Что можно заварить аргоном
10 фактов о TIG-сварке
Содержание
Содержание
Сварка аргоном, также именуемая, как TIG-сварка, является универсальной. С ее помощью можно сваривать любые виды металлов. От сварщика потребуются только мастерство, умение подбирать присадки и наличие баллона с инертным газом – аргоном. Основной принцип аргонодуговой сварки – сваривание металлов и их сплавов в среде инертного газа неплавящимся электродом.
Факты о названии сварки
1. Маркировка буквами латинского алфавита
Интересно, что название данного вида сварки несколько отличается в разных странах, и незнание маркировки может ввести в заблуждение разнообразием аббревиатур. Например, в англоязычных странах аббревиатура, которой маркируется аргонодуговые сварочные инверторы – это TIG. Расшифровывается как «Tungsten Inert Gas» – сварка вольфрамовым (на шведском вольфрам – «tungsten») электродом в среде инертного газа. Именно эта маркировка часто употребляется на территории Европы и Средней Азии.
В Германии, в связи с особенностями немецкого языка маркировка состоит из букв WIG, то есть Wolfram Inert Gas. В Соединенных Штатах Америки аббревиатура GTAW или же Gas Tungsten Arc Welding, то есть сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа.
2. На территории Российской Федерации дуговая сварка в среде защитного газа имеет собственные обозначения
Согласно ГОСТ 14776-79, технология аргонодуговой сварки неплавящимся электродом обозначается ИН и ИНп. Маркировка ИН говорит о том, что сварочный процесс производится в среде инертного газа, при помощи неплавящегося электрода. Если же используются присадочные металлы, добавляется маленькая буква «п».
3. Как правильно говорить: «аргонно-дуговая» или «аргонодуговая» сварка?
Согласно ГОСТ 2601-84, существует единственно верное понятие аргонодуговой сварки.
Мифы о TIG-сварке
Существует ряд заблуждений и мифов, которые связаны со сварочным процессом в аргоновой среде. Важно знать, что сварочный процесс сам является опасным и вредным видом деятельности, а работа в среде защитных газов усугубляет ситуацию. В связи с этими факторами разработан комплекс обязательных мер и условий по обеспечению безопасности сварщика. Но при их несоблюдении может возникнуть целый ряд опасных ситуаций для жизни и здоровья рабочего, которые со временем превращаются в мифические утверждения о вреде и сложности сварочного процесса.
1. При сварке в аргоновой среде, аргон губительно воздействует на сварщика
Обратимся к химии. Данный газ является химически инертным и занимает третье место по объему в атмосфере планеты Земля после азота и кислорода. Аргон не обладает каким-либо характерным запахом, вкусом и цветом. Он не токсичен и не взрывоопасен.
Он весит практически в 1,4 раза тяжелее чем воздух и способен вытеснять кислород. И при работе с данным газом если не соблюдать меры безопасности он может привести к потере сознания и головокружению, если попадет в дыхательные пути человека.
Правила, которые обеспечат полную безопасность сварного при работе с аргоном:
2. Аргонодуговая сварка влияет на мужское здоровье
Данный миф распространен среди учеников сварщиков и любителей. Возникновение убеждения связано с низкой осведомленностью о технологии сварки и сварочном процессе в среде инертного газа. По мнению распространителей мифа, все дело в использовании слабого радиоактивного металла – оксида тория. Он нужен для заточк вольфрамовых электродов, однако его содержание не превышает допустимого количества, поэтому мнение считается ошибочным.
Если соблюдать меры безопасности при заточке электрода – надевать респиратор, включать вытяжку и хранить не более трех килограммов ториево-вольфрамовых электродов в одном месте – все будет в порядке.
Вольфрамовая пыль, как и прочие мелкие частицы иных металлов, раздражает дыхательные пути, но радикально повлиять на здоровье человека не может. Важно учитывать, что современные технологии производства вольфрамовых электродов создают безопасные и эффективные соединения, которые не были доступны в начале и середине XX века – во время возникновения мифа.
3. TIG-сварка «капризна» в работе
В подавляющем большинстве аргоновые TIG-аппараты оснащены большим количеством надстроек и регуляторов, нежели MMA-инверторы для ручной дуговой сварки и MAG-инверторы для полуавтоматической сварки.
Поэтому сварщик, работающий с TIG, должен иметь либо специализацию на данном виде сварки, либо высший разряд. Тогда весь спектр возможностей используется, а сварное соединение будет оптимальным.
Для осуществления сварочного процесса каждый работник должен:
При соблюдении всех этапов, сварщик осуществляет сварочный шов на любом металлическом изделии. Причем данный вид сварки является универсальным, но используется не часто из-за большей материалоемкости. А во время сварочного процесса отсутствуют искры и шлак.
Факты о сварочных инверторах
1. TIG-инвертор имеет большее число надстроек и регуляторов нежели инверторы, работающие в среде активных газов – углекислого газа и кислорода
Данная особенность TIG-сварки обусловлена большой разновидностью углеродистых, а также высоко-, средне- и низколегированных сталей. Каждая имеет свои особенности и характеристики, на основе которых к стали должен подбираться оптимальный уровень напряжения тока. Толщина металла и наличие примесей в конструкции и изделии также требуют дополнительных настроек аппарата.
2. При аргонодуговой сварке важно контролировать целостность шлангов, которые соединяют баллон и TIG-инвертор
Наличие необходимого давления газа при работе позволит создать равномерный и хорошо проваренный шов. Также целостность шлангов подачи газа предотвратит нецелевой расход инертного газа и наступление опасной для здоровья ситуации.
3. Прототипом вольфрамового электрода для TIG-инвертора была вольфрамовая нить
В 1916 году американский ученый Ирвинг Ленгмюр опытным путем определил, что вольфрамовая нить, используемая в обыкновенной лампочке накаливания, станет лучше передавать заряд если покрыть её оксидом тория. Данное открытие стало предпосылкой для создания вольфрамовых электродов, которые используются в аргонодуговой сварке.
4. TIG-инвертор требует ухода
Как и любой сварочный инвертор, TIG-аппарат имеет множество мельчайших деталей, элементов и плат. Во время работы с металлическими конструкциями и изделиями в воздухе появляются частицы сталей и пыли, которые оседают как на внешнем корпусе сварки, так и внутри нее, попадая через вентиляционные отверстия.
Поэтому после работы с аппаратом важно очистить его от пыли и загрязнений, например, слабым потоком сжатого воздуха. Также нужно обязательно проверять исправность TIG-инвертора, рукава, горелки и массы до и после эксплуатации.
Все особенности аргоновой сварки: принцип и техника работы
Принцип работы аргоновой сварки сочетает особенности соединения металлов при помощи электро- и газосварочного оборудования. В процессе задействован инертный газ, представленный аргоном. Технология позволяет работать с алюминием, медью, чугуном, другими металлами, а также с нержавейкой.
Принцип работы
Метод подразумевает создание высокой температуры с помощью электрической дуги. Одновременно, сварочная область принудительно заполняется аргоном, который вытесняет кислород, изолирует ее от внешней среды, служит защитой от коррозии.
При использовании неплавящегося электрода поджиг дуги производится без его контакта с изделием. Высокий потенциал ионизации инертного газа препятствует ионизации дугового промежутка за счет искры в промежутке электрод – изделие. В случае с плавящимся электродом, дуга зажигается искрой благодаря низкому, по сравнению с инертным газом, ионному потенциалу, паров железа.
Прикасаясь к свариваемому металлу, вольфрамовый электрод загрязняется и оплавляется. Проблема поджига решается введением в схему питания осциллятора. Возбуждение дугового промежутка обеспечивается импульсами с большим напряжением. При работе с переменным током, ионизировав дугу, осциллятор преобразуется в стабилизатор. Его кратковременные импульсы препятствуют деионизации дугового промежутка, когда меняется полярность.
При аргонодуговой сварке объектов толщиной свыше 3 мм, а также для усиления шва используются присадочные прутки (проволока), которые по материалу соответствую изделию.
Преимущества и недостатки
По отношению к другим методам сварки, аргонная выделяется рядом преимуществ. Благодаря ей можно:
В результате использования принципа работы аргонно дуговой сварки получается аккуратный, равномерно проплавленный шов.
Но метод не лишен некоторых недостатков, выраженных в:
Автоматический режим не всегда применим для работы с короткими швами.
Классификация видов
Технологически аргонодуговая сварка разнится типами электродов, по питанию – постоянным или переменным напряжением. По уровню механизации она подразделяется на:
Первые два вида, помимо промышленности, применяются в быту. Автоматизированные системы используются на крупных предприятиях.
Что можно варить
Аргоновая сварка применяется при работах с цветными металлами, сплавами, легированной сталью. Контроль глубины плавления делает ее эффективной для тонкостенных изделий, когда к поверхности объекта возможен только односторонний доступ. Метод широко распространим в автомобильной, авиационной отраслях. Он востребован областями, где необходимы качественные сварочные швы.
Оборудование и оснащение
Сварочные работы с использованием аргона производится с помощью универсального, специального оборудования. Промышленностью налажен серийный выпуск универсальных аппаратов различной мощности и назначения. Производственный вариант аргонно-дуговой сварки подразумевает организацию «сварочного поста», в комплектацию которого входят:
В современном варианте большинство из этих устройств (кроме горелок) объединены в одном аппарате, называемом инвертором. Благодаря доступности, приспособление популярно в быту.
Техника сварки
Перед тем, как варить аргоновой сваркой, необходимо обзавестись инвертором или специальным сварочным трансформатором, баллоном с аргоном, горелкой, присадочными материалами. Процесс подчиняется следующим правилам:
Научиться пользоваться аргоновой сваркой несложно. Однако, чтобы получить идеальные соединения и швы нужно запастись терпением.
Режимы
Для выбора оптимального режима аргонно-дуговой сварки аргонщику приходится оперировать множеством параметров. При настройке сварочного оборудования учитываются:
При сварочных работах аргонно-дуговым методам не стоит забывать о средствах защиты, представленных маской и перчатками. Хотя метод не сопровождается чрезмерным выделением дыма, его лучше проводить в хорошо проветриваемом помещении.
Что можно заварить аргоном
Аргонодуговая сварка имеет много возможностей для расширения технологических возможностей сваривания. Изделия, сваренные аргонодуговой сваркой, отличаются от других высокой прочностью сварочных швов. Если при сваривании деталей Вы применяли аргонодуговую сварку, то срок ее службы значительно увеличится, иногда даже в несколько раз. Аргонодуговое сваривание применяют для многих видов металлов. Таким способом можно производить сваривание нержавеющей стали, алюминия, титана, меди, черных и цветных металлов, а также чугун.
Аргонодуговое сваривание – это сварка с применением инертного газа аргона, который доставляется к специальной горелке по шлангам. Подача аргона позволяет оттеснить воздух и надежно предохранить электрод, дугу и всю сварочную ванну от окисления и насыщения азотом. Также эта особенность аргонодуговой сварки позволяет использовать аргон при сваривании металлических изделий и сплавов, которые обладают структурным сходством к газам, которые находятся в воздухе. Такими металлами могут быть цирконий, магний, алюминий и титан.
Аргонодуговое сваривание отличается на автоматическую и ручную аргонодуговую сварку. При проведении сварочных работ ручной сваркой горелкой управляет сварщик, а при автоматическом сваривании струю горелки и присадочную проволоку подает и направляет специальный механизм. Часто присадочной проволокой является электротехнический провод нужной толщины. Когда горелка включается, между кончиком неплавящихся электродов и свариваемой деталью образуется электрическая дуга. Дуга расплавляет свариваемую деталь вместе с присадочной проволокой.
Используя сварочные аппараты самых различных конструкций можно использовать аргонодуговое сваривание при монтаже трубопроводов. Стыки труб свариваются по кругу или с помощью трубной решетки. Такое сваривание называется орбитальным. Это означает, что при работе свариваемое изделие остается неподвижным, а вокруг него вращается только сварочный электрод. Стоит заметить, что сваривание аргоном может производиться в различных положениях, а это немаловажно при сваривании трубопроводов. Сваривание труб может производиться в различных положениях, поэтому проведение таких работ требует от сварщика большой маневренности.
Проведение сварочных работ по своей методике отличается от толщины свариваемого металла и от материала, из которого деталь сделана. Например, если толщина металла небольшая, аргонодуговое сваривание можно производить без использования присадочной проволоки. В таком случае существует большая вероятность получить сварочный шов высокого качества, а также большую глубину прогрева изделия, что очень важно при сварке.
Основным фактором, определяющим методику сваривания аргонодуговой сваркой, является металл, который нужно сваривать и основные его характеристики и свойства. Подбирая наиболее оптимальный режим сварки, Вы сможете производить аргонодуговой сваркой качественные сварочные швы.
Что такое аргоновая сварка, технология сварки
Принятое в быту выражение «сварка аргоном» является принципиально неверным. Сам по себе аргон является инертным газом и непосредственном соединении двух металлических деталей не участвует. Есть другое понятие – сварка в инертной среде, где аргон или другой газ служат защитой и препятствуют инициализации негативных процессов. Таким способом в наши дни сваривают различные сплавы металлов, включая и цветные.
Что такое аргоновая сварка
Гибридная технология, сочетающая газовый и электрический способы сварки, дает возможность работать с самыми разными объемами и материалами. Она отлично зарекомендовала себя в сварке чугуна, стали, меди и других металлов. С ее помощью хорошо свариваются большие стальные трубы и миниатюрные бронзовые крючки от вешалки. Работа с нержавеющей сталью – еще один пример универсальности оборудования и технологии.
Без изучения теории сварочного мастерства невозможно стать хорошим специалистом. Это особенно актуально для сложных технологий, к которым относится и аргоновый метод. Чтобы в деталях понять суть, преимущества и особенности аргонового способа сварки, необходимо усвоить физику процессов, которые происходят во время работы. Для того, чтобы две металлические заготовки соединить между собой, необходимо некоторые их части расплавить. А сделать это можно только при помощи нагрева.
Повышение температуры предусматривает использование огня, который в свою очередь нуждается в кислороде. Последний вступает в химические реакции окисления. И чем быстрее металл окисляется, тем сложнее его сваривать. Окисление относится к числу нежелательных явлений при сварке металлов.
В процессе химической реакции внутри металла образуется множество мелких пузырьков, которые очень сильно ухудшают механические характеристики шва. А работать с алюминием практически невозможно: при достаточном количестве кислорода он попросту сгорает.
Аргон призван изолировать рабочую зону от внешней среды. Основная его функция – вытеснять из этой области кислород. Он тяжелее атмосферного воздуха и замещает собой весь объем вокруг сварочной дуги. Инертные газы отлично справляются с поставленной задачей. Помимо аргона в сварке применяется гелий. Но его используют гораздо реже из-за более высокой стоимости и расхода.
Еще один важный нюанс – при работе с гелием необходимо защищать специальной одеждой все части тела. Еще реже применяется азот: он востребован при сварке меди. Основным компонентом для сварки в защищенной инертной среде остается аргон. Отсюда и пошло разговорное название технологии.
Основные свойства аргона
Классификация аргоновой сварки по видам
Разделение проводится на основе уровня механизации процесса. Аргонные сварки бывают трех видов:
Что нужно для сварки аргоном
Метод сварки металла с использованием инертного газа подразумевает большие возможности в плане выбора оборудования и материалов. Иногда начинающих сварщиков это сбивает с толку. Но на самом деле их опасения сделать неправильный совершенно напрасны. Большинство представленного на потребительском рынке оборудования и принадлежностей универсальны и пригодны для выполнения широкого спектра работ.
Установки, предназначенные для аргонно-дуговой сварки, делится на три группы:
Кроме аппарата нужна и дополнительная оснастка:
Для работы потребуется два трансформатора: основной и вспомогательный. Осциллятор подключается в цепь параллельно с источником питания. Он требуется для подачи импульса высокой частоты, с помощью которого поджигается дуга между металлом и неплавящимся вольфрамовым стержнем. В бытовой сети напряжение составляет 220 В, а частота – 50 Гц. После осциллятора эти показатели составляют 6 000 вольт и 500 000 Гц.
Чтобы работать с заготовками большой толщины или с целью повышения производительности сварочного оборудования, необходима дополнительная оснастка:
Пульсирующая подача тока дает возможность делать микропаузы в работе, которые способствуют кристаллизации расплава и улучшению качества шва.
Сварка инвертором в аргоне
Инверторы применяются и на промышленных предприятиях, и в домашних мастерских. На рынке представлен целый класс оборудования для аргонодуговой сварки, которые преобразуют входящее переменное напряжение в постоянное. Инвертеры отлично приспособлены к скачкам напряжения, которыми повсеместно грешат отечественные сети энергоснабжения.
Инвертор для аргонодуговой сварки отличается небольшим весом, компактными размерами и надежностью. Он подходит для работы в разных условиях и неприхотлив в обслуживании. Именно на таком оборудовании проще всего обучаться начинающим сварщикам.
Аргоновые горелки
Горелка подает к вольфрамовому стержню напряжение и служит для образования защиты из инертного газа вокруг рабочей зоны. Важно уделить максимум внимания при ее выборе, впрочем, как и подбору расходных материалов. Как уже упоминалось выше аргонодуговая технология основана на использовании вольфрамовых электродов, которые не плавятся, и инертных газов. Из этого следуют основные критерии, по которым нужно подбирать горелку:
Работу горелки поэтапно можно расписать так:
Неплавящиеся электроды
Ручная аргонодуговая сварка, как правило, комплектуется неплавящимися вольфрамовыми электродами. Они лучше всего подходят для сварки нержавеющей стали и цветных металлов с высокой химической активностью – алюминия, титана, магния.
Электрод крепится в токоподводящей цанге горелки с керамическим соплом, которое направляет потоки инертного газа к рабочей зоне. Система оснащена водяным охлаждением. Диаметр электрода напрямую зависит от силы тока, которая выбирается в зависимости от толщины заготовки. В силу того, что во время сваривания металлов таким способом отсутствуют брызги, то горелки комплектуются сетчатым фильтром, который служит для равномерного распределения потока инертного газа.
Механизированная горелки имеет несколько иную конструкцию. Помимо уже перечисленных элементов дополнительно она оснащается маховиком для подъема и опускания вольфрамового электрода. Токоподводящая цанга крепится при помощи резьбового соединения для смены стержней разного диаметра.
Плавящиеся электроды
Полуавтоматическая и автоматическая аргонодуговая сварка чаще всего комплектуется горелкой с плавящимся электродом. При работе аппарата дуга поддерживается между свариваемой поверхностью и присадочной проволокой. В зависимости от производительности установки система охлаждения бывает воздушной или жидкостной. Конструкция сопла и принцип работы полностью идентичны с аналогами, укомплектованными неплавящимися стержнями.
Как правильно варить аргоном
Начинающим сварщикам не лишним будет усвоить основные правила и порядок выполнения операций при работе с аргоновой сварки:
Режимы
Режим работы сварочного аппарата необходимо выбирать внимательно, учитывая при этом все исходные данные. От этого во многом зависит результат. Итак:
На первый взгляд может показаться нерациональным, но в аргоновой смеси присутствует кислород. Его доля небольшая и не превышает 5% общего объема. Казалось бы, что это отрицательно повлияет на качество шва. Но нет. В малых дозах кислород выполняет положительную функцию: он сжигает мелкие вредные примеси. Они вступают в реакцию с газом и сгорают.
Делаем аргоновую сварку в домашних условиях
Хотя технология аргонодуговой сварки относится к числу сложных и характеризуется множеством технических нюансов, многие домашние умельцы умудряются выполнить работы с использованием подручных средств. Для этого обязательно нужно иметь инверторную сварку, хотя в некоторых случаях допускается ее замена ретроспективной трансформаторной установкой. Естественно, необходимо иметь баллон с инертным газом, маска и редуктор.
Помимо этого, для реализации идеи самодельного аргонового аппарата понадобятся инструменты:
Источник тока можно сделать из сварочного трансформатора, и выпрямителя, которые в данном случае нужно будет совместить с осциллятором. Первичную обмотку необходимо выполнить из медного провода толщиной до 0,8 мм. Для вторичной обмотки потребуется медь куда большего диаметра – не тоньше 3,5 мм.
Газовая горелка по значимости будет следующей. Для корпуса желательно использовать латунь, а само сопло можно выточить из меди. Для герметизации стыка между этими двумя компонентами подходит термостойкая резина. Тем более, что прокладку из гибкого материала сделать несложно.
Аргон будет подаваться к горелке по медной трубке, которая заводится в отверстие в корпусе, а стыковочный шов запаивается. Эта же магистраль станет отличным проводником тока, который необходим для розжига и поддержания дуги. Вольфрамовый электрод должен иметь острый конец, который шлифуется под углом примерно 45 градусов. Ориентировочная длина стержня будет составлять 25-30 см.
Важно понять, что в домашних условиях сделать оборудование для аргонодуговой сварки – это достаточно сложная задача. И далеко не всегда «овчинка будет стоить выделки». Если оборудование будет использоваться редко, то затраты на его изготовление могут никогда не окупиться. Очень часто намного практичней воспользоваться услугами специалиста со своим оборудованием или же приобрести уже готовый аппарат бюджетного ценового сегмента.
Какие металлы варят аргоном?
Принцип работы аргонодуговой сварки обуславливает широкий спектр ее применения. Имеется ввиду не только сфера использования, но и обрабатываемые материалы. С ее помощью можно соединять чугун, сталь (включая нержавеющую), титан, алюминий, а также другие черные и цветные металлы.
Работаем с алюминием
Без аргона соединить две алюминиевые заготовки не то что проблематично, а практически невозможно. Распространенный в быту и производственной сфере металл – один из наиболее сложных в этом плане. Трудности обусловлены свойствами алюминия. при малейшем контакте с кислородом на его поверхности моментально образуется защитная пленка, представляющая собой оксид алюминия.
Сама по себе она не проблема. Дело в другом: температура плавления оксида намного выше по сравнению с алюминием. Инертный газ тяжелее воздуха и направляясь в рабочую зону, он вытесняет оттуда кислород, препятствуя окислению металла и образованию защитной пленки. При таких условиях сам алюминий и присадочная проволока плавятся при подходящей температуре, а сварочный шов получается достаточно прочным и внешне приятным.
Подразумевается использование переменного тока. Обратная полярность заметно повышает температуру плавления за счет катодной очистки оксида металла. И наоборот. Прямая полярность дает возможность сформировать короткую и стабильную дугу. Тем не менее мощности недостаточно, чтобы разрушить оксидную пленку. Вывод: необходима обратная полярность, поскольку в этом случае повышается качество сварного шва.
Не исключено использование постоянного тока при сваривании алюминиевых заготовок. Но в таком случае необходим другой инертный газ – гелий. А он намного дороже гелия и расходуется куда активнее. Помимо этого, работать постоянным током очень сложно с точки зрения техники исполнения.
При любых технологиях сваривания алюминиевых деталей предварительная обработка поверхности очень важна. Ею нельзя пренебрегать, независимо от уровня мастерства сварщика. Очистка проводится в следующем порядке:
Варим медь
Высокая устойчивость к агрессивной среде и коррозии отличает медь от других цветных металлов с точки зрения химической активности. При работе с ней опытный сварщики используют не чистый аргон, а его смесь с гелием (добавляется в меньших долях). Вольфрамовые электроды используются как плавящиеся, так и неплавящиеся. Ток выбирается постоянный.
Когда необходимо варить заготовки толщиной от 4 мм и больше, то требуется их предварительный разогрев до температуры 800 градусов Цельсия. Присадочная проволока может быть из чистой меди или медно-никелевого сплава. Нередко она заменяется аналогичного состава прутками. Дуга при работе образуется устойчивая и стабильная.
Из-за высокой теплопроводности свариваемые кромки нужно в обязательном порядке разделывать. Если толщина заготовок не превышает 12 мм, то достаточно разделать одну из двух кромок. При большей толщине желательно обработать обе стороны.
Преимущества и недостатки
Минусов аргонная сварка имеет немного и перечислить их не составит никакого труда:
Преимущества на этом фоне выглядят куда внушительней:
Из списка видно, что недостатки относятся к числу незначительных и решаемых проблем. В то время как преимущества обусловлены особенностями оборудования и технологий. Эксклюзивные возможности, которые нельзя получить с использованием любой иной технологии.