Сварка аргоном

Есть достаточно обширный список металлов, для которых сварка в обыкновенной атмосфере неприменима. Ввиду высокой химической активности данных металлов и сплавов в нагретом и жидком состоянии, они взаимодействуют с кислородом воздуха и окисляются, теряя собственные физические свойства.

К подобным веществам относятся нержавеющая и высоколегированная сталь, разноцветные и редкие металлы, такие, как титан, медь, алюминий. Для их хорошей сварки была разработана технология сварки в защитной атмосфере благородного газа, мешающего контакту сварочной ванны с кислородом воздуха. Очень часто в качестве такого газа применяется аргон.

Технология сварки в обстановке аргона трудна если сравнивать с обыкновенной сваркой, но позволяет сваривать металлы, объединить которые еще одним способом как правило невозможно.

Технология сварки аргоном

Основополагающий принцип работы — сварка делается электродуговым способом в атмосфере защитного газ.

Подавляющая часть цветных металлов, нержавеющая сталь и высоколегированная сталь отличительны от черных металлов тем, что в нагретом состоянии показывают высокую химическую активность и взаимодействуют с кислородом воздуха, организуя окислы и теряя полезные присадки.

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

Во избежание данных неблагоприятных последствий, сварку проводят в атмосфере благородного газа — аргона, мешающего взаимному действию и разогретого металла с кислородом воздуха. Плотность аргона практически в 1,5 раза больше, чем плотность воздуха, по этому благородный газ замещает воздух в рабочей области и оберегает ее.

Сварка аргоном может делаться как плавкими, так и неплавкими электродами, в большинстве случаев вольфрамовыми.

Технология аргонодуговой сварки учитывает три ключевых метода:

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

Характерности аргоной сварки

Аргоновая сварка выделяется от обыкновенной некоторыми особенностями. Ключевым рабочим инструментом в составе аппаратного комплекса служит горелка. В ней по самому центру крепится вольфрамовый электрод, газ поступает через распылительное устройство.

Электрическая дуга нагревает и расплавляет металл в рабочей области, присадочная проволока, плавясь, даёт материал для шва. Состав этой проволки нужно выбирать таким образом, чтобы он был достаточно близко к составу свариваемых металлов.

Тех. процесс состоит из таких этапов:

• Механическая либо химическая (а в случае больших загрязнений — и две) очистка свариваемых поверхностей и околошовной зоны. Нужно почистить поверхности лот механических загрязнений, масляных пятен и пленки окислов.
• Групповой кабель от аппарата прикрепляется к свариваемым заготовкам. Нужно сказать, что присадочная проволока не входит в состав электроцепи.
• В зависимости от толщины свариваемых деталей подбирается рабочий ток и выставляется на источнике тока.
• За 10-25 сек до розжига дуги подают в зону для работы газ, открыв вентиль на баллоне. Необходимо помнить, что отключать газо подачу можно лишь через 5-15 сек после завершения следующего шва.

Процесс аргоновой сварки

• Горелку с электродом, выступающим на 2-5 мм, следует поднести к месту начала шва если есть возможность недалеко к деталям, однако не касаясь их. Лучший просвет, при котором выходит аккуратный и хороший шов — приблизительно два миллиметра.
• Присадочную проволоку нужно держать перед горелкой, и вместе медленно вести их по линии шва. Чрезвычайно важно вводить проволоку в область для работы осторожно и медленно, чтобы не было образования брызг металла.
• Розжиг дуги делается без соприкасания 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 выполняют электрический пробой газовой прослойки между электродом и массой.

Режимы аргоной сварки

Для получения хорошего шва, требуется правильно подобрать режимы аргоной сварки. Основными параметрами считаются:

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

Так, для сцепления легких металлов, подобных, к примеру, как магний или алюминий, применяют электрический ток. Многократная перемена полярности разрушает пленку из окислов, регулярно покрывающей поверхность их.

Выбор режима для аргонодуговой сварки

Роль осциллятора не ограничивается начальным розжигом дуги. Во время работы электрическим током, чтобы не было затухания электродуги в момент смены полярности, он продолжает высылать в сварочную цепь высокочастотные импульсы.

Величину рабочего тока формируют, исходя из нескольких показателей:

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

Для облегчения этого выбора есть специализированные справочные таблицы в профессиональной литературе и в руководстве пользователя аппарата для сварки.

Ритм подачи аргона ставится на основании следующих факторов:

• Скорость сварки и подачи присадочной проволки.
• Скорость перемещения масс воздуха в зоне работы.

Расход газа при систематическом и переменном токе

Если есть наличие сквозняков или сварке на чистом воздухе нужно будет скомпенсировать сносимый аргон увеличением подачи. В случае больших порывов ветра для подачи аргона используют специализированные распылительные устройства с ячеистыми сетками.

Кроме того, во время работы на чистом воздухе или в вариантах, когда не получается полностью почистить поверхность заготовок от грязи, в рабочую смесь включают маленькую долю кислорода (до 5 %), чтобы выжечь примеси или обратить их в шлак. Этот примем неприменим во время работы с медью, потому как в результате цепи хим. реакций шов выходит пористым и непрочным.

Плюсы и минусы

К очевидным преимуществам метода относят:

• Качественный и крепкий шов
• Небольшая нагревательная степень заготовок позволяет сваривать без деформирований конструкции замысловатой формы.
• Возможность сваривать химически энергичные в нагретом состоянии материалы, которые бывает трудно или невозможно объединить иными вариантами.
• Увеличение скорости работы благодаря большой температуре дуги.

Помимо указанных плюсов, у метода есть и минусы:

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

Минусами этой технологии считаются:

• применение сложного оборудования для сварочных работ;
• необходимость в специализированных знаниях и большом опыте выполнения таких работ.

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

Применение сварки аргоном дает возможность получать надежные и качественные сварные соединения, характеризующиеся одинаковой проплавкой соединяемых деталей. Используя аргонодуговую сварку плавящимся электродом, можно сваривать детали из цветных металлов маленькой толщины даже без использования присадочной проволки.

Виды оборудования для сварочных работ

Для сварки аргоном применяется несколько типов оборудования:

• Ручной процесс — сварщик держит горелку и присадочный материал.
• Полуавтоматический процесс — присадочный материал и газ подаются автоматично в горелку, которую специалист ведет вдоль шва ручным способом.
• Полностью механизированный процесс – в рабочей области человек отсутствует, подача присадочного материала и ведение горелки выполняется оператором на расстоянии.
• Роботизированный процесс — оператор только вводит программу, а система ЧПУ исполняет ее.

Яркое преимущество метода — возможность объединять материалы, сварка которых иными методами затруднительна.

Это могут быть и разные металлы на производстве, и стык труб в квартирной системе отопления.

Рабочий принцип оборудования для сварочных работ

Аппаратный комплекс для сварки в обстановке аргона в себя включает:

• Электросварочный аппарат — преобразователь напряжения или полуавтомат, развивающий напряжение работы в 60-70 В. Возможно применение сварочного блока питания или выпрямителя.
• Осциллятор — генератор импульсов напряжением 2-6 киловольт и частотой от 150 до 500 килогерц. Служит для розжига электиродуги и ее поддержания во время работы электрическим током.
• Устройство для газоподачи в область для работы, включающее в себя баллон, редуктор и шланг, присоединяемый к горелке.
• Керамическая горелка.
• Неплавкий электрод и присадочный материал.

Процесс аргонодуговой сварки

в начале сварки проходит настройка рабочих параметров и очистка деталей. В правую руку сварщик берет горелку, в левую — присадочную проволоку, не входящую в состав электрической цепи. За 15-20 сек до начала работы необходимо подать газ к началу шва при помощи вентиля или кнопки подачи аргона.

Электрод подводят на расстояние около 2-ух миллиметров к заготовкам, не касаясь металла. На электрод подается напряжение. Это комфортно делать ножным коммутатором. Осциллятор выдаёт серию импульсов и выполняет пробой газового промежутка, разжигая дугу.

Вольфрамовые сварочные электроды аргоном

Специалист медленно, без рывков и касаний электрода вводит проволоку в область для работы, проволока плавится и заполняет пространство между соединяемыми заготовками, формируя материал шва. Одновременно необходимо вести горелку по пути шва и подавать присадочный материал. Ручная сварка просит отменной координации движений и отличного глазомера.

Марки аргона применяемые при сварке

Госстандарт 10157-79 определяет три марки аргона для применения при сварке:

• А — имеет 99.99% аргона, служит для работы с химически энергичными и редкими металлами, такими, как титан или цирконий, и для финальной сварки особо главных конструкций.
• Б — имеет 99.96% аргона, применяется для работы с металлическими и магниевыми сплавами и остальными материалами, подверженными влияниям растворимых в металле газов.
• В — имеет 99.90% аргона, используется для работы по нержавейке, легированным высокопрочным и огнеупорным сталям, а еще по алюминию в чистом виде.

Технические свойства аргона для сварки

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

Самостоятельное выполнение работ по сварке

Собственными силами собрать аппаратный комплекс для ручной аргонодуговой сварки вполне возможно для домашнего умельца, обладающего хорошими знаниями и способностями в области электробытовой техники, сварочных и слесарных работ.

Чтобы это сделать понадобиться:

• Преобразователь электрической энергии с амперметром для контроля рабочего тока.
• Коммутатор, или пускатель, подающий напряжение на электрод.
• Осциллятор с индуктивно – емкостным фильтром и реле для его включения.
• Регулятор подачи аргона.
• Горелка для аргона.
• Баллон, редуктор и шланг газовый.
• Электроды из вольфрама разных диаметров.
• Источник питания коммутирующих приборов напряжением 24 в.
• Газовый клапан с электрическим приводом.
• Реле включения осциллятор.
• Баласт Для снижения постоянной составляющей тока, подключаемый в разрыв сварочной цепи. Взамен специализированного устройства подойдёт устаревший аккумулятор для автомобиля на 50-80 ампер-часов.
• Средства индивидуальной защиты сварщика: маска, краги, брезентовая специальная защитная одежда с невоспламеняющейся пропиткой.

Все такие элементы комплекса можно выбрать сравнительно дешево. Но если нет решительности в собственных способностях электротехника и газовщика, или время дорого-на рынке такой аппаратный комплекс TIG предлагается по стоимости от 20 тыс. руб.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.