Что нужно для аргонодуговой сварки

Преимущества и недостатки сварки аргоном

Существуют поверхности, которые не поддаются обычной электродуговой сварке с применением электродов. Это связано с химическими свойствами таких металлов как алюминий, медь или цветные сплавы. Для этих целей используется аргонодуговая сварка плавящимся электродом. Что представляет собой аргонная сварка, какие есть особенности технологии, преимущества и недостатки, читайте в нашей статье.

Принцип действия

Процесс аргонодуговой сварки практически не отличается от других аналогичных работ. Единственное отличие в защитной оболочке, которую выполняет аргоновая среда. Аргон под давлением подается в сварочную ванну, оберегая металл от негативного воздействия воздуха. Под образовавшимся куполом, швы получаются более качественными, а сварочный процесс протекает быстрее.

Смесью аргона можно сваривать специфические изделия из титана, алюминия, нержавейки. Использовать можно неплавящиеся и плавящиеся электроды. При сварке металлов из разных сплавов применяется вольфрамовый стержень. Работать можно в ручном, автоматическом или полуавтоматическом режимах.

Ручная аргонно-дуговая сварка распространена больше, чем автоматическая из-за своей относительной дешевизны. Но однозначного ответа нет, какой сваркой лучше варить, все зависит от предпочтений мастера и условий соединения деталей.

Оборудование для сварки

Как мы уже знаем, сварка может производиться вручную, где сварщик сам ведет шов, подает присадочную проволоку и самостоятельно выставляет настройки аппарата. Полуавтоматические установки оснащены специальным механизмом, когда проволока подается в автоматическом режиме, а мастер выполняет все остальные работы, не отвлекаясь на подачу металлического стержня. Автоматические агрегаты применяются на больших производствах и действуют совместно со станком ЧПУ. В этом случае, человек не участвует в процессе сварки, а все необходимые настройки заносит в программу, и машина выполняет точные и стабильные соединения.

Как варить в аргоновой среде

Для начала дадим немного теории, без которой невозможно приступить к практике. Еще раз напомним о технологии аргонодуговой сварки, как правильно начинать сварку, на что обратить внимание, чтобы вы не сделали много брака.

Перед началом работ, необходимо тщательно очистить свариваемые детали. Даже если видимые загрязнения отсутствуют, все равно обезжиривание и протирание стыков нужно произвести. Во время сварки дуга должна быть не длинной, 0,7 – 1,0 вполне достаточно. При длинной дуге швы получаются слишком широкими, а провариваются металлы не достаточно глубоко. Такие соединения не держатся долго.

При работе с вольфрамовыми электродами постарайтесь держать наконечник на минимальном расстоянии от металла, этим вы сократите дугу. Но и это еще не все хитрости качественного шва. Движение горелки должно быть плавным, не вилять из стороны в сторону. Нужно отработать положение руки, иначе любое отклонение от параллели может привести к отходам производства.

Присадка и электрод должны находиться в зоне сварочной ванны. Если вы отклоните их от потока аргона, то в область сварки попадет воздух и вся защита будет нарушена. Проволоку старайтесь подавать равномерно, без резких скачков скорости. Не плавное продвижение прутка приведет к обильному разбрызгиванию металла. В каком темпе будет идти проволока можно выяснить только на собственном опыте. Четких норм не существует. С одной стороны, этот вопрос сложен для начинающих, но, вместе с тем вы тренируете свои умения и после нескольких швов вы поймете, как следует действовать. Присадочный пруток держите под углом и перед электродом. Соблюдение этого правила облегчит вам работу и благоприятно повлияет на ровность шва.

Опытные мастера рекомендуют начинать и заканчивать процесс сварки подачей аргона. Тогда вы будете уверены в том, что кислород не попадет в зону шва. Сначала включите вентиль газа, а после начинайте разжигать дугу и совершать шов. В обратном порядке следует заканчивать сварочную работу. Отключите подачу проволоки, выключите аппарат, и только после этого закройте баллон с газом. То есть, защитная среда подается за несколько секунд раньше сварки и продолжает свое действие в течение такого же времени после завершения работ.

Аргонно-дуговая сварка требует терпения от сварщика и небольшой опыт. Определить качество проварки шва можно визуальным методом, не прибегая к измерительным приборам. Если после осмотра остывшего соединения вы обнаружите выпуклый валик, это значит, что стык выполнен неправильно и металл не полностью расплавился. Безусловно, дать стопроцентную гарантию, невозможно без специальных приборов, но понять, что шов оставляет желать лучшего, можно.

Выбор режима сварки

После того, когда вы имеете представление об аргонной сварке, нужно правильно сделать настройки аппарата, в каком режиме ему работать. Для этого существуют специальные учебные заведения, где режимы изучают на протяжении нескольких месяцев, но времени для обширной теории у нас нет, поэтому приступим в самым действенным советам.

Что такое режим сварки? Это правильный выбор полярности тока и его направленное движение, а также контроль силы тока. В зависимости от типа и размера металла все характеристики относительны. Если вы работаете со сталью, то настройте прямую полярность и постоянный ток. Если вам необходимо сварить алюминиевые детали, то полярность должна быть обратная при постоянном токе.

С силой тока все понятно, чем толще металл, тем крупнее диаметр электрода, а соответственно, больше сила тока. Но это только на словах. На практике с этим возникают сложности, как впрочем, со всеми новыми начинаниями. Новичкам следует обратиться к нормативным источникам, а бывалые мастера устанавливают этот параметр интуитивно. Со временем, у начинающих тоже все получится. Приведем несколько примеров, чтоб вы знали от чего оттолкнуться.

При толщине металла до 1 мм, используйте диаметр электрода 1,6, а силу тока установите в 40 Ампер. При толщине 1,5-2,0 мм, электрод должен быть 2 мм, ток в пределах 80-120А.

Немаловажный факт контроля расхода газа. Но это скорее относится к производству. Для сокращения этого показателя советуем использовать ламинарный поток, когда газ поступает равномерно в сварочную ванну, не перемешивается с воздухом и не пульсирует.

Достоинства и недостатки аргонодуговой сварки

В каждой работе есть свои плюсы и минусы. Начнем с хорошего:

• детали не искривляются под воздействием сильного нагрева, так как данная сварка не предусматривает такой режим;
• аргон по своим химическим свойствам тяжелее, чем воздух, поэтому он своим весом вытесняет воздух и не дает окислиться металлу;
• если приноровиться к сварке аргоном, то процесс идет быстрее и качественней;
• соединение поверхностей возможно при любых типах металла.

Теперь немного слабых звеньев:

• не стоит работать с аргоном при плохих погодных условиях на открытых территориях. Порывы ветра сдуют поток аргона, вследствие чего металл вступит в реакцию с воздухом, а это приведет к дальнейшей коррозии. Работы проводятся в закрытых помещениях с хорошей вытяжкой;
• новичкам сложно разжечь дугу и твердой рукой вести шов;
• необходимо заранее подготовить средства охлаждения, если вы используете высокий ток.

Надеемся, что наша статья помогла вам разобраться в преимуществах и особенностях аргонной сварки. Ее уникальность в том, что благодаря такой технологии, можно сваривать материалы, которые недоступны качественному соединению другими видами сварки. Например, сварка черного металла, автомобильных дисков или сварка труб аргоном выполняется только при соблюдении данного метода.

Аргонная сварка цветного и черного металла

Аргонная сварка является неотъемлемым технологическим процессом на многих производственных и ремонтных предприятиях. В среде этого газа производится сварка цветмета, таких как медь, алюминий, дюраль и чугун, также успешно варится сталь и другие черные металлы.

В обычных условиях без подачи газа образуется много пор, металл окисляется, делая соединение непрочным и недолговечным. Аргон защищает зону сваривания от проникновения в нее загрязненного воздуха, исключая образование дефектов.

Особенности аргонной сварки

К особенностям аргонной сварки следует отнести то, что в газовой среде можно варить любые металлы, не только цветные. Обычная сталь не критична к окислению, но в среде инертного газа шов получается более качественный.

В основном процесс идентичен, как и в случае обычной дуговой или полуавтоматической с подачей проволоки. Разница состоит в технологии. Для получения идеального результата накладывать расплав необходимо прерывисто, захватывая по сантиметру за раз. Так расплавленный металл лучше растекается.

Аргонно-дуговая сварка в зависимости от метода и скорости выполнения процесса соединения двух деталей из цветных металлов подразделяется на 2 вида:

Обе разновидности выполняются плавящимся электродами или неплавящимися. Во втором случае также используют присадочную проволоку или пруток в зависимости от толщины свариваемых деталей.

На современных предприятиях активно применяется именно автоматическая аргонно-дуговая сварка, потому что она позволяет получать швы высокого качества за достаточно короткое время толщиной не более 1 см и строго по ГОСТ. В качестве электрода используется проволока из похожего сплава, которая автоматически подаётся к месту сваривания. Одновременно с ней подаётся и аргон, который защищает место сваривания от окисления и образования раковин. Такой способ удобен тем, что не придется каждый раз менять электрод.

Также аргонно-дуговая сварка выполняется при помощи специальных плавящихся электродов. Они изготавливаются из вольфрама. При их выборе необходимо обращать внимание на процентное содержание дополнительных компонентов, так как универсальных не существует. В продаже различные их виды в зависимости от типа свариваемых материалов.

Также применяется аргонно-дуговая сварка неплавящимися электродами, как показано на фото. Они изготавливаются из вольфрама, металла, который имеет высокую температуру плавления, поэтому в зоне искрения не плавится. Он используется для нагрева присадочного материала, подаваемого к месту соединения.

В таблице ниже представлены основные разновидности таких электродов, предназначенные для работы с различными металлами.

Техника сварки аргоном

Принцип сваривания цветных металлов аргонно-дуговым способом основан на создании электрического разряда между плавящимся или неплавящимися электродом и свариваемой поверхностью. Электрод помещен в керамическое сопло, куда также подаётся аргон. Все это находится в держаке.

Если используется неплавящийся электрод, то одновременно в зону плавления или ванну подаётся присадочная проволока. Инертный газ, являясь более лёгким, чем кислород, вытесняет его, что исключает азотирование и прочие нежелательные процессы. На присадочный материал ничего не подаётся, поэтому он потенциально безопасен. Попадая в зону сваривания, он плавится вместе со соединяемыми деталями, образуя единый однородный соединительный шов.

Чтобы аргонно-дуговая сварка была качественной, а место соединения деталей прочным и однородным, необходимо соблюдать технологию выполнения работы. Также следует правильно подавать напряжение на электрод. На него подаются высокочастотные и высоковольтные импульсы, благодаря чему промежуток между ним и деталью успешно ионизируется, за счёт чего и образуется дуга.

Многие уверены, что она формируется при контакте, но это неверно. Именно благодаря предварительной ионизации газа в пространстве достигается такая высокая чистота сварного шва и его однородность. Формирует эти импульсы на электрод специальный прибор, называемый осциллятор. Он подключается к цепи питания постоянного напряжения от сварочного трансформатора.

Особенность осциллятора заключается в том, что он даёт возможность качественно сваривать детали на переменном токе. Это достигается за счёт его работы в качестве стабилизатора в моменты отрицательной полярности. Такой процесс обеспечивает надежное и стабильное горение дуги.

Техника сваривания аргонодуговой сваркой происходит следующим образом:

1. Мастер подготавливает соединяемые детали. Снимает кромки с одной или с двух сторон, или оставляет зазор между ними, очищает поверхность от окиси и грязи металлической щеткой.
2. После подготовки деталей работник включает аппарат аргонно-дуговой сварки и подносит горелку к детали, не касаясь ее электродом.
3. Далее, нужно включить подачу газа из баллона и импульсов на электрод формируется дуга.
4. В процессе горения искры работник подаёт присадочный материал.

Выполнять сварку таким методом следует точечно, чтобы успевала образоваться так называемая ванна. При сваривании вертикальных швов необходимо двигаться снизу-вверх. Подробный процесс сваривания деталей можно просмотреть на видео.

Режимы аргонной сварки

Для получения качественного сварного соединения цветных и черных металлов, необходимо правильно выбирать режимы аргоннодуговой сварки. Это делается на основе опыта, также можно посмотреть в справочных таблицах. Соответственно, оборудование должно обладать возможностью изменять ток под конкретные нужды.

Выбор тока и полярности

Для сваривания цветных металлов в среде аргона используется ток постоянной или переменной полярности. Ни в коем случае нельзя работать обратной его величиной, потому что в процессе возникнут сложности, связанные с плохим горением дуги и чрезмерно высоким напряжением.

Заряженные частицы двигаются в сторону положительного потенциала, поэтому электрод будет сильнее нагреваться и быстрее сгорит.

Выбор силы тока

Выбор величины тока для сварки опирается на три главных фактора: род тока, диаметр электрода и толщина свариваемых деталей. Чтобы не держать все эти цифры в голове, составим таблицу. В ней расписаны все величины в зависимости от тех или других критериев.

Аргонодуговая сварка TIG

Аргонодуговая TIG сварка – универсальная технология сваривания металлических изделий при помощи вольфрамовых электродов. Она позволяет создавать сплошные швы на тонких деталях из неферромагнитных материалов и их сплавов. Сварка TIG активно используется в отраслях тяжелой промышленности, в автосервисах и небольших мастерских.

История появления

В конце XIX столетия американский ученый Чарльз Коффин впервые использовал инертные газы для сваривания изделий из металла. Его исследования были основаны на опытах русских физиков Василия Петрова и Николая Славянова, открывших дуговой метод сварки деталей. Новая технология не позволяла сваривать заготовки из алюминия и магния, что обусловлено изменением степени окисления материалов при взаимодействии с воздухом.

В 30-х гг. XX в. технология TIG сварки была усовершенствована американскими учеными Расселом Мередитом и Нортропом Эйкрафтом. В 1941 г. инертные газы стали активно применяться для сваривания магния на постоянном токе. Спустя несколько лет специалисты компании Northrop Corporation начали использовать технологию ТИГ для соединения алюминиевых, магниевых и никелевых деталей. Это способствовало развитию авиационной промышленности и ракетостроения.

Сущность процесса сварки TIG

В переводе с английского языка аббревиатура TIG означает “вольфрам + инертный газ” (Tungsten + Inert Gas). Принцип работы ТИГ сварки заключается горении электрической дуги в аргоне. Этот инертный газ тяжелее воздуха. Он защищает свариваемые материалов от воздействия кислорода. Аргон предотвращает окисление металлов. В результате образуется аккуратный и прочный сварной шов.

Электроды для аргонодуговой сварки изготавливаются из вольфрама. Температура плавления этого химического элемента составляет 4000 °С. Он может работать со всеми разновидностями стали. Чтобы сварить прочный шов, нужно периодически производить заточку вольфрамового электрода. Эта процедура позволит увеличить срок эксплуатации электрического проводника и снижает риск сокращения его ресурсных показателей. Выделяют следующие значение углов заточки электродов:

1. 10–20 °С: при малой силе электротока.
2. 20-30 °C: при средних значениях тока.
3. 60-120 °C: при повышенной силе электротока.

Если угол заточки меньше 20 °С, то физические свойства вольфрамового электрода изменятся. При высоких температурах (свыше 90 °C) устойчивость электрической дуги во время горения снижается. Заточку необходимо производить вдоль поверхности электрического проводника, чтобы не деформировать его. Точение осуществляется при помощи болгарок, кругов из мелкозернистых абразивных материалов и наждачной бумаги. Для обеспечения высокой точности заточки рекомендуется закрепить электрод на стержне шуруповерта или дрели.

Заточенный электрический проводник закрепляется на конической трубке, расположенной на сопле горелки. Часть электрода накрывается футляром, предотвращающим короткое замыкание. Для TIG сварки необходимо использовать горелки РГА-150 или РГА-440. Их основные параметры указаны в ГОСТ 5.917-71.

ГОСТ 5.917-71 Горелки ручные для аргонодуговой сварки типа РГА-150 и РГА-400

Горелка с электрическим проводником помещается в сварочную ванну с инертным газом. В результате электрод изолируется от кислорода. Запуск аргона контролируется при помощи функциональных кнопок на горелке. Во время настройки горелки рекомендуется увеличить вылет электрода. В этом случае электрическая дуга сможет сваривать труднодоступные элементы металлических заготовок.

В процессе аргонодуговой сварки плавящимся электродом происходит разжигание электрической дуги. Во время ее горения расплавляются кромки свариваемых деталей. В сварочных ваннах без газа электронная дуга не сможет стабильно гореть. В результате увеличится пористость шва, снижающая его прочность.

При ТИГ сварке не рекомендуется применять неплавящиеся электроды. В этом случае электрическая дуга не загорится при взаимодействии вольфрамового проводника с металлической поверхностью. При розжиге дуги неплавящимися электродами образуется слабая искра, что обусловлено высокой степенью ионизации инертного газа.

Если в процессе TIG сварки между свариваемыми металлами образуется зазор, то нужно использовать присадочную проволоку. Это приспособление позволит создать прочный шов, не подвергающийся разрывам или изломам. Диаметр проволоки зависит от ширины свариваемых заготовок и формы шва.

Для создания прочных соединений металлов при помощи технологии TIG используются следующие приборы:

1. Источник электрического тока – блок питания.
2. Осциллятор – устройства для вырабатывания высокочастотного тока, разжигающего электрическую дугу.
3. Инвертор – прибор, преобразующий постоянный ток в переменный.
4. Баллоны с инертным газом.
5. Редуктор – устройство для преобразования передаваемых мощностей в полезную работу.
6. Газовая горелка.
7. Соединительные коннекторы и крепежные механизмы.

При помощи этого оборудования можно сваривать изделия из нержавейки, латуни, меди и бронзы.

Чтобы правильно выбрать приборы для TIG сварки, нужно учитывать следующие факторы:

• напряжение блока питания;
• наличие опции смены полярности;
• возможность сваривания толстых деталей в течение длительного периода времени;
• наличие жидкостной системы охлаждения, предназначенной для понижения температуры горелки;
• возможность регулировки работы инвертора при помощи дисплея;
• способность работать на производственных линиях.

Основным аппаратом для аргонодуговой сварки является сварочный инвертор. Он способен конвертировать постоянный ток в переменный, изменяя значение его частоты. Сварочный инвертор обладает следующими достоинствами:

1. Высокая эффективность и прочность конструкции, что позволяет создавать швы высокого качества за короткий промежуток времени.
2. Автономность работы. Во время эксплуатации сварщик может менять местоположение инвертора.
3. Компактность. Прибор имеет небольшой размер и весит не более 3 кг.
4. Высокий КПД, что позволяет создавать большое количество швов при минимальных ресурсных затратах.
5. Низкий расход электроэнергии, что позволяет сэкономить множество финансовых средства.
6. Низкая сложность управления. Сварщик может регулировать плавную подачу тока в ручном режиме.

Сварочный инвертор можно сконструировать в домашних условиях при помощи графических схем. Для этого нужно приобрести комплект шлангов, осциллятор и устройство для задержки подачи электротока. Самостоятельная сборка сварочного инвертора позволит сохранить большое количество денежных средств. Для осуществления монтажных работ человек должен знать основы механики и иметь опыт работы с платами и небольшими деталями.

Применение

ТИГ сварка активно используется в промышленности из-за высокой температуры горения электрической дуги. Эта технология позволяет сваривать детали из углеродистой и нержавеющей стали, чугуна, алюминия и иных тугоплавких металлов. Технология TIG нашла применение в следующих сферах:

• машиностроение;
• пищевая промышленность;
• строительство зданий и объектов инфраструктуры;
• сооружение нефтяных вышек и буровых конструкций;
• прокладка трубопроводов;
• космонавтика и ракетостроение;
• строительство самолетов, поездов и кораблей.

ТИГ сварка используется в бытовых условиях. С помощью этой технологии можно устранить трещины в радиаторе автомобиля, изготовить кухонную посуду или металлические сушители для полотенец.

Преимущества и недостатки

Выделяют следующие преимущества аргонодуговой сварки:

1. При сваривании металла его поверхность не деформируется, что обусловлено узкой зоной прогрева.
2. Сварочный шов не требует очистки.
3. Экологичность: ТИГ сварка не оказывает негативное влияние на окружающую среду.
4. Универсальность: этот метод сваривания металлов можно применять при обработке деталей разной толщины и формы.
5. Низкая сложность технологического процесса. Сваривание изделий при помощи технологии TIG могут производить сварщики, не имеющие высокой квалификации.
6. Аргон не позволяет свариваемым деталям взаимодействовать с кислородом, что позволяет увеличить прочность сварочного шва.

ТИГ сварка имеет следующие недостатки:

1. Высокая стоимость используемого оборудования.
2. Низкая эффективность при сваривании изделий на открытом воздухе. Для защиты металлов от кислорода необходимо увеличивать подачу инертного газа, что приводит к перерасходу ресурсов.
3. Для обработки труднодоступных участков необходимо дополнительно обрезать электрод или увеличивать его вылет.
4. При использовании функции TIG Lift во время эксплуатации сварочных инверторов на поверхности заготовок могут возникнуть следы.

Основные недостатки ТИГ сварки зависят от профессиональных навыков сварщика и опыта работы.

Сварочный источник питания

Для подачи электричества в процессе TIG сварки используются следующие виды источников питания:

1. Блок питания для MMA сварки. Он имеет внешнюю вольтамперную характеристику, позволяющую осуществлять розжиг электрической дуги.
2. Блок питания AC/DC. Он оснащен функциональными кнопками, позволяющими регулировать форму шва. С помощью этого устройства можно производить сварку как при переменном, так и при постоянном токе.
3. Установки PROTIG и MECHTIG. Они созданы на базе инверторного источника питания DC. Управление процессом сварки осуществляется при помощи компьютерного устройства.

Выбирать блок питания необходимо в соответствии со схемами сварочного инвертора. В противном случае приборы не смогут подключиться к единой электросети. Важно, чтобы сварочные инверторы для TIG сварки были оборудованы влагоотделителями. Они не позволяют влаге проникнуть аргоновую среду. При попадании жидкости на свариваемую поверхность на шве появиться множество трещин.

Используемые сварочные материалы

Для TIG сварки требуются следующие материалы:

• защитные газы;
• электрические проводники (электроды);
• присадочные прутки и проволоки.

Сварочные материалы обеспечивают стабильное горение электрической дуги и получение сварных беспористых швов с высокой устойчивостью к механическим воздействиям.

Защитные газы

Защитные газы для TIG сварки оказывают влияние на перенос металлов, форму и физические характеристики шва. Они позволяют увеличить скорость и эффективность сварки. Чаще всего в качестве защитного газа используется аргон. Он имеет невысокую теплопроводность и низкий потенциал ионизации. При сварке деталей в аргоновой среде шов получается глубоким и узким.

Также в качестве защитного газа для ТИГ сварки может использоваться гелий. Он легко проводит тепло и обладает высоким потенциалом ионизации. При сваривании изделий в гелиевой среде увеличивается ширина шва. Данный инертный газ обеспечивает стабильное смачивание свариваемых заготовок по краям.

Электроды для аргонодуговой сварки состоят из прочного вольфрама, являющегося одним из самых тугоплавких химических элементов. Они улучшают качество шва слабо нагреваются при горении электрической дуги. В следующей таблице представлен расход вольфрамовых электродов при аргонодуговой сварке деталей из различных материалов:

Как выполняется сварка аргоном

Не все современные металлы могут быть надежно сварены традиционным способом. Поверхность конструкций из алюминия и сплавов некоторых цветных металлов при контакте с кислородом покрывается пленкой. Это снижает плотность шва. Сварка аргоном, в отличие от простой, электродуговой, позволяет защитить металл от окисления и обеспечить высокое качество шва.

Как работает аргоновая сварка

Аргон обладает редкими достоинствами:

• выводит воздух из рабочей области, защищая ее от сторонних газов;
• не образует взрывчатых смесей с кислородом;
• как инертный газ, не вступает в химическую реакцию с рабочими металлическими поверхностями.

Аргон создает защитное облако в зоне сварки. Он тяжелее воздуха, поэтому имеет свойство скапливаться у пола, вызывая дефицит кислорода у сварщика. В качестве электрода можно использовать вольфрамовую проволоку, т.к. температура в столбе дуги стремится к 2000°C.

Выделяют следующие технологические особенности аргонодуговой сварки:

1. Металлические детали зачищают и обезжиривают. Это можно сделать химически или механически.
2. Чем ближе расположен электрод к металлу, тем проще будет достичь нужной температуры сварочной ванны, размера и плотности шва.
3. Электрод ведут по шву, избегая поперечных движений. Так он становится ровным, без потери глубины.
4. Необходимо следить за скоростью подачи присадки. Проволока и электрод должны всегда оставаться под защитой аргонного облака.
5. Следует избегать рывков, сопровождающихся отскакиванием металла. Газ подают в сопло равномерно.
6. Если работа проводится на открытом воздухе, нужно обеспечить дополнительную защиту в виде ограждения. Даже слабый ветер нарушает защитную газовую среду.
7. Сварочный шов накладывают медленно, с соблюдением методики подачи газа. Включают газ за 15 секунд и выключают спустя 10 секунд после наложения шва.
8. Расход веществ рассчитывают по утвержденным нормам. Слишком большой поток газа не будет преимуществом. В результате его защитные свойства снизятся. Существует 2 подхода к определению расхода: по количеству затраченной проволоки или по метражу шва. Второй расчет оптимален для больших объемов.
9. Заканчивают работу, снижая напряжение с помощью реостата — важного элемента сварочного процесса. Если отвести горелку без соблюдения этого правила, к шву откроется доступ нежелательным газам.
10. Если работают с большим количеством деталей, сначала делают пробный ход на незаметном участке.

Классификация и режимы

Систематизация учитывает степень автоматизации труда и плавкость электрода.

Классификация аргонной сварки:

• ручная сварка в среде аргона с применением неплавящегося электрода РАД;
• автоматическая с использованием неплавящегося элемента ААД;
• аргонодуговая автоматического типа с применением неплавящегося электрода ААДП;
• полуавтоматическая, когда часть процесса выполняется программно, а затем специалист дорабатывает изделие вручную.

Несмотря на глобальную автоматизацию, ручной и полуавтоматический методы по-прежнему наиболее популярны. Крупные предприятия комбинируют несколько типов, что создавать сварные соединения в разных положениях и на любых этапах производства.

Подбор режима требует от мастера не только знания теории, но и практического мастерства.

Во время обучения учитывают следующие закономерности:

1. Полярность и направление тока неотделимы от свойств металла. Для деталей из рядовых сталей применяют постоянный ток прямой полярности, а для бериллия — постоянный ток обратной полярности.
2. На выбор силы свариваемого тока влияют размер электрода, вид и величина заготовок, полярность. Можно положиться на опыт или воспользоваться готовыми таблицами экспертов. Чаще всего в них приводятся значения в амперах для основных толщин металла и диаметров электрода.
3. Напряжение на дуге зависит от ее длины. Чем она короче, тем чище получаются швы. Если размер увеличивается, дуга горит неустойчиво, электрод разбрызгивается. Теряется глубина плавления металла. Одна из характеристик опытного сварщика — умение выдерживать неизменную длину дуги.
4. От того, с какой силой и насколько быстро выходит газ из газопламенной горелки, зависит его итоговый расход. Пульсация увеличивает расход.

Область применения

Метод используют для соединения сталей, содержащих легированные элементы, и цветных металлов, включая предельно тонкие, оцинкованные или гальванизированные. Также технологию аргонодуговой сварки применяют в тех областях, где решающее значение имеют стойкость и долговечность сварочных швов, когда при этом они должны выглядеть эстетично.

Таким способом изготавливают узлы и ключевые компоненты в автомобиле- и ракетостроении, рамы транспортных средств, преднапряженные конструкции. Метод незаменим при работе с алюминиевыми заготовками.

Необходимое оборудование

Сварка в среде аргона требует больших вложений в оборудование и материалы, с которыми сварщик не сталкивается при ручном дуговом способе.

В первую очередь необходимы:

• аппарат для дуговой сварки с оптимальным напряжением;
• силовой прибор для подачи напряжения на горелку;
• осциллятор для поддержания напряжения и создания импульса, сохраняющего стабильность дуги;
• устройство, которое подает аргон на сварочную зону;
• качественная горелка с керамическим соплом;
• баллон с аргоном, шланг для его присоединения к горелке;
• вольфрамовая проволока;
• электрический трансформатор для подачи напряжения к коммутирующим устройствам;
• индуктивно-емкостный фильтр;
• средства индивидуальной защиты работника (шлем, перчатки и т.д.).

Эксперты рекомендуют выбирать устройства и приборы лидеров сварочного производства, несмотря на более высокую стоимость.

Во-первых, принцип работы оборудования нового поколения построен на оптимизации расхода материалов, электроэнергии и времени. Во-вторых, оно имеет высокий класс безопасности и сильно опережает дешевые аналоги по качеству результата.

Помимо штатного оборудования, потребуются расходные материалы:

• чистый аргон или смесь с добавлением гелия;
• баллоны (бывают многоразовыми);
• сварочные рукава;
• редуктор.

Присадки для аргонодуговой сварки

С помощью присадок заполняют сварочную ванну. Они упрощают создание шва при работе с легированными и жаропрочными сталями, титаном, никелем, алюминием и некоторыми другими металлами.

Используется присадочный материал следующих типов:

1. Из коррозионно-стойких сталей. Применяют в случае, когда необходима защита шва от коррозии.
2. Алюминиевые. Шов, созданный с использованием таких присадок, не разрушается под действием высоких температур.
3. Медные. Позволяет добиться высокой электропроводности и текучести.
4. Никелированные. С этим присадочным материалом достигается устойчивость шва к окислению. Незаменим при работе с чугуном — металлом, сложным в термической обработке.

Техника безопасности

При работе со сжиженными газами нужно соблюдать правила безопасности. Они подробно описаны в ГОСТе 12.3.003-86. Несмотря на то, что утвержденная техника безопасности относится к промышленным объектам, эти правила следует соблюдать и в быту.

Основные требования ГОСТа при работе с аргоном:

• нельзя работать рядом с легковоспламеняющимися веществами;
• нужно убрать все посторонние вещи;
• необходимо организовать постоянную вентиляцию для быстрого удаления продуктов сгорания;
• оборудование должно быть исправным, материалы — сертифицированными;
• нельзя приступать к работе без предварительного инструктажа и получения базовых теоретических знаний;
• сварщик обязан использовать маску или защитные очки, предпочтительно «хамелеоны».

Этапы ручной аргонодуговой сварки

Чтобы добиться высоких результатов, ради которых и выбирают эту технологию, рекомендуют соблюдать следующую последовательность действий:

1. Химическим или механическим способом убрать с рабочих поверхностей грязь, масло, влагу. Посторонние фракции усилят пористость и шероховатость шва. Зазор между кромками тщательно зачищают. В производстве распространен метод пескоструйной и дробеструйной очистки, позволяющей добиться максимальной гладкости металла.
2. Включить подачу газа не позднее, чем за 14-16 секунд. При этом горелка с электродом должна находиться в правой руке, на минимальном расстоянии от металла. Проволоку удерживают другой рукой. После подачи тока между электродом и металлом возникнет дуга.
3. Вести горелку ровно вдоль шва, плавно распуская проволоку. Присадок укладывают перед горелкой под углом к металлу. Рывки и колебания руки по горизонтали недопустимы.
4. Следить, чтобы аргон постоянно покрывал сварочную зону, включая проволоку и горелку.
5. Непосредственно перед окончанием работы понизить напряжение, удерживая дугу. Оставить газ включенным еще на 12-14 секунд.

Автоматическая сварка

Автоматическое оборудование работает так же, как и ручное. Но управление производится через заданную программу. Функция специалиста — правильно выбрать материалы и режим, а затем проконтролировать результат.

К преимуществам автоматической сварки относят:

• повышенную скорость, производительность, особенно если создаются идентичные детали;
• надежность и привлекательный вид швов;
• снижение риска ошибки специалиста.

Однако у метода есть и отрицательные стороны:

• в ходе последовательной работы с разными деталями и режимами приходится каждый раз перенастраивать оборудование;
• аппарат обойдется дороже ручного;
• возможен массовый брак заготовок, если сбой не был замечен вовремя.

Преимущества и недостатки

Аргонодуговая сварка обладает преимуществами, недостижимыми при использовании других способов обработки металла:

• возможна работа с материалами, чувствительными к высоким температурам (титан, чугун), т.к. поверхность нагревается слабо и исключается деформация изделия;
• шов получается качественным, а затраченное на его создание время сокращается;
• работать может даже непрофессионал, цеховых условий не требуется;
• для некоторых металлов и сплавов это единственный доступный способ, поскольку кислород действует на них крайне негативно.

Как и любой метод, сварка в среде аргона имеет недостатки:

• дополнительное оборудование, часто дорогостоящее;
• выбор режима работы требует опыта и сноровки;
• требуется постоянное или переменное напряжение;
• сварка восприимчива к сквозняку и ветру, поэтому необходимо закрытое помещение с вентиляцией.

Преимущества аргонодугового метода обусловлены полезными свойствами газа, которые позволяют создавать прочные и ровные соединения. Недостатки же имеют организационный характер и легко преодолимы. Технология применяется для художественной сварки по металлу при создании арт-объектов.

Оборудование для аргонодуговой сварки

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

Виды оборудования, применяемого для аргонодуговой сварки

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

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

Оборудование используемое для выполнения работ в инертных газах

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

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

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

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

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

Инверторные сварочные аппараты

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

Инверторный аппарат аргонно дуговой сварки обладает рядом существенных преимуществ:

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

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

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

Горелка для аргонно дуговой сварки с неплавящимся электродом

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

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

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

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

Горелка для аргоно дуговой сварки с плавящимся электродом

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

Достоинства данного вида:

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

Применяется при сваривании нержавеющих сталей и алюминия.

Аргонная сварка своими силами

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

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

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

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