Особенности метода аргоновой сварки, его плюсы и минусы — объясняем в общих чертах

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.

Общее описание

Перед тем как приступать к работе стоит рассмотреть, что такое аргонная сварка и для чего она проводится. Это технология гибридного типа, которая позволяет соединять конструкции из капризных и устойчивых металлических основ — от огромных труб до мелких деталей статуэток из бронзового металла.

Прежде чем понять, что это такое аргонно-дуговая сварка, стоит разобраться с физикой данного процесса. Для того чтобы соединить металлические поверхности их требуется предварительно прогреть. Нагревание обычно производится при помощи огня. Именно это способствует вступлению в реакцию кислорода, который находится в воздухе — происходит процесс окисления. Стоит учитывать, что цветные металлы, легированные стали окисляются намного быстрее, чем обычные металлы.

Окисление, которое проявляется во время сварочного процесса, вызывает ухудшение качества соединений. В связи с тем, что в составе швов появляются многочисленные пузырьки, они теряют свою прочность и быстро разрушается. А алюминиевый металл варить невозможно, при нагревании он горит и разрушается.

Технология аргонодуговой сварки основывается на использовании сварочной ванны, которая защищает от газов и примесей. Для этих целей часто применяются инертные газы, которые выполняют роль защитной оболочки. Помимо аргона к инертным газам относится гелий, который обладает такими же свойствами. Однако гелий намного дороже аргона, и он расходуется намного быстрее и больше.

Применение аргона позволяет сэкономить силы и финансовые вложения. Кроме этого этот газ может использоваться для всех цветных металлов, включая нержавейку, медь, алюминий. К главным свойствам аргона стоит отнести:

• Аргон значительно тяжелее воздуха, по этой причине он отлично вытесняет его из сварочной ванны, тем самым защищая зону плавления от ненужных газовых примесей;
• Аргон является инертным веществом, которое не способно вступать ни с какими элементами, включая свариваемые металлические поверхности;
• Не стоит забывать про важный нюанс аргонового газа. Во время применения тока с обратной полярностью аргон переходит в состояние электропроводной плазмы со всеми негативными последствиями.

Технические характеристики аргонодуговой сварки

Аргон используется прежде всего для того, чтобы вытеснить воздух из сварочной среды и свести к нулю взаимодействие расплавленных кромок с воздухом, попадание которого может привести к возникновению каверзности.

Изначально данный прием использовался для сварки алюминиевых поверхностей (аргонодуговая сварка алюминия). Вся сварка производится с помощью капель расплавленного металла (крупнокапельное и капельное).

Однако, следует помнить, что при использовании крупнокапельного метода возможно разбрызгивание, используется при сваривании поверхностей, где нет необходимости класть идеально ровный шов.

Крупнокапельный или капельный метод качественно уступают струйному методу, который достигается за счет увеличения тока в инверторе и при использовании присадочной проволоки из меди.

Проволока для аргонодуговой сварки наматывается спиралью на вольфрамовый электрод и позволяет делать наплавку на чугун и прочие хрупкие металлические сплавы.

Особенности аргонодуговой сварки

Стали, а также большинство цветных металлов и их сплавав, в расплавленном состоянии способны взаимодействовать с газами, содержащимися в воздухе. Это отрицательно сказывается на качестве сварных швов: в них появляются дефекты, ослабляющие соединения. Оптимальное решение этой проблемы — аргонодуговая сварка. Она обозначается аббревиатурой TIG (Tungstren Inert Gas).

Процесс аргонодуговой сварки

Роль защитного газа

Одной из особенностей аргоновой сварки является применение защитного газа (в этом она похожа на полуавтоматическую). Чаще всего для этой цели используется аргон. Являясь инертным газом, он не вступает в реакции с другими веществами, содержащимися в воздухе или металлах. Кроме того, аргон примерно на 35 % тяжелее воздуха, поэтому легко вытесняет его из зоны сварки. В результате расплавленный металл тоже не может вступать в реакции с другими газами (в первую очередь имеются в виду кислород и азот). Таким образом резко уменьшается количество дефектов в швах.

Аргон может заменяться гелием (более дорогой газ). Иногда применяется аргон с примесью кислорода (не более 35 %). Последний приводит к выгоранию примесей в металлах или образованию с ними легких соединений, которые в сварочной ванне перемещаются к поверхности. Такие процессы приводят к предотвращению образования пор.

Защитный газ для аргоновой сварки

Название «аргон» имеет греческие корни и в переводе означает «ленивый» или «неактивный». Это самый распространенный инертный газ. В 1 м3 воздуха содержится более 9 л аргона, а в 1 л морской воды – около 0,3 см3. При высокой концентрации он способен оказывать на человека наркотическое воздействие и даже вызывать отравление.

Электроды

Аргонодуговая сварка может проводиться только неплавящимися электродами. Используются вольфрамовые стержни.

Процесс сварки

Для нагревания и плавления металлов применяется электрическая дуга. Она зажигается между вольфрамовым электродом и поверхностью металла. При этом касания электродом соединяемых поверхностей не происходит. Во-первых, таким образом предохраняется от загрязнения вольфрамовый стержень, во-вторых, зажигание дуги за счет возникновения искры в аргоновой среде затруднено, поскольку этот газ обладает высоким потенциалом ионизации. Для этой цели применяется специальный прибор – осциллятор. Он подает на электрод высокочастотные высоковольтные импульсы, за счет которых ионизируется дуговой промежуток, и после подачи тока зажигается дуга. Защитный газ способствует ее концентрации на ограниченной поверхности. Одновременно аргон надежно защищает сварочную ванну от азотирования и окисления.

Формирование швов

Образование швов при соединении элементов из тонких металлов возможно только за счет расплавления их кромок. Во всех остальных случаях дополнительно используется присадочная проволока. При этом ее химический состав должен соответствовать химическому составу металла в сварочной ванне.

Применение аргонодуговой сварки

Область применения аргонодуговой сварки

Самой основной областью применения является соединение цветных металлов и легированных сталей, особенно малой толщины. В противном случае используются присадки.

Присадки для аргонодуговой сварки представляют собой металлы большей плотности и меньшей температуры плавления, которые напыляются наплавкой и являются соединяющей “прослойкой”.

В таком случае возможна сварка только в среде инертных газов или углекислого газа, так как попадание воздуха приведет к разбрызгиванию мягких расплавленных металлов.

Режимы сварки поверхностей из нержавеющей стали

Аргонодуговая сварка выполняется в ручном, автоматическом и полуавтоматическом режимах. Самым надежным и быстрым из них является последний вариант. Даже при ручной сварке оператор многократно сокращает расход вольфрама. Для этого достаточно прекратить сварку и на 10-15 секунд оставить подачу аргона. Воздушная масса обдувает электрод и минимизирует окислительные процессы.

Полуавтоматическая сварка выполняется аналогичным способом, за исключением механической подачи проволоки. Другим ее преимуществом является точность и аккуратность шва, а также скорость процедуры. Оператору доступны различные техники сварки, чей выбор определяется толщиной металла:

• Толстые поверхности обрабатываются посредством струйного переноса;
• Для тонких листов стали применяется короткая дуга;
• Импульсная сварка представляет собой универсальную методику фиксации поверхностей из нержавеющей стали. На сегодня она считается наиболее экономически целесообразной.

Применение аргоновой сварки

Сфера применения аргонодуговой сварки широка. Этот тип сварки выбирают везде, где к сварочным швам предъявляются повышенные требования. Такой способ особенно востребован для соединения тонкостенных изделий и трудносвариваемых металлов. Аргонодуговая сварка позволяет работать с любыми сталями, включая нержавеющие, оцинкованные или гальванизированные, с титаном, чугуном, медью и другими цветными металлами.

Аргонодуговую сварку используют в автомобиле-, авиа- и ракетостроение. С ее помощью изготавливаются ответственные узлы из алюминия и его сплавов.

Особый интерес аргонодуговая сварка представляет для соединения алюминиевых элементов. Этот металл относится к трудносвариваемым, склонен к образованию трещин, имеет большую усадку, а в расплавленном виде легко окисляется и покрывается тугоплавкой пленкой, препятствующей соединения отдельных капель в шов. Аргонодуговая сварка, несмотря на эти особенности материала, позволяет получить качественные сварочные швы.

Оборудование, использующееся для аргонодуговой сварки

В процессе работы оператору потребуется следующее оборудование

• Сварочный аппарат TIG;
• Газовый баллон с чистым аргоном или аргонно-гелиевая смесь;
• Пистолетная горелка. Как правило, она идет в комплекте со сварочным аппаратом, но при отсутствии, пользователь может воспользоваться универсальным изделием;
• Вольфрамовые электроды. Их диаметр и составы выбираются исходя из особенностей свариваемой поверхности;
• Присадочные прутки, чей материал и толщина должны соответствовать обрабатываемому металлу

Особенности сварки нержавеющей стали делают аргон предпочтительным вариантом, обеспечивающим качество и надежность сварного шва. Именно его выберет квалифицированный сварщик, особенно если дело касается обработки тонкой поверхности из нержавеющей стали. Аргонодуговая сварка уверенно соединяет нержавейку с другими материалами, что вкупе с прочностью шва повышает популярность технологии.

Трудности сварки и их преодоление

Процесс сварки сопровождают различные сложности в первую очередь растрескивание поверхности. В этом отношении нержавеющая сталь выступает проблемным материалом. В числе других свойств, затрудняющих процедуру сваривания выделяются:

• Низкая теплопроводность. В сравнении с материалами с низким содержанием углерода, показатели нержавейки в 2 раза ниже. В итоге участок сильно нагревается, создавая опасность сквозной проварки металла. Во избежание такого развития событий сила тока, применяемая для сварки других сталей, при обработке нержавеющего материала снижается на 20%;
• Нержавеющей стали присуще линейное расширение, что вызывает литейную усадку. В итоге при сварке металл деформируется, на его поверхности появляются трещины. Профилактикой подобных дефектов выступает зазор между свариваемыми изделиями. Чем толще их поверхность, тем большее требуется расстояние;
• Сварка нержавеющей стали аргоном сопровождается высоким электрическим сопротивлением металла. Оно ведет к чрезмерному перегреву электрода и низкому качеству сварного шва. Во избежание негативных последствий в процессе используют небольшие электроды, длиной не более 350мм.

ВНИМАНИЕ! Превышение температурных показателей во время сваривания нивелирует свойства материала. На поверхности образуются карбиды, и металл теряет антикоррозийные качества.

Негативные процессы формируются при достижении температурного порога в 500С. Профилактикой выступает своевременное охлаждение. В кустарных условиях самым доступным вариантом является полив поверхности водой.

Как варить в аргоне

Что нужно для правильной сварки? Конечно, немного теории и много практики. Теорию мы вам расскажем, а вот практику придется выполнять самостоятельно. Чем больше вы будете практиковаться, тем быстрее сможете приступить к выполнению серьезной работы. А пока давайте узнаем, какова технология аргонодуговой сварки и что нужно учесть, чтобы не наделать ошибок.

Прежде всего, нужно тщательно очистить и обезжирить стыки свариваемых деталей. Даже если визуально нет никаких загрязнений или коррозии, нужно все равно очистить поверхность металла. Во время работы старайтесь сокращать длину сварочной дуги. Дело в том, что длинная дуга формирует широкий неглубокий шов. Качество такого соединения оставляет желать лучшего.

Поэтому при работе с неплавящимся электродом постарайтесь сделать дугу как можно короче, приближая стержень к поверхности металла. Но этого может быть недостаточно для того, чтобы шов получился узким и глубоким. Двигайте электрод продольно, не отклоняясь в сторону и не выполняя поперечные движения. Именно по этой причине у сварщика должна быть «твердая рука» при сварке аргоном, иначе малейшее отклонение может привести к ухудшению качества сварного соединения.

Присадочную проволоку и электрод следует располагать только в сварочной зоне. Если вы будете постоянно отводить стержень или проволоку в сторону, то нарушите защитные свойства аргона и в сварочную ванну проникнет кислород. Проволоку стоит подавать плавно и равномерно, избегая резкой подачи. В противном случае металл будет сильно разбрызгиваться и ухудшит качество сварки.

Многим мастерам (особенно начинающим) по началу трудно понять, с какой скоростью подавать проволоку. Увы, не существует какой-то единой нормы, которая решит эту проблему. Все познается с опытом, так что экспериментируйте. Проволока для присадки должна подаваться под углом и перед стержнем. Эти требования обязательны. Их несоблюдение приводит к формированию неровного шва и усложняет сварочный процесс.

Также не рекомендуется резко начинать или заканчивать процесс сварки, поскольку в сварочную зону гарантировано попадет ненужный кислород. Мы рекомендуем на протяжении 20 секунд подавать в сварочную зону газ для аргоновой сварки и только затем приступать к работе. Если вы планируете окончить сварку, то сначала уберите проволоку, затем выключите горелку. Этот процесс должен занимать около 10 секунд. Также при окончании сварки снизьте силу тока. Если вы этого не сделаете, а просто уберете проволоку и горелку, то кислород попадет в сварочную зону.

Как видите, сварка аргоном требует большого терпения и хотя бы минимального опыта. Вы можете оценить свою работу, пользуясь показателем проплавленности. Осмотрите шов, который вы сделали: он не должен иметь округлую выпуклую форму. Если шов выглядит так, то это значит, что он не проплавлен. Таким незамысловатым способом можно проверить качество шва и оценить его прочностные характеристики. Конечно, такой метод не заменить полноценный контроль качества с помощью приборов, но вы уже на начальном этапе сможете увидеть недостатки своей работы.

Вместо заключения

Теперь вы знаете, что такое аргоновая сварка и как внедрить ее в свою рабочую практику. Аргонодуговая сварка обладает очень важным преимуществом — она позволяет соединять детали, которые в других условиях соединить просто невозможно. А такая необходимость может возникнуть не только на крупном производстве, но и дома или на даче (например, при сварке труб). Но помните: теория без практики не работает. Постарайтесь как можно больше отработать навыки на тестовых образцах до того, как приступите к более серьезным задачам. Расскажите о своем опыте сварки аргоном в комментариях и делитесь этим материалом в социальных сетях. Желаем удачи!

Преимущества и недостатки аргонодуговой сварки

Плюсы:

• надежная изоляция от окружающей среды, повышение качества и отсутствие нарушений кристаллической решетки в соединенной поверхности;
• показательная тепловая мощность дугового разряда, что положительно сказывается на качестве и скорости сварки;
• аргонодуговая сварка позволяет соединять разнородные металлы;
• весь процесс может быть произведен под наблюдением.

Минусы:

• защита аргоном от окружающего воздуха может быть нарушена при работе на ветру или сквозняке, так как газ может попросту “сдувать”;
• горелку необходимо периодически охлаждать при сварке дугой большой силы тока;
• сильное излучение ультрафиолета, особенно при использовании гелия в качестве инертного газа.

Так как огневые и сварочные работы требуют особенных навыков у производителя работ, соблюдения норм технической и промышленной безопасности, а так же допусков, то проводиться периодическая аттестация с целью продления или получения разрешения и допуска к огневым работам различных категорий.

Информацию о сварочном карандаше, можно почерпнуть здесь.

Инверторная сварка в аргоне

Что это инверторная аргоновая сварка? Этот метод считается самым востребованным видом аргонодуговой технологии. Его используют в промышленных и бытовых условиях. Во время этого процесс применяется инвертор для аргонодуговой сварки, это тип аппарата дуговой сварки, который преобразует ток из постоянного в переменный. Кроме этого оборудование обладает дополнительным преимуществом, которое состоит в адаптации к скачкам напряжения источника питания.

Инверторный сварочный аппарат обладает компактными размерами, он нетяжелый и выполнен из прочной основы. Он прекрасно подходит для проведения сварочных работ в любых условиях — дома и на производстве. Кроме этого он обладает легким управлением, с которым смогут справиться даже новички.

Что можно варить инверторной аргоновой сваркой? Данная технология отлично подходит для сваривания нержавейки, меди, алюминия, цветных металлов. При помощи инвертора процесс выполняется достаточно легко, требуется только двигать горелкой вдоль шва. Если соблюдать все технологические требования, сварное соединение выходит узким и ровным.

Правильная аргоновая горелка

Главные задачи горелки состоят в подаче электроэнергии и создании газовой защиты. При проведении сварочного процесса важно выбрать правильную горелку, это также важно, как выбор правильных расходников. В аргонодуговой сварке применяется специальная горелка с неплавящимся вольфрамовым электродом — именно таким способом производится сваривание нержавеющей стали.

К главным техническим свойствам правильной горелки, в соответствии с которыми нужно ее выбирать, относят:

• Допустимые показатели сварочного тока или его мощность;
• Тип охлаждения горелки при сильных и слабых токах;
• Показатели длины кабеля;
• Наличие сопла из керамической основы и фиксатора вольфрамового электрода;
• Универсальность горелки — способность подключаться к разным сварочным аппаратам.

Принцип работы горелки в аргонной сварке состоит в следующем:

• Включается все сразу — подается газ на горелку, начинается активная циркуляция охлаждающей жидкости, а затем подключается сам сварочный аппарат;
• После того как образуется защитный слой из аргона производится поджигание дуги, осуществляется разогрев заготовок до температуры плавления, а присадочная проволока помещается в образовавшуюся рабочую ванну;

Размещение присадочной проволоки и электрода из вольфрамовой основы вдоль сварного соединения.

Розжиг дуги при разных электродах

Во время использования расплавленных электродов розжиг дуги происходит при соприкосновении электрода с изделием. Электродная проволока при касании металлического изделия начинает искрить и вокруг нее начинается активное испарение паров железа. Именно они оказывают влияние на степень ионизации аргона, они ее снижают, поэтому розжиг дуги происходит достаточно быстро и легко.

При применении неплавящихся электродов розжиг дуги таким способом будет невозможен. Дело в том, что чистый сварочный аргон обладает высоким показателем ионизации, и для розжига он требует более сильную искру. А при касании вольфрамового электрода поверхности металла ее не удается получить. Также во время ее касания происходит сильное загрязнение поверхности и ее оплавление.

По этой причине для разжигания дуги при вольфрамовом электроде используется вспомогательный прибор, который называется осциллятором. При помощи него после включения устройства на электрод подается высоковольтное напряжение с высокой частотой импульсов, которые обеспечивают ионизацию промежутка между дугой и металлической поверхностью изделия с последующим розжигом дуги.

Обычно для создания сварного шва применяется аргонодуговая сварка с постоянным и переменным током. Если сварочный процесс выполняется в режиме переменного тока, то осциллятор выполняет роль стабилизатора, который подает импульсы в моменты замены полярности. Это обеспечивает стабильное горение сварочной дуги.

Во время сварки с применением постоянного тока на анодном и катодном конце величина выделяемого тепла может быть разной. При значении меньше 300 ампер до 70 % выделяемого тепла образуется на аноде и только 30 % на катоде.

Для обеспечения большого нагрева металла, которое приводит к его расплавлению и исключению перегрева электрода, используется прямая полярность. В этом случае самое сварное изделие является анодом, а электрод служит катодом.

А что варят аргоновой сваркой с такой схемой? Она отлично подходит для сваривания меди и ее сплавов, ее применяют для цветных металлов, исключением является алюминий и его сплавы. Для этого металла используется сварка с переменным током, которая позволяет эффективно удалить окисный поверхностный слой.

Какие аппараты применяются для аргонодуговой сварки

Чтобы понять, как работает аргонная сварка, стоит рассмотреть устройства, которые применяются при ее проведении. Оборудование может иметь разное управление и определенный принцип работы, от которого зависит скорость получения сварного шва, а также его качество.

При проведении аргонодуговой сварки могут применяться следующие аппараты:

• Сварочные трансформаторные устройства. Они работают на использовании переменного тока;
• Аппараты, выполняющие роль выпрямителей и генераторов. Они применяются для обеспечения выпрямленного (постоянного) тока при проведении сварочных работ;
• Универсальные устройства. Они предназначены для сварочных работ при постоянном и переменном токе.

Интересное видео

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...