Технология аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом

Аргонодуговая сварка. Технология и оборудование

Без такой операции, как сварка сегодня не обходится ни одна стройка, ни одно производство, где необходимо соединить металлические детали. Этот вид соединения считается одним из быстрых и довольно качественных. Существует несколько видов сварки, но в этой статье, речь пойдет именно об аргонодуговой. Чем она примечательна, ее плюсы и минусы, все это будет рассмотрено ниже.

Технология

Аргонодуговая сварка ― это по сути та же ― электродуговая, но в ней используется инертный газ ― аргон, который подается в место горения электрической дуги. Международных обозначений аргонодуговая сварка имеет аж целых два- это TIG (сварка неплавящимися вольфрамовыми электродами в среде газа — аргона) и MIG/MAG (сварка электродной проволокой в среде аргона или углекислого газа).

Таким образом, создается газовая среда, в которой происходит плавление металла. Благодаря тому, что аргон не вступает во взаимодействие с металлом, он не меняет его химический состав и это большой плюс. То, что этот газ тяжелее на 1/3 воздуха, способствует вытеснению последнего из среды дуги, и изоляции расплавленного металла от воздействия атмосферы.

Это защищает сварочный шов от образования оксидной пленки и в целом улучшает качество соединения металла. Бывают случаи, когда к аргону добавляют кислород в количестве 4%. Это обусловлено тем, что при сгорании кромок металла, внутри газовой среды, аргон полностью не защищает шов от разного рода загрязнений и влаги. А кислород сжигает эти вредные примеси, исключая образование пористости шва. Но это делают в основном там, где необходимо очень высокое качество сварочного соединения. Обычно достаточно одного аргона.

Принцип работы

Оборудование для аргонной сварки состоит из: сварочного аппарата ― в который входит инверторный преобразователь для образования электродуги, осциллятор, горелка, баллон с аргоном, газовые шланги и сварочные кабеля.

Аргонодуговая сварка (tig) неплавящимся электродом

Перед началом работы включается аппарат и подается аргон. Для образования электродуги, сварщик приближает вольфрамовый (при сварке неплавящим электродом) электрод на небольшое расстояние к детали. На этом этапе есть один важный нюанс. Дуга не сможет образоваться при прямом соединении электрода с деталью, как при электросварке. Это из-за того, что для создания в среде аргона дуги, необходима высокая ионизация. А так как вольфрамовый электрод тугоплавкий (температура плавления около 5000 °C) и практически не сгорает, отсутствует образование газов, способствующих ионизации и зажиганию дуги. Потому в таких случаях используется ― осциллятор.
Осциллятор ― это устройство, обычно установленное в сварочном аппарате для аргонодуговой сварки, которое зажигает электродугу в случае с неплавящим электродом. Происходит это следующим образом: поднося горелку с вольфрамовым электродом на небольшое расстояние к детали, осциллятор подает на электрод высоковольтный импульс высокой частоты, который электрически пробивает расстояние к детали образуя ионизацию в газовой среде. Благодаря этому происходит зажигание дуги и дальнейшее ее горение.

При использовании постоянного тока сварки, применяется подключение прямой полярности. То есть на корпус изделия подается «плюс», а на электрод «минус». Делается так потому, что при таком подключении, на детали, то есть «плюсе», выделяется до 70% тепла, а на электроде ― «минусе» всего 30%. Вследствие этого, металл детали плавится, а электрод меньше подвержен сгоранию. Исключением является сварка алюминия. В этом случае лучшие результаты получаются при сварке переменным током, так как при этом разрушается образование оксидной пленки. Что касается осциллятора, то при использовании переменного тока, после зажигания дуги, он переходит в режим стабилизации, подавая импульсы пробоя каждый раз, когда меняется полярность. Это обеспечивает стабильное горение электродуги.

Ввиду того, что вольфрамовый электрод не плавится, для образования шва в место горения дуги добавляется присадочный материал, который сварщик держит левой рукой, и при надобности подает.

В соединяемых деталях под действием температуры образуется ванночка с расплавленным металлом. Так как горелка имеет вход для подключения газового шланга, аргон по специальной полости проходит к газовому соплу и вырывается наружу между ним и вольфрамовым электродом. Таким образом, как бы «окутывая» электрод и варочную ванночку.

Помимо полости для газа, еще горелка имеет впускной и выпускной патрубки для подачи холодной жидкости и отвода нагретой. Это необходимо для охлаждения сопла горелки ввиду сильного перегрева.

Аргонодуговая сварка плавящимся электродом

В этом случае, роль электрода выполняет стержень из металла, с нанесением рутила. При прямом касании электродом детали, происходит короткое замыкание (как при обычной электродуговой сварке), вследствие чего образуются пары расплавленного металла, которые и дают ионизацию в газовой среде аргона. Дуга зажигается благодаря этим парам, поэтому применение осциллятора в этом случае нет необходимости. Присадочная проволока подается вручную или специальным автоматизированным механизмом, в виде барабана с проволокой, роликов и электродвигателя с редуктором. Обычно такой вид оборудования находиться на специализированном сварочном посту.

Область применения

Аргонодуговая сварка (tig и mig/mag) с успехом применяется при соединении цветных металлов, легированных сталей и алюминия. Также она хороша при сварке алюминиевых и титановых сплавов. Например, легкосплавных дисков и других узлов автомобиля. При малой толщине свариваемых поверхностей, сварка аргоном может проводиться без дополнительных присадок.

Аргонная сварка плавящим электродом, применяется при соединении нержавеющей стали и алюминия.

Плюсы аргонодуговой сварки

Основными достоинствами аргонодуговой сварки являются:

1) высокое качество получаемого шва;

2) равномерное проплавление глубины металла;

3) незаменима при сваривании изделий из тонкого листового алюминия;

4) широкая сфера применения, начиная от автомастерских и заканчивая авиастроением;

5) не требует частой замены электрода, что не образует дефектов при остановке и возобновлении работы.

Недостатки аргонной сварки

1) при ручной сварке ― низкая производительность;

2) для качественной сварки, необходима высокая квалификация и достаточная практика;

3) автоматический вариант ― не всегда удобен, так как применяется для однопрофильных длинных швов. При сваривании коротких и разной ориентации соединений ― не практична;

Из рассмотренного выше понятно, что такой вид сварки намного эффективнее и универсальнее обычной электродуговой. Понятно, что для домашних целей это может быть дорогое удовольствие, но применяя эту технологию в бизнесе, оборудование с лихвой себя окупит за минимальный срок.

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.

Описание технологии аргонно-дуговой сварки

Технология аргонодуговой сварки

Основное отличие сварки с аргоном от обычного электродного метода заключается в том, что работы проводятся с использование защитного облака создаваемого с помощью аргона. При этом температура в столбе дуги достигает 2000°C, что позволяет использование вольфрамовой неплавящейся проволоки в качестве основного расходного материала.

Другими особенностями технологического процесса являются:

• Электрод необходимо располагать как можно ближе к поверхности обрабатываемого металла. Это позволяет обеспечить необходимую температуру сварочной ванны при аргонно-дуговой сварке и обеспечить необходимую толщину шва и глубину провара. Чем дальше электрод от металла, тем ниже качество наложенного шва.
• Направленность движений — вести электрод необходимо вдоль шва. Отсутствие колебательных движений помогает создать эстетически привлекательный шов. При этом от мастера требуется практика, чтобы создать все необходимые условия для достаточного провара.
• Сущность технологических процессов аргонно-дуговой сварки сводится к тому, чтобы в момент наложения шва на него не воздействовал кислород и азот, выделяющийся во время сгорания металла. Необходимо следить за тем, чтобы электрод и присадочный материал постоянно находились в защитном облаке аргона.
• Скорость подачи проволоки должна быть равномерной. Должны отсутствовать рывки, при которых наблюдается разбрызгивание металла. Техника электродуговой сварки в среде аргона подразумевает последовательность действий мастера: правильно выбранный угол подачи присадочной проволоки впереди горелки, строгое соблюдение направленности нанесения шва и точные настройки относительно интенсивности подачи газа на горелку.
• Скорость сварки — наложение сварного шва осуществляется медленно. При этом необходимо учитывать возможные металлургические процессы, присущие этому методу обработки. К примеру, подача газа на поверхность детали должна начаться на 10-15 сек. раньше, а закончится, спустя 7-10 сек после наложения сварного шва. Заваривание кратера осуществляют с помощью реостата (снижая силу тока на дугу). Расчет расхода аргона при сварке выполняют с помощью специальных таблиц и норм. Основные положения можно узнать в ГОСТ 14771 76.

Большинство нюансов связанных с выполнением работ мастер узнает с помощью практики. Некоторую помощь можно получить из специальных справочников и пособий для проведения сварочных работ в среде защитных газов. Производители оборудования также стараются заинтересовать потенциального покупателя и предоставляют множество полезной информации и расчеты режимов сварки в инструкции по эксплуатации.

Особенности методики аргонно-дуговой сварки заключаются в правильном комбинировании: подачи проволоки, воздействия вольфрамового электрода, интенсивности подачи аргона и скорости наложения шва. Регулировать все эти составляющие станет проще по мере получения опыта.

Оборудование для аргонодуговой сварки

Горелка — конструкция горелки для аргонодуговой сварки может быть разной в зависимости от метода проведения работ. Так, наложение сварного шва может осуществляться как плавящимся, так и неплавящимся электродом. Популярностью пользуется и сварочная горелка с водяным охлаждением. Водяное охлаждение горелки позволяет поддерживать необходимую температуру сварной ванны и не допускать перегрева электрода.

Осциллятор — это устройство обеспечивает поджигание дуги с помощью бесконтактного метода. Преимуществом использования осциллятора является возможность поддержания стабильной дуги при использовании переменного тока. Сварочные аппараты для аргонодуговой сварки не могут обойтись без осциллятора, так как зачастую приходится обрабатывать металлы без возможности непосредственного прикосновения электродом к поверхности. Особенностью осциллятора является то, что он генерирует разряд с мощностью 4-8 кВт, достаточный для пробивания дугового промежутка.

Балластный реостат — еще одна необходимая деталь. Балластный реостат помогает регулировать силу тока подаваемого на дугу и подбирать оптимальные параметры при работе с различными металлами. Профессиональный инверторный сварочный аргонодуговой аппарат для сварки, часто имеет встроенный балластный реостат. Не помешает реостат и при работе начинающего мастера на оборудовании бытового предназначения.

Источник напряжения — существуют как трансформаторные установки, так и сварочные инверторы для аргонно-дуговой сварки. Инверторный вариант более предпочтителен. Инвертор создает равномерное напряжение необходимой частоты, что обеспечивает условия для качественного наложения сварного шва. Инверторная установка аргонодуговой сварки может работать как от напряжения в 220В, так и от 380В. Максимальная производительность достигается при подключении к трехфазной сети.

Дополнительные аксессуары — для выполнения сварных работ на профессиональном уровне не обойтись без сварочного поста. Сварочный пост часто называют столом, но он представляет собой нечто большее. Сварочный пост — это полностью укомплектованное рабочее место, существенно облегчающее процесс выполнения работ и увеличивающий качество результата. Стол для сварки может быть как стационарным, так и передвижным. Пост обеспечивает своевременный отвод отработанных газов, а также дает защиту от случайного попадания искры на поверхности находящиеся рядом.

Практика показала, что начинающим мастерам легче удается достичь необходимого качества, используя сварочный инвертор аргонно-дуговой сварки. Инвертор дает стабильную дугу, что облегчает процесс нанесения сварного шва.

Автоматическая аргонодуговая сварка

Механизированная — в оборудовании горелкой управляет непосредственно сварщик, проволока подается автоматически.

Автоматизированная — технологический процесс и нанесение сварного шва происходит под надзором оператора, управляющего оборудованием. Движение горелки и подача проволоки выполняется с помощью автоматики.

Роботизированная — сварочное оборудование для автоматической аргонодуговой сварки плавящимся электродом в таком случае полностью выполняется с помощью механизма. Контроль над режимом, нанесением сварного шва и другими аспектами контролирует компьютерный процессор, следуя заложенной программе.

Механизированная сварка в России используется чаще всего. Поэтому, при выполнении сварных работ большое значение играет человеческий фактор, а именно квалификация мастера.

Присадочные материалы для аргонодуговой сварки

Присадочные прутки для аргонодуговой сварки используются для наполнения сварной ванны при подаче аргона. Этот материал применяют при обработке металлов имеющих свойства, которые усложняют наложение шва. В зависимости от характеристик и состава, электроды для сварки в среде аргона могут быть обязательны при работах с чугуном, алюминием, никелем, титаном и другими цветными металлами и также легированной и жаропрочной сталью.

В зависимости от основного материала различают следующие присадки:

Техника ручной аргонодуговой сварки

Максимально удобно выполнять ручную сварку с помощью инверторного оборудования с механической подачей присадочного материала.

Как правильно варить аргонодуговой сваркой

Область применения аргонодуговой сварки

Техника безопасности при аргонодуговой сварке

Проведение работ с использованием среды защитного газа регламентируются согласно ГОСТ 12.3.003-86. В ГОСТе требования, предъявляемые к промышленному применению, но их рекомендуется соблюдать и в бытовых условиях.

В первую очередь ограничения связаны с вредными веществами, образующимися в процессе выполнения работ и другими потенциально опасными ситуациями.

Некоторые положения этого ГОСТ приведены ниже:

Организация рабочего места — запрещается проводить работы рядом с легковоспламеняющимися смесями и материалами. На сварочном посту не должно находиться ненужных посторонних предметов, мешающих выполнению работ.

Необходимо обеспечить стабильную вентиляцию рабочего места, при необходимости подключить систему принудительного удаления продуктов сгорания.

Перед началом работ надо удостовериться в исправности оборудования.

Мастер должен регулярно проходить инструктаж в кабинете охраны труда и сдавать соответствующие экзамены.

Запрещается использование тройников, редукторов и других приспособлений для одновременного подключения сразу нескольких горелок.

Необходимо обеспечить рабочего средствами индивидуальной защиты. Для предотвращения термического воздействия на человека при резке и сварке толстостенных металлов используются перчатки и горелки с удлиненным штативом.

Маска для сварки или специальные очки являются обязательным условием для выполнения работ. Хорошо зарекомендовали себя маски «хамелеоны». Сварочные маски со стеклами «хамелеонами» самостоятельно меняют затемнение в зависимости от воздействия излучения.

Комплектующие и расходные материалы

Недостатки аргонодуговой сварки

Как и у любого метода, у аргонодуговой сварки есть свои недостатки. К ним относится:

• Большое количество дополнительно используемого оборудования.
• Сложность правильного подбора, режима выполнения работ. Для начинающего мастера выбрать необходимые параметры крайне сложно. При работе с некоторыми металлами требуется импульсная сварка, на другие шов наносится точечным методом с перерывами. Может потребоваться использование постоянного или переменного напряжения.
• Невозможность полной защиты шва при сквозняке или сильном ветре.

При этих недостатках у метода проведения сварочных работ в среде аргона есть и свои положительные стороны.

Pereosnastka.ru

Обработка дерева и металла

Аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом — дуговая сварка, осуществляемая с использованием вольфрамового электрода и внешней защиты аргоном, вдуваемым в зону сварки. Аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом может быть ручной и автоматической. Сварка возможна без подачи и с подачей присадочной проволоки. Этот процесс предназначен главным образом для металлов толщиной менее 3—4 мм. Большинство металлов сваривают на постоянном токе прямой полярности. Сварку алюминия, магния и бериллия ведут на переменном токе.

При прямой полярности (плюс на изделии, минус на электроде) лучше условия термоэлектронной эмиссии, выше стойкость вольфрамового электрода и допускаемый предельный ток. Допускаемый ток при использовании вольфрамового электрода диаметром 3 мм составляет ориентировочно при прямой полярности 140—280 А, обратной — только 20—40 А, при переменном токе — промежуточное значение 100—160 А. Дуга на прямой полярности легко зажигается и горит устойчиво при напряжении 10—15 В в широком диапазоне плотностей тока.

При обратной полярности возрастает напряжение дуги, уменьшается устойчивость ее горения, резко уменьшается стойкость электрода, повышается его нагрев и расход. Эти особенности дуги обратной полярности делают ее непригодной для непосредственного применения в сварочном процессе. Однако дуга обратной полярности обладает важным технологическим свойством: при ее действии с поверхности свариваемого металла удаляются окислы и загрязнения. Это явление объясняется тем, что при обратной полярности поверхность металла бомбардируется тяжелыми положительными ионами аргона, которые, перемещаясь под действием электрического поля от плюса (электрод) к минусу (изделие), разрушают окисные пленки на свариваемом металле, а выходящие с катода (поверхности изделия) электроны способствуют удалению разрушенных окисных пленок. Этот процесс удаления окислов называется катодным распылением. Указанное свойство дуги обратной полярности используют при сварке алюминия, магния, бериллия и их сплавов, имеющих прочные окисные пленки. Но так как при постоянном токе обратной полярности стойкость вольфрамового электрода низка, то для этой цели используют переменный ток При этом удаление пленки, т. е. катодное распыление, происходит, когда свариваемое изделие является катодом. Таким образом при сварке неплавящимся электродом на переменном токе в определенной степени реализуются преимущества дуги прямой и обратной полярности, т. е. при этом, обеспечивается и устойчивость электрода и разрушение окисных пленок.

Дуга возбуждается замыканием электрода и металла угольным стержнем или кратковременным разрядом высокой частоты и напряжения с помощью осциллятора.

Ручную сварку производят наклонной горелкой углом вперед, угол наклона к поверхности изделия составляет 70—80°. Присадочную проволоку подают под углом 10—15° (рис. 49). По окончании сварки дугу постепенно обрывают для заварки кратера, при ручной сварке — ее постепенным растяжением, при автоматической — специальным устройством заварки кратера, обеспечивающим постепенное уменьшение сварочного тока. Для защиты охлаждающегося металла подачу газа прекращают через 10—15 с после выключения тока.

Примерный режим ручной аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом стыкового соединения из высоколегированной стали толщиной 3 мм: диаметр вольфрамового электрода — 3—4 мм, диаметр присадочной проволоки 1,6—2 мм, сварочный ток—120— 160 А, напряжение на дуге 12—16 расход аргона — 6—7 л/мин.

Аргонодуговой сваркой выполняют швы стыковых, тавровых и угловых соединений. При толщине листа до 2,5 мм целесообразно производить сварку с отбортовкой кромок, при малой величине зазора (0,1—0,5 мм) можно сваривать тонколистовой металл толщиной от 0,4 до 4 мм без разделки кромок. Допустимый зазор тем меньше, чем меньше толщина свариваемого материала. Листы толщиной более 4 мм сваривают встык с разделкой, при этом допустимый зазор должен быть не более 1,0 мм.

Разновидности аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом. Разработано несколько разновидностей сварки вольфрамовым электродом, основанных на увеличении проплавляющей способности дуги за счет увеличения интенсивности теплового и силового воздействия дуги на свариваемый металл. К этим разновидностям относятся: сварка погруженной дугой, с применением флюса, при повышенном давлении защитной атмосферы, импульсно-дуговая, плазменная сварка.

Сварка погруженной дугой. С увеличением диаметра электрода и силы тока увеличивается давление дуги и удельное количество вводимого тепла. Под давлением дуги происходит оттеснение под электродом жидкого металла. Дуга при этом погружается в сварочную ванну, а поддержание заданного напряжения (длины дуги) достигается опусканием электрода ниже поверхности свариваемого металла. Глубина проплавления достигает 10—12 мм и выше, расход аргона в сопло горелки- составляет 15—20 л/мин, в приставку для защиты остывающего шва— 15—30 л/мин и на обратную сторону шва 6—10 л/мин.

Сварка с применением флюса. Нанесение на поверхность свариваемого металла слоя флюса небольшой толщины (0,2—0,5 мм), состоящего из соединений фтора, хлора и некоторых окислов, способствует повышению сосредоточенности теплового потока в пятне нагрева и увеличению проплавляющей способности дуги. При этом благодаря концентрации тепловой энергии повышается эффективность проплавления и снижаются затраты погонной энергии при сварке.

Сварка при повышенном давлении защитной атмосферы. Мощность дуги возрастает с увеличением давления защитной атмосферы при неизменном токе и длине дуги. Дуга при этом сжимается, благодаря чему увеличивается ее проплавляющая способность примерно на 25—60%. Этот способ можно использовать при сварке в камерах с контролируемой атмосферой.

Импульсно-дуговая сварка вольфрамовым электродом. Заключается в применении в качестве источника тепла импульсной (пульсирующей) дуги с целью концентрации во времени теплового и силового воздействия дуги на основной и электродный металл. При стесненном теплоотводе полнее используется тепло на расплавление основного металла, чем при сварке постоянной дугой. Проплавляющая способность импульсной дуги наиболее эффективно проявляется при сварке тонколистовых материалов толщиной 2—3 мм и меньше.

Жесткость режима при заданной энергии импульса и длительности цикла характеризует проплавляющую способность дуги. Изменяя параметры режима импульсно-ду-говой сварки можно в широких пределах изменять кристаллизацию металла и таким образом влиять на свойства сварных соедине^ ний. Технологические преимущества сварки импульсной дугой вольфрамовым электродом в наибольшей степени проявляются при сварке тонколистовых материалов — практически отсутствуют дефекты формирования шва, провисание и подрезы, улучшаются условия формирования шва в различных пространственных положениях, снижаются требования к квалификации сварщика при ручной сварке. Так как для сварки металла определенной толщины требуется значительно меньшая погонная энергия, существенно уменьшаются деформации и прожоги тонколистовых материалов. Таким образом, импульсно-дуговая сварка вольфрамовым электродом предназначена главным образом для регулирования проплавления основного металла и формирования шва при сварке тонколистового металла Сварка сжатой дугой осуществляется переменным или постоянным током прямой полярности. Возбуждают дугу с помощью осциллятора. Для облегчения возбуждения дуги прямого действия используют дежурную дугу, горящую между соплом горелки и электродом. Для питания плазмообразующей дуги требуются источники питания сварочного тока с рабочим напряжением до 120 В, а в некоторых случаях и более высоким.

Сжатой дугой можно сваривать практически все металлы в нижнем и вертикальном положениях. В качестве плазмообразующего газа используют аргон и гелий, которые также могут быть и защитными. К преимуществам плазменной сварки относятся высокая производительность, малая чувствительность к колебаниям длины дуги, устранение включений вольфрама в металле шва. Без скоса кромок можно сваривать металл толщиной до 15 мм с образованием провара специфической грибовидной формы, что объясняется образованием сквозного отверстия в основном металле, через которое плазменная струя выходит на обратную сторону изделия. По существу, процесс представляет собой прорезание изделия с заваркой места резки. Плазменной струей сваривают стыковые и угловые швы. Стыковые соединения на металле толщиной до 2 мм можно сваривать с отбортовкой кромок, при толщине свыше 10 мм рекомендуется делать скос кромок. В случае необходимости используют дополнительный металл.

Сварка вольфрамовым электродом: особенности и преимущества.

Неплавящиеся электроды получили такое название из-за того, что будучи токопроводящими материалами, имеют очень высокую температуру плавления и в сварочном процессе не плавятся, а только незначительно обгорают. Бывают угольные, графитовые, вольфрамовые, они выпускаются в виде прутков. Здесь мы рассмотрим электроды из вольфрама.

Вольфрам как сварочный материал

Этот элемент относится к металлам. Он самый тугоплавкий, очень твердый и хрупкий, температура его плавления составляет почти 35000 С. Электрод в составе своем имеет непосредственно самого вольфрама от 95% до 99,5%. Остальное приходится на прочие добавки- оксиды тория, церия, лантана, циркония, иттрия. Перечисленные оксиды вводят в пруток исходя из назначения конкретной марки.

Назначение

Главное назначение этого электрода – сварка спецсталей, алюминия, магния и различных легких сплавов, тугоплавких металлов и металлов малых толщин, для работы, где предъявляются очень строгие требования.

Электроды из вольфрама делятся на три типа:
1.Для переменного тока. Используются для работы с магнием, алюминием,их разновидностями и сплавами, в случае необходимости защиты ванны от грязи.
2. Для постоянного тока. В эти прутки для сварки вводят иттрий или торий. Последний элемент радиоактивный. Не рекомендуется увлекаться работой в закрытых пространствах. Применяют для сварки меди, титана, никеля, тантала, бронзы, сталей аустенитного типа(нержавейки), углеродистых сплавов.
3. Универсальные электроды. Замечательно проявляют себя в работе как на переменном, так и на постоянном токе. Применение «универсалов» распространено в работе на трубопроводах. Хорошо и незаметно соединяют тонколистовой металл.

Марки и маркировка

Электроды так же разбиваются по маркам, имеют буквенную маркировку, а концы прутков обозначаются определенны цветом.
1. WP(зеленый). Выполнен из вольфрама. Содержание в пределах 99,5%. Работают с магнием и алюминием.
2. WC-20 (серый). Содержит 2% оксида церия. Этот стержень универсальный. Применяют для сварки трубопроводов на неповоротных стыках.
3. WL-15, WL-20 (синий). С добавлением лантана, отличается устойчивой дугой. Самый используемый в промышленности. Швы из-под этого электрода долговечные и чистые. Работает на постоянном токе.
4. WT-20 (красный). В составе присутствует торий. Несмотря на радиоактивность, этот электрод очень «ходовой» благодаря отличным сварочным свойствам тория, который запросто соединяет самые «капризные» сплавы. Работает на постоянном токе.
5. WZ-8 (белый). Сюда добавляется оксид циркония. Очень любит чистоту. Рекомендуется переменный ток. Приступая к работе, следует закруглить электрод. Хорошо работает по алюминию.
6. WY-20 (темно-синий). Этот стержень покрывают тонким иттриевым слоем. Применяются для ответственных и важных конструкций.
Следует учитывать, что при выборе конкретного электрода определяют свойства свариваемого металла. Иногда для одного изделия нужны разные марки.

Область применения в сварочном производстве

Работать вольфрамовым электродом хорошо при работе с металлом толщиной от 0,1 до 6 мм. Допускается работать без присадки, при толщине стенки не пболее 2мм.Шов формируется за счет расплавленных кромок. Для более толстого металла требуется присадочный материал в виде присадочной проволоки или пластин, которые подаются в зону дуги или уложены в разделку. Стыковые и угловые швы в любом положении в пространстве выполняют автоматически, полуавтоматически или вручную.

Важнейшим условием для работы является ограждение сварочной ванны от воздействия воздуха. Поэтому сварочный процесс вольфрамом ведется в защите от инертных газов (чаще всего аргона), а сварку такой назвали аргонно-дуговой. Аргон — газ инертный. Это значит, что он не вступает в реакцию с расплавленным металлом, и поскольку аргон тяжелее воздуха, он его вытесняет и надежно защищает ванну. Необходимо, чтобы в защите аргона была вся сварочная ванна, конец присадки и сам электрод.

Подготовка и сборка кромок

Чтобы качество сварки обеспечивалось надежно, особенно когда конструкция тонколистовая, необходима правильная и точная подготовка, предварительную сборку и прихватку кромок выполнять в сборочно-сварочных приспособлениях.

Чистота соединения

Следует особое внимание обращать на чистоту свариваемого соединения и самой рабочей части стержня. Если конец электрода будет загрязненным или обгоревшим, кромки соединения не зачищены, есть опасность попадания кусочка вольфрама в ванну и образования в структуре шва вредного включения. Во избежание лишнего соприкосновения электрода с поверхностью металла, используют осциллятор – устройство для бесконтактного возбуждения дуги.

Режим сварки

Обязательно нужно строго соблюдать сварочный режим, то есть подобрать силу тока, следить за расходом газа, соблюдать скорость подачи электрода вдоль шва — это залог качества соединения.

Особенности сварки электродами из вольфрама
Главная особенность вольфрама — это его высокая температура плавления. А в совокупности с инертной аргоновой защитой эти электроды творят просто сварочные чудеса! Достаточно сказать, что диапазон толщин имеет размах от десятых долей миллиметра до десятков миллиметров, сила тока может быть от нескольких ампер до сотен ампер. Нет в природе такого металла, стали или сплава, который не мог бы быть сварен аргонно-дуговой сваркой. В последние годы, наряду с художественной ковкой, с художниками-кузнецами все больше приобретают популярность художественная аргоновая сварка и художники-сварщики.

Некоторые обязательные технологические требования:
При ручной сварке, следует соблюдать следующие требования
• движение ведется справа налево;
• при работе с изделиями толщиной до 2-2,5мм горелку необходио держать под углом 60 градусов к поверхности изделия, а когда толщина деталей больше 2-2,5мм, то угол настраивать примерно в 90 градусов .Поперечные колебания не рекомендуются.
Если процесс проходит в автоматическом или полуавтоматическом режиме, то пруток направляется так, чтобы он двигался впереди дуги.

Сварка алюминия

Ведется на переменном токе. Перед началом сварки нужно обязательно зачистить и подвергнуть травлению (смачиванию кислотой) кромок.

Недостатки аргонно-дуговой сварки вольфрамом
Как и у всякого способа сварки, этот метод так же имеет и минусы. Это проблемы при работе на улице, на сквозняке, процесс становится труднее при работе на большом токе (работа с алюминием), так как требуется принудительное охлаждение.
Некоторые обязательные правила аргонодуговой сварки

Чтобы правильно провести сварку, нужно следовать простым правилам:
1. В работе с тонколистовым металлом, для получения точности нужно использовать сборочно-сварочную оснастку.
2. Стержни должны иметь идеальную чистоту на конце.
3. Рекомендуется подобрать правильный режим сварки.
4. Надежно защищать и держать ванну под струей аргона.
Придерживаясь всех правил и пользуясь нужными знаниями для проведения сварочных работ, вы добьетесь качественного шва и наградите себя долгими годами спокойствия.