Аргонодуговая сварка — основные принципы технологии

Применение аргонодуговой сварки необходимо при работе с металлами, которые не могут быть соединены посредством обычной сварки. Данный метод используется для сварки алюминия, бронзы, нержавеющей стали и чугуна, в редких случаях — черного металла.

В этой статье представлена технология аргонодуговой сварки (TIG). Мы рассмотрим особенности метода, его преимущества и недостатки, а также используемое для сварки в аргоне оборудование.

1 Сфера применения технологии, плюсы и минусы

Ключевой особенностью технологии аргонодуговой сварки является то, что в отличие от обычного метода сварной шов прокладывается в среде защитного облака из защитного газа — аргона. Также разница заключается в значительно меньших температурах столба дуги, которые не превышают 2000 градусов, что дает возможность использовать неплавящиеся вольфрамовые электроды.

Читайте также: «Полная характеристика инверторного сварочного аппарата „Ресанта“ САИ-250».

Данная технология практикуется при работе со следующими видами металлов:

1. Алюминий. Соединение алюминия обычной электродуговой сваркой невыполнимо из-за высокой теплопроводности металла, сохранение цвета которого при нагреве до температуры плавления возможно только в среде защитного газа. Также на поверхности оксида в стандартных условиях быстро образуется пленка оксидов, ухудшающая качество шва.
2. Нержавеющая сталь. Характерной особенностью сварки нержавейки является необходимость применения присадочной проволоки из аналогичного материала, присадкой в данном случае долен покрываться образовавшийся на поверхности металла слой окиси. Режим сварки подбирается так, чтобы шов медленно остывал в аргоновой среде, при отключению подачи газа сразу по завершению стыковки на поверхности нержавейки могут пойти трещины.
3. Чугун. ТИГ технология зачастую практикуется при ремонте сантехнический и канализационных труб либо с целью ремонта дефектов чугунных конструкций, возникших в процессе их отлива. Перед прокладыванием сварного шва соединяемые детали необходимо нагреть до температуры 150-300 градусов во избежание растрескивания материала.
4. Титан. Сварка титана аргоном является единственным возможным методом обработки данного металла, поскольку без защитного газа уже при 450⁰ на его поверхности образуется окалина и оксидная пленка, провоцирующие появление трещин. Особенностью работы с титаном является применение вспомогательных накладок для подачи газа на тыльную сторону свариваемых поверхностей.
5. Медь и латунь. Соединение данных металлов можно выполнять и по стандартной технологии, однако сварка меди аргоном обеспечивает лучшее качество шва. Медь и латунь имеют низкую температуру плавления, поэтому их нагрев при реализации ТИГ метода не превышает 350-400 градусов.

Схема аргонодуговой сварки

Сварка в среде аргона имеет ряд преимуществ, не доступных другим технологиям соединения металлов, а именно:

• низкий нагрев поверхности стали — для титана, чугуна и меди сильное прогревание является критичным;
• высокая продуктивность сварочных работ;
• качественный и визуально эстетичны сварной шов;
• сравнительная простота технологии и возможность ее реализации в домашних условиях.

Однако есть у данного метода и недостатки, к которым относится необходимость применения большого количества вспомогательного оборудования, сложности в выборе режима аргонодуговой сварки, а также трудности при работе в условиях сквозняка либо ветра, которые разрушают защитное аргоновое облако.

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

к меню ↑

1.1 Нюансы ручной аргонодуговой сварки (видео)

к меню ↑

2 Используемое оборудование

Реализация аргонодуговой сварки может выполнятся так с помощью промышленных аппаратов, так и с применением самостоятельно собранного комплекта оборудования. В перечень используемых устройств входит:

• горелка с соплом;
• осциллятор;
• балансный реостат;
• инвертор (источник напряжения).

В качестве источника напряжения может применятся трансформаторная установка, однако использование инвертора более предпочтительно, поскольку такое оборудование способно создать равномерное напряжение строго заданной частоты. Инвертор может подключаться к электросетям 220 либо 380В, аппараты на трехфазную сеть является более производительными.

Установка для аргонодуговой сварки

Балансный реостат — оборудование, посредством которого регулируется сила подаваемого на дугу тока, что позволяет подобрать оптимальный режим обработки разных металлов. Промышленные сварочные аппараты оснащены встроенными реостатами, однако при самостоятельной сборке комплекта его можно приобрести отдельно.

Осциллятор для сварки является одним из ключевых по важности аппаратов в ТИГ сварке. Он выполняет несколько функций — поддерживает стабильную дугу переменного тока и пробивает междуговой промежуток между поверхность детали и концом электрода. Осциллятор для аргонодуговой сварки должен генерировать разряд мощностью от 4 до 8 кВт.

Горелка является фиксирующим электрод прибором, через который к сварному шву подается защитный газ.  Основной частью корпуса горелки выступает резервуар под охлаждающую жидкость, оборудованный двумя штуцерами, по которым жидкость циркулирует, и соплом. В центральной части резервуара размещен неплавящийся вольфрамовый электрод, к которому подводится провод и клемма, соединяющие электрод с инвертором либо сварочным аппаратом. По каналу между стенками сопла и электродом подается газ, сама горелка через штуцер подсоединена к баллону с аргоном.

Устройство горелки для аргонодуговой сварки

Среди проверенных аппаратов для ТИГ сварки выделим следующие модели оборудования:

• КЕДР TIG 200P;
• Blue Weld TIG 230DC;
• Brima TIG-200;
• Сварог TIG 200P.

Это универсальные установки, оснащенные балансным реостатом, горелкой и осциллятором. Дополнительно вам потребуется приобрести баллон для газа, редуктор, которым будет регулироваться расход аргона при сварке, а также шланги для подключения баллона к горелке.

Читайте также: «Что представляет собой сварочный выпрямитель ВД 306?».

к меню ↑

2.1 Расходные материалы (электроды, присадочная проволока)

Для аргонодуговой сварки используются неплавящиеся вольфрамовые электроды, которые в зависимости от химического состава классифицируются на следующие группы:

• электроды WP (из чистого вольфрама без примесей) — применяются при работе с переменным током для сварки алюминия и магния;
• электроды WZ-8 (в фольфрам добавлен оксид циркония) обеспечивают максимально стабильную дугу и чистую сварочную ванну, применяются для алюминия, бронзы и никеля;
• электроды WT-20 (с оксидом тория) — предпочтительный вариант для постоянного тока, используются для нержавейки и металлов с высокой температурой плавления (титан, никель);
• электроды WY-20 (с иттрированного вольфрама) — применяются для аргонодуговой сварки особо ответственных соединений, обеспечивают максимальную прочность сварного шва, предназначены для соединения меди, низколегированной стали и титана на постоянном токе;
• электроды WL-15 (вольфрам с оксидом лантана) — долговечные неплавящиеся электроды, не загрязняющие сварной шов, используются для высоколегированных сталей и алюминия как для переменного, так и для постоянного тока.

Горелка с вольфрамовым электродом

Не менее важным является правильный выбор присадочной проволоки, от которой непосредственно зависит качество сварного шва. Основным правилом выбора является использование присадочной проволоки идентичной по химическому составу тому материалу, сваривание которого будет выполняться. Присадочные прутки (проволока) производятся в диаметрах 1-12 мм, длина одного отрезка — до 100 см. Диаметр проволоки нужно выбирать исходя из толщины соединяемого металла.
к меню ↑

2.2 Технология ТИГ сварки своими руками

Ключевым условием того, будет ли аргонная сварка своими руками выполнена успешно, является правильный выбор режима проведения работ. Режим сваривания определяется в зависимости от толщины стыкующегося металла, от которого будет зависеть мощность подающегося тока, диаметры используемых электродов и присадочной проволоки, а также расход аргона и скорость прокладывания сварного шва. Ознакомьтесь с таблицей выбор выбора режимов.

Режимы аргонодуговой сварки

Аргонодуговая сварка своими руками — особенности технологии:

1. Подача аргона должна начинаться за 15-20 секунд до начала прокладывания шва и завершатся спустя 10 сек после отключения дуги.
2. Неплавящийся электрод нужно размещать предельно близко к соединяющемуся металлу, однако их непосредственный контакт после появления дуги не допускается.
3. Следите за тем, чтобы присадочная проволока и электрод постоянно располагались в среде защитного газа. Перемещать горелку нужно строго по оси шва, без малейших поперечных движений.
4. Присадочные прутки нужно подавать максимально плавно чтобы избежать их разбрызгивания. Сама проволока должна размещаться перед горелкой.
5. Соединяемые металлические поверхности перед началом работ необходимо обезжирить и очистить от загрязнений.
6. Гасить дугу нужно с помощью редуктора, резкий обрыв подачи тока недопускается.

Если технология реализована правильно, вы получите удлиненную по направлению перемещения горелки сварочную ванну. В случае недостаточного проплавления кромок металла ванна будет иметь овальную или круглую форму.