24artstroy.ru

Строительный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Аргонодуговая сварка WIG/TIG

Аргонодуговая сварка WIG/TIG

Для обозначения аргонодуговой сварки могут применяться следующие названия:

  • РАД – ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом,
  • ААД – автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся электродом,
  • ААДП – автоматическая аргонодуговая сварка плавящимся электродом.

Для обозначения аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом:

  • TIG – Tungsten Inert Gas (Welding) – сварка вольфрамом в среде инертных газов
  • GTAW – Gas Tungsten Arc Welding – газовая дуговая сварка вольфрамом

Общие характеристики аргонодуговой сварки

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

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

Технология аргонодуговой сварки неплавящимся электродом

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

Рисунок. Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом, схема процесса

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

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

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

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

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

Область применения и преимущества аргонодуговой сварки

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

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

Недостатки аргонодуговой сварки

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

Область применения

Данная технология применяется только на различных предприятиях по выпуску металлоконструкций. Это обусловлено дороговизной используемого оборудования, сложностью настройки и прочими нюансами. Вручную сварить одну-две детали намного проще, чем настраивать автоматические машины. Это целесообразно только при достаточно больших загрузках. Системы являются универсальными и могут перестраиваться под заданный предел параметров. Автоматическая аргонодуговая сварка используется для высоколегированных металлов, цветных, а также для разнородных, с чем не может справиться какой-либо другой вид. Если ручная разновидность применяется для ремонта, то эта служит преимущественно для сваривания новых деталей.

Читать еще:  Как правильно варить алюминий электродами?

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.

Именно от правильности выбора толщины электрода и силы тока зависит качество выполненных вами работ. Помните: чем толще соединяемый металл, тем больше диаметр должен быть у используемых вольфрамовых электродов, соответственно, тем выше сила тока. В инструкции по эксплуатации, которая прилагается к аппарату, вы можете найти все данные по силе тока и диаметру электродов в зависимости от толщины соединяемых деталей.

Наибольшей популярностью сегодня пользуются ААД и РАД сварка. А вот профессионалы, которым нужно выполнять большой объем работ, используют мощные полностью автоматические установки.

Общие понятия

Аргонодуговая сварка — что это?! В технологии используется электрическая дуга и газ. Этакий гибрид — электро-газовое соединение металлов.

С электродугой понятно: она плавит свариваемые кромки материала и соединяет их.

А вот аргон призван защищать место сварки от вредных примесей и газов, т.е. он вытесняет кислород из рабочей ванны и изолирует место сварки от воздействия атмосферы.

А зачем это нужно ? При соединении цветных металлов и легированных сталей, кислород плохо влияет на качество шва, а алюминий даже возгорается. Вот для решения таких проблем и применяют газ аргон, который тяжелее воздуха на 38%.

Подача газа происходит заблаговременно, перед зажиганием дуги и прекращается после завершения сварных действий.

Аргон из-за отсутствия реакции в районе рабочей зоны, получил название — инертный.

Сварка аргоном выполняется плавящимся или неплавящимся — вольфрамовым электродом. Недаром, в старых электропечах для приготовления пищи использовали вольфрамовую спираль, ввиду её тугоплавкости.

Читать еще:  Раствор сульфата железа с железными электродами

Электроды производятся разных диаметров и материалов под каждый вид свариваемых металлов.

Разновидность сварочной технологии делится на 3 вида:

  1. РАД — ручная аргонно дуговая сварка неплавящимся электродом;
  2. ААД — автоматическое соединение неплавящимся электродом;
  3. ААДП — автоматизированный процесс с плавящимся электродом.

Оборудование

Если вы надумали все сделать своими руками, то здесь одним аппаратом не обойтись. Необходимое оборудование:

  • горелка;
  • сварочный трансформатор;
  • осциллятор для поджига дуги;
  • регулятор времени обдува аргоном;
  • баллон с редуктором;
  • электроды;
  • присадочная проволока;
  • очки и перчатки сварочные;
  • другие вспомогательные приборы.

В конструкцию горелки входит: вольфрамовый электрод, выступающий за пределы керамического сопла на 3-4 мм, форсунка для аргона, токо-газоподводящий узел и кнопка включения газа.

Осциллятор вырабатывает высоковольтные импульсы, которые подаются на электрод для зажигания дуги. При простой сварке — это достигается касанием электрода о свариваемую поверхность. А вольфрамовый электрод без осциллятора загрязняется.

Сейчас можно легко приобрести новые и б/у аргоновые баллоны со стандартным рабочим давлением 150 АТМ. Цена за баллон 40л на 2016 год от 4 000 рублей.

Таблица технических характеристик:

Также, на рынке есть баллоны на 5, 10, 20 и 50 литров. Цены и характеристики смотрите в таблице:

Самый простой вариант — это купить аргонно дуговой аппарат TIG полной комплектации и баллон с газом.

Оборудование TIG различается по своим возможностям. Например, для сварки алюминия подходит аппарат образующий переменный ток (АС). А для стальных изделий берут прибор постоянного тока (DC). Лучше приобретать универсальный агрегат, совмещающий оба режима и подходящий под ваше рабочее напряжение сети.

Смотрите полезное видео, что такое TIG сварка и где она применяется:

Выбирайте аргоновый сварочный аппарат под себя — цены начинаются от 14 000 рублей. Есть возможность оформить товар в кредит.

Видео-обзор аппарата аргонно-дуговой сварки Tesla TIG MMA 250 (отзывы хорошие):

Итак, перечень необходимого оборудования для аргоновой сварки:

  • источник тока (аппарат TIG);
  • газовый баллон с редуктором и шлангом;
  • горелка;
  • электроды — диаметр подбирается от толщины свариваемых изделий;
  • присадочная проволока — пруток, материал аналогичный свариваемому;
  • маска и специальные перчатки.

По тексту статьи вы можете прикинуть среднюю цену оборудования аргоновой сварки.

Принцип технологии

Рассмотрим технологию РАД — руки сварщика держат горелку и присадочную проволоку.

Перед работой очищаем поверхность соединяемых изделий и крепим провод на массу. Берем горелку в одну руку, а проволоку в другую и подносим оборудование к поверхности металлов на расстояние 2-3 мм. Включаем кнопкой на горелке подачу газа на 15 секунд раньше подачи тока.

Через определенное время, появится электрическая дуга между электродом и металлом, которая плавит кромки изделий и проволоку. Медленно ведя горелку по шву и подавая присадочную проволоку, получаем красивое и надежное соединение (не всегда).

Тут без сноровки не обойтись. Проволоку необходимо держать впереди горелки под углом. С помощью проб и ошибок, технологию освоить можно!

Смотрите видео, как правильно варить аргоном:

Видео-обзор основных вариантов применения и приспособлений TIG сварки:

О сварке плавящимся электродом

Для соединений в среде аргона плавящимся электродом применяют особые установки и аппараты. Сваривание происходит при помощи спецгорелки, оснащенной маленьким электродвигателем, который подает проволоку из катушки.

Видео-обзор полуавтомата Тесла MIG MAG ММА 300 предназначенного для сварки плавящимся электродом:

Преимущества и недостатки метода

Какие плюсы и минусы имеет сварка аргоном? Недостатки:

  • оборудование сложное для новичков;
  • сварочные работы требуют опыта и сноровки;
  • при ручном способе, низкая скорость выполнения работ.
  • сварной шов защищен от воздействия атмосферы;
  • нагрев металла слабый, опытное изделие не меняет форму;
  • возможность соединения любых сплавов;
  • сфера применения безгранична;
  • редкая замена электродов.

Знайте, цена за сантиметр аргонной сварки по стране колеблется от 30 до 300 рублей и факт владения аппаратом, тоже можно отнести к плюсам.

Почему такая существенная разница в цене за см? Зависит от качества оборудования, материала и жадности фирм предоставляющих подобные услуги.

Итоги

Подведем итоги: теперь вы знаете, что это такое — аргонно дуговая сварка? И если выполнять сварочные работы вам приходится довольно часто, то приобрести такое оборудование — стоит!

Аргонодуговая сварка и её правила

При корректной аргонодуговой сварке неплавящимся электродом помните 3 базовых пункта:

  1. Корректные настройки без которых что-то может пойти наперекосяк. Регулируйте выдачу аргона, тока для удержания требуемой дуги.
  2. Благодаря профессиональности сварщика, после нужных настроек, он может придержать дугу в постоянной выработке идеального шва. Так что для этого вам и нужна твёрдая рука и навыки профессионала. Если прут будет подан неправильно, а дуга будет периодически пропадать – то будет вероятность неправильного соединения.
  3. Место для склейки это залог удачного шва. Мастеру не должно что-то мешать. Необходимо пространство для движений и для установки инструмента. Плоскость на которой будет проводиться склейка (стоять аппарат и прочее) обязан быть прочным при появлении высоких температур в окружающей среде. Найдите подходящее место для необходимых под рукой деталей. Помните про качественную вентиляцию. Небезопасные вещества выделяются, когда проводятся склейка. Не должно быть сквозняков – они плохо сказываются на конечном результате.
Читать еще:  Сварка нержавейки электродом в домашних условиях

Принцип работы сварочного оборудования

В состав сварочного оборудования входят:

  • Сварочный аппарат любого типа для дуговой сварки, у которого напряжение холостого хода: 60-70 вольт.
  • Контактор силовой, с помощью которого напряжение будет подаваться от сварочного аппарата на горелку.
  • Осциллятор. Этот прибор преобразует сетевое напряжение 220 вольт и частотой колебания 50 Гц в напряжение 2000-6000 вольт с частотой 150-500 кГц. Эти параметры электрического тока позволяет легко зажечь дугу.
  • Устройство обдува зоны сварки аргоном.
  • Горелка керамическая.
  • Баллон для аргона, он с горелкой соединяется через редуктор и шланг.
  • Электрод неплавящийся и присадочная проволока.

Как работает аргонная сварка, можно посмотреть видео, но принцип таков. Сначала производится настройка сварочного режима и очистка соединяемых металлов. В правую руку берется горелка, в левую присадочная проволока, она не подключена к электроэнергии. На рукоятке горелки есть специальная кнопка, с помощью которой можно подавать защитный газ в зону сваривания. Включается подача газа за 20 секунд до начала производства сварочных работ.

Горелку нужно опустить так, чтобы между неплавящимся электродом и свариваемыми поверхностями осталось маленькое расстояние – в пределах 2 мм. Кстати, электрод вставляется в горелку таким образом, чтобы из нее торчал конец длиною не более 5 мм. Внутри горелки есть защелка, в которую вставляется электрод любого диаметра.

Включается сварочный аппарат, и напряжение подается на электрод. Между ним и стыкуемыми металлами возникает дуга. Из сопла горелки в это время подается аргон, который собой покрывает зону сваривания. Сварщик в сварочный стык подает присадочную проволоку, которая под действием электрической дуги расплавляется и покрывает собой зазор между деталями. При этом производится медленное движение вдоль шва.

Нельзя зажигать электрод при помощи соприкосновения его со свариваемыми металлами. Для розжига специально используется осциллятор, как это показано на видео.

Факты о названии сварки

1. Маркировка буквами латинского алфавита

Интересно, что название данного вида сварки несколько отличается в разных странах, и незнание маркировки может ввести в заблуждение разнообразием аббревиатур. Например, в англоязычных странах аббревиатура, которой маркируется аргонодуговые сварочные инверторы – это TIG. Расшифровывается как «Tungsten Inert Gas» – сварка вольфрамовым (на шведском вольфрам – «tungsten») электродом в среде инертного газа. Именно эта маркировка часто употребляется на территории Европы и Средней Азии.

В Германии, в связи с особенностями немецкого языка маркировка состоит из букв WIG, то есть Wolfram Inert Gas. В Соединенных Штатах Америки аббревиатура GTAW или же Gas Tungsten Arc Welding, то есть сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа.

2. На территории Российской Федерации дуговая сварка в среде защитного газа имеет собственные обозначения

Согласно ГОСТ 14776-79, технология аргонодуговой сварки неплавящимся электродом обозначается ИН и ИНп. Маркировка ИН говорит о том, что сварочный процесс производится в среде инертного газа, при помощи неплавящегося электрода. Если же используются присадочные металлы, добавляется маленькая буква «п».

3. Как правильно говорить: «аргонно-дуговая» или «аргонодуговая» сварка?

Согласно ГОСТ 2601-84, существует единственно верное понятие аргонодуговой сварки.

Технические условия и стандарты

Некоторые виды работ, товаров и услуг в плане качества контролируются государством. Причиной такого контроля стало межотраслевое значение. Государственные стандарты (ГОСТ) содержат перечень требований к каждой продукции, к каждому результату деятельности, подлежащему стандартизации. Это документ, основывающийся на международных стандартах и учитывающий передовой опыт, а также все достижения науки и техники. Стандартизация была введена еще во времена существования СССР. Стандарты не могут быть статичными, поэтому с течением времени они изменяются.

ГОСТы в России обязательны лишь для оборонной продукции, однако в строительстве они имеют огромное практическое значение, ведь основными показателями конструкция являются безопасность и надежность. Некоторые путают государственный стандарт с техническими условиями. На самом деле ТУ регламентируют производство тех товаров, которые не подлежат стандартизации по ГОСТ. Можно сказать, что ТУ – есть результат разработки предпринимателей, которые являются производителями. Хоть ТУ не является гостом, но они не противоречат государственному документу, а наоборот, дополняют его.

В некоторых источниках по запросу можно встретить всего один документ. Однако он далеко не полностью отражает все стандарты, касающиеся аргонодуговой сварки, ее подготовки и проведения. Перечень всех нормативных документов содержит ГОСТы, принятые в разное время. На сегодняшний день насчитывается 9 документов.

  • ГОСТ 5.917-71 определяет требования к ручным горелкам РГА-150 и РГА-400.
  • ГОСТ 14806-80 содержит информацию о параметрах аргонодуговой сварки сплавов, содержащих алюминий.
  • ГОСТ 14771-76 по своей структуре похож на предыдущий документ. Только здесь речь идет о дуговой сварке в защитном газе, как об обобщенном процессе.
  • ГОСТ 7871-75 определяет параметры алюминиевой сварочной проволоки для сварки TIG.
  • ГОСТ 2246-70 – документ, в котором прописаны требования к стальной проволоке.
  • ГОСТ 23949-80 – стандарт, применяемый к вольфрамовым электродам для аргонодуговой сварки.
  • ГОСТ 18130-79 и ГОСТ 13821-77 регламентируют работу оборудования, включая полуавтоматы и выпрямители.
  • ГОСТ 10157-79 определяет стандарт для самого инертного газа (аргона).

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector