Сварка в аргоновой среде

Сварка аргоном

Существует довольно обширный перечень металлов, для которых сварка в обычной атмосфере неприменима. Ввиду высокой химической активности этих металлов и сплавов в нагретом и жидком состоянии, они взаимодействуют с кислородом воздуха и окисляются, теряя свои физические свойства.

К таким веществам относятся нержавеющая и высоколегированная сталь, цветные и редкие металлы, такие, как титан, медь, алюминий. Для их качественной сварки была разработана технология сварки в защитной атмосфере инертного газа, препятствующего контакту сварочной ванны с кислородом воздуха. Чаще всего в качестве такого газа применяется аргон.

Технология сварки в среде аргона сложна по сравнению с обычной сваркой, но дает возможность сваривать металлы, соединить которые другим методом практически невозможно.

Технология сварки аргоном

Основной принцип работы — сварка выполняется электродуговым способом в атмосфере защитного газ.

Большая часть цветных металлов, нержавейка и высоколегированная сталь отличаются от черных металлов тем, что в нагретом состоянии проявляют высокую химическую активность и взаимодействуют с кислородом воздуха, образуя окислы и теряя полезные присадки.

Это существенно ухудшает как свойства самого шва, так и металла в околошовной области. Шов получается непрочным, а сплавы теряют свои свойства, обусловленные легирующими добавками. Еще хуже дело обстоит с алюминием и некоторыми другими легкими металлами — они возгораются.

Чтобы избежать этих неприятных последствий, сварку проводят в атмосфере инертного газа — аргона, препятствующего взаимодействию и разогретого металла с кислородом воздуха. Плотность аргона почти в полтора раза больше, чем плотность воздуха, поэтому инертный газ замещает воздух в рабочей области и защищает ее.

Сварка аргоном может выполняться как плавкими, так и неплавкими электродами, обычно вольфрамовыми.

Технология аргонодуговой сварки предусматривает три основных метода:

• MMA (РАД) ручную, вольфрамовым электродом
• MIG/MAG (ААД) автоматическую, неплавким электродом
• TIG (ААДП) –также автоматическую, плавким электродом

Особенности аргонной сварки

Аргоновая сварка отличается от обычной несколькими особенностями. Основным рабочим инструментом в составе аппаратного комплекса служит горелка. В ней по центру закрепляется вольфрамовый электрод, газ поступает через форсунку.

Электродуга нагревает и расплавляет металл в рабочей области, присадочная проволока, плавясь, дает материал для шва. Состав этой проволоки надо подбирать так, чтобы он был как можно ближе к составу свариваемых металлов.

Технологический процесс состоит из следующих этапов:

• Механическая либо химическая (а в случае сильных загрязнений — и обе) очистка свариваемых поверхностей и околошовной зоны. Необходимо очистить поверхности лот механических загрязнений, масляных пятен и пленки окислов.
• Массовый провод от аппарата присоединяется к свариваемым заготовкам. Следует отметить, что присадочная проволока не входит в состав электроцепи.
• В зависимости от толщины свариваемых деталей выбирается рабочий ток и выставляется на источнике тока.
• За 10-25 сек до розжига дуги подают в рабочую зону газ, открыв вентиль на баллоне. Важно помнить, что отключать подачу газа можно только через 5-15 сек после окончания очередного шва.

Процесс аргоновой сварки

• Горелку с электродом, выступающим на 2-5 мм, следует поднести к месту начала шва по возможности близко к деталям, но не касаясь их. Наилучший зазор, при котором получается аккуратный и надежный шов — примерно два миллиметра.
• Присадочную проволоку следует удерживать перед горелкой, и вместе плавно вести их по линии шва. Очень важно вводить проволоку в рабочую область осторожно и плавно, во избежание образования брызг металла.
• Розжиг дуги выполняется без соприкосновения электрода и заготовок. Для этого в схему добавляют осциллятор, генерирующий мощные импульсы напряжением от 2 до 6 киловольт и частотой до 500 килогерц. Эти импульсы и осуществляют электрический пробой газовой прослойки между электродом и массой.

Режимы аргонной сварки

Для получения надежного шва, требуется правильно выбрать режимы аргонной сварки. Ключевыми параметрами являются:

• Переменный или постоянный ток.
• Полярность сварочного напряжения.
• Значение рабочего тока.
• Темп подачи аргона.

Так, для соединения легких металлов, таких, например, как магний или алюминий, используют переменный ток. Многократная перемена полярности разрушает пленку из окислов, постоянно покрывающей их поверхность.

Выбор режима для аргонодуговой сварки

Роль осциллятора не исчерпывается начальным розжигом дуги. При работе переменным током, во избежание затухания электродуги в момент смены полярности, он продолжает посылать в сварочную цепь высокочастотные импульсы.

Величину рабочего тока определяют, исходя из нескольких параметров:

• Свариваемый металл или пара металлов.
• Толщина и габариты деталей.
• Толщина электрода.

Для облегчения этого выбора существуют специальные справочные таблицы в профессиональной литературе и в руководстве пользователя сварочного аппарата.

Темп подачи аргона устанавливается на основании следующих факторов:

• Скорость сварки и подачи присадочной проволоки.
• Скорость перемещения воздушных масс в рабочей зоне.

Расход газа при постоянном и переменном токе

При наличии сквозняков или сварке на открытом воздухе необходимо будет скомпенсировать сносимый аргон увеличением подачи. В случае сильных порывов ветра для подачи аргона применяют специальные форсунки с ячеистыми сетками.

Кроме того, при работе на открытом воздухе или в случаях, когда не удается полностью очистить поверхность заготовок от загрязнений, в рабочую смесь включают небольшую долю кислорода (до 5 %), чтобы выжечь примеси или обратить их в шлак. Этот примем неприменим при работе с медью, поскольку в результате цепи химических реакций шов выходит пористым и непрочным.

Преимущества и недостатки

К очевидным преимуществам метода относят:

• Высококачественный и прочный шов
• Малая степень нагрева заготовок позволяет сваривать без деформаций конструкции сложной формы.
• Возможность сваривать химически активные в нагретом состоянии материалы, которые бывает затруднительно или невозможно соединить другими способами.
• Повышение скорости работы благодаря высокой температуре дуги.

Кроме перечисленных достоинств, у метода есть и недостатки:

• Сложность аппаратного комплекса и его настройки
• Высокие требования к квалификации и навыкам сварщика

Недостатками данной технологии являются:

• использование сложного сварочного оборудования;
• необходимость в специальных знаниях и достаточном опыте выполнения подобных работ.

Аргонодуговая сварка дает возможность делать прочные и долговечные швы, отличающиеся высокой равномерностью проплавки свариваемых заготовок. Она позволяет сваривать как тонкостенные, так и толстостенные конструкции из цветных металлов в разных их комбинациях.

Использование сварки аргоном позволяет получать качественные и надежные сварные соединения, характеризующиеся равномерной проплавкой соединяемых деталей. Применяя аргонодуговую сварку плавящимся электродом, можно сваривать детали из цветных металлов небольшой толщины даже без применения присадочной проволоки.

Виды сварочного оборудования

Для сварки аргоном применяется несколько типов оборудования:

• Ручной процесс — сварщик держит горелку и присадочный материал.
• Полуавтоматический процесс — присадочный материал и газ подаются автоматически в горелку, которую мастер ведет вдоль шва вручную.
• Полностью механизированный процесс – в рабочей области человек отсутствует, подача присадочного материала и ведение горелки осуществляется оператором дистанционно.
• Роботизированный процесс — оператор только вводит программу, а система ЧПУ исполняет ее.

Большое преимущество метода — возможность соединять материалы, сварка которых другими методами затруднительна.

Это могут быть и разнородные металлы на производстве, и стык труб в домашней системе отопления.

Принцип работы сварочного оборудования

Аппаратный комплекс для сварки в среде аргона включает в себя:

• Сварочный аппарат — инвертор или полуавтомат, развивающий рабочее напряжение в 60-70 В. Возможно использование сварочного трансформатора или выпрямителя.
• Осциллятор — генератор импульсов напряжением 2-6 киловольт и частотой от 150 до 500 килогерц. Служит для розжига электиродуги и ее поддержания при работе переменным током.
• Устройство для подачи газа в рабочую область, включающее в себя баллон, редуктор и шланг, присоединяемый к горелке.
• Керамическая горелка.
• Неплавкий электрод и присадочный материал.

Процесс аргонодуговой сварки

Перед началом сварки проводится настройка параметров работы и зачистка деталей. В правую руку сварщик берет горелку, в левую — присадочную проволоку, не входящую в состав электрической цепи. За 15-20 сек до начала работы нужно подать газ к началу шва с помощью вентиля или кнопки подачи аргона.

Электрод подводят на расстояние около двух миллиметров к заготовкам, не касаясь металла. На электрод подается напряжение. Это удобно делать ножным коммутатором. Осциллятор выдает серию импульсов и осуществляет пробой газового промежутка, разжигая дугу.

Вольфрамовые электроды для сварки аргоном

Мастер плавно, без рывков и касаний электрода вводит проволоку в рабочую область, проволока плавится и заполняет пространство между соединяемыми заготовками, формируя материал шва. Одновременно нужно вести горелку по траектории шва и подавать присадочный материал. Ручная сварка требует отменной координации движений и хорошего глазомера.

Марки аргона используемые при сварке

Государственный Стандарт 10157-79 определяет три марки аргона для использования при сварке:

• А — содержит 99.99% аргона, служит для работы с химически активными и редкими металлами, такими, как титан или цирконий, и для окончательной сварки особо важных конструкций.
• Б — содержит 99.96% аргона, используется для работы с алюминиевыми и магниевыми сплавами и другими материалами, подверженными воздействиям растворимых в металле газов.
• В — содержит 99.90% аргона, применяется для работы по нержавейке, легированным высокопрочным и жаростойким сталям, а также по алюминию в чистом виде.

Технические характеристики аргона для сварки

Весь аргон, выпускаемый промышленностью, сертифицируется по одной из трех марок.

Самостоятельное выполнение сварочных работ

Самостоятельно собрать аппаратный комплекс для ручной аргонодуговой сварки вполне реально для домашнего мастера, обладающего достаточными знаниями и навыками в области электротехники, сварочных и слесарных работ.

Для этого потребуется:

• Трансформатор с амперметром для контроля рабочего тока.
• Коммутатор, или контактор, подающий напряжение на электрод.
• Осциллятор с индуктивно – емкостным фильтром и реле для его включения.
• Регулятор подачи аргона.
• Горелка для аргона.
• Баллон, редуктор и газовый шланг.
• Электроды из вольфрама различного диаметра.
• Источник питания коммутирующих приборов напряжением 24 в.
• Газовый клапан с электроприводом.
• Реле включения осциллятор.
• Балласт для уменьшения постоянной составляющей тока, подключаемый в разрыв сварочной цепи. Вместо специального устройства подойдет старый автомобильный аккумулятор на 50-80 ампер-часов.
• Средства индивидуальной защиты сварщика: маска, краги, брезентовая спецодежда с негорючей пропиткой.

Все эти элементы комплекса можно приобрести сравнительно недорого. Однако если нет уверенности в своих способностях электротехника и газовщика, или время дорого-на рынке такой аппаратный комплекс TIG предлагается по цене от 20 тыс. руб.

Дуговая полуавтоматическая сварка аргоном: принцип и особенности работы, необходимое оборудование и технология процесса

Электродуговая сварка в аргоновой среде (АДС) производится для защиты места соединения от влияния воздуха. АДС полуавтоматом освобождает сварщика от подачи электрода и имеет другие технические особенные свойства, которые и делают ее востребованной.

Что собой представляет дуговая полуавтоматическая сварка в среде аргона

Сварка MIG – полуавтоматическая сварка в среде инертных газов. В данном случае берется аргон – самый доступный и распространенный газ.

Принцип работы полуавтомата

Полуавтоматическая АДС – это механизированный процесс дуговой сварки, при котором электродная проволока подается с постоянной или переменной скоростью в зону сварки. Одновременно туда поступает газ аргон из баллона.

Сварка полуавтоматом решает проблему с неравномерным нагревом металла и защитой сварочного шва.

Инертный газ подается непосредственно в зону сварки. Идет регулировка подачи присадочной проволоки в соответствии с автоматической подстройкой сварочной силы тока.

Протяжный механизм подает сварочную проволоку. Правильное соотношение скорости подачи и температуры плавления дает равномерное заполнение шва.

Схема полуавтоматической сварки в среде аргона

Особенности сварки

Особенности сварки в среде аргона заключаются в следующем:

1. Защищает сварной шов от окисления.
2. Аргон – инертный газ. Он не вступает в реакцию металлом.
3. Также инертный газ защищает сварной шов от окисления при воздействии воздуха, потому что аргон его вытесняет из места сварки, что очень важно при работе с цветными металлами.
4. Благодаря среде аргона, такой метод дает более прочный сварной шов.

Достоинства и недостатки

Плюсы полуавтоматической АДС:

1. При полуавтоматической аргонодуговой сварке обеспечивается высокое качество шва.
2. Значительно облегчается поджиг дуги.
3. Возрастает производительность работы.
4. Просто. Главное, разобраться в технологии и прочитать инструкцию на сварочный аппарат. Подходит даже начинающим.
5. Понятная настройка параметров на сварочных аппаратах.
6. Наглядность. Видно формирование сварного шва.
7. Свобода в пространстве.
8. Соединение деталей малой толщины.
9. Экономия времени. Не требуется зачистка швов от шлака и смена электродов.

Минусы данной сварки:

Технология

• Сварочный полуавтомат для работы в среде защитного газа. Это могут быть инверторные или трансформаторные преобразователи тока с механизмом подачи проволоки. Трансформаторные сварочные устройства надежны, устойчивы к нагрузкам, у них невысокий КПД, дают помехи в сеть. Сварочные инверторы значительно легче трансформаторных, не дают помех, есть возможность точной настройки, стабилизируют сварочный ток, чувствительны к конденсату внутри устройства. Для простоты работы и точности настроек больше подходит инверторный преобразователь.

Примерная стоимость сварочных полуавтоматов с механизмом подачи проволоки

• Присадочная проволока. Она подбирается по трем показателям: марка, вес бухты и диаметр. Выбор диаметра и размера намотки определяется по показателям инвертора и размеру горелки. При выборе марки проволоки нужно ориентироваться на справочные таблицы. Материал присадки должен соответствовать материалу соединяемых деталей и иметь более высокие характеристики по прочности. Диаметр подбирается, учитывая размер толщины свариваемых деталей. Например, диаметр проволоки в 1 мм подходит для однопроходной сварки металла толщиной 7-8 мм при сварочном токе в 200А. Для более качественного соединения деталей лучше выбирать проволоку с меньшим числом примесей.

Примерная стоимость сварочной проволоки на Яндекс.маркет

• Аргон в баллоне с редуктором.

Примерная стоимость баллонов с аргоном разных объемов на Яндекс.маркет

Процесс сварки

Необходимо соблюдать следующие шаги:

1. Устанавливается горелка и кабель массы.
2. На баллон с аргоном устанавливается редуктор. Нужно проверить давление газа, оно должно быть выше остаточного.
3. На выходной штуцер баллона устанавливается шланг и зажимается хомутом. Второй конец его подключается к сварочному аппарату.
4. По инструкции к сварочнику установить на расходном редукторе значение, рекомендованное производителем. Для этого нужно открыть регулировочный вентиль.
5. Прочистить канал провода горелки, если там осталась проволока от предыдущей работы.
6. Установить катушку на размоточный шток. Проверить совпадение позиций штифтов и посадочных отверстий.
7. Проволока пропускается через прокатывающий ролик.
8. Установить прижимной ролик на место.
9. С помощью регулировочного винта установить усилие прижима, чтобы проволока не проскальзывала в канавке.
10. Протяжка проволоки в канал шнура горелки производится при снятом токопроводящем наконечнике.
11. Накрутить наконечник подходящего диаметра на горелку и установить сопло на место.
12. Подключить аппарат к сети.
13. Подготовить свариваемые детали. Зачищается вся ширина кромки до металлического блеска.
14. Разделка кромок и подготовка фасок не требуется для металлических поверхностей толщиной до 2,5 мм. Алюминий дополнительно очищается ацетоном.
15. После подготовки деталей и проверки оборудования подключить клеммы электропитания. При постоянном токе применяется обратная полярность. К горелке с проволокой подключается «+» , а на изделие «-».
16. Включить переключатель, который подает проволоку, в рабочее положение.
17. Зажигается электродуга. Достаточно прикоснуться к металлу при наличии плавящейся проволоки.
18. На нерабочем металле (образце) рекомендуется проверить точность настроек. И если требуется – подрегулировать.
19. Производится сварка. Движение сопла горелки должно быть только в одном направлении, без поперечных движений. На вертикальной детали движение сопла сверху вниз.
20. При большой толщине металла требуется подогрев до температуры 150-300 0 С.
21. Детали свариваются на высокой скорости однослойным швом.
22. Заканчивать сварку нужно, постепенно снижая температуру дуги (уменьшая силу тока). Перед этим убрать (прекратить подачу) присадочную проволоку.

Аргонная сварка (аргонодуговая) — технология и оборудование

Аргонная сварка — один из наиболее востребованных видов современной сварки. Чаще всего, данную технологию используют применительно к алюминию, а также изделий из него.

Оптимальным методом, таким образом, аргонная сварка считается именно для алюминия. Общеизвестно, что вышеуказанный материал довольно капризен и во время контакта с кислородом, и при нагревании.

В последнем случае — его поверхность склонна покрываться тоненькой пленкой. Нюанс в том, что аргон характеризуется такими свойствами (химическими), которые практически исключают контакт с частичками кислорода нагретого металла.

Это возможно благодаря оттеснению аргоном своим давлением кислорода.

Схема аргонной сварки

Кроме этого, методику аргонодуговой сварки применяют и при сваривании иных металлов: чугуна и титана, стали и меди, а также некоторых иных, включая серебро, золото и т.д.

Популярность, которой пользуется сегодня аргонодуговая сварка, легко объяснима:

• Во-первых, это высокое качество.
• Во-вторых, немалая долговечность.
• Третий безусловный плюс — доступность аппаратов для проведения сварочных работ.

Уточним, во время работы с надежным оборудованием, шов получается фактически невидимым.

Данная особенность собственно и играет немаловажную роль не только для внешнего вида получаемого изделия, но, в первую очередь, для его прочности.

Аргонная сварка незаменима тогда, когда необходимо сварить трудно соединяемые металлы.

Ценность подобной методики, прежде всего, в опыте и качестве, а также в экономии. Причем последнее возможно в самых разных сферах. Экономятся не только деньги, но и усилия, а также нервы, что согласитесь также очень важно.

Технология аргонной сварки

В быту аргонную сварку мы чаще всего можем встретить при ремонте дисков любимой ласточки.

Аргонная сварка дисков, при устранении небольших трещин на данной детали, является попросту — незаменимой (безусловно, выполненная на профессиональном оснащении при применении инновационных высококачественных материалов).

Технология аргонной сварки не имеет практически ничего общего с таким устройством как паяльник. Основной элемент горелки — вольфрамовый электрод. Поясним, вольфрам является исключительно тугоплавким металлом.

Плавление его начинается при 3410°С, а кипение — при 5900°С. Уникальность данного металла в том, что даже раскаленный докрасна, он также тверд. Во время сварки вольфрама требуется ничтожно малое количество (на 1 метр сварного шва — сотые доли грамма).

Если рассматривать в данном аспекте вольфрамовые электроды, которые легированы оксидами редкоземельных элементов, то они отличаются еще большей стойкостью.

Сегодня, рынок предлагает электроды из вольфрама, обладающие широчайшим диапазоном химсостава.

К примеру, не секрет, что в чистый вольфрам с целью улучшения сварочно-технологических и сварочных характеристик добавляют разные окислы редкоземельных металлов.

Это может быть и церий, и лантан, и иттрий, и торий, и цирконий. Какой бы не был выбран электрод, он, как правило, окружается керамическим соплом, а при сварке из него выдувается аргон (инертный газ).

Уточним, что первые попытки сварить алюминий без участия аргона, заканчивались тем, что металл начинал гореть, покрывался окислением, а электродуга немедленно прерывалась.

Чего же смогли добиться изобретатели, и что представляет аргонная сварка алюминия на сегодняшний день?

Упрощенно процесс выглядит таким образом. Сначала на деталь посредством спецоборудования (сварочного аппарата) подают «массу», так же как и при обычной электросварке.

Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом происходит следующим способом: «масса» подается на свариваемую деталь подобно обычной электросварке.

Сварщик, если подразумевается ручная аргонодуговая сварка, в правой руке держит горелку, а в левой — проволоку (присадку).

Процесс аргонной сварки — схема

При сварке алюминия, естественно, берется алюминиевый аналог или же специальные сплавы. Включается горелка нажатием кнопки, далее подается ток и газ.

Меж кончиком электрода (неплавящегося) и деталью возникает электродуга. Она и исполняет роль основного инструмента, и деталь плавит, и присадочную проволоку.

Собственно она оплавляет и край необходимой детали, и присадочную проволоку, тем самым, формируя сварочный шов. По сути, после окончания работы 2 половины детали превращаются в одно целое.

Как работает аргонная сварка понятно и, на первый взгляд, в ней нет ничего сложного. Технология давно взята на поток, а эффективность ее давно доказана. Но это лишь на первый взгляд.

Проведение аргонной сварки требует опытного сварщика и надежного аппарата, как с хорошей производительностью, так и с превосходными характеристиками.

Времени для того, чтобы набить руку в данном деле потребуется также немало.

При сварке в защитных газах плавлением в роли основного инструмента применяют мощную электрическую дугу.

Электроэнергия в дуге преобразуется в тепловую. В атмосферных условиях зона сварки обязана быть надежно защищенной от насыщения металла шва азотом и кислородом воздуха.

Защитные газы, которые подаются через сопло, вытесняют воздух и защищают, таким образом, сварочную ванну и электрод.

Заполнение зазора между объединяемыми кромками (при разделке кромок) в зону плавления осуществляет присадка для аргонной сварки либо электродная проволока.

Принцип работы аргонной сварки неплавящимся вольфрамовым электродом в защитном газе.

Именно он не дает алюминию гореть. Место сварки и защищает аргон.

Аргонная сварка является гибридом электро- и газовой сварки . От первой она получила электродугу, а от газовой – схожую методику работы сварщика.

Далее рассмотрим, какое же оборудование и сварочные аппараты предполагает гост аргонодуговой сварки.

Оборудование и сварочные аппараты

ГОСТ под номером 5.917-71 предполагает выпуск для аргонной сварки неплавящимся электродом промышленностью горелок вида РГА-150 с массой в 0,35 кг на наибольший сварочный ток 200А с естественным охлаждением для аналогов с Ш 0,8-3,0 мм.

Он же предполагает выпуск горелок РГА-400 на наибольший сварочный ток 500А с массой в 0,625 кг с водяным охлаждением для электродов с Ш в 4,0—6,0 мм. Имеются требования и по поводу керамических сопел для подобной сварки.

Напомним, керамическое сопло для аргонодуговой сварки представляет собой, так называемую расходуемую часть горелки, отвечающую за качество процесса газовой защиты (местной).

По форме различают такие разновидности сопел, как цилиндрические, конические, а также профилированные. Не секрет, что чем больше керамическое сопло, тем наилучшую защиту оно способно обеспечить.

Обычно при работе в помещении используют цилиндрические либо конические аналоги, а вот при работе на открытом воздухе применяют профилированные либо цилиндрические модели сопел с более крупным диаметром отверстия (выходного).

Отметим, что сопла удлиненные применяют, как правило, в труднодоступных местах.

Виды оборудования

Уточним, аргонную сварку, в зависимости от уровня механизации, подразделяют на несколько видов:

• ручную;
• механизированную;
• автоматизированную;
• роботизированную.

Соответственно разным будет и оборудование для аргонной сварки и, конечно, стоимость аргонной сварки.

Разновидности оборудования по видам

При ручной сварке , и перемещается горелка для аргонодуговой сварки, и подается сварочная проволока самим сварщиком, а сварные работы осуществляют, применяя вольфрамовые электроды (неплавящиеся).

При механизированном виде горелку держит сварщик, а вот проволоку — присадочные прутки для аргонодуговой сварки подают уже механизировано.

При автоматизированном виде , и перемещение горелки, и подача проволоки полностью механизирована. Здесь уже присутствует не сварщик, а оператор.

Последний не нужен, если применяется роботизированное оборудование для аргонодуговой сварки

Сварочные аппараты

Рассмотрим оборудование, а точнее сварочные аппараты для аргонодуговой сварки, которые используются при выполнении работ в инертных газах.

Их подразделяют на:

• специальное;
• универсальное;
• специализированное оснащение.

Если рассматривать универсальный сварочный аппарат для аргонной сварки, то он выпускается серийно и наиболее востребован потребителями.

Инверторный сварочный аппарат для аргонной сварки

Подобную сварку в большинстве случаев выполняют в производственных условиях на специально оснащенных рабочих местах, именуемых «сварочными постами».

Установки с применением вольфрамового неплавящегося электрода в среде аргона оборудуют такими элементами:

• источником тока — постоянного/переменного;
• горелкой либо комплектом последних, предназначенных для работы с разными токами;
• устройством, которое обеспечивает начальное возбуждение дуги либо стабилизирующим дугу тока (переменного);
• аппаратурой, управляющей сварочным циклом, а также его защитой;
• устройством для компенсации или регулирования постоянной составляющей тока.

На сегодня, известны и новые методы аргонной сварки, которые создавались с целью расширения диапазона толщины свариваемых материалов, повышения производительности при получении неразъемных соединений, а также для улучшения провара.

Инновационными считаются нынче работы пульсирующим током. При импульсе тока металл расплавляется, во время паузы кристаллизуясь.

Дуга с постоянной скоростью либо шагами перемещается, и эти перемещения синхронизируются с импульсами тока (сварочного).

Вместе с этим обеспечивается и действенное проплавление во всех без исключения положениях (пространственных), нечувствительность к небольшим недочетам, которые допустимы при сборке.

Такое снижение тока не допускает перегрева металла, и потому деформации в итоге практически исключаются.

Используется и подогрев проволоки (присадочной). Уточним, данная методика значимо влияет на производительность и потому купить аппарат аргонной сварки, использующий подобное усовершенствование — мечта многих.

Довольно эффективным способом получения швов без подреза при высоких скоростях сварки металла считают одновременное применение сразу нескольких электродов из вольфрама.

Ничего особенного для осуществления данных разновидностей процесса не нужно. Требуется всего лишь стандартное оборудование для аргонной сварки и так называемые дополнительные блоки.

Самым востребованным устройством для аргонной сварки, которое успешно применяется и на производстве, и в быту, выступает инверторный аппарат.

Отметим, что цена аппарата аргонной сварки относительно невелика, в отличие от услуг профессиональных сварщиков-аргонщиков.

Потому применение подобного инвертора — оптимальный вариант, т.к. разобраться с его принципом работы может и начинающий сварщик, а при необходимости часто проводить сварочные работы подобного типа гораздо выгоднее освоить все премудрости данного процесса своими силами.

Делаем своими руками

Чуть выше мы выяснили, что аргонная сварка своими руками – это выгодно и вполне возможно. Рассмотрим, что же представляет собой схема аргонной сварки своими руками.

Если приобретен инверторный сварочный аппарат либо трансформаторный аналог для аргонной сварки, то составить полный комплект можно посредством:

• горелки;
• баллона с аргоном;
• редуктора и клапана газа;
• сварочной маски.

Аргонная сварка своими силами предполагает, и знание основных правил, которые необходимо соблюдать при использовании инертного газа — аргона.

При применении неплавящегося электрода, его нужно держать по возможности ближе к поверхности конструкции, которая варится. Это позволяет получать дугу с минимальными параметрами.

Помните, что увеличение дуги, как правило, приводит к снижению глубины проплава и соответственно росту ширины шва. В свою очередь это приводит к значительному снижению качества соединений (сварных).

Выполняя аргонную сварку, нужно постараться совершить всего лишь одно единственное движение вдоль шва. Перпендикулярные шву перемещения в данном случае крайне нежелательны.

Если все выполняется верно, то в итоге получаем и эстетичное, и прочное соединение. В этом, собственно и кроется качественное отличие данной технологии от сварки электродами покрытыми.

Важным условием хорошей сварки является контроль за тем, чтобы сам электрод, а также присадочная проволока ни в коем случае не выходили за границы газовой защитной зоны.

Желательна плавная подача проволоки, в первую очередь, для того, чтобы избежать разбрызгивания металла.

Проволоку при работе с вольфрамовым электродом подают впереди горелки. Напомним, поперечные колебания не допустимы.

Заварку кратера при окончании работы производят при понижении силы тока посредством реостата. Не допустимо завершать процесс сварки обрывом дуги, попросту отводя горелку.

Такой прием снизит защиту шва. Подача газа может быть прекращена лишь через 10 секунд после завершения сварочных работ.

Если говорить о начале подаче газа, то временной период составляет, как минимум 20 секунд до начала выполнения работ.

Следует помнить и о том, что перед началом работ, все поверхности свариваемых конструкций обязательно очищают и от жира, и от грязи посредством механических (химических) методов, а также проводят обезжиривание.

Цены на услуги и оборудование

Услуги аргонной сварки (профессиональные) сегодня совсем не дешевы. Что говорить, если цена за сантиметр аргонной сварки колеблется в диапазоне от 25 и до 100 рублей (все зависит от мастерства сварщика, качества оборудования и нюансов предполагаемой работы).

Потому, такое решение, как купить аргонную сварку — вполне объяснимо. Тем паче, если человек настроен решительно и многое в этой жизни делает собственными руками…

Цена аргонной сварки, само собой, зависит от того, по какой именно технологии она будет производиться, и какому именно мастеру вы доверите, несомненно, ответственное мероприятие.

Так, к примеру, для того чтобы максимально удешевить данный процесс наиболее рациональным решением будет купить аргонную сварку для алюминия.

Хотя, справедливости ради, стоит заметить, что с экономической точки зрения подобный выбор оправдан лишь в одном случае — если необходимость производить сварку у вас возникает действительно часто.

В противном случае цена аргонодуговой сварки для вас более доступной будет (при единоразовой необходимости), если вы поручите ее профессионалу.

Технология сварки аргоном от «А» до «Я»

Применять сварку высокой температурой можно не для всех сплавов. В некоторых случаях применяется особая сварка аргоном. Подробно разберем технологию.

Использование высокой температуры дуги при проведении сварки является широко применяемой во многих сферах технологией соединения металлических конструкций. Однако применять ее можно не для всех сплавов, т. к. многие из них при разогреве до высоких температур и расплавлении на открытом воздухе окисляются и теряют свои технологические свойства. Поэтому для них применяется особая сварка аргоном, при которой, кроме нагревания с помощью электрической дуги, для защиты металла используется нейтральный газ аргон.

Особенности аргонодуговой технологии

Как и сварочная дуговая, технология сварки в среде аргона основана на расплавлении области соединения металлов с помощью электрической дуги. Она может проводиться с помощью расплавляющихся и неплавящихся электродов. Неплавящимися электродами обычно служат изделия из вольфрама, т. к. он отличается своей тугоплавкостью и выдерживает температуру металлического расплава. Официальное обозначение сварки неплавящимися вольфрамовыми электродами в среде нейтрального газа —TIG.

В этом случае зону соединения металлов заполняют присадочным материалом. Для этого используют металлическую проволоку, изготовленную из сплава, легированного теми же элементами, что и свариваемый металл. Главное правило при ее выборе — не ухудшить свойства основного металла шва. Поэтому важно:

Процентное содержание легирующих элементов в присадочной проволоке не должно быть меньше, чем в соединяемых металлических деталях.

Диаметр проволоки подбирают в соответствии с параметрами сварного шва и толщиной изделия.

При использовании плавящихся электродов в качестве их материала применяется проволока или пруток, которые также по требованиям к химическому составу должны соответствовать основному металлу изделий и при расплавлении не должны ухудшать его свойства.

Аргонодуговая сварка с поддувом может проводиться тремя способами:

• в полном автоматическом режиме;
• в режиме автоматической подачи проволоки;
• в ручном режиме проведения процесса.

При автоматическом режиме весь сварочный процесс полностью автоматизирован: и управление движением электрода, и подачу присадочной проволоки осуществляет автомат.

В ручном режиме весь сварочный процесс проводится сварщиком.

Нейтральный газ в сварочной зоне выполняет две функции. Он служит защитной средой от агрессивного действия компонентов воздуха и регулирует прохождение импульса тока через ионизацию дугой.

При аргонодуговой сварке эти функции обеспечивает газ аргон. Он предотвращает расплавленный металл сварного шва от взаимодействия с компонентами воздуха, т. к. значительно тяжелей воздуха (на 38%) и поэтому выдавливает его из сварной зоны, заполняя рабочее пространство и надежно изолируя расплав от контакта с атмосферной средой.

Для каких целей применяется защитная среда? Дело в том, что при достижении высоких температур многие высоколегированные стали и сплавы цветных металлов легко вступают в реакцию с кислородом и азотом, присутствующих в составе воздуха, образуя соединения, которые вредят их прочности и лишают устойчивости к коррозии. Аргон — нейтральный газ, он не реагирует на компоненты разогретых металлических сплавов, поэтому служит своеобразной завесой, препятствующей контакту разогретого металла с воздухом, предотвращая его взаимодействию с агрессивными газами воздуха.

Иногда, особенно при ванной сварке, для исключения образования пористости сварного металла к аргону добавляется небольшой объем кислорода (3-5%). Он берет на себя роль чистильщика жидкого расплава, взаимодействуя с его поверхностными вредными включениями, которые в дальнейшем выгорают или всплывают на поверхность расплава в виде шлаков.

Кроме того, инертный газ имеет повышенную склонность к ионизации, а это влияет на характер прохождения направленных электронов сварной дуги к поверхности металла, а, следовательно, и параметры силы сварного тока.

Розжиг дуги при разных электродов

При использовании неплавящихся электродов розжиг дуги таким способом невозможен, т. к. чистый аргон имеет высокий показатель ионизации, поэтому для розжига требует более сильную искру. При касании вольфрамового электрода поверхности металла ее невозможно получить. Кроме того, при касании происходит загрязнение поверхности и ее существенное оплавление. Поэтому для разжигания дуги при вольфрамовом электроде применяют вспомогательный прибор, называемый осциллятором. С помощью него на электрод после включения устройства подается высоковольтное напряжение с высокой частотой импульсов, которые обеспечивают ионизацию промежутка между дугой и поверхностью изделия и последующим розжигом дуги.

Для выполнения шва используется аргонодуговая сварка с переменным током и выпрямленным (постоянным) током.

Если аргонодуговая сварка проводится в режиме переменного тока, то осциллятор впоследствии после розжига дуги в дальнейшем играет роль стабилизатора, подающего импульсы в моменты замены полярности, это обеспечивает стабильное горение сварочной дуги.

При сварке с использованием постоянного тока на анодном и катодном конце величина выделяемого тепла разная. При его значении менее 300 ампер до 70% выделяемого тепла образуется на аноде и только 30% приходится на катод.

Для обеспечения большого нагрева металла, приводящего к его расплавлению и исключения перегрева электрода, применяют прямой вид полярности. Тогда изделие служит анодом, а электрод — катодом. Такую схему используют для всех металлических сплавов за исключением алюминиевых. Для них применяют сварку с переменным током, чтобы эффективней удалить окисный поверхностный слой.

Сварка аргоном наиболее понятна при выполнении работы в ручном режиме, поэтому лучше рассмотреть подробно этот вариант соединения металлических деталей.

Этапы ручной аргонодуговой сварки

• источник питания;
• горелка с вольфрамовым электродом;
• газовый баллон с аргоном;
• присадочная проволока.

Схема выполнения сварочных работ с использованием неплавящегося вольфрамового электрода в среде защитного газа изображена на рисунке:

Электрод располагается в держателе горелки и выступает на 2-5 мм вперед.

Его диаметр подбирают, ориентируясь на характер сварного шва и толщину соединяемых металлических деталей. Вокруг держателя электрода расположено сопло для подачи аргона в область сварки в момент проведения работ.

Сварка с поддувом аргона должна проводиться в такой последовательности:

• очистка поверхности зоны сварки;
• приведение горелки в рабочее положение: подача аргона для создания защитного слоя и розжиг дуги;
• процесс выполнения сварного шва.

Тщательную очистку кромочной поверхности соединяемых деталей от загрязнений и окисной пленки необходимо провести перед тем, как приступать к процессу сварки. Для этого используют механический или химический способом очистки с последующим обезжириванием поверхностей.

Важно!Нельзя допускать касания вольфрамового электрода свариваемой поверхности, он должен располагаться на минимальном расстоянии в 2 мм от нее, чтобы создать малую сварочную дугу. В этом случае она обеспечивает максимальное проплавление металла по толщине.

Сразу после разжигания дуги сварщик приступает к созданию сварного шва в зоне, защищенной аргоном. Аргонная сварка проводится так:

Горелкой, находящейся в правой руке, сварщик медленно ведет дугу строго по линии шва, а левой рукой навстречу движению горелки подает присадочную проволоку в зону сварки. Проволока должна всегда располагаться перед горелкой под небольшим углом от 15 о до 30 о градусов к свариваемой поверхности, а электрод горелки составлять с ней угол около 90 о .

Важно!Нельзя допускать резкую подачу присадочной проволоки при выполнении ручных сварочных работ, т. к. это ведет к образованию брызг расплавленного металла и неаккуратной линии шва.

После окончания работы, подача аргона не должна прекращаться сразу, чтобы не допустить окисления еще не остывшего металла шва.

Преимущества технологии

• исключение окисляющего воздействия на жидкий металлический расплав компонентов воздуха за счет защитной среды аргона;
• благодаря локальной тепловой мощности в рабочей зоне и правильно выбранных параметрах обеспечивается высокая скорость сварки и качественный шов в автоматическом и полуавтоматическом режиме;
• аргонодуговая сварка дает возможность соединять детали, изготовленные из разных металлов;
• сварочный процесс можно проводить под визуальным контролем.

Оборудование для аргонодуговой сварки

Разные режимы технологии аргонодуговой сварки предполагают использование оборудования, имеющего различные принципы работы и устройства.

Аппараты для соединения деталей с помощью дуги в аргонной среде подразделяются на специальные и универсальные устройства:

• Сварочные трансформаторные устройства работают на использовании переменного тока.
• Аппараты, играющие функцию выпрямителей и генераторов, служат для обеспечения выпрямленного (постоянного) тока при выполнении сварочных работ.
• Универсальные аппараты предназначены для сварочных работ, как на постоянном, так и на переменном характере тока.

Наиболее востребованным является аппарат универсального действия. К таким устройствам относятся инверторы.

Аппараты для ручной сварки с использованием вольфрамового электрода обязательно содержат в комплекте горелку, а также трансформаторы для преобразования тока из переменного в постоянный ток, стабилизаторы напряжения и устройства для розжига дуги.

Аппараты для работы в автоматическом режиме должны включать устройства для управления сварочным процессом и подачей защитного газа.