их выгоранию либо превращению во всплывающие на поверхности сварочной ванны соединения, что и предотвращает пористость.

Благодаря появлению сварки в среде аргона стала возможна тонкая работа с металлом и изготовление изделий, отвечающих высоким эстетическим запросам. Данный способ не требует применения электродных покрытий и флюсов, а также гарантирует высокое качество сформированных швов, не требующих зачистки от шлаков. Такой вид сварки стал большим плюсом в сфере резки металла, значительно ускорив процесс и предохраняя кромки разреза от возникновения нитридных, оксидных и других пленок. Немаловажно, что во время резки аргоном отходы выдуваются аргоновой струёй. Общепризнанно, что сварка аргоном относится к самым чистым и качественным видам сварки, с минимальным выделением сварочных аэрозолей. Аргонодуговая сварка возможна на малых токах, что положительно отражается на повышении производительности труда при операциях с тонколистовыми металлами (от 0,5 мм). Кроме того, существует возможность не только проводить сваривание плохо поддающихся сварке металлов, но и осуществлять наплавку, т.е. восстановление утраченного объема изношенных деталей.

Особенности и преимущества аргонодуговой сварки:

Уникальные возможности аргонодуговой сварки позволили найти ей широкое применение там, где должен быть исключён контакт кислорода, углекислого газа, азота и влаги воздуха с расплавленным металлом сварочной ванны. Любая аргонодуговая сварка, гарантирует создание надежного и долговечного соединения. TIG сварка отличается от обычной сварки целым рядом преимуществ:

  1. Высокое качество швов, практически невидимых и почти без флюсов и шлаков;
  2. Возможность использования без присадок (при небольшой толщине шва);
  3. Точное выдерживание глубины проплавления, что имеет большое значение при проведении работ с односторонним доступом к поверхности;
  4. Возможность работать с неповоротными конструкциями (трубами, коробами и другими);
  5. Применением неплавящихся вольфрамовых электродов;
  6. Аргонодуговая сварка также позволяет увеличить срок эксплуатации готового изделия.

Использование аргонодуговой сварки

Для достижения максимального эффекта от аргонодуговой сварки, цена которой всегда оправдывает ее высокое качество, необходимо наличие профессиональных навыков у сварщиков и специального дорогостоящего оборудования. Только в этом случае гарантируются точность соблюдения технологии и успешный сварочный процесс. Кроме того, TIG сварка, требует использования качественных материалов (присадочный пруток, вольфрамовые электроды), что позволяет нам добиться высокой прочности и долговечности соединения.

Область применения аргонодуговой сварки в настоящее время довольно широка и применяется как в быту, так и в промышленности – везде, где предъявляются высокие требования к качеству сварных швов. С развитием автомобилестроения остро встал вопрос надёжного соединения алюминия, титана, латуни, меди, нержавейки и пр., ответом, на который стала сварка аргоном, отвечающая всем предъявляемым требованиям. Таким образом, свариваются радиаторы, блоки, литые диски, кондиционеры, узлы кузова и ещё многое другое. При этом аргонодуговая сварка позволяет решить многие проблемы, связанные с ремонтом данных деталей автомобиля и избежать очередной покупки. Не менее широко используется сварка в среде аргона для соединения металлов плохо поддающихся сварке, тонкостенных изделий и резки толстых листов из тугоплавких металлов.

В этом плане аргонодуговая сварка стала настоящим технологическим прорывом в сфере металлообработки. В основном сварка аргоном используется для сваривания сплавов на основе алюминия и нержавеющих сталей, где особую важность имеет неразрывность шва. Швы и наложения представляют с деталью после сварки одно целое. А ведь «аргоном» можно варить и алюминий, и нержавейку, и сталь, и медь, и чугун, и многие другие металлы и сплавы. Данный вид сварки нашел широкое применение в ядерной, химической, авиационной и пищевой промышленности.

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.

Читать еще:  Электроды для сварки труб отопления какие лучше?

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.

Разнообразие применения аргонной сварки

Аргонная сварка представляет собой технологический процесс, который построен на двух основных элементах — инертный газ аргон и вольфрамовый электрод. Главная функция инертного газа — оказывать защиту металлу от воздействия кислородной среды. В некоторых случаях вместо аргона можно использовать гелий. Однако данный газ имеет высокую стоимость, поэтому использоваться его не целесообразно.

Вы извлечете много пользы, из приручения аргонодуговой сварки

Настройка аппарата для аргонодуговой сварки

Перед тем, как перейти к выполнению сварочных работ, необходимо настроить аппарат для дуговой сварки аргоном.

  • Подключаете кабель питания к однофазному источнику питания 230В, при этом следует убедиться, что розетка заземлена;
  • Устанавливаете баллон с газом на устойчивую поверхность. Нужно убедиться, что он хорошо закреплен;
  • Подсоединяете одной стороной газовый шланг к редуктору с манометром на баллоне, согласно инструкции, прилагаемой к редуктору. Другой конец шланги следует подсоединить к штуцеру горелки для аргонно-дуговой сварки с ручным клапаном.
  • Подсоединяете массы к положительной клемме « + »;
  • Подсоединяете провод горелки аргонно-дуговой сварки к отрицательной клемме « — »;
  • Включаете аппарат при помощи клавиши на задней панели;
  • Открываете газовый клапан на рукоятке сварочной горелки и зажигаете дугу. Для этого нужно поместить конец вольфрамового электрода на обрабатываемую поверхность. После этого медленно и плавно отвести его вверх на расстояние 3-6 мм.

Как осуществлять сварку в среде аргона, вольфрамовым электродом?

  • Предварительно следует нагреть начальную точку на обрабатываемом изделии. Для этого нужно сделать пару круговых движений сварочным пистолетом. В итоге образуется наплавленный валик.
  • Вольфрамовый электрод должен находиться на расстоянии 6 мм от поверхности металла. После того, как образовался наплавленный валик, нужно продолжать работу медленно и с постоянной скоростью. Таким образом, швы получаться одинаковыми по ширине и глубине провара.
  • Как только сварочная ванна стала жидкой, следует отдалить сварочный пистолет и добавить материал, касаясь ванны присадочным прутком.
  • Убираете пруток и опять подносите сварочный пистолет к сварочному шву.
  • Повторять данную операцию необходимо с одинаковой скоростью для получения однородного сварочного шва.

Параметры режимов аргонодуговой сварки

Для осуществления дуговой сварки аргоном на высоком уровне, необходимо выбирать оптимальные режимы, благодаря которым будет обеспечиваться наиболее эффективное проведение процесса.

Технология сварки аргоном предполагает, что полярность и направление тока необходимо выбирать с учетом свойств свариваемого металла. Как правило, при работе с основными сталями и сплавами используется постоянный ток прямой полярности. При сварке магния, алюминия и бериллия необходимо устанавливать обратную полярность, так как достигается быстрое разрушение оксидной пленки.

Сварочный ток необходимо устанавливать в зависимости от марки и состава материалов, а также от полярности тока и диаметра вольфрамового электрода. Точные данные режимов для решения определенной задачи, выбираются из справочников.

Напряжение дуги находится в зависимости от ее длины, следовательно, работы нужно осуществлять при минимальной дуге и пониженном напряжении. Технология сварки в среде аргона показывает, что при увеличении длины дуги, повышается напряжение и ухудшается качество шва.

Расход инертного газа устанавливается так, чтобы образованный ламинарный поток полностью защищал провариваемые поверхности от окисления. Подробнее об установке необходимых режимов для проведения дуговой сварки в среде аргона можно узнать из специального видео.

Одежда для сварки и средства защиты

Для безопасного осуществления дугового процесса сварки аргоном, необходимо одеть специальную одежду и средства защиты. К таким средствам защиты относится: щиток, маска сварщика, очки сварщика, защитные стекла и светофильтры. Маска сварщика является одной из важнейших составляющих средств защиты сварщика. Ведь именно от этого зависит, как его здоровье, так и жизнь.

Маска сварщика не зря считается важнейшей составляющей средств защиты при осуществлении дуговой сварки аргоном. Это связано с тем, что она предохраняет от нескольких типов негативных воздействий на здоровье сварщика в процессе выполнения сварки. К таким негативным последствиям относят: повреждения органов дыхания, поражение роговицы глаз.

Сваривание металла в среде аргона дает, прочный, красивый шев

Маска сварщика изготовляется из легкого токонепроводящего, жаростойкого и нетоксичного материала. В корпус такой маски встроен затемненный экран, который защищает от излучения и обеспечивает необходимую видимость при проведении аргонодуговой сварки. Экран должен состоять из обычного защитного стекла, светофильтра и пластиковой пленки. Внешнее стекло способствует предотвращению попадания на светофильтр брызг метала. Изнутри светофильтр должен быть покрыт бесцветными небьющимся стеклом, чтобы предохранить глаза и лицо сварщика от поражения осколками.

Технология проведения сварки аргоном говорит о том, что сварщик должен быть одет в специальную одежду. Как правило, это брезентовый костюм: брюки, куртка, фартук и нарукавники.

Специальная обувь у сварщика (сапоги) должна предохранять его от контакта с нагретыми поверхностями. Перчатки сварщика защищают кожу рук от брызг и искр при осуществлении сварки аргоном. Также у сварщика должен быть противогаз или противопылевой респиратор, который необходимо использовать при повышении максимально допустимой концентрации газа и пыли.

Дополнительное оборудование для осуществления аргонодуговой сварки

Очень часто аргонная сварка производится на нестандартном оборудовании. Для того чтобы обеспечить качество работ, необходимо применять два дополнительных аппарата. Благодаря данному оборудованию можно осуществить качественный процесс сварки.

Осциллятор представляет собой устройство, при помощи которого происходит бесконтактное зажигание электрической дуги. Данное устройство поддерживает стабильный разряд дуги при работе на режимах переменного тока.

Осциллятор для дуговой сварки состоит из: коммутатора, релаксатора с накопительной емкостью, разрядника.

Через осциллятор на электрод подаются высокочастотные высоковольтные импульсы. Данные импульсы ионизируют дуговой промежуток и обеспечивают зажигание дуги после отключения тока. Если работа осуществляется на переменном токе, то после зажигания осциллятор начинает работать в режиме стабилизации. Он передает импульсы при смене полярности. Благодаря этому достигается устойчивое горение и устраняется деионизация дугового промежутка.

Для ремонта деталей, где необходима прочность и красота, подходит сварка аргоном

Технология сварки в среде аргона предполагает использования в качестве дополнительного оборудования балластный реостат. Его используют для осуществления регулировки силы тока и подборки оптимальных параметров при сварке изделий из разного материала.

Балластный реостат характеризуется долговечностью и высокой надежностью, а также он очень удобен при ремонте и эксплуатации.

Более подробно о сварке аргоном с использованием данных устройств можно посмотреть в специальном видео.

Сварка вольфрамовым электродом: особенности и преимущества

Содержание:

  • Особенности вольфрамовых электродов и сварки ими.
  • Технологические характеристики сварки вольфрамовым электродом.
  • Отличительные черты аргонодуговой сварки алюминия вольфрамовым электродом.
  • Некоторые нюансы аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом.

В том случае, когда к сварному шву предъявляются особенно строгие требования, касающиеся его чистоты и точности, не обойтись без аргонодуговой сварки. Такими качествами должен обладать шов, выполняемый, например, при изготовлении автомобилей. Применяемая в данной ситуации сварка вольфрамовым электродом позволяет не только выполнить все необходимые условия, но и существенно сэкономить расход подручных материалов, то есть непосредственно самих электродов.

Особенности вольфрамовых электродов и сварки ими.

Вольфрам – это наиболее тугоплавкий из всех применяемых для изготовления электродов металлов. Температура его плавления составляет 3422 градуса Цельсия. Вследствие этого расход электродов при выполнении аргоновой сварки сводится к минимальным значениям.

Вести такую сварку можно как в ручном, так и в полуавтоматическом или автоматическом режиме. При этом можно вообще не применять присадку, используя в качестве материала для формирования сварного шва металл с расплавляемых кромок детали. Такой подход еще больше повышает экономичность сварочных работ.

Вольфрамовые неплавящиеся электроды применяют для сварки металлических изделий, толщина которых может начинаться с 0,1 мм. Максимальная толщина в данном случае не ограничена.

Одним из главных условий получения качественного и точного сварного шва является тщательная подготовка кромок и сборка свариваемых деталей. Особенно важно это в том случае, если ведется соединение заготовок из тонколистового металла. Здесь необходимо произвести предварительную сборку изделия с помощью прихваток, выполняемых тем же вольфрамовым электродом. При промышленном производстве в этом случае обычно используются специальные сборочные станки.

Еще одно важное условие – это вытеснение воздуха из зоны сварки. Для этого работы ведутся в среде защитных газов (чаще всего аргона). Количество необходимого газа зависит от многих факторов: от толщины металла, от его химического состава, от размера свариваемых деталей, от типа сварного соединения. Кроме того, на расход газа влияет и скорость сварки – чем быстрее она ведется, тем более мощным должен быть защитный газовый поток. Важно, чтобы под действие аргона попадала вся сварочная ванна, а также разогретый конец присадки (если она применяется) и сам электрод.

Существенной особенностью сварки при помощи вольфрамового электрода является то, что зажигание дуги требуется производить без прикосновения его конца к металлу свариваемого изделия. Сделать это можно при помощи осциллятора. Дело в том, что в момент зажигания дуги при контакте электрода и основного металла вольфрам на его конце сплавляется с металлом, то есть появляется состав, температура плавления которого гораздо ниже, чем у чистого вольфрама. А это приводит к снижению качества сварного соединения. Также очень важно правильно выбрать сварной ток – это позволит свести к минимуму расход электрода при сварке и надолго сохранить форму заточки его конца.

Использование прямой полярности сварного тока позволяет добиться минимального нагрева вольфрама, а значит, и снизить расход электрода. Также этому способствует и аргоновая защита электрода от окисления кислородом воздуха. В результате за час работы сварщика вольфрамовый электрод уменьшается на десятые, а иногда и на сотые доли грамма. Другими словами, одного такого изделия может хватить на несколько полных рабочих смен.

Технологические характеристики сварки вольфрамовым электродом.

Вольфрамовый электрод с успехом применяется для сварки изделий из разных видов металлов, толщина которых варьируется от самых маленьких значений до 6-8 мм. Также допускается использование данных видов электродов и для выполнения более толстых соединений, но на практике это встречается редко. Применение в таком случае плавящихся электродов позволяет получить шов с более высокими технико-физическими характеристиками и повысить производительность труда.

Выбор технологии проведения сварки зависит от того, выполняется ли она ручным способом или в автоматическом режиме.

При ручной сварке необходимо соблюдать следующие требования:

  • сварка производится по направлению справа налево;
  • при сварке изделий небольшой толщины горелка располагается под углом в 60 градусов к поверхности свариваемого изделия;
  • если сварке подвергаются детали большой толщины, горелка располагается как при сварке угловых швов, то есть под углом в 90 градусов к поверхности детали;
  • способ ведения присадочного прутка также зависит от толщины изделия. Если речь идет о деталях из тонколистового металла, пруток вводится сбоку от столба дуги при совершении возвратно-поступательных колебаний. При сварке же значительных по толщине деталей движения прутка должны быть поступательно-поперечными.

Если сварка выполняется в автоматическом или полуавтоматическом режиме, то направление выбирается таким образом, чтобы присадочный пруток шел перед дугой. При этом вольфрамовый электрод должен располагаться под углом в 90 градусов к поверхности свариваемых заготовок. Угол между электродом и присадочным прутком также должен быть прямым.

Отличительные черты аргонодуговой сварки алюминия вольфрамовым электродом.

Аргонодуговая сварка применяется сегодня при выполнении неразъемного соединения деталей из самых разных металлов: стали, никеля, меди, а также их сплавов. Но наибольшую популярность она получила при сварке алюминиевых изделий, особенно если речь идет об изготовлении ответственных конструкций для самолетостроения или машиностроения.

Теоретические рекомендации гласят, что сварка алюминия вольфрамовым электродом должна вестись на постоянном токе обратной полярности (с «плюсом» на электроде). Но практика показывает, что в данном случае добиться устойчивого, ровного горения дуги практически невозможно. А это приводит к тому, что кромки свариваемых деталей расплавляются недостаточно хорошо, а расход дорогостоящего вольфрамового электрода увеличивается в разы. Именно поэтому чаще всего практикующие сварщики производят работы с алюминием на переменном токе нормальной частоты.

В этом случае период сварки делится на два полупериода:

  • в одном из них ток меньше, а на электроде находится «плюс»,
  • в другом ток больше, а на электроде «минус».

В том полупериоде, когда электрод имеет положительный заряд, поверхность свариваемого металла очищается. Когда же электрод заряжен отрицательно, металл усиленно расплавляется, при этом нагрев самого вольфрама снижается. Свойство металла очищаться во время проведения сварки позволяет выполнять работы без применения специальных флюсов.

Некоторые нюансы аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом.

Одно из важных условий для получения качественного сварного соединения – это стабильная дуга. Добиться от дуги непрерывного, ровного горения помогает постоянный ток прямой полярности. При этом значения тока могут быть совсем небольшими – от 5 А, а напряжение – от 12 В. На постоянном токе производят сварку стали, меди, латуни, чугуна, титана и их сплавов.

Большое значение при сварке на постоянном токе имеет заточка вольфрамового электрода – его конец должен быть острым и четко очерченным. При промышленной сварке электроды затачивают с помощью специального оборудования – станков с алмазным кругом. При их отсутствии подойдет и обычный точильный станок или мелкозернистый круг. Заточка производится по направлению к концу электрода. При этом необходимо внимательно следить за тем, чтобы электрод в процессе подготовки не перегрелся. Превышение температуры вольфрама выше допустимых значений делает его очень хрупким – такой электрод будет просто крошиться в процессе сварки.

Кроме того, для выполнения аргонодуговой сварки необходим защитный газ высокой чистоты – в нем должно содержаться не менее 99,99% аргона. В противном случае говорить о высоком качестве сварного шва не придется. Кстати, именно сварной шов поможет определить качество аргона – если газ содержит большое количество посторонних примесей, материал сварного шва будет темнеть.

Обратите внимание! Использование аргона надежно защищает изделия от появления на их поверхности в процессе сварки оксидной пленки. Но при этом оксиды, которые находились на металле изначально, аргон не удаляет. Поэтому до начала сварки необходимо тщательно зачистить кромки свариваемых заготовок.

Сварку алюминия и его сплавов, как уже упоминалось, ведут на переменном токе. Заточка электрода здесь также имеет большое значение. Правда, в этом случае электрод не оттачивается остро, как жало – достаточно немного закруглить его конец. Кроме того, перед сваркой алюминия очень важно правильно подготовить детали и точно подобрать присадочный материал. Что касается подготовки, то это, в первую очередь, зачистка и обезжиривание свариваемых поверхностей, а также снятие с них фаски, если детали выполнены из толстого металла. В качестве присадки при сварке вольфрамовым электродом алюминия может выступать как чистый алюминий (Al 99%), так и его сплавы – силумин (сплав алюминия с кремнием AlSi) или дюраль (алюминий плюс магний AlMg).

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки

Аргонная сварка – это современная сварка с применением неплавящегося электрода из вольфрама, в среде инертного газа. Такая сварка ограждает металл от взаимодействия с кислородной средой, вызывающей его окисление и азотирование. В виде защиты чаще всего при работе применяется инертный газ аргон, но возможно использование азота, гелия и различных газовых смесей. В TIG сварке, Ar (аргон) имеет повсеместное применение, а вот He (гелий) используют в редких случаях, для решения определённых производственных задач.

Постоянное применение в данной сварке имеют газовые составляющие. И действительно, аргон не образует с атмосферой взрывоопасной смеси. Он немного тяжелее чем воздух и более практичен при сварке, чем гелий. Но сама дуга при применении гелия имеет в 1,5–2 раза больше энергии, чем при использовании того же аргона. Повсеместное применение при проведении сварочных работ имеет смесь с такими составляющими: 35–40% чистого аргона плюс 60–65% чистого гелия. Аргон полностью стабилизирует дугу, а гелий качественно сплавляет металл.

У аргонодуговой сварки всего два международных названия. TIG – сварка неплавящимися специальными электродами из вольфрама в среде инертного газа. MIG/MAG – сварка самой электродной проволокой непосредственно в среде инертного аргона или даже
углекислого газа.

Маркировка вольфрамовых электродов

В аргонодуговой сварке используют вольфрамовые электроды. Использование вольфрама в этом случае оправдано, так как он тугоплавкий – способен выдерживать высокие температуры не плавясь.

В настоящий период времени наша промышленность выпускает электроды длиной 175 мм и такими диаметрами: 1 мм; 1,6 мм; 2 мм; 2,4 мм; 3,2 мм; 4 мм. Разница между размерами обусловлена необходимостью работы при определённых диапазонах сварочных токов:

  • 1 мм – до 50 А;
  • 1,6 мм – до 100 А;
  • 2 / 2,4 мм – до 200 А;
  • 3,2 мм – до 300 А;
  • 4 мм – свыше 300 А.

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки производятся из чистого вольфрама, а также тарированного и лантанированного, что способствуют повышению качества и стабильности сварочной дуги. Марка электродов квалифицируется от процентного содержания примесей и добавок. В настоящее время существует всего три категории вольфрамовых сварочных электродов:

  • постоянного тока (WY, WT);
  • переменного тока (WZ, WP);
  • универсальные (WL, WC).

Расход количества электродов при использовании аргонной сварки зависит от типа самой сварки, диаметра применяемого прутка, вида тока и ещё ряда дополнительных показателей.

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки имеют следующую маркировку, обозначенную цветовыми кодами:
WP (зелёный): электроды состоят из чистого вольфрама, используются для сварки таких металлов, как магний, алюминий и их разнообразных сплавов. Ток переменный, на постоянном не применяются, так как заточить их гораздо сложнее, чем другие.
WZ (белый): состав этих электродов включает оксид циркония. Дуга при сварке имеет высокую стабильность. Применяются при сварке бронзы, алюминия, никеля, а так же их сплавов.
WT (красный): в качестве добавки к основным химическим элементам используется оксид тория. Эта марка электродов имеет широкое применение, но необходимо помнить, что торий является низкорадиоактивным металлом. При использовании аргонной сварки необходимо соблюдать дополнительные требования безопасности. Помещение должно быть оснащено системой вентиляции. Данные электроды необходимы при сварке деталей из нержавеющей стали, тантала, молибдена.
WY (тёмно-синий): применяются в особых случаях для сварки ответственных, сложных соединений в конструкциях как из углеродистых сталей, так и из низколегированных. Необходим также при сварке нержавеющих сталей и титана.
WL (золотистый): эти электроды универсального действия. Ими осуществляется сварка самых разных составов сталей и сплавов. Неоходимы для переменного и постоянного тока.
WC (серый): также универсальный электрод для аргонной сварки как на переменном, так и на постоянном видах электрического тока. В качестве добавки служит оксид церия.

Заточка вольфрамовых электродов

Перед сваркой на постоянном токе вольфрамовые электроды необходимо заточить. Угол и направление заточки важно скорректировать так, чтобы кончик электрода стал очень острым. Это необходимо для того, чтобы сварочная дуга была полностью сфокусирована на малом диаметре сварочной ванны.
Сварочная ванна – это объём полностью расплавленного металла, образовавшегося при сварке плавлением при высоких температурах. Образование такой сварочной ванны – главный этап получения неразъёмных соединений при сварке плавлением, так как от формы и размеров ванны зависят геометрические размеры швов. Если электрод не будет заточен, то размер дуги будет слишком большим в диаметре и тепловложение окажется недостаточным.
Для сварки металлов на переменном токе электрод тоже нужно заточить. Но в этом случае кончик электрода должен быть немного притуплен. При сварке на переменном токе вольфрамовый электрод сильнее греется и немного подплавляется, что и требуется для получения более рассеянной дуги. Чтобы электрод держал форму, нужно правильно подбирать диаметр электрода в зависимости от диаметра сварочных швов.

Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом (tig)

При сварке неплавящимся электродом обязательно используют сварочный осциллятор. Так как из-за тугоплавкости вольфрама, плавление которого происходит при температуре около 5000 °C, сам электрод практически не сгорает. В связи с этим образование газов, ведущих к ионизации и зажиганию дуги не происходит. Кроме осциллятора, для образования сварочного шва применяют присадочный материал.

Аргонодуговая сварка плавящимся электродом

Электродом в данном случае является стержень из металла. Он покрыт слоем рутила. Сварочная дуга зажигается из-за паров расплавленного металла, которые в аргоне дают ионизацию. Осциллятор в данном случае не применяется.

Цены на электроды этих категорий зависят не только от страны-производителя, но и от ценовой политики предприятий их выпускающих. В настоящее время вольфрамовые электроды имеют такую стоимость:

  • электроды марки WP – от 3657 руб/кг;
  • электроды марки WZ – от 5000 руб/кг;
  • электроды марки WT – от 5000 руб/кг;
  • электроды марки WY – от 5000 руб/кг;
  • электроды марки WL – от 5000 руб/кг;
  • электроды марки WC – от 4730 руб/кг.

Применение вольфрамовых электродов

Аргонную сварку применяют в самых разных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Возможность аппаратом TIG ac/dc соединить различные углеродистые, нержавеющие, конструкционные стали, а также современные сплавы металлов, характеризует эту технологию как самую востребованную в производстве на данный момент. Аэрокосмическая отрасль, как правило, является основным пользователем данного типа сварки.

В промышленности tig-сварку используют для соединения деталей различных конфигураций. Аргонную сварку применяют для создания переходов между трубами различного диаметра. Сварочные швы алюминия после tig-сварки не образовывают трещин, имеют химическую целостность металла, что позволяет использовать этот режим сварки для герметизации ёмкостей с ядерными отходами в связи с их утилизацией.

В связи с простой технологией аргонной сварки алюминия, её можно применить в быту, используя домашние инверторы TIG ac/dc. В бытовых условиях возможно организовать даже сварочный процесс нержавейки. Надёжность получаемого шва не вызывает сомнений, так как сварочный шов являет собой единое целое со свариваемым металлом. Современные технологии сварочных работ ставят аргонодуговую сварку с применением вольфрамовых электродов на одно из первых мест в мире по качеству производимых работ.

Сварка аргоном, аргонодуговая сварка неплавящимся электродом TIG

TIG — Tungsten Inert Gas — ручная дуговая сварка неплавящимся электродом в среде инертного защитного газа. Поскольку чаще всего в качестве материала для неплавящихся электродов используется вольфрам, в немецкоязычной литературе используют сокращение WIG (Wolfram Inert Gas), иногда встречается обозначение GTA (Gas Tungsten Arc).

Может осуществляться с ручной или автоматической подачей присадочной проволоки или без нее. Так как наиболее распространено применение в качестве защитного газа аргона, за этим методом закрепилось название «аргоно-дуговая сварка», или АДС. Следует, однако, заметить, что такое наименование не совсем правильно, потому что при сварке методом TIG в качестве защитного газа могут использоваться также гелий, азот или различные газовые смеси; существует также метод атомно-водородной сварки, схожий по своей физической сущности с методом TIG; кроме того, сварка с использованием аргона в качестве защитного газа может вестись и с применением плавящегося электрода.

При описании оборудования для сварки методом TIG упоминание самого метода сварки обычно дополняют упоминанием рода тока сварки: TIG DC (Direct Current) — постоянный ток — или TIG AC/DC (Alternating Current/Direct Current) — переменный/постоянный ток.

Метод сварки вольфрамовым электродом был внедрен еще в 40-х годах прошлого столетия для сварки алюминиевых и магниевых сплавов. Кроме цветных металлов, метод TIG широко используется для сварки нержавеющих сталей, как, впрочем и для углеродистых или низколегированных сталей. Основная область применения метода TIG – сварка тонкостенных изделий (обычно до 6 мм.). При TIG-сварке электрическая дуга используется для нагрева и расплавления металла в зоне сварки. Защитный газ, который поступает из газового сопла, защищает сварочную ванну и электрод. Сам электрод, выполненный из тугоплавкого материала, расположен в центре газового сопла и не плавится. Присадочный материал подается в зону сварки извне обычно вручную, реже — автоматически.

Типичное применение для метода TIG – это сварка изделий из алюминиевых, магниевых и титановых сплавов, стальных труб, сосудов высокого давления, теплообменников, изделий для пищевых продуктов и пр. Т.к. этот метод применим для мелких деталей, сварка TIG используется в электронной промышленности.

Преимущества сварки TIG

Преимуществом сварки TIG является очень высокое качество сварного шва, отсутствие брызг, практическое отсутствие шлаков. Этот метод очень универсален. Он дает возможность работы с разными материалами, причем в любом положении и для большинства видов соединений.

Основной недостаток сварки TIG – невысокая скорость сварки.

Сварка TIG

Пpи apгoнoдугoвoй cвapке дугa гopит между cвapивaемым изделием и неплaвящимcя (вoльфpaмoвым) электpoдoм, кoтopый cлужит тoлькo для вoзбуждения и пoддеpжaния её гopения. Темпеpaтуpa кaтoднoгo пятнa cтoлбa дуги (темпеpaтуpa нa кoнчике электpoдa) дocтигaет 3000 гpaд. C; Тпл вoльфpaмa — 3400 гpaд. C, чтo пpиблизительнo в 2 paзa бoльше, чем у ocнoвнoй гpуппы cвapивaемых мaтеpиaлoв. Пoэтoму вoльфpaм в oтличие oт дpугих электpoдных мaтеpиaлoв, вo вpемя cвapки не плaвитcя и в фopмиpoвaнии швa учacтия не пpинимaет.

Пpи неoбхoдимocти (знaчительнaя тoлщинa, бoльшoй зaзop) дoпoлнительный мaтеpиaл ввoдят в cвapoчную вaнну пocpедcтвoм pacплaвления пpиcaдoчнoгo пpуткa. Для зaщиты cвapoчнoй вaнны oт вoздухa пpименяют apгoн (Ar) или гелий (Не) — инеpтные (не взaимoдейcтвующие c дpугими вещеcтвaми) гaзы. Для cвapки, в ocнoвнoм, иcпoльзуют техничеcкий apгoн, чиcтoтoй не менее 99,9%.

Ar и Не oблaдaют выcoким пoтенциaлoм иoнизaции, чтo зaтpудняет пеpвoнaчaльнoе вoзбуждение дуги, oднaкo дугoвoй зapяд, еcли oн вoзник, oтличaетcя oчень выcoкoй cтaбильнocтью.

Для oблегчения пoджигa дуги в cpеде Ar, в apгoнoвых уcтaнoвкaх пpедуcмoтpен ocциллятop, кoтopый oбеcпечивaет мгнoвеннoе вoзбуждение дуги дaже без непocpедcтвеннoгo кoнтaктa электpoдa c изделием (беcкoнтaктный cпocoб).

Зaпac мoщнocти ocциллятopoв гapaнтиpует увеpенный пoджиг дуги дaже пpи oчень бoльших зaзopaх между тopцoм электpoдa и cвapивaемым изделием и пoзвoляет пpименить гopелки c длинoй шлейфa, пpевышaющих 16 м. Ocциллятop пpедcтaвляет coбoй генеpaтop выcoкoчacтoтных (100-300 кГц) электpичеcких кoлебaний выcoкoгo нaпpяжения (3 кВ).

Пpи пoдaче импульcoв нa пpoмежутoк между изделием и электpoдoм пpoиcхoдит егo пpoбoй иcкpoй и пoявление cвoбoдных электpoнoв. Кpaткoвpеменный иcкpoвoй зapяд paзвивaетcя в дугoвoй зapяд, coздaвaя уcлoвия для гopения cвapoчнoй дуги, питaемoй oт ocнoвнoгo иcтoчникa питaния.

Пpи cвapке нa пocтoяннoм тoке oбычнo пpименяют пpямую пoляpнocть вывoдoв иcтoчникa питaния, т.е. минуcoвoй пoтенциaл пoдключен к электpoду, пoлoжительный — к изделию. Этo oбуcлoвленo тем, чтo темпеpaтуpa тoнких cлoёв гaзa, пpимыкaющих к aнoду и кaтoду, мoжет дocтигaть cooтветcтвеннo 3900 и 3200 К, т.е. c тoчки зpения oбеcпечения cтoйкocти неплaвящегocя электpoдa пpедпoчтительнa пpямaя пoляpнocть.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector