ТИГ сварка — особенности технологии

Аргонная сварка (TIG) — распространенная технология сварки,  являющаяся оптимальным способом соединения деталей и конструкций из алюминия. Сварка данного металла в обычных условиях крайне проблематична, поскольку при контакте нагретого алюминия с кислородом на его поверхности образуется пленка окиси, ухудшающая качество сварного шва.

TIG сварка

TIG сварка алюминия предусматривает подачу к точке соприкосновения электрода и металла защитного газа — аргона, давление которого оттесняет кислород, что позволяет выполнить соединение наилучшего качества. В данной статье рассмотрены особенности данного метода, приведена инструкция по его реализации своими руками и показан самодельный аппарат для ТИГ сварки.

1 Преимущества и недостатки метода

Аргонодуговая сварка, помимо соединения алюминиевый конструкций, широко востребована и при работе с другими металлами, к которым относится сталь, медь, чугун и титан, а также драгоценные сплавы — золото и серебро. Данная аргонная сварка является незаменимой в случаях необходимости соединения трудносвариваемых металлов.

К преимуществам данного метода относится:

• минимальная зона нагрева детали, что позволяет сохранить ее первоначальную форму;
• аргон — инертный газ, обладающий большим чем у воздуха весом, что позволяет ему полностью вытеснять кислород из зоны нагрева заготовки;
• тепловая мощность дуги при использовании аргона увеличивается, благодаря чему возрастает скорость проведения работ;
• аргонодуговая сварка достаточно проста в реализации, обучение процессу не занимает много времени;
• сварной шов получается аккуратным и минимальным по размерам, он не портит внешний вид заготовки.

Однако есть у технологии и недостатки. Ключевым из них является риск ухудшения качества стыка при работе на сквозняке либо ветре, так как часть подаваемого аргона может сдуть потоком воздуха. Также отметим достаточно высокую сложность настройки сварочного оборудования своими руками и необходимость применения дополнительного охлаждения в режиме высокотемпературной дуги.
к меню ↑

1.1 Особенности технологии

Характерной особенностью ТИГ метода является использование тугоплавкого вольфрамового электрода — вольфрам это металл, температура плавления которого составляет 3410 градусов. В процессе соединения сотой части грамма вольфрама достаточно для проходки шва длиной 1 метр, что обуславливает минимальный расход электродов при работе.

Также могут использоваться специальные электроды из вольфрама, покрытого легирующим слоем из оксидов редкоземельных металлов, за счет которых он получает дополнительную температурную устойчивость. К таким металлам относится — церий, цирконий, лантан и иттрий.

Процесс TIG сварки

ТИГ электроды предназначены для многоразового использования. Какой бы расходник не был выбран, в процессе сварки он вставляется внутри керамического сопла аппарата, через которое выдувается защитный газ — аргон.

В упрощенном очерке процесс выглядит следующим образом: первоначально к детали подключается сварочный аппарат и подается масса, после чего сварщик берет горелку с электродом и присадку (проволоку из алюминия либо специального сплава), горелка включается и между кончиком вольфрамового электрода и стыкующимися деталями возникает электродуга. Дуга плавит присадочную проволоку и кромки соединяющихся конструкций, что приводит к формированию сварочного шва, который стает монолитным после отвердевания.

На первый взгляд все предельно просто, однако итоговое качество сварного шва зависит от множества факторов — мощности инвертора, качества используемого электрода, степени защиты зоны плавления аргоном, опыта сварщика. По сути, ТИГ сварка является гибридной технологией, совмещающей в себе методы газовой и электродуговой сварки.
к меню ↑

1.2 Сварочное оборудование

Требования к оборудованию, используемому при выполнении ТИГ сварки, указаны в нормативном документе ГОСТ №5.917-17. Согласно положения норматива, для реализации должны использоваться горелки типа РГА. Наиболее распространены 2 модели — РГА-150 и РГА-400.

150-ая модель предназначена для сварочного тока в 200А, охлаждение электрода естественное, масса горелки- 350 грамм. Аппарат выпускается в разных модификациях с диаметром сопла от 0.8 до 3 мм.

При использовании сварочного тока 500А должна использоваться горелка РГА-400, вес которой составляет 625 гр. В ней реализовано водяное охлаждение электродов, диаметр сопла 4-6 мм.

Также выдвигаются требования к форме сопла горелки, которое может быть цилиндрическим, коническим либо профилированным. Как правило, при реализации сварки внутри помещениях используются цилиндрические сопла, при работе на открытом воздухе — профилированные, с большим диаметром выходного отверстия.  При необходимости работы в труднодоступных местах могут применятся удлиненные сопла.

Кедр ТИГ 200П — оборудование для сварки

На рынке представлено достаточно большое количество аппаратов для ТИГ сварки. Большая часть из них являются комбинированными и имеют возможность работать в двух разных режимах — аргонодуговая (ТИГ)  и ручная дуговая (ММА) сварка.

Из устройств средней ценовой категории выделим следующие аппараты:

• Кедр ТИГ 200Р;
• Ресанта САИ 230 АД;
• Сварог ТИГ 250Р.

По соотношению цены и качества, как свидетельствуют отзывы потребителей, оптимальным вариантом является Кедр ТИГ 200Р, стоимость которого составляет 40 тысяч. Данный агрегат имеет мощность 6.2 кВт, диапазон рабочих токов — от 4 до 200 А. Устройство работает от электросети 220 В.  Диаметры ТИГ электродов — 1-4 мм, ММА — 1.6-5 мм. В комплекте идет аргоновая горелка с шлангом на 4 метра.

Схема сборки сварочного аппарата

Приспособление для аргонодуговой сварки вполне можно собрать своими руками. Самодельный агрегат будет состоять из следующих узлов:

• источник тока — подойдет обычное устройство для электродуговой сварки с током переменного либо постоянного типа;
• баллон с аргоном, в идеале — со встроенным манометром;
• газовый редуктор и клапан;
• аргоновая горелка (продаются отдельно в специализированных магазинах);
• осциллятор.

Ключевой по важности комплектующей является осциллятор для сварки — это устройство, которое необходимо для бесконтактного зажигания дуги. Ввиду того, что зажигание при ТИГ сварке нельзя выполнить с помощью касания электродом поверхности на которую подана масса, высоковольтный заряд (мощность от 4 до 8 кВт), пробивающий дуговой промежуток, должен генерироваться осциллятором.
к меню ↑

1.3 Особенности ТИГ сварки (видео)

к меню ↑

2 Технология ТИГ сварки своими руками

Залогом правильной реализации ТИГ метода является правильно подобранный режим сварки. Выбирать режим необходимо исходя из толщины свариваемых поверхностей. Представляем вашему вниманию нормативную справочную таблицу.

Аргонодуговая сварка своими руками достаточно сложна в выполнении, чтобы реализовать технологию придерживайтесь следующих рекомендаций:

1. Электрод нужно удерживать максимально близко к стыкующимся поверхностям, чтобы обеспечить наиболее короткую дугу — при росте ее длины буде увеличиваться ширина сварного шва и, как следствие, надежность и качество стыка.
2. В процессе выполнения шва горелка должна перемещаться вдоль его оси, поперечные движения не допускаются. За счет такой направленности обеспечивает эстетичный шов минимальной толщины.
3. Чтобы не допустить насыщение зоны шва кислородом необходимо строго следить за тем, чтобы проволока для присадки и электрод не покидали область подачи защитного газа.
4. Проволока должна подаваться предельно плавно, при ее резкой подачи велик риск разбрызгивания металла.
5. Присадочную проволоку нужно размещать перед горелкой, под углом к стыкующимся поверхностям, и не допускать поперечных колебаний.
6. На этапе подготовки необходимо обезжирить соединяемые поверхности и очистить их от окислов и загрязнений.

Схема ТИГ сварки

Если работы своими руками выполнены правильно, сварочная ванна будет удлинена в сторону движения горелки. Образование ванны круглой либо овальной формы говорит о том, что кромки соединяемых деталей недостаточно проплавлены.

По окончанию стыковки заваривание кратера осуществляется с планомерным понижением мощности подающегося тока, обрыв дуги не допускается.  После отключения тока прерывать подачу газа можно спустя 7-10 секунд, а начинается подача аргона за 20 секунд до начала работы.

Читайте также: «Как сделать станок ТВЧ своими руками из сварочного аппарата?».