Аргонодуговая сварка: что это такое, как правильно варить аргоном

Аргонодуговая сварка TIG– это сварка с использованием неплавящихся вольфрамовых электродов в среде защитного газа, расшифровывается как Tungsten Inert Gas.  В данной статье мы разберем все тонкости TIG сварки от подбора материалов и оборудования, до технологии и режимов сварки.

ПОДГОТОВКА ЗАГОТОВКИ

Для получения качественных сварных соединений перед процессом сварки нужно хорошо очистить поверхность заготовки в зоне сварки. Поверхность должна быть обработана и обезжирена. На поверхности не должно быть ржавчины, грязи и краски. По возможности нужно удалить чешуйчатые слои. Во многих случаях достаточно чистки. Для чистки и смазки заготовки необходимо использовать подходящие растворители.  Если на поверхности есть ржавчина, краска или другие сильные загрязнения, поверхность необходимо обработать шлифованием или механическим способом.

Для обработки коррозионностойких заготовок можно использовать щетки из нержавеющей стали, что бы частицы щетки не остались на поверхности металла. В случае с алюминием важно, чтобы на поверхности не было толстой оксидной пленки,  иначе в шве могут образоваться поры.

Если Вы используете вольфрамовый электрод, его необходимо заточить перед началом работы. Обычно вольфрамовые электроды затачиваются, чтобы высота конуса заточки равнялась 2-3-ем диаметрам электрода. Такая заточка позволит сфокусировать дугу, улучшить позиционирование и уменьшить рассеивание тепла от дуги при сварке.

ПОДБОР ЭЛЕКТРОДОВ

Вольфрамовые электроды имеют цветовую маркировку, отражающую их тип и химический состав. При выборе можно руководствоваться таблицей:

Присадочный материал

Присадочные прутки, используемые при сварке TIG, обычно имеют форму стержня длиной 1000 мм. Они имеют индивидуальную маркировку (штампик) с указанием ГОСТ или AWS, чтобы избежать путаницы. Присадочный прутки по назначению делятся на:

• для сварки газовой сварки;
• для нержавеющих сталей;
• для алюминия и его сплавов;
• для меди.

Защитный газ

Защитный газ используется при TIG сварке, что бы защитить рабочую зону от внешней окружающий среды. Обычно используют аргон, либо смесь гелия с аргоном. Какие защитные газы, используются при TIG сварке?

• Аргон – инертный газ, не горючий и невзрывоопасный. Аргон тяжелее воздуха в 1.380 раз, он обеспечивает прекрасную газовую защиту сварочной ванны. Сам по себе аргон вытесняет кислород. Работа с ним должна производиться в хорошо вентилируемом помещении.
• Гелий – в отличии от аргона, гелий легче воздуха, что усложняет защиту сварочной ванны. Требует большего расхода гелия. В сравнении с аргоном гелий обеспечивает более стабильный дуговой процесс и большую глубину проплавления металла. Может применяться в смеси с аргоном.
• Азот – химически пассивный, негорючий и невзрывоопасный. Обычно используется в качестве инертного газа при сварке меди, неплавящимся электродом. Может применяться в смеси с аргоном.

Смеси защитных газов подбирают для конкретных сварочных задач. Смешение позволяет придать газу требуемые свойства. Оптимальной считается смесь 35-40% аргона, который обеспечивает стабильность дуги, и 60-65% гелия, обеспечивающий высокую степень проплавления. Азот, как правило, используется при сварке меди, т.к. в ней не растворяется и не вступает в реакцию.

НЕОБХОДИМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Что бы приступить к работе, Вам понадобится аппарат и горелка для аргонодуговой сварки, вольфрамовые электроды, газовый баллон заполненный газом, редуктор,  присадочный материал. Для сварки применяют выпрямители и преобразователи. Газовый редуктор приобретается в зависимости от вашего рабочего газа.

В зависимости от назначения они имеют разную цветовую маркировку:

• Кислородный газ – голубой;
• Ацетиленовый газ – белый;
• Водородный газ – зеленый;
• Пропан-бутановый – красный
• Метановый – красный.

Данные маркировки используются в СНГ, цветовые маркировки редукторов зарубежных производителей могут отличаться от указанных.

КАК ВАРИТЬ АРГОНОМ?

Сварка в среде защитных газов TIG может выполняться с и без присадочного материала. При аргонодуговой сварке неплавящийся электрод формирует дугу, плавящую кромки соединяемых деталей и присадочный материал. В качестве неплавящихся электродов при сварке можно использовать вольфрамовые электроды. При сварке без присадочного материала шов формируется за счет расплавления кромок, при сварке с присадочным материалом – сварочная проволока или пруток.

За 30 секунд до начала сварочного процесса подайте инертный газ в рабочую зону. Горелку следует вести под углом 60-90°, а присадочный материал подается под углом 10-15° к плоскости изделия. Присадочную проволоку или пруток нужно вводить не в столб дуги, а сбоку, возвратно-поступательными плавными движениями. Поток защитного газа должен равномерно охватывать сварочную ванну и разогретую часть присадочного прутка.

С целью защиты металла от взаимодействия с воздухом процесс сварки осуществляют на минимальных режимах. Сварку следует выполнять без перерыва. Во время горения сварочной дуги под электродом на поверхности свариваемого изделия образуется углубление, в котором находится жидкий металл (сварочная ванна). При резком обрыве дуги сварочная ванна оказывается частично не заполненным металлом. В результате уменьшается сечение шва и снижается прочность сварного соединения, образуется кратер. При любом обрыве дуги следует ее плавно гасить, медленно перемещая горелку на ранее выполненный участок шва. После прекращения сварки, нужно в течении 10-15 секунд держать горелку над швом, для защиты металла от окисления.

Расход защитного газа определяется в зависимости от положения шва в пространстве, наличия воздушных потоков, состава защитного газа и других факторов. В среднем он составляет 7-13 дм³/мин.

СВАРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ИМПУЛЬСАМИ

Сварка импульсной дугой применяется для соединения тонкого металла. При сварке импульсами ток большей силы включается периодическими импульсами. В перерыве между короткими импульсами сварочная ванна частично кристаллизируется, что снижает вероятность прожогов. В  паузах между импульсами поддерживается дежурная дуга с меньшим значением силы тока. Регулировка соотношения между значением рабочего и дежурного тока, а так же длительности импульсов и пауз позволяет выполнять швы на весу во всех пространственных положениях.

Толщина заготовки и параметры сварки

Минимальная толщина заготовки при TIG сварке составляет 0,3 мм для стали и 0,5 мм для алюминия и меди. Скорость сварки этим методом низкая. При определении параметров сварки необходимо учитывать, что аргонодуговой аппарат позволяет выставить только силу тока, напряжение дуги определяется длиной дуги, которую поддерживает сварщик. Следовательно, чем больше длина дуги, тем выше ее напряжение.

Средства защиты

При сварке методом TIG нужно использовать средства индивидуальной защиты:

• Перчатки
• Фартук сварщика, либо специализированный костюм
• Маска

Маска предназначена для сварщика во время сварочного процесса. Маска защищает глаза от света, голову от попадания брызг, способна защитить от ультрафиолетового излучения.
Для аргонодуговой сварки мы рекомендуем выбирать маску Хамелеон. Маска Хамелеон с автоматическим светофильтром позволит контролировать процесс сварки от момента зажигания дуги, до момента ее погашения. Для TIG сварки оптимальна маска с четырьмя оптическими датчиками, по крайней мере, не менее трех. При TIG сварке на постоянном DC токе, особенно на малых токах, порой дуга бывает настолько стабильной, что практически не мерцает, и датчики воспринимают ее как фоновое освещение и светофильтр самопроизвольно открывается в процессе сварки. Вероятность случайного открытия светофильтра тем ниже, чем больше датчиков имеет светофильтр.

При выборе сварочной маски, следуют обращать внимание на описание, в котором будет указана возможность сварки аргонодуговым способом.

ИТОГИ

Аргонодуговая сварка является трудоемким и низкопроизводительным методом сварки, позволяющим получить качественные и эстетичные сварные соединения, а также позволяет варить тонколистовой металл. Это и обусловило сферы применения данного метода. Он широко применяется в аэрокосмической промышленности. В быту аргонодуговая сварка применяется при ремонте отопительных систем, а также для ремонтно-восстановительных работ автомобилей. Аргонодуговая TIG сварка широко применяется в кузовных мастерских.

Поскольку сварочная горелка TIG работает с низким током, этот метод оптимален для работы с тонкими деталями или заготовками.

Одно из самых больших преимуществ сварки – это степень контроля. Сварщик может точно контролировать температуру и силу тока с помощью ножной педали или пульта дистанционного управления. Работа с пультом дистанционного управления, позволяет сварщикам быстро переключаться с работы над тонкими металлическими деталями, на толстые, за счет регулировки силы тока. Это позволит повысить производительность сварщика при работе с заготовками различных толщин.

TIG сварка требует навыков и терпения, поскольку этот процесс может занять много времени. Он сложен в изучении, но дает возможность выполнять задачи, для которых ни один другой метод не применим.

МЕХАНИЗИРОВАННАЯ TIG СВАРКА (GTAW)

Технологии не стоят на месте и сейчас сварщик уже не всегда должен держать горелку в руках, чтобы выполнить сварное соединение.

GTAW – это автоматизированная дуговая сварка неплавящимся электродом в среде инертного защитного газа.

В зависимости от уровня механизации, она делится на:

• Механизированная. Горелка находится в руках сварщика, присадочный пруток подается механизированным способом;
• Автоматическая. Перемещение горелки и подача присадочного прутка полностью механизированы, процессом управляет оператор;
• Роботизированная. Перемещение горелки и подача присадочного прутка полностью механизированы, не нуждается в управлении оператором.