что это такое, как правильно варить аргоном

Аргоновая сварка позволяет аккуратно сваривать разные металлы, создавая одновременно прочные и красивые швы. Это прогрессивный тип сварки, применяемый в химической и пищевой промышленности, машиностроении. Не помешает такая сварка и в гараже, частной мастерской. Рассмотрим, что необходимо для аргоновой сварки, как она проводится, какие металлы на каких режимах свариваются.

В этой статье:

• Что такое аргоновая сварка
• Классификация аргоновой сварки по видам
• Что нужно для сварки аргоном
• Оборудование для работы с аргоном
• Как правильно варить аргоном
• Какие металлы варят аргоном
• Преимущества и недостатки аргоновой сварки

Что такое аргоновая сварка

Аргоновая сварка — это разновидность электродуговой сварки, только с неплавящимся электродом и другим принципом защиты сварочной ванны. Дуга зажигается между изделием, к которому присоединена масса, и вольфрамовым электродом. Он не плавится, зато температуры дуги достаточно, чтобы плавить кромки металла. Колебаниями электрода можно управлять сварочной ванной, регулируя скорость сварки, ширину шва, глубину проплавления.

Для заплавления зазоров или наплавления высокого валика шва задействуется присадочная проволока. Ее выбирают с таким же составом, что и свариваемый металл. Проволоку сварщик подает свободной рукой.

Через сопло горелки в зону сварки подается защитный газ аргон. Он выдувает атмосферу вокруг электрода, изолируя расплавленный металл от внешней среды. Без аргона сильно выделяется углерод, сварочная ванна бурлит, швы получаются пористыми.

В качестве источника тока выступает сварочный инвертор. Он обозначается TIG и этим отличается от оборудования для MMA. У него есть особые разъемы под горелку, дополнительный канал подачи газа, иная форма управления.

Классификация аргоновой сварки по видам

На производстве встречается три вида аргоновой сварки, которые классифицируются по следующим категориям:

Автоматическая. Проволока подается автоматически. Горелка, размещенная на каретке, ведется при помощи системы приводов. Весь процесс автоматизирован, не требует участия человека. Скорость сварки, глубина провара, задаются на панели управления. Качество швов высокое, не зависящее от опытности оператора.

Кроме этого аргоновая сварка разделяется по способу выполнения с присадочной проволокой или без нее. Без присадки можно обойтись в случае сварки тонких сталей сечением до 2 мм. У сторон не должно быть щелей — важен плотный прижим. Тогда вольфрамовый электрод плавит кромки, и этого металла достаточно для соединения сторон. Швы получаются тонкими, гладкими (практически без чешуи, как зеркало), герметичными. Но при изломе их легко повредить.

С присадкой варить дольше, швы чешуйчатые (количество слоев чешуи зависит от частоты подавания присадочной проволоки в сварочную ванну), зато можно заплавлять зазоры шириной 3-5 мм, создавать бугорки под проточку. Метод с присадкой применяют для сварки толстых металлов сечением от 3 мм

Прямая сварка

Угловая сварка

Т-образная сварка

Что нужно для сварки аргоном

Чтобы варить аргонодуговой сваркой, необходимо собрать комплект оборудования и аксессуаров, а также расходных материалов и СИЗ.

Правильная горелка.

Для работы потребуется аргоновая горелка. Горелка отличается разъемом для подключения, содержащим канала для подачи газа, силовой кабель, фишку для питания кнопок управления.

При выборе горелки обращайте внимание на место расположения кнопки. Оно может быть как снизу, так и сверху. Влияет на удобство управления. Длина шлейфа определяет зону маневренности сварщика. Для настольной работы достаточно 3 м. Для сварки крупных емкостей выбирайте шланг-пакет 5-8 м. Если планируете варить на токах 250-400 А регулярно, ищите модель с водяным охлаждением.

В горелку вставляется неплавящийся вольфрамовый электрод. Расходники отличаются по цвету наконечника для разных типов металлов. Если вы новичок, купите электрод с синим кончиком. Он более универсальный и подойдет для любых задач.

Вторым кабелем, необходимым для замыкания электрической цепи, выступает масса. Она фиксируется к изделию при помощи «крокодила». Чем лучше контакт, тем стабильнее дуга.

Подключаем защитный газ

Чтобы подавать аргон в зону сварки, понадобится баллон для аргона серого цвета. Емкость бывает от 10 до 80 л. Для выездной работы практично иметь небольшой баллон. Резервуар подключается через редуктор. К аппарату газ подают посредством специального шланга для сварки. Он должен быть черного цвета. Если выбрать длину 10 м, получится перемещаться с аппаратом по цеху, не перетаскивая за собой баллон.

Средства индивидуальной защиты сварщика

Аргоновая сварка не менее опасна, чем РДС, поэтому необходимы средства индивидуальной защиты. Чтобы не обжечься о горячие предметы, используйте краги и защитный фартук. Контроль сварочного процесса осуществляется через маску. Удобнее всего работать в маске-хамелеон, чем в щитке с постоянным затемнением. Можно всегда выбрать комфортную сварочную маску по приемлемой цене.

Оборудование для работы с аргоном

Одним из важнейших для аргоновой сварки является инверторный аппарат TIG. От его характеристик и функционала зависят возможности провара и соединения различных металлов. Выбрать подходящий аппарат для аргонодуговой сварки — залог успеха.

На производстве встречается три вида аргоновой сварки, которые классифицируются по следующим категориям:

220/380 В. Если купить аппарат 380 В, а в гараже нет такого напряжения, то варить не получится.

ПВ. Продолжительность включения или продолжительность нагрузки определяет, сколько в течение 10 минут получится непрерывно варить аргоновым аппаратом. ПВ 30-40% подойдет для непродолжительных работ. В мастерскую ищите аппарат с ПВ 60-80%. Для профессиональной деятельности выбирают ПВ 100%.

Как правильно варить аргоном

Сперва настройте аппарат. На самых простых моделях установите силу тока и расход газа. Режимы зависят от толщины металла.

В более продвинутых версиях задайте такие настройки (для примера подберем параметры для сварки стали толщиной 1.5 мм):

постпродувка газом 5 с.

Зажигать дугу можно двумя способами, что зависит от возможностей аппарата. Контактный метод требует касания кончиком электрода по изделию. Иногда вольфрамовая игла прилипает, из-за чего быстрее тупится, приходится тратить время на повторную заточку. Бесконтактный поджиг работает при высокочастотном импульсе (встроенный осциллятор), возбуждая электрическую дугу без касания. Это удобнее, игла тупится реже.

Аргоновая сварка проводится в такой последовательности:

1. Включите инверторный аппарат TIG.
2. Присоедините массу к изделию.
3. Вставьте в горелку заточенный вольфрамовый электрод.
4. Откройте баллон с газом.
5. Поднесите горелку к изделию на расстоянии 3-5 мм от поверхности до кончика иглы.
6. Наденьте маску, нажмите кнопку подачи тока. Удобнее всего варить с режимом 4Т. Тогда не требуется постоянно держать кнопку подачи тока зажатой.
7. Когда загорится электрическая дуга, подержите ее на стыке, чтобы образовалась лужица металла. Круговыми движениями электрода добейтесь сплавления сторон. Держать горелку нужно под углом 45 градусов относительно поверхности.
8. Медленно ведите иглу справа налево, аккуратно подавая второй рукой присадочную проволоку. Присадку подают перед электродом.
9. При окончании шва нажмите на кнопку, но не отпускайте ее. Сварочный ток снизится, чтобы закрыть кратер, избежав образования свища в конце.

Какие металлы варят аргоном

При помощи аргонодуговой сварки соединяют:

Источник видео: Aurora Online Channel

Преимущества и недостатки аргоновой сварки

При помощи аргоновой сварки можно соединить алюминий, медь, титан — металлы, которые трудно поддаются свариванию другими способами. Еще одно достоинство — аккуратные швы, повышенной герметичности. На нержавейке они почти зеркальные и не требуют механической обработки. Удобство сварки заключается в отсутствии шлака, поскольку за защиту сварочной ванны отвечает инертный газ.

Основным недостатком аргоновой сварки выступает низкая скорость процесса при ручном исполнении. Расходники для сварки (вольфрамовые электроды, заправка баллонов аргоном) не дешевые. Метод сварки TIG подойдет для изготовления конструкций из нержавейки, заварки трещин блока цилиндров, ремонта легкосплавных дисков.

Ответы на вопросы: что такое аргонодуговая сварка и как правильно варить аргоном?

Как аргоном варить вертикальные швы?

СкрытьПодробнее

Сварка ведется по тем же принципам, что и в нижнем положении. Главное вести шов сверху вниз. Уменьшите силу тока на 10-20%, по сравнению с аналогичным стыком в нижнем положении, чтобы металл не стекал вниз.

Как правильно заточить вольфрамовый электрод?

СкрытьПодробнее

Затачивайте стержень на вращающемся алмазном круге. Его хватит на дольше, чем обычного шлифовального. Положите электрод острием от себя на торец вращающегося круга. Добейтесь угла заточки 20-30 градусов. Для сварки на токах 200-300 А нужна заточка 60 градусов. Тонкий металл 1—1.5 мм удобнее варить кончиком, как у иглы — угол заточки примерно 10 градусов.

Что делать, если сварочная ванна сильно пузырится?

СкрытьПодробнее

Отрегулируйте подачу аргона на редукторе. Газа или слишком мало (вырывается углерод наружу из металла) или слишком много.

Как варить аргоновой сваркой на улице в ветреную погоду?

СкрытьПодробнее

Варить как в цеху не получится — ветер сдувает защитный газ и оставляет сварочную ванну открытой для внешнего воздействия. Оградите место сварки листом железа. Если ничего подходящего нет под рукой, закройте ветер собой, став с той стороны, откуда дует.

Как заварить аргоном дырку диаметром 10 мм на тонком металле сечением 1.5 мм?

СкрытьПодробнее

Убавьте силу тока до 20 А. Приставьте присадочную проволоку к краю отверстия. Дугу зажигайте на проволоке. Добейтесь ее расплавления и переноса на основной металл. Тут же погасите дугу, чтобы не прожечь дырку еще больше. Постепенно усильте края со всех сторон, нарастив на них металл. Сужайте диаметр отверстия. Когда оно полностью перекроется, добавьте силу тока до 45 А и выровняйте поверхность.

Остались вопросы

Оставьте Ваши контактные данные и мы свяжемся с Вами в ближайшее время

Обратная связь

Вернуться к списку

Оборудование необходимое для аргонно дуговой сварки

• Виды оборудования, применяемого для сварочных работ
• Инверторные сварочные аппараты
• Горелка с неплавящимся электродом
• Горелка с плавящимся электродом
• Сваривание в среде аргона своими силами

Аргонно-дуговая сварка — это процесс образования неразъемного соединения методом дуговой сварки в среде аргона, представляющего собой инертный газ. По сути, это сочетание электрической и газовой сварки своими руками. Процесс может осуществляться с применением либо плавящегося, либо неплавящегося электрода.

Виды оборудования, применяемого для аргонодуговой сварки

В зависимости от уровня механизации аргоно дуговая сварка разделяется на несколько видов:

• Ручная. Перемещение горелки и подача сварочной проволоки осуществляются самим сварщиком в ручном режиме. Сварные работы могут осуществляться с применением неплавящегося — вольфрамового электрода.
• Механизированная. Горелка находится в руках сварщика, а проволока подается механизированным способом.
• Автоматизированная. При таком способе перемещение горелки и подача проволоки полностью механизированы, а процессом управляет оператор.
• Роботизированное оборудование не нуждается в непосредственном управлении оператором.

Сварочное оборудование подразделяется на универсальное, специальное и специализированное. Универсальный сварочный аппарат аргонно дуговой сварки выпускается серийно и является наиболее широко востребованным. Аргонная сварка в большинстве случаев выполняется в производственных условиях на специально оснащенном рабочем месте, которое именуется «сварочный пост». Установка аргонно дуговой сварки с использованием неплавящегося вольфрамового электрода в среде аргона оборудована следующими элементами:

• источником сварочного тока — постоянного и/или переменного;
• горелкой или их комплектом, предназначенным для работы на разных токах;
• устройством, обеспечивающим первоначальное возбуждение дуги или стабилизирующим дугу переменного тока;
• аппаратурой, которая управляет сварочным циклом и его защитой;
• устройством для компенсации или регулирования постоянной составляющей тока.

Для расширения диапазона толщины свариваемых материалов, повышения производительности при получении неразъемных соединений работая вольфрамовым электродом, и улучшения провара в последнее время были разработаны новые методы аргонной сварки:

• Работы пульсирующим током. Во время импульса тока металл расплавляется, кристаллизуясь во время паузы. Дуга перемещается с постоянной скоростью или шагами, которые синхронизированы с импульсами сварочного тока. При этом обеспечивается эффективное проплавление во всех пространственных положениях, нечувствительность к мелким недочетам, допущенным при сборке. Периодическое снижение поступления тока не допускает перегрев металла, и следовательно, снижает деформации.

• Используя подогрев присадочной проволоки. Этот метод существенно увеличивает производительность.
• Использование нескольких вольфрамовых электродов — эффективный способ получить швы без подреза на высоких скоростях сваривания металла.

Для осуществления этих разновидностей процесса может использоваться стандартное оборудование для аргонно дуговой сварки в сочетании с дополнительными блоками.

Инверторные сварочные аппараты

Наиболее популярным сварочным устройством для аргонной сварки, которое с успехом может применяться не только на производстве, но и в быту, является инверторный аппарат. Для тех, кто хочет узнать, как научиться варить аргоном, использование сварочного инвертора является оптимальным вариантом, поскольку разобраться с принципом его работы может даже начинающий сварщик, не обладающий богатыми профессиональными навыками, с помощью изучения «Аргонно дуговая сварка, инструкция».

Инверторный аппарат аргонно дуговой сварки обладает рядом существенных преимуществ:

• Высокие качественные характеристики сварного шва, что позволяет использовать это оборудование для ремонта автомобилей: сварки узлов и деталей кузова, коробки передач, двигателя.
• Малые габариты и небольшой вес по сравнению с трансформаторными аппаратами.
• Простая эксплуатация. Для начала работы необходимо уложить присадочную проволоку и включить аппарат. Подача проволоки и инертного газа включаются автоматически.

Как правило, такие современные аппараты оснащены целым рядом дополнительных опций и защитных устройств, это — ускоренный поджиг, стабилизация дуги, модуляция сварочного тока.

Горелка для аргонно дуговой сварки с неплавящимся электродом

Метод аргонной сварки с использованием неплавящегося электрода, как правило, вольфрамового, используется для соединения изделий и конструкций, в изготовлении которых используются химически активные металлы и сплавы из них: алюминий, титан, магний, нержавеющая сталь. Этим материалам характерно сильное окисление при нагреве на воздухе. В данном случае могут применяться как постоянный, так и переменный ток. Процесс может быть ручным и автоматическим. При малых толщинах работа может осуществляться без использования присадки.
В большинстве случаев в аргонной сварке используют источники постоянного тока.

Постоянный ток и прямая полярность способствуют эффективному распределению тепла дуги, что обеспечивает длительный срок службы вольфрамового электрода и высокое качество шва. Такой режим применяют для большинства нержавеющих сталей. При сварке конструкций из алюминия и его сплавов используют источники переменного тока. В процессе сварки в период прямой полярности происходит расплавление основного металла, а в моменты обратной — катодное распыление поверхностной тугоплавкой оксидной пленки, которая препятствует сварочному процессу. Если нержавеющая сталь содержит примеси алюминия, то для ее сваривания также применяют переменный ток.

Работа с неплавящимся катодом требует наличия источников тока, удовлетворяющих повышенным требованиям по стабильности сварочного тока при внешних воздействиях. Также источники тока должны иметь широкий диапазон регулирования. Это связано с тем, что в конце работы ток должен быть снижен в несколько раз по сравнению с рабочим режимом для избежания образования кратера.

Способ сварочных работ неплавящимся электродом обеспечивает формирование качественных сварных швов, поддерживает точную глубину проплава материала. Этот фактор очень важен при сварке тонких металлов с возможностью одностороннего доступа к поверхности конструкции. Данный метод широко применяется для создания неповоротных стыков труб. Такой метод называется орбитальным.

Горелка для аргоно дуговой сварки с плавящимся электродом

В случае комплектации горелки плавящимся электродом дуга подается между концом сварочной проволоки и самим изделием.

Достоинства данного вида:

• узкая зона термического воздействия;
• возможность влияния на качественные характеристики шва при помощи регулирования состава газа и проволоки;
• широкие возможности автоматизации процесса, что существенно повышает производительность сварочных работ.

Применяется при сваривании нержавеющих сталей и алюминия.

Аргонная сварка своими силами

Если вы приобрели сварочный инверторный или трансформаторный аппарат для аргонной сварки, то вам для полного комплекта необходимо также иметь: горелку, баллон с аргоном, редуктор и клапан газа, сварочную маску.
Основные правила, которые нужно соблюдать в процессе работы используя инертный газ — аргон.

• Если вы применяете неплавящийся электрод, то его необходимо держать как можно ближе к поверхности свариваемой конструкции, что позволяет создать минимальную дугу. Увеличение дуги приводит к уменьшению глубины проплава и повышению ширины шва, что значительно снижает качество сварных соединений.
• При аргонной сварке необходимо совершать единственное движение вдоль оси шва, не делая перпендикулярных шву перемещений. Это создает эстетичное прочное соединение, что качественно отличает эту технологию от сварки покрытыми электродами.
• Необходимо постоянно следить, чтобы электрод и присадочная проволока не выходили из защитной газовой зоны.

• Проволоку нужно подавать плавно для избежания разбрызгивания металла.
• При применении вольфрамового электрода проволоку необходимо подавать впереди горелки без поперечных колебаний. Таким образом можно обеспечить образование узкого эстетичного шва.
• Заварка кратера по окончании работ производится с понижением силы тока реостатом. Не допускается прекращать сварочный процесс обрывом дуги при отведении горелки. Это резко снижает защиту шва. Подачу газа прекращают только через 10 секунд после окончания сварочных работ. Начинают подавать газ перед сваркой за 20 секунд до начала работ.
• Перед началом работы, поверхности свариваемых элементов необходимо очистить от жира и грязи механическими и химическими методами, провести обезжиривание.

Сварка конструкций в защитной среде аргона — процесс кропотливый, не терпящий суеты и халатного отношения. Цены на работы сварщиков — аргонщиков, которые являются профессионалами в своем деле, довольно высокие. Поэтому при наличии специального оборудования и необходимости частого проведения сварочных работ вполне возможно освоить все тонкости этого процесса самостоятельно.

Аргонно-дуговая сварка (со схемой)

Статьей поделились:

РЕКЛАМА:

В любой отрасли современного стального века обязательно наличие сварочной техники. А MMAW (ручная дуговая сварка металлическим электродом), SM AW (дуговая сварка металлическим электродом) и GTAW (дуговая сварка вольфрамовым электродом) прочно зарекомендовали себя. Это связано с их гибкостью, полезностью во всех положениях и положениях и легкой доступностью расходных материалов, необходимых для различных типов сварки.

В большинстве наших отраслей сварка выполняется с использованием различных типов стержневых или покрытых электродов.

Но современные промышленники повышают свою производительность с целью борьбы с конкуренцией — как на внутреннем, так и на международном рынке — особенно когда отрасль во всем мире становится все более и более конкурентоспособной, а промышленное руководство постоянно ищет новые пути и средства для снижения затрат. и улучшить контроль качества.

ОБЪЯВЛЕНИЙ:

В сложившейся ситуации пользователи хотят модернизировать свои машины, чтобы они работали быстрее, дольше и эффективнее. И они ищут различные преимущества автоматических и полуавтоматических сварочных процессов — MIG/MAG, TIG, GTAW или дуговой сварки в среде защитного газа — которые являются наиболее модернизированными станками технологии сварки. Среди них наибольшей популярностью пользуется аргонодуговая или дуговая сварка в среде защитных газов.

Теперь рассмотрим инертные газы и их применение в сварочной технике. Инертный газ, как следует из его названия, является неактивным газом. Он используется для защиты расплавленной ванны от атмосферного воздуха во время сварки. Важными инертными газами являются гелий и аргон. Они используются с другими защитными газами.

Защитные газы можно разделить на две группы:

(1) Газы, растворимые в металлах или реагирующие с ними. Это водород, углекислый газ, азот и т. д.

ОБЪЯВЛЕНИЯ:

(2) Инертный газ, такой как гелий и аргон.

и углекислый газ. Аргон получают как побочный продукт при разделении воздуха для получения кислорода. Аргон поставляется в стальных баллонах под давлением 150 атмосфер. Очищенный аргон содержит 97-98% аргона, а технический аргон содержит 13-14% азота.

Удобно учитывать, что применение газов, предполагающих защиту дуги аргоном, гелием и двуокисью углерода (СО ₂ ) и смесями аргона с кислородом и СО ₂ , гелием, необходимо.

Аргон используется в качестве защитного газа, поскольку он химически инертен и не образует соединений. Аргон товарный чистотой около 99,996% и получен фракционной перегонкой жидкого воздуха из атмосферы. Он дешевле и поэтому используется в коммерческих целях.

ОБЪЯВЛЕНИЯ:

технической чистоты применяется для сварки металлов. Аргон с 5% водорода дает повышенную скорость сварки и проплавление при сварке нержавеющих сталей и никелевых сплавов.

Гелий можно использовать для алюминия и его сплавов и меди. Но гелий дороже аргона и из-за его меньшей плотности для обеспечения экранирования требуется больший объем, чем у аргона. Небольшое изменение длины дуги приводит к большим изменениям условий сварки.

Смесь 30 % гелия и 70 % аргона обеспечивает высокую скорость сварки. Механизированная сварка алюминия постоянным током с гелием дает глубокий провар и высокие скорости.

Автоматическая аргонно-дуговая сварка успешно применяется для сварки тонкостенных нержавеющих сталей, алюминия и его сплавов. В аргонодуговом процессе могут использоваться как нерасходуемые, так и расходуемые электроды. При использовании неплавящегося электрода дуга поддерживается между вольфрамовым электродом и «Рабочим». Вокруг электрода проецируется экран из аргона.

ОБЪЯВЛЕНИЯ:

Дуга горит между вольфрамовым электродом и заготовкой в ​​среде инертного газа аргона, что исключает попадание атмосферы и предотвращает загрязнение электрода и расплавленного металла. Горячая вольфрамовая дуга ионизирует атомы аргона внутри экрана, образуя газовую плазму, состоящую из почти одинакового количества свободных электронов.

В отличие от электрода в ручном дуговом процессе, вольфрам не переносится на «Работу».

На рис. 14.1 показано, что источником тепла в процессе дуговой сварки в среде инертного газа является электрическая дуга между вольфрамовым электродом и основным металлом. Электрод экранируется потоком инертного газа — аргона или гелия, что устраняет необходимость добавления флюса.

Переменный ток обычно используется с вольфрамовыми электродами, а постоянный ток — с расходуемым металлическим дуговым электродом. Этот процесс применяют для сварки легких сплавов, некоторых цветных металлов, особенно алюминия, меди и их сплавов, а также нержавеющей стали.

С плавящимся электродом дуга поддерживается между металлическим электродом и «Рабочим». Сталь широко сваривается полуавтоматическим процессом с экранированной дугой C0 ₂ . В авиастроении аргонодуговая сварка используется в больших масштабах, несмотря на то, что это дорогостоящая сварка. Перед использованием аргон необходимо высушить, пропуская через едкий натр или силикагель.

Он успешно используется для сварки тонкой нержавеющей стали, алюминия и его сплавов, меди и его сплавов, никеля и его сплавов, титана, циркония, серебра и т. д. Дуговой процесс вольфрамовой дуги в среде защитного газа позволяет сваривать эти металлы и широкий спектр ферросплавы сваривать без использования флюса. Это большое преимущество во всех подобных сварках.

ТОП-10 цеховых заданий по дуговой сварке (со схемой)

ТОП-10 цеховых заданий по сварке трубопроводов дугой

Аргонно-дуговая сварка: вредно ли это для здоровья?

Аргонно-дуговая сварка имеет более высокую степень вредности по сравнению с электродуговой сваркой, но не является поводом для беспокойства. Уровень инфракрасного излучения, создаваемого при аргонодуговой сварке, примерно в 1-1,5 раза выше, чем при обычной дуговой сварке электродом, а генерируемое ультрафиолетовое излучение примерно в 5-20 раз больше.

Принцип работы гибки ш…

Пожалуйста, включите JavaScript

Принцип работы гибки листового металла

В замкнутом пространстве концентрация озона может достигать опасного уровня во время процесса сварки. Кроме того, образуются вредные газы, такие как двуокись углерода, окись углерода и металлическая пыль, которые могут нанести вред сварщику.

Поэтому важно соблюдать необходимые меры предосторожности во время процесса сварки, такие как использование защитного оборудования и выбор электродных материалов с низкой радиоактивностью, таких как церий-вольфрам. Кроме того, ношение масок и перчаток при заточке электродов и мытье рук после работы может помочь свести к минимуму опасность.

При сварке часто используется высокочастотный генератор с частотой от 200 до 500 кГц, напряжением от 2500 до 3500 вольт и напряженностью электрического поля от 140 до 190В/м. Во время зажигания дуги интенсивность создаваемого высокочастотного электромагнитного поля составляет от 60 до 110 В/м, что в несколько раз превышает гигиенический стандарт 20 В/м.

При аргонодуговой сварке неплавящимся электродом, плазменной дуговой сварке и резке высокочастотный осциллятор часто используется для возбуждения дуги, а некоторые аппараты для аргонодуговой сварки переменным током также используют его для стабилизации дуги. Организм человека поглощает часть энергии излучения и испытывает биологические эффекты, в первую очередь тепловые эффекты, под действием высокочастотного электромагнитного поля.

Интенсивность высокочастотного электромагнитного поля может варьироваться в зависимости от таких факторов, как расстояние; чем ближе генератор и колебательный контур, тем выше напряженность поля. Это также зависит от экранирования высокочастотной составляющей.

Длительное воздействие высокочастотного электромагнитного поля сварщиком может привести к дисфункции вегетативной нервной системы и неврастении, вызывая такие симптомы, как общий дискомфорт, головокружение, головная боль, утомляемость, потеря аппетита, бессонница и низкое кровяное давление.

В то время как влияние использования высокочастотного осциллятора для зажигания дуги относительно невелико из-за короткого времени, частое или постоянное использование осциллятора в качестве устройства стабилизации дуги в процессе сварки может сделать высокочастотное электромагнитное поле вредным фактор.

Торий-вольфрам, используемый для аргонно-дуговой сварки, содержит от 1% до 1,2% оксида тория, который является радиоактивным элементом, испускающим α-, β- и γ-лучи. При сварке и контакте с торий-вольфрамовыми стержнями можно подвергнуться радиационному облучению.

Согласно многочисленным исследованиям, ежедневное потребление ториевых вольфрамовых стержней составляет всего от 100 до 200 мг, а результирующая доза облучения невелика и мало влияет на организм человека. Однако если сварку производить в плохо вентилируемом помещении, концентрация радиоактивных частиц в дыме может превышать гигиенические нормы. Кроме того, во время измельчения ториевых вольфрамовых стержней и в местах хранения ториевых вольфрамовых стержней концентрация радиоактивных аэрозолей и пыли может достигать или превышать гигиенические нормы.

При попадании в организм радиоактивных веществ они могут привести к хроническим радиоактивным заболеваниям и внутреннему облучению, вызывая такие симптомы, как ослабленное общее функциональное состояние, явную слабость, снижение сопротивляемости инфекционным заболеваниям, похудание и другие.

Энциклопедия:

Радиоактивные аэрозоли – это твердые или жидкие частицы, содержащие радионуклиды, взвешенные в воздухе или других газах. Они создаются дисперсионной системой, в которой твердые или жидкие радиоактивные частицы взвешены в воздухе или других газах.

Определяющей характеристикой аэрозолей является их нестабильность. Частицы размером менее 0,1 мкм перемещаются в газе за счет броуновского движения и не оседают под действием силы тяжести. Частицы размером от 1 до 10 микрон медленно оседают и остаются взвешенными в воздухе в течение продолжительных периодов времени.

Радиоактивные аэрозоли сильно ионизируют, имеют низкие концентрации и легко заряжаются в результате радиоактивного распада. Они представляют основную угрозу для облучения организма человека.

Излучение сварочной дуги в основном состоит из видимого, инфракрасного и ультрафиолетового света. Эти типы излучения могут воздействовать на организм человека, поглощаясь его тканями, что приводит к термическому, фотохимическому или ионизационному повреждению.

Яркость видимого света примерно в 10 000 раз сильнее, чем обычно воспринимается невооруженным глазом. Когда глаза подвергаются воздействию излучения видимого света, это может вызвать боль, помутнение зрения и временную потерю трудоспособности, обычно называемую «ослеплением».

Вред инфракрасного излучения для организма человека в первую очередь связан с его тепловым воздействием на ткани. В процессе сварки глаза подвергаются сильному инфракрасному излучению, которое может вызвать немедленную жгучую боль и иллюзию вспышки. Длительное воздействие может привести к инфракрасной катаракте, потере зрения и даже слепоте в тяжелых случаях.

Ультрафиолетовое излучение (УФ), также известное как ультрафиолетовый свет, относится к электромагнитным волнам с длиной волны в диапазоне 100–400 нм. В то время как умеренное количество ультрафиолетового излучения может оказывать положительное воздействие на организм человека, чрезмерное воздействие, например, при сварке, может иметь неблагоприятные последствия.

Вред ультрафиолетового излучения для организма человека в основном обусловлен его фотохимическим действием, вызывающим поражение кожи и глаз. Длительное воздействие на кожу сильного ультрафиолетового излучения может вызвать дерматит, диффузную эритему, волдыри, жжение и зуд. В тяжелых случаях он также может вызывать системные симптомы, такие как головные боли, головокружение, утомляемость, нервное возбуждение, лихорадка и бессонница.

Чрезмерное воздействие на глаза ультрафиолетового излучения может вызвать острый роговичный и конъюнктивит, также известный как электрооптическая офтальмия. Его симптомы включают светобоязнь, чрезмерное слезотечение, ощущение инородного тела, покалывание, отек век, спазм, головную боль и нечеткость зрения.

Во время сварки образуется значительное количество металлической сварочной пыли. Этот металлический порошок имеет небольшой диаметр, что позволяет легко вдыхать его в легкие. Из-за небольшого размера его трудно удалить из организма, что приводит к поражениям.

Интенсивность сварочного тока напрямую зависит от концентрации пыли, чем выше интенсивность, тем выше концентрация пыли.

Без надлежащих мер по обеспыливанию длительное воздействие высоких концентраций сварочной пыли может привести к профессиональным заболеваниям, таким как пневмокониоз сварщика, отравление марганцем и нагрев металла.

Репродуктивная токсичность

За последнее десятилетие как внутри страны, так и за рубежом были проведены различные исследования репродуктивной токсичности электросварки. Эти исследования в основном сосредоточены на качестве спермы работающих мужчин, репродуктивных результатах работающих женщин и основных механизмах повреждения.

Результаты показывают, что женщины-сварщики чаще сталкиваются с увеличением менструального цикла, укорочением цикла, удлинением менструального цикла, усилением лейкореи, самопроизвольным абортом, преждевременными родами и дисменореей по сравнению с контрольной группой.

У рабочих-мужчин с отравлением марганцем была обнаружена однородная серо-белая сперма с нормальным значением рН и более длительным средним временем разжижения по сравнению с контрольной группой. Также было обнаружено, что у этих рабочих был более низкий средний объем эякуляции, общее количество сперматозоидов, выживаемость сперматозоидов и скорость подвижных сперматозоидов, а также значительно более высокий уровень деформации сперматозоидов по сравнению с контрольной группой.

Считается, что марганец может негативно воздействовать на сперматогенез рабочих мужчин, оказывая прямое токсическое воздействие на развитие сперматозоидов, что приводит к изменению качества мужской спермы.

Исследования, проведенные за рубежом, также показали, что изменения секреции половых гормонов и снижение качества спермы не влияют на соотношение полов потомства.

Во время сварки высокая температура и сильное ультрафиолетовое излучение сварочной дуги могут привести к образованию вредных газов вокруг дуги. Эти газы включают озон, оксиды азота, монооксид углерода и фтористый водород.

Озон — ядовитый газ светло-голубого цвета, который может вызывать раздражение. В высоких концентрациях имеет рыбный запах и слегка кисловатый вкус. Основной вред озона для организма человека заключается в его сильном раздражении дыхательной системы и легких, вызывающем такие симптомы, как кашель, стеснение в груди, потеря аппетита, утомляемость, головокружение, системные боли, а в тяжелых случаях — бронхит и отек легких.

Оксиды азота также являются раздражающими токсичными газами, при этом диоксид азота имеет красновато-коричневый цвет и отчетливый запах. Вред для организма человека исходит от его стимулирующего действия на легочную ткань, вызывающего образование азотной кислоты и нитритов после попадания в дыхательные пути. Это сильное раздражение и коррозия легочной ткани может привести к отравлению.

Симптомы хронического отравления включают неврастению, такую ​​как бессонница, головные боли, потеря аппетита и потеря веса. Высокие концентрации оксидов азота могут вызывать острое отравление, при легкой токсичности — остром бронхите, при тяжелом отравлении — сильном кашле, одышке, коллапсе, слабости и других симптомах. Воздействие оксидов азота на организм человека обратимо и со временем уменьшается.

При сварке ВИГ, если не принять надлежащих мер вентиляции, концентрация оксидов азота может превышать гигиенические нормы более чем в десять-двадцать раз. Гигиенический норматив оксидов азота в Китае составляет 5 мг/м ³ . В процессе сварки озон и оксиды азота часто присутствуют вместе, что делает их более токсичными. Токсичность этих двух газов вместе взятых обычно в 15-20 раз выше, чем у одного газа.

(1) Меры по вентиляции

На участке аргонно-дуговой сварки должна быть предусмотрена надлежащая система вентиляции для удаления вредных газов и дыма.

В дополнение к общей вентиляции помещения, несколько осевых вентиляторов могут быть установлены на сварочных участках с высокой рабочей нагрузкой, где сосредоточены сварочные машины для внешней вытяжки.

Для удаления вредных газов вблизи дуги также могут быть приняты меры местной вентиляции, такие как вытяжной колпак для открытой дуги, сварочный пистолет для дымоудаления, переносной небольшой вентилятор и т. д.

(2) Меры радиационной защиты

По возможности рекомендуется использовать цериево-вольфрамовые электроды с очень низкой дозой облучения.

При шлифовании ториевольфрамовых электродов и цериево-вольфрамовых электродов следует использовать герметичный или вакуумный шлифовальный круг.

Операторы должны носить средства индивидуальной защиты, такие как маски и перчатки, и мыть руки и лицо после работы с электродами.

Ториево-вольфрамовые электроды и цериево-вольфрамовые электроды следует хранить в алюминиевом контейнере.

(3) Меры по защите от высокочастотных помех

Для уменьшения и смягчения воздействия высокочастотных электромагнитных полей необходимо принять следующие меры:

• Заготовка должна быть должным образом заземлена, а кабель сварочной горелки и заземляющий провод должен быть экранирован металлической оплеткой.
• Частота должна быть отрегулирована соответствующим образом.
• Избегайте использования высокочастотных генераторов в качестве устройства стабилизации дуги, чтобы свести к минимуму время высокочастотного электрического воздействия.

(4) Прочие средства индивидуальной защиты

Во время аргонно-дуговой сварки из-за сильного воздействия озона и ультрафиолетового излучения рекомендуется носить рабочую одежду из материалов, отличных от хлопка, например из кислотостойкого твида или шелк тусса.

В ситуациях, когда сварка происходит в замкнутом пространстве и местная вентиляция не может быть использована, следует использовать средства индивидуальной защиты, такие как каска для подачи воздуха, маска для подачи воздуха или противогаз.

TIG сварка — что это такое, преимущества и недостатки ручной дуговой сварки

Вернуться назад

TIG сварка — популярный вид ручной дуговой сварки. Его сущность раскрывается в расшифровке аббревиатуры: TIG — Tungsten Inert Gas. Перевод названия говорит о том, что в технологии применяются вольфрамовый электрод и инертный газ. Сварное соединение происходит за счет расплавления металлических заготовок под воздействием электрической дуги.

Содержание

1. Газ для TIG сварки

2. Электрод для TIG сварки

3. TIG сварка с присадочным материалом и без

4. Горелка для TIG сварки

5. Обзор популярных моделей аппаратов для TIG сварки

6. Способы поджига дуги

7. Аргонодуговая сварка TIG: ее плюсы и минусы

Газ для TIG сварки

Вы можете встретить, что технологию называют «аргонодуговая» или «аргоновая сварка TIG». И это неслучайно. Название метода связано с большой популярностью аргона для сварки — именно его чаще всего используют в работе. Причин несколько:

1. Аргон дешевле;

2. Экономичнее расходуется;

3. С ним легче управлять рабочим процессом;

4. Именно аргонодуговая сварка TIG лучше справляется с соединением тонких заготовок.

Однако не стоит забывать, что применяется и другой инертный газ — гелий, а также смеси аргона и гелия. Они химически неактивные, а значит, не вступают в реакцию с металлом и никак не влияют на химический состав сварного соединения. Газовая среда выполняет защитную функцию, оберегая сварочную ванну от контакта с окружающей средой: кислородом, азотом и влагой, содержащейся в воздухе. Такая изоляция нужна, чтобы получить качественный шов без дефектов.

Электрод для TIG сварки

TIG сварка предполагает применение вольфрамового электрода, который изготовлен из самого тугоплавкого металла. Чтобы его расплавить, потребуется температура выше 3410 °C. Насколько бы не были прочными вольфрамовые электроды, они все же могут начать деформироваться, если в процессе сварки накалятся до температуры, превышающей допустимую. Именно по этой причине аргоновая сварка TIG на постоянном токе осуществляется только на прямой полярности: когда на электрод подается «минус». В этом случае большее тепловложение направлено на заготовки, а электрод нагревается меньше. Альтернативный вариант — это TIG сварка на переменном токе, при которой полярность постоянно меняется, и соответственно электрод не успевает перегреться. Такой вариант применяется для сварки алюминия.

Электроды подразделяются на разные виды, в зависимости от редкоземельных элементов, включенных в состав. Различают их по цветовому и буквенному обозначению:

• Зеленый (WP) — чистый вольфрам

• Темно-синий (WY-20) — с иттрием

• Красный (WT-20) — с торием

• Серый (WC-20) — с церием

• Белый (WZ-8) — с цирконием

• Синий/голубой (WL-20) — с лантаном

• Золотой (WL-15) — с лантаном

• Фиолетовый/лиловый (WG-La-15) — с лантаном, цирконием, иттрием

Полезный лайфхак: существуют универсальные электроды, которые подходят для любого металла и любого тока. Вот эти помощники-универсалы:

• WL-15

• WL-20

• WG-La-15

Кроме того, что электрод выступает проводником электрического тока и инструментом возбуждения дуги, он также выполняет ответственную функцию удержания дуги, пока длится TIG сварка. Чтобы дуга была стабильной, а шов получался ровным, необходимо уделить внимание заточке электрода. Наконечник может быть в виде конуса, сферическим, а также в виде конуса с закругленным кончиком (что-то среднее между первым и вторым вариантом).

Форма наконечника подбирается в соответствии с тем, какой вид электрода мы применяем и какие металлы нам предстоит сваривать. Электроды с маркировкой WP и WL затачиваются до сферической формы; модели WT — до закругленного конуса; все остальные — до конуса. Чрезвычайно важно придать кончику электрода необходимую форму, так как от этого зависит «поведение» сварочной дуги. Если для вас аргонодуговая сварка TIG — главный способ соединения металлов, который вы чаще всего используете, то есть смысл купить собственное точильное оборудование для вольфрамовых электродов. С ним вы будете уверены в качестве подготовки электрода.

TIG сварка с присадочным материалом и без

В технологическом процессе могут участвовать присадочные прутки. Они нужны, когда требуется усилить шов или произвести тавровое соединение с заданным катетом. Благодаря присадочной проволоке можно добавить в сварное соединение необходимые элементы, которые улучшат механические свойства шва, сделают его более прочным и долговечным. Шов будет иметь характерный рельефный (чешуйчатый) валик.

Как выглядит процесс: в одной руке у сварщика — горелка, которую он держит под определенным углом и перемещает вдоль линии соединения заготовок, в другой руке — пруток, который он направляет в зону сварки. Движения должны быть точными и плавными — от этого зависит «рисунок» чешуи шва.

Бюджетные варианты присадочных прутков для бытового применения представлены в линейке Golden Bridge и SELLER. Крупные производственные предприятия чаще выбирают материалы из более дорогих сегментов, например, продукцию брендов ESAB и Alfa Global.

При соединении тонколистовых деталей аргоновая сварка TIG может прекрасно обходиться и без использования присадочной проволоки, когда не требуется дополнительное усиление шва.

Горелка для TIG сварки

Горелка TIG одновременно фиксирует электрод, а также обеспечивает подачу тока и газа. На вентильных горелках газ подается открытием вентиля, а на горелках с кнопкой — простым нажатием.

Горелку подбирают в зависимости от величины тока, на котором будут варить. Еще один критерий выбора — вес. Все-таки сварщикам приходится держать инструмент в руках в течение длительного времени, и будет плюсом, если горелка удобная и легкая, как, например, модель TIG TP 17 SNAKE.

Бюджетный вариант вентильной горелки — модель TECH TS 17 V от бренда Сварог. Она имеет воздушное охлаждение и подходит для работы с током до 140 ампер. Для более сложных задач можно рассмотреть кнопочную горелку с водяным (более мощным) охлаждением — КЕДР TIG-500 EXPERT. Это устройство предназначено для сварки на токе до 550 А. В средней ценовой категории можно обратить внимание на модель TECH TS 18 с кнопкой. Горелка работает на токе до 320 А.

Не стоит забывать про регулярную замену расходных частей горелки, таких как сопло, цанга, держатель цанги, газовая линза.

Обзор популярных моделей аппаратов для TIG сварки

Оборудование — важная составляющая успешной работы. В случае с методом TIG для работы подойдут не только специализированные сварочные аппараты, но и устройства для сварки MMA — в этом случае возбуждение дуги будет осуществляться касанием электрода поверхности изделия.

Популярным вариантом для небольших ремонтных и производственных мастерских является инверторный аппарат КЕДР UltraTIG-200, работающий на постоянном токе. Он компактный и удобный в эксплуатации, выдает сварочный ток до 200 ампер. Схожими возможностями обладает аппарат СВАРОГ REAL TIG 200. Оба устройства подходят как для MMA, так и для TIG сварки. Из более дорогой ценовой категории можно выбрать КЕДР MultiTIG-2000P DC. Он отличается широким функционалом, наличием импульсного режима и позволяет детально настроить сварочные параметры, в том числе динамические характеристики дуги. Аппарат имеет удобную панель с параметрической кривой.

Для более сложных промышленных задач подойдет модель КЕДР UltraTIG-200P AC/DC. Она обеспечивает сварку как на переменном, так и на постоянном токе. Еще один востребованный профессиональный аппарат — Cebora WIN TIG DC 180M. В нем собраны все необходимые функции для качественной работы.

Способы поджига дуги

1. Возбуждение дуги касанием. Кратковременного касания заготовки электродом достаточно, чтобы возникла сварочная дуга. Для этого способа может применяться аппарат как для MMA, так и для TIG сварки.

2. Высокочастотный поджиг. В отличие от первого варианта, высокочастотный поджиг (HF) происходит бесконтактно: электрод близко подносится к заготовке, но не касается ее. Для поджига нужно всего лишь навести горелку на заготовку и нажать кнопку на ней. Это более совершенный вариант возбуждения дуги.

Аргонодуговая сварка TIG: ее плюсы и минусы

Плюсы

• Качество и эстетика шва;

• Возможность соединения тонких заготовок;

• Работа со всеми видами металлов;

• Отсутствие брызг и шлака;

• Доступность работы во всех пространственных положениях.

Минусы

• Сниженная производительность;

• Риск получения нестабильной дуги из-за ветра и осадков;

• Высокие требования к квалификации сварщика.

TIG сварка справляется с большим спектром задач, ее главное преимущество заключается в том, что при умелом обращении с оборудованием вы получите красивый и качественный шов. Однако сам рабочий процесс не самый простой и требует больше времени, чем, например, полуавтоматическая сварка.

Узнавайте о новых статьях первыми! Подпишитесь на рассылку!

Галерея

Товары из нашего каталога

Горелка TIG TP 17 SNAKE (ОКС 35-50, б/р, 2PIN) 4м SNK1701-04

В наличии

Аргонодуговой аппарат Cebora WIN TIG DC 180M

Под заказ

Установка аргонодуговой сварки КЕДР ULTRATIG-200P AC/DC(220В,10-200А)(с возможностью подключ педали)

В наличии

Горелка аргоновая КЕДР TIG-500 EXPERT, MultiTIG, 1 кн. , 3,6 м

Под заказ

Вольфрамовый электрод WG-La 15 d.1.6x175mm (фиолетовый)

В наличии

Вольфрамовый электрод WL-15 d.1.6x175mm (золотой)

В наличии

Вольфрамовый электрод WL-20 d.1,6x175mm (синий)

В наличии

Установка аргонодуговой сварки КЕДР MultiTIG-2000P DC (220В, с горелкой)

В наличии

Установка аргонодуговой сварки КЕДР UltraTIG-200 (220В, 10-200А)

В наличии

Горелка TECH TS 17 V (M12×1), 4 м, ION9906

Под заказ

Горелка TECH TS 18 (ОКС+б/р, 2 пин), 8 м, IOB6367

В наличии

Аппарат для аргонодуговой сварки СВАРОГ REAL TIG 200 (W223)

Под заказ

Вам может быть интересно

Основные методы сварки: ММА, MIG/MAG, TIG

Содержание

• Технологии сварки: обозначения и главные принципы
• Виды сварочного оборудования
• Какой аппарат выбрать для сварки

Наиболее распространенные методы сварки, использующиеся в бытовых и профессиональных целях — ММА, MIG/MAG и TIG. Они актуальны практически во всех отраслях промышленности от небольших мастерских до крупных предприятий, но отличаются:

• областями применения;
• техникой выполнения;
• производительностью;
• эксплуатационными затратами;
• требованиями к сварочным устройствам.

Мы рассмотрим классификацию и особенности основных видов сварки, виды сварочных аппаратов и ключевые правила их выбора.

Технологии сварки: обозначения и главные принципы 

Единой системы обозначения методов сварки плавлением нет. Можно использовать полные названия, английские или русские аббревиатуры.

Сварка ММА

Ручная электродуговая сварка плавящимися или покрытыми электродами ММА — самый распространенный метод дуговой сварки с относительно невысокой производительностью. Электрическая дуга горит между сварочной ванной и электродом. Защитный газ для внешней защиты не используют. От воздуха сварочную ванну и капли расплавленного металла защищает газ и шлак от обмазки электрода.  

Сварку ММА в основном применяют для сталей:

• нелегированных и низколегированных;
• жаростойких и высокопрочных высоколегированных;
• нержавеющих никелевых и хромоникелевых сплавов.

Минимальная толщина листа — 1,5-2 мм. Существует множество типов электродов, различающихся химическим составом и толщиной обмазки. Покрытие определяет сварочные характеристики — стабильность дуги, переход металла, а также прочность и вязкость сварочного шва.

Сварка MIG/MAG

Сварка проволокой в среде инертного или активного газа MIG/MAG — технология, пользующаяся популярностью в промышленности. Дуга горит между проволокой и свариваемыми деталями. Сварочная ванна защищена аргоном, гелием, азотом, углекислотой или газовой смесью.

Производительную сварку MIG/MAG используют для:

• углеродистых и низколегированных сталей;
• высоколегированных и никелевых сплавов;
• сплавов на основе алюминия и меди. 

Широкий ассортимент проволоки позволяет подобрать её с учетом состава основного металла.

Сварка TIG

Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом TIG — один из видов ручной дуговой сварки. Дуга горит между вольфрамовым электродом и свариваемой заготовкой. Металл и электрод защищены от воздействия атмосферы инертным газом, как правило аргоном, но может применяться и гелий. 

Сварка TIG универсальна. Её используют для любых металлов, но чаще всего для сваривания:

• корневых швов и труб малых диаметров из нелегированных и низколегированных сталей;
• высоколегированных аустенитных хромоникелевых сталей;
• алюминия и алюминиевых сплавов.

Минимальная толщина стали — 0,3 мм, алюминия — 0,5 мм. Помимо электродов из чистого вольфрама, существуют и такие, к которым добавлено 0,5-4% оксида тория, циркония, лантана или церия.

Виды сварочного оборудования

Для ММА, MIG/MAG и TIG используют разные типы сварочных аппаратов от простейших трансформаторов и выпрямителей до инверторов. Они позволяют сваривать только одним методом или на разных режимах, отличаются принципом работы, техническими характеристиками и функционалом.

Инверторы для ММА

Ручную сварку ММА выполняют с помощью инверторных сварочных аппаратов, имеющих высокую мощность при небольшом весе. Они отлично подходят для бытовых задач, сварки вне помещений и в труднодоступных местах. Процесс не требует защитного газа, а значит и баллонов. 

Современные инверторные аппараты для ММА выдают постоянный и переменный ток с синусообразными и прямоугольными импульсами, и предлагают облегчающие сварку функции. Они позволяют регулировать форсаж (жесткость) дуги, упростить её зажигание и предотвратить прилипание электрода. 

Полуавтоматы для MIG/MAG

Аппараты для MIG/MAG состоят из инверторного источника питания (реже выпрямителя), устройств управления и подачи проволоки с пакетом шлангов и горелкой. Существуют компактные мобильные полуавтоматы в моноблочном исполнении для легких и средних режимов работы и модели с выносным механизмом подачи проволоки для производств. 

В качестве расходных материалов используют сплошную и порошковую газозащитную и самозащитную проволоку (условное обозначение полуавтоматической сварки порошковой проволокой — FCAW).

В отличие от ручной сварки, где на инверторе регулируется только сила тока, а напряжение дуги определяет ее длина, поддерживаемая сварщиком, на полуавтоматах для MIG/MAG напряжение выбирают путем настройки. Современные модели поддерживают упрощенное синергетическое управление, когда параметры выбираются одной кнопкой или сохраняются в памяти аппарата.

Аппараты для TIG

Сварочные аппараты для TIG включают в себя инверторный источник питания с устройством управления для регулировки рабочего тока и пакетом шлангов для горелки. Для облегчения сварки используют дополнительные функции: настройки времени спада и нарастания тока, 2T/4T, контактное зажигание LiftArc.

Современные инверторы позволяют настраивать импульсную частоту в широком диапазоне и сваривать на микроимпульсном режиме для контроля тепловложения, что важно для тонколистовой стали.

Какой аппарат выбрать для сварки 

Для бытовых задач дома, на даче, в личном гараже подходят инверторы для ММА. Для коммерческого использования и профессиональных целей — полуавтоматы. Когда требуются чистые швы и высокое качество сварки без брызг и деформаций тонких листов, отдают предпочтение аппаратам для TIG.

При выборе сварочного инвертора нужно обращать внимание на характеристики, габариты и функционал, который станет хорошей помощью. Основные критерии:

• Размеры и вес. Для работы вне помещений — для подработки с выездом, на строительных площадках, выбирайте компактные модели, которые можно без особых усилий переносить на место сварки.
• Условия подключения. Аппараты, подключающиеся к однофазной сети менее мощные, но более универсальные — в отличие от трехфазной сети, однофазная есть практически везде.
• Максимальный сварочный ток. Для бытовых задач достаточно инвертора, работающего на токах до 200 А, для профессиональных подбирайте модели со сварочным током не менее 250 А.
• ПВ. Чем выше продолжительность включения, тем дольше вы сможете работать без перерыва — для бытовых и полупрофессиональных задач подойдут модели с ПВ 30-60%, профессионального ремонта, изготовления металлоконструкций — с ПВ от 60%.

Многофункциональные аппараты, поддерживающие несколько методов сварки, хороши для профессионального применения. Режим TIG, часто реализуемый в бытовых инверторах, обрезан.

Сварка MIG и TIG (в чем разница между ними?)

Сварка МИГ и ВИГ являются распространенными видами сварки, имеющими ряд общих черт, поскольку в обоих случаях используется электрическая дуга и защитный газ. Однако между этими двумя процессами есть ряд различий, в том числе в отношении сварочных электродов, используемых для создания дуги. MIG использует сплошную проволоку, которая подается в зону сварки с помощью машины, в то время как TIG использует неплавящийся электрод и ручной присадочный стержень для формирования сварного шва.

Эти различия означают, что процессы сварки MIG и TIG имеют свои преимущества и недостатки и предпочтительные области применения. Чтобы лучше понять это, мы сначала исследуем два процесса…

Содержание

Щелкните ссылки ниже, чтобы перейти к разделу руководства:

• Процесс MIG
• TIG-процесс
• Преимущества и недостатки
Сравнение
• MIG и TIG
• приложений
• Ключевые отличия
• Часто задаваемые вопросы
• Заключение

Сварка металлов в среде инертного газа (MIG) также известна как дуговая сварка металлическим газом (GMAW). Он использует полуавтоматическую или полностью автоматическую дугу для создания сварного шва с расходуемым проволочным электродом в качестве присадочного материала и защитным газом для защиты сварного шва, улучшения провара и уменьшения пористости сварного шва.

Электрод и защитный газ подаются через сварочный пистолет (или горелку). Защитный газ обычно представляет собой смесь 75 % аргона и 25 % CO 9 .0035 2 , хотя другие смеси также используются в зависимости от свариваемых материалов и других переменных.

Также используется непрерывный расходуемый проволочный электрод и защитный газ, которые подаются через провод к сварочному пистолету (иногда называемому горелкой). Состав и диаметр проволочного электрода также различаются в зависимости от типа соединяемого металла, толщины детали и конфигурации соединения. Скорость, с которой электрод подается в сварной шов, определяется настройками скорости подачи проволоки (WFS), которая должна обеспечить достаточное количество металла шва для соединения.

Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG) также известна как дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW). Как и в случае MIG, в этом процессе сварки также используется дуга, но, в отличие от MIG, электрод представляет собой неплавящийся вольфрамовый электрод, который используется вместе с отдельным расходуемым присадочным материалом. Этот присадочный материал обычно представляет собой стержень, который вручную подается в сварочную ванну, а это означает, что при сварке TIG используются обе руки — одна для вольфрамового электрода, а другая для присадочного стержня.

Состав и размер присадочного стержня варьируется в зависимости от выполняемого сварного шва. При сварке TIG также используется защитный газ, хотя обычно это 100% аргон в виде CO 9 .0035 2 при использовании с MIG способствует образованию оксида вольфрама, который может привести к преждевременному износу электрода и загрязнению сварного шва.

При сварке TIG также используется ножная педаль, позволяющая сварщику контролировать силу тока, регулировать температуру во время сварки и точно контролировать количество тепла, подводимого к металлу.

MIG Преимущества и недостатки

MIG или сварка в среде инертного газа, как правило, используется для соединения больших и толстых материалов с использованием расходуемой проволоки, которая одновременно является электродом и присадочным материалом.

Сварка MIG выполняется быстрее, чем сварка TIG, что сокращает время производства сварных швов и, следовательно, снижает затраты. Сварке MIG также легче научиться, что упрощает выполнение сварных швов, которые практически не требуют очистки и отделки.

Однако сварные швы MIG не такие точные, прочные или эстетически привлекательные, как сварщики, сваренные методом TIG.

TIG Преимущества и недостатки

TIG, или сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа, представляет собой универсальный метод, позволяющий соединять широкий спектр небольших и тонких материалов с использованием нерасходуемого вольфрамового электрода вместе с опциональным отдельным присадочным стержнем.

Сварка ВИГ медленнее, чем сварка МИГ, что увеличивает время производства и, следовательно, приводит к увеличению затрат. Сварке TIG также сложнее научиться, и для обеспечения правильной точности сварки требуются опытные специалисты.

Однако, поскольку сварка TIG обеспечивает больший контроль над процессом сварки, сварка TIG получается прочнее, точнее и эстетичнее, чем сварка MIG.

Пособие	МИГ	ТИГ
Скорость сварки	√	х
Затраты на сварку	√	х
Простота сварки	√	х
Прочность сварных швов	х	√
Точность сварки	х	√
Эстетика сварных швов	х	√
Толстые материалы	√	х
Тонкие материалы	х	√

 

Применение MIG

Поскольку сварка MIG проста в освоении, относительно проста в выполнении и позволяет соединять такие материалы, как алюминий, низкоуглеродистая сталь и нержавеющая сталь, она подходит для целого ряда применений.

MIG особенно эффективен для более толстых металлов и обычно используется там, где эстетика сварного шва не является приоритетом.

Применение TIG

Сварке TIG сложнее научиться, но она дает более точные результаты, чем сварка MIG. TIG также лучше подходит для соединения более тонких материалов и может использоваться для сварки алюминия, меди, стали, титана и других материалов.

Таким образом, сварка TIG широко используется в тех случаях, когда требуется точность, например, в аэрокосмической отрасли, автоспорте, промышленных конструкциях, производстве производственных линий и т. д.

Мы уже упоминали некоторые различия между процессами сварки MIG и TIG.

МИГ обычно считается более простым в освоении и использовании, а также более быстрым и лучшим для сварки толстых материалов. Тем не менее, сварка TIG обеспечивает больший контроль и точность, лучше подходит для более тонких материалов и обеспечивает более аккуратные сварные швы с минимальной требуемой отделкой.

Помимо этих общих различий, существует ряд ключевых отличий, которые можно разделить на категории в соответствии с различными свойствами, стоимостью, простотой обучения и т. д.:

1. Прочность сварного шва

Сварные соединения методом ВИГ обычно прочнее сварных сваркой МИГ. Это связано с тем, что узкая сфокусированная дуга, создаваемая сварщиками TIG, обеспечивает лучшее проникновение в металл. Кроме того, сварные валики TIG при правильном нанесении содержат мало отверстий и других дефектов, которые могут ослабить сварной шов. Несмотря на это обобщение, сварка MIG по-прежнему позволяет получать прочные сварные швы с хорошим проплавлением за счет шлифовки или вырезания V-образной канавки в соединении перед началом сварки для увеличения провара. Хорошая скорость перемещения и правильное расположение горелки также улучшают прочность сварных швов MIG.

2. Скорость сварки

Сварочные аппараты MIG обычно обеспечивают более высокую скорость сварки в производственных условиях. Это связано с тем, что сварочные аппараты MIG с воздушным охлаждением автоматически подают присадочный материал в сварочную ванну и имеют более круглую и широкую дугу, которая лучше рассеивает тепло. Это позволяет сварщикам перемещать сварочную ванну быстрее и выполнять более длительные проходы без перегрева. Сварщики TIG, напротив, не могут перемещать сварочную ванну так же быстро или подавать достаточное количество присадочной проволоки, чтобы конкурировать со скоростью сварки MIG. Кроме того, горелки с воздушным охлаждением, используемые при сварке TIG, сильно нагреваются при длительных сварочных работах, что означает необходимость их охлаждения или замены на более дорогие горелки с водяным охлаждением.

3. Защитный газ

При сварке MIG и TIG используется защитный газ, обеспечивающий качество сварных швов. Защитный газ защищает сварочную ванну от реактивных газов, содержащихся в воздухе, которые могут привести к загрязнению сварного шва. При сварке TIG обычно используется чистый аргон для защиты сварного шва, поскольку вольфрамовый электрод более чувствителен к химически активным газам, таким как кислород или CO ₂ . Сварка MIG обычно выполняется с использованием смеси аргона и CO ₂ (обычно 75/25%), так как небольшая добавка двуокиси углерода стабилизирует дугу и способствует проплавлению. Существуют исключения из этих общих правил использования защитного газа в зависимости от области применения. При сварке TIG иногда может использоваться смесь аргона с гелием, водородом или азотом, в то время как сварка MIG выполняется со 100% чистым аргоном при сварке алюминия и может выполняться с чистым CO ₂ для экономии затрат и увеличения проплавления сварного шва. Эти два метода также используют разные скорости потока защитного газа: при MIG обычно используется от 35 до 50 кубических футов в час, а при сварке TIG используется поток защитного газа от 15 до 25 кубических футов в час.

4. Эстетика сварных швов

Сварные швы TIG, как правило, демонстрируют лучшие эстетические качества, чем сварные швы MIG. С очень небольшим количеством брызг или без них сварные швы TIG обычно требуют лишь легкой полировки для окончательной отделки и удаления любого обесцвечивания. Сварные стопки «монет», сваренные методом TIG, часто считаются наиболее эстетичными сварными швами и могут служить для того, чтобы неокрашенные сварные швы (например, в стали или алюминии) выглядели наилучшим образом. Сварные швы MIG, напротив, имеют менее желательный внешний вид, даже несмотря на то, что опытный сварщик все же может создать красивые сварные швы MIG. Несмотря на эстетические различия, сварные швы MIG часто подходят для тех случаев, когда внешний вид менее важен или где сварные швы должны быть покрыты покрытием, закрывающим внешний вид соединения.

5. Сложность процесса

Сварку МИГ намного легче освоить, чем сварку ТИГ. Сварка TIG требует использования двух рук: одной для перемещения сварочной горелки, а другой для подачи присадочного стержня в сварочную ванну. Плюс часто есть ножная педаль, с помощью которой можно регулировать силу тока. Хотя эти различные движения обеспечивают больший контроль, ими может быть трудно овладеть. Соединяемые металлы также должны быть очищены и хорошо подготовлены для сварки TIG, а сварщики склонны рассматривать TIG как более продвинутый процесс. Сварке МИГ, напротив, научиться гораздо легче. Нет необходимости в ручной педали, а присадочный материал автоматически подается через сварочный пистолет, а это означает, что вам нужно использовать только одну руку для завершения сварки.

6. Стоимость

Сварка ВИГ стоит больше в расчете на фут валика, чем сварка МИГ. Это связано с более низкой скоростью наплавки, связанной с TIG, а также с необходимостью в более опытных и, следовательно, более дорогих сварщиках. Кроме того, сварка TIG требует дополнительных подготовительных работ, что также увеличивает стоимость. Наконец, расходные материалы и оборудование для сварки MIG, как правило, дешевле, чем сварка TIG. Сочетание всех этих факторов делает сварку TIG более дорогой, чем сварку MIG.

ВИГ лучше, чем МИГ?

Трудно определить, лучше ли TIG, чем MIG, так как это зависит от ряда факторов. TIG обеспечивает большую прочность сварного шва и лучший внешний вид, если он выполнен должным образом квалифицированным сварщиком, но, если сварщик менее квалифицирован, сварка MIG может быть лучшим вариантом для качественного сварного шва. Сварка MIG также является более быстрым процессом, чем сварка TIG, что позволяет выполнять более длинные циклы за меньшее время. Таким образом, в конечном счете, TIG лучше в некоторых случаях, а MIG лучше в других.

Сварка TIG сложнее, чем сварка MIG?

Сварку ВИГ обычно считают более сложной в освоении, чем сварку МИГ, поскольку это менее автоматизированный процесс, требующий большей точности.

Должен ли я изучать сварку MIG или TIG?

В то время как сварка электродами часто считается лучшим процессом для начинающих, сварка МИГ лучше подходит для изучения основ, чем сварка ТИГ. Вы должны быть в состоянии производить приемлемые сварные швы намного проще с MIG, чем с TIG.

Как правильно выбрать процесс для вашего приложения?

Различия между двумя методами сварки означают, что может быть трудно решить, когда использовать сварку MIG, а когда использовать сварку TIG. У каждого метода есть свои преимущества, которые могут служить руководством для выбора метода…

1.

 Когда использовать MIG:
• Более толстые материалы – MIG лучше подходит для сварки более толстых материалов
• Длинные прогоны – Непрерывная подача проволоки при сварке MIG означает, что она лучше подходит для более длинных прогонов, реже требует остановок и пусков для замены присадочного материала, чем при сварке TIG, что означает меньшую вероятность дефектов сварки
• Сложные положения – MIG проще использовать в сложных положениях, так как для этого требуется использование только одной руки
• Высокая производительность – сварка МИГ лучше подходит для высокой производительности, чем сварка ВИГ, которая является более медленным процессом
• Менее опытные сварщики – MIG легче освоить, чем TIG, поэтому он лучше подходит для менее опытных сварщиков

2. Когда использовать TIG:

• Более тонкие материалы – точность сварки TIG означает, что она идеально подходит для соединения тонких материалов, которые могут быть подвержены прожогу или деформации
• Мелкие партии – сварка ВИГ лучше всего подходит для малых партий
• Работа в цеху или в цеху – TIG – это непростая процедура в нерабочем положении, поэтому наилучшие результаты достигаются при работе в цеху или в цеху
• Тонкая или тонкая работа – Сварка ВИГ предпочтительна, когда важен внешний вид окончательного сварного шва. Видимые детали, такие как автомобильная реставрация или произведения искусства, будут лучше выглядеть при сварке TIG, а процесс также позволяет лучше контролировать, чтобы предотвратить деформацию или возгорание
• Цветные металлы – опытные сварщики склонны использовать сварку TIG для алюминия, меди, нержавеющей стали и других экзотических металлов
• Опытные сварщики – Все преимущества сварки ВИГ зависят от наличия опытного сварщика, без которого лучше выбрать более простой метод, такой как сварка МИГ

При сварке MIG используется электродная проволока с непрерывной подачей защитного газа через ручную горелку. В сварке TIG используется расходуемый вольфрамовый электрод с защитным газом, подаваемым по линии подачи, и отдельный ручной присадочный стержень, который вручную подается в сварочную ванну. При сварке TIG также используется установленный на горелке элемент управления или ножная педаль для изменения силы тока. Оба типа сварки также обычно используют разные защитные газы.

Ни MIG, ни TIG нельзя считать «лучшими», поскольку они оба имеют свои преимущества и недостатки в зависимости от ситуации.

Сварка МИГ предлагает недорогие, быстрые сварные швы и легка в освоении, а это означает, что менее опытные сварщики могут выполнять сварные швы хорошего качества. Сварку TIG гораздо сложнее освоить, она дороже и медленнее. Тем не менее, сварка TIG может обеспечить уровень точности и эстетического качества, который не может сравниться со сваркой MIG. Там, где сварка MIG лучше подходит для более толстых материалов, сварка TIG предпочтительнее для более тонких материалов или более деликатных работ.

Соответствующие часто задаваемые вопросы (FAQ)

3 распространенных типа сварки: TIG, MIG и сварка электродом

MIG, TIG и сварка электродом широко используются в современном производстве. Однако сварка — это процесс, требующий высокой квалификации, история которого восходит к бронзовому веку . Операция включает в себя сплавление кусков металла вместе с помощью тепла и, часто, силы. Любой, чьи знания не выходят за пределы кузнечного дела, владеющего молотом, может не знать, что существует несколько различных способов работы с металлом. Некоторые из этих методов более эффективны, чем другие, но используемый метод полностью зависит от желаемого результата и конкретного проекта.

Квалифицированные сварщики должны знать все компоненты металлообработки, чтобы правильно практиковать свое искусство. Способность различать различные методы и инструменты — вот что отличает настоящего профессионала от менее опытного работника. Знатоки должны уметь выбирать методы и инструменты, дающие возможность для достижения наилучших возможных результатов.

Независимо от того, являетесь ли вы любителем, ищущим дополнительную информацию, или опытным профессионалом, желающим освежить свои знания, ваш успех — наша цель. Мы предоставляем сварочные материалы премиум-класса, которые помогут вам в достижении идеального сварного шва. Однако то, что мы можем предложить, — это только часть уравнения: вы — талант, благодаря которому наши инструменты работают с максимальным потенциалом. По этой причине мы составили краткий обзор различных сварочных процессов для сварщиков любого уровня квалификации: MIG, TIG и дуговая сварка.

Сварка электродом

Старейшая форма сварки, этот экономичный метод настолько же портативный, насколько и доступный. Как следует из названия, дуговая сварка включает в себя нанесение присадочного металла на соответствующие соединения с использованием металлического стержня и электричества. Сварку электродом можно выполнять практически в любом месте, и это отличный вариант для сварщиков в мастерских. Его также можно использовать для большинства металлов.

Несмотря на удобство и портативность, техника все же имеет свои недостатки. Он не всегда дает точные результаты, которые можно ожидать от других методов. Поскольку это одна из самых архаичных форм сварки, она не усовершенствовалась так, как другие. Конечный продукт может быть не таким прочным, как мог бы быть, хотя опытный сварщик все же может обеспечить прекрасные результаты.

Необходимое оборудование:

• Сварочный аппарат
• Зажим заземления
• Держатель электрода
• Электроды/стержни
• Блок питания

Обычно используется для:

• Стальные конструкции
• Горнодобывающая промышленность
• Строительство
• Сварка конструкций
• Ремонт в полевых условиях

Сварка МИГ

Сварка МИГ (металл в среде инертного газа), также известная как GMAW (дуговая сварка металлическим газом), является наиболее экономичным методом сварки. Также говорят, что его легче всего выучить. В этом методе сварщик подает металлическую проволоку через сварочный пистолет, работающий от инертного газа. Это расплавит проволоку и создаст бусину. Как только сварщик помещает валик, он либо перетаскивает, либо проталкивает его по металлу, чтобы сплавить его.

Сварка MIG требует меньшей точности, чем другие методы. Однако с более высоким качеством связаны более высокие цены, а материалы, используемые для этого метода, недешевы. Проект также должен выполняться в помещении, так как инструменты подвержены повреждению от внешних элементов.

Необходимое оборудование:

• Проволока MIG
• Механизмы подачи проволоки
• Пистолет МИГ
• Пистолет для катушки
• Гель для насадки
• Шланги и зажим заземления
• Газовый регулятор

Обычно используется для:

• Морское оборудование
• Сельское хозяйство
• Строительство
• Робототехника
• Скульптуры
• Автосервис

 

Сварка ВИГ

Сварка ВИГ (вольфрамовым электродом в среде инертного газа) или GTAW (дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа) относится к числу наиболее трудных для освоения навыков и обычно не рекомендуется новичкам. Тем не менее, кривая обучения в конечном итоге предоставляет пользователям достаточную универсальность. Этот метод требует использования обеих рук: одна держит горелку, а другая держит присадочный стержень. В процессе сварки тепло проходит через электрод и создает дугу. Горелка парит прямо над металлом, и сварщик должен быть уверен, что два элемента не соприкоснутся. Используя обе руки и ножную педаль, сварщик может создать чистую деталь — некоторые даже сказали бы, самую чистую из возможных.

Двуручный метод дает сварщикам значительную точность, позволяя им полностью контролировать свои проекты. Сварку TIG следует использовать только на чистом металле, так как другие варианты приведут к снижению качества. Это также более длительный процесс, требующий дополнительного времени и подготовки, которые могут не требоваться другими методами. Хотя это утомительно, обычно это дает оптимальные результаты.

Необходимое оборудование:

• Горелки
• Вольфрамовый электрод
• Защитный газ
• Шлифовальный круг
• Газоснабжение
• Присадочный металлический стержень
• Источники питания

Обычно используется для:

• Атомная промышленность
• Пищевая промышленность
• Электростанции
• Самолеты
• Велосипеды
• Газонокосилки

Как выбираются стержни

Ранее мы упоминали о правильном выборе стержней для сварки MIG, TIG или дуговой сварки для вашего проекта. Опытные сварщики знают, что это играет важную роль в конечном результате проекта. Ваше положение при сварке, а также основной металл должны учитываться при принятии этого решения. Вы также захотите подобрать удилище к своей базе. Еще одна важная вещь, которую следует учитывать, — это прочность стержня на растяжение. Это определяет, сколько дополнительной прочности можно добавить к основному металлу. На вашей удочке будет четыре цифры; первые три представляют его прочность на растяжение — чем выше число, тем прочнее стержень. Четвертая цифра обозначает тип покрытия.

Универсальная штанга позволит вам работать с материалом независимо от того, сидите вы или стоите. Это идеальный вариант для новичков, которым еще предстоит закрепиться на одной позиции.

Безопасность

Одна из самых важных вещей, которую следует учитывать при сварке, — это ваша безопасность. Что-то такое простое, как рубашка с открытым воротом, может привести к уродливым ожогам, поэтому ношение подходящей одежды должно быть вашим приоритетом.

ᐉ Степень сжатия смеси

При текущем или капитальном ремонте двигателя такая характеристика как степень сжатия имеет важное значение.

Степень сжатия (CR — compression ratio) представляет собой отношение объема пространства цилиндра над поршнем, когда поршень находится в нижней мертвой точке, к объему пространства цилиндра над поршнем, когда последний находится в верхней мертвой точке.

Рис. Размеры, по которым определяется степень сжатия

При понижении степени сжатия:

• Снижается мощность двигателя
• Возрастает расход топлива
• Облегчается проворачивание двигателя
• Возрастает допустимый угол опережения зажигания без риска возникновения детонации

При повышении степени сжатия:

• Как правило, возрастает мощность
• Снижается расход топлива
• Затрудняется проворачивание двигателя, особенно при высокой температуре
• Возрастают требования к точности установки угла опережения зажигания для предотвращения детонации

CR = объем пространства цилиндра над поршнем, находящимся в НМТ / объем пространства цилиндра над поршнем, находящимся в ВМТ

Пример: какова степень сжатия, если цилиндр двигателя имеет объем 50,3 куб. дюймов, а объем камеры сгорания составляет 6,7 куб. дюймов?

CR = (50,3 + 6,7) куб. дюймов / 6,7 куб. дюймов = 57,0 / 6,7 = = 8,5:1 (читается как «восемь с половиной к одному»)

Мощность, развиваемая двигателем, измеряется в лошадиных силах (л.с.).

Одна лошадиная сила — это мощность, необходимая для перемещения груза весом 550 фунтов на один фут за одну секунду или груза весом 33 000 фунтов на один фут за одну минуту (550 фунтов х 60 с = 33 000 фунтов в минуту). Она составляет 550 футо фунтов в секунду или 33 000 футо фунтов в минуту.

Рис. Схематический чертеж динамометрического испытательного стенда

Фактическая мощность, развиваемая двигателем, измеряется на динамометрическом испытательном стенде. На динамометрическом стенде измеряется крутящий момент на коленчатом валу двигателя, работающего под нагрузкой. Нагрузка, приложенная к двигателю, затормаживает его, а система управления поддерживает скорость вращения коленчатого вала постоянной. Динамометрические стенды часто называются тормозными стендами. Мощность двигателя, полученная по результатам измерения динамометрическим методом, называется эффективной (тормозной) мощностью. Фактически динамометрическим методом измеряется крутящий момент на валу двигателя.

Крутящий момент — это момент силы, который может вызывать, а может и не вызывать, перемещение. Мощность двигателя рассчитывается поданным измерений, полученным при различных скоростях вращения (измеряемых количеством оборотов в минуту).

Рис. Типичные кривые крутящего момента и мощности. Обратите внимание — значения обеих характеристик совпадают при скорости вращения в 5252 оборотов в минуту (кривые пересекаются точно в этой точке)

Мощность двигателя равняется произведению крутящего момента на скорость вращения, деленному на 5252.

Мощность — крутящий момент * число оборотов в минуту / 5252

ПРИМЕЧАНИЕ

Как видно из формулы мощности, при одинаковом крутящем моменте, чем выше угловая скорость вращения двигателя, тем выше его мощность. Многие двигатели являются высокооборотными. Чтобы предотвратить возможное разрушение двигателя из-за чрезмерно высокой скорости вращения, большинство производителей ограничивает максимальное число оборотов двигателя, предусматривая автоматическое перекрывание топливных форсунок при превышении установленного предела скорости вращения двигателя. В некоторых случаях, например, если трансмиссия стоит на «нейтрали» или включен стояночный тормоз, этот предел может быть весьма низким, порядка 3000 оборотов в минуту.

Если на высокой скорости двигатель работает с перебоями или глохнет, то это может быть нормальным явлением, если происходит на скорости вращения, близкой к порогу срабатывания ограничителя скорости.

Крутящий момент — это именно то, что «чувствует» водитель при разгоне автомобиля. Маленький двигатель, работающий на высоких оборотах, может иметь такую же мощность, как и большой двигатель, работающий на низких оборотах.

Еще одним показателем, рассчитываемым по результатам испытаний на динамометрическом (тормозном стенде), является удельный расход топлива, (BSFC — brake-specific fuel consumption).

ПРИМЕЧАНИЕ

У большинства двигателей расход топлива в пересчете на одну лошадиную силу мощности составляет примерно 0,5 фунта в час.

Удельный расход топлива = Часовой расход топлива (в фунтах) / тормозная мощность = фунты / л.с. -час

Удельный расход топлива является мерой количества топлива, уходящего на выработку каждой лошадиной силы мощности двигателя. Чем ниже показатель BSFC, тем экономичней двигатель.

Nissan разработала ДВС с изменяемой степенью сжатия / Хабр

Степень сжатия газообразной горючей смеси в цилиндре изменяется от 8:1 до 14:1

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

Японский автопроизводитель Nissan Motor представил новый тип бензинового двигателя внутреннего сгорания, который по некоторым параметрам превосходит продвинутые современные дизельные двигатели.

Новый двигатель Variable Compression-Turbo (VC-T) способен при необходимости изменять степень сжатия газообразной горючей смеси, то есть изменять шаг хода поршней в цилиндрах ДВС. Этот параметр обычно является фиксированным. Судя по всему, VC-T станет первым в мире ДВС с изменяемой степенью сжатия смеси.

Степень сжатия — отношение объёма надпоршневого пространства цилиндра двигателя внутреннего сгорания при положении поршня в нижней мёртвой точке (полный объём цилиндра) к объёму надпоршневого пространства цилиндра при положении поршня в верхней мёртвой точке, то есть к объёму камеры сгорания.

Повышение степени сжатия в общем случае повышает его мощность и увеличивает КПД двигателя, то есть способствует снижению расхода топлива.

В обычных бензиновых двигателях степень сжатия обычно составляет от 8:1 до 10:1, а в спортивных машинах и гоночных болидах может достигать 12:1 или больше. При повышении степени сжатия двигатель нуждается в топливе с бóльшим октановым числом.

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

На иллюстрации показана разница в шаге поршней на разной степени сжатия: 14:1 (слева) и 8:1 (справа). В частности, демонстрируется механизм изменения степени сжатия от 14:1 к 8:1. Он происходит таким образом.

1. В случае необходимости изменить степень сжатия активируется модуль Harmonic Drive и сдвигает рычаг актуатора.
2. Рычаг актуатора поворачивает приводной вал (Control Shaft на схеме).
3. Когда приводной вал поворачивается, он изменяет угол наклона многорычажной подвески (Multi-link на схеме)
4. Многорычажная подвеска определяет высоту, на которую каждый поршень способен подняться в своём цилиндре. Таким образом, изменяется степень сжатия. Нижняя мёртвая точка поршня, судя по всему, остаётся прежней.

Конструкция запатентована Nissan (патент США № 6,505,582 от 14 июня 2003 года).

Изменение степени сжатия в ДВС можно в каком-то смысле сравнить с изменением угла атаки в винтах регулируемого шага — концепции, которая много десятилетий применяется в воздушных и гребных винтах. Изменяемый шаг винта позволяет поддерживать эффективность движителя близкой к оптимальной вне зависимости от скорости движения носителя в потоке.

Технология изменения степени сжатия ДВС даёт возможность сохранить мощность двигателя при соблюдении строгих нормативов к экономичности двигателя. Вероятно, это вообще самый реальный способ соблюсти эти нормативы. «Все сейчас работают над изменяемой степень сжатия и другими технологиями, чтобы значительно улучшить экономичность бензиновых двигателей, — говорит Джеймс Чао (James Chao), управляющий директор по Азиатско-Тихоокеанскому региону и консультант IHS, — По крайней мере последние двадцать лет или около того». Стоит упомянуть, что в 2000 году компания Saab показывала прототип такого двигателя Saab Variable Compression (SVC) для Saab 9-5, за который удостоилась ряда наград на технических выставках. Затем шведскую фирму купил концерн General Motors и прекратил работу над прототипом.

Двигатель Saab Variable Compression (SVC). Фото: Reedhawk

Двигатель VC-T обещают вывести на рынок в 2017 году с автомобилями марки Infiniti QX50. Официальная презентация назначена на 29 сентября на Парижском автосалоне. Этот двухлитровый четырёхцилиндровый двигатель будет обладать примерно такой же мощностью и крутящим моментом, что и 3,5-литровый двигатель V6, место которого займёт, но обеспечит экономию топлива 27%, по сравнению с ним.

Инженеры Nissan говорят также, что VC-T будет дешевле, чем современные продвинутые дизельные двигатели с турбонаддувом, и будет полностью соответствовать современным нормам на выбросы оксида азота и других выхлопных газов — такие правила действуют в Евросоюзе и некоторых других странах.

После Infiniti новыми двигателями планируется оснащать другие автомобили Nissan и, возможно, партнёрской компании Renault.

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

Можно предположить, что усложнённая конструкция ДВС в первое время вряд ли будет отличаться надёжностью. Есть смысл выждать несколько лет, прежде чем покупать автомобиль с двигателем VC-T, если только вы не хотите участвовать в тестировании экспериментальной технологии.

Технология производительности | Степень сжатия 101 Часть:1

O Оптимизация степени сжатия двигателя для типа топлива и уровней наддува (принудительная индукция), которые будут использоваться, может привести к дополнительной мощности, увеличению крутящего момента и улучшению топливной экономичности. Как вы, возможно, уже знаете, некоторые двигатели оптимизированы на заводе для работы на бензине с более высоким октановым числом (ТОЛЬКО ПРЕМИУМ). Эти двигатели, как правило, имеют более высокую степень сжатия, чем аналогичные двигатели, предназначенные для работы на обычном бензине. Если вы собираетесь перейти на «встроенный» двигатель в будущем, у вас будет возможность изменить степень сжатия. Чтобы помочь вам принять взвешенное решение, DSPORT проведет серию из трех частей о степени сжатия 101. В первой части мы определим степень сжатия и все математические расчеты, необходимые для расчета фактической степени сжатия двигателя (часто отличающейся от спецификацию производителя). В первой части также будет рассказано обо всех доступных методах изменения степени сжатия. Во второй части мы рассмотрим, как октановое число топлива, процентное содержание этанола, уровни наддува и типы вождения влияют на выбор идеальной степени сжатия для конкретного применения. Наконец, в третьей части мы рассмотрим способы достижения идеальной степени сжатия, обеспечивающей максимальную эффективность сгорания. Итак, давайте начнем с того, как именно рассчитываются коэффициенты сжатия.

Майкл Феррара

DSPORT Issue #210

Статическая степень сжатия двигателя, обычно называемая просто степенью сжатия, является функцией «охватываемого» и «неохватываемого» объемов цилиндров двигателя. Рабочий объем представляет собой динамический объем цилиндра, основанный на положении поршней в его самом низком (нижняя мертвая точка или НМТ) и самом высоком (верхняя мертвая точка или ВМТ) положениях. Рабочий объем цилиндра равен смещению отдельного цилиндра.

Прокладки головки блока цилиндров обычно на 0,5–1,0 мм больше по диаметру, чем цилиндр, который они герметизируют. Если производитель не указывает размер отверстия под прокладку, для прямого измерения можно использовать штангенциркуль.

Неохваченный объем цилиндра — это объем цилиндра, который не изменяется. Этот объем складывается из объема камеры сгорания в головке блока цилиндров, объема, создаваемого прокладкой головки блока цилиндров, объема, добавляемого или вычитаемого за счет днища поршня (купола, тарелки, предохранительные клапаны, противопожарные щели) и добавляемого или отнимаемого объема. от положения поршня к платформе с поршнем в ВМТ.

Расчет рабочего объема (см3) двигателя довольно прост, поскольку он равен рабочему объему одного цилиндра:

Если общий рабочий объем двигателя неизвестен, но известны диаметр цилиндра и ход поршня, вместо этого можно использовать следующее уравнение:

Как упоминалось ранее, нерабочий объем цилиндра состоит из объема камеры сгорания в головке цилиндра, объема, создаваемого прокладкой головки цилиндра, объема, добавляемого или вычитаемого из днище поршня (купола, тарелки, предохранительные клапаны, противопожарные щели) и объем, добавляемый или удаляемый в зависимости от положения поршня на палубе, когда поршень находится в ВМТ. В отличие от расчета рабочего объема, который можно выполнить, просто зная диаметр цилиндра и ход двигателя, для расчета нерабочего объема требуется значительно больше информации. Часть этой информации может быть получена только прямым измерением.

Использование приспособления для настила с двойными циферблатными индикаторами — единственный способ получить точные измерения. Двойные индикаторы показывают, качается ли поршень в одну сторону, а не в нейтральное положение.

Объем камеры сгорания может быть измерен непосредственно путем измерения камер сгорания. Это можно сделать с помощью экономичных комплектов, которые начинаются примерно с 20 долларов, или более точных комплектов, которые стоят около отметки в 120 долларов. Знание или измерение размера отверстия прокладки головки блока цилиндров (обычно, но не всегда, на 0,5-1 мм больше, чем размер отверстия цилиндра, для которого она предназначена) и ее сжатой толщины позволит объему, создаваемому прокладкой головки блока цилиндров, быть рассчитаны. Во многих случаях эти цифры предоставляются производителем прокладок. Всегда проверяйте, соответствует ли указанный размер отверстия с прокладкой диаметру отверстия под прокладку или предполагаемому размеру отверстия цилиндра. Что касается объема, создаваемого или отнимаемого формой днища поршня, это спецификация, предоставляемая производителем поршня. Наконец, измерение поршня и деки выполняется с использованием моста деки и установки с двумя циферблатными индикаторами. Как только это расстояние измерено, добавленный объем (если поршень находится ниже поверхности деки) или вычитаемый (поршень над поверхностью деки) из неубранного объема можно рассчитать, используя то же основное уравнение, которое используется для расчета прокладки головки блока цилиндров. Единственная разница заключается в том, что это может привести к отрицательному результату, если поршень находится над поверхностью деки.

Объем камеры сгорания (куб.см): Хотя вы можете найти в Интернете спецификацию камеры сгорания для конкретного двигателя, есть вероятность, что она будет отличаться от фактического объема головки блока цилиндров. (s) используется на вашем двигателе.

Объем днища поршня (см3): Если днище поршня плоское без клапанов, это значение будет равно нулю. Теперь здесь все становится немного сложнее. Для целей уравнения мы пытаемся определить, как днище поршня влияет на неуправляемый объем. Если головка поршня имеет рельеф клапана, тарельчатую или инверторную геометрию купола, это значение следует считать положительным (хотя производитель поршня может записать его как отрицательное). Таким образом, это добавит к значению неразвернутого объема. Если на поршне есть купол, это значение будет отрицательным (хотя производитель поршня может записать это как положительное). Таким образом, он уменьшит общий неразвернутый объем.

Хотя разница в 2,4 куб.см может показаться незначительной, ее достаточно, чтобы снизить степень сжатия на RB26DETT с 8,7:1 (прокладка 1,1 мм) до 8,4:1 (прокладка 1,5 мм).

Объем зазора между поршнем и декой (см3): Уравнение, используемое для расчета этого объема, почти идентично тому, которое используется для расчета объема прокладки головки блока цилиндров. Для этого уравнения нас интересует глубина отверстия, в котором находится поршень. Если днище поршня находится на одном уровне с декой, это число будет равно нулю. Если поршень опущен в отверстие, это число будет положительным. Если поршень находится над декой, это число будет отрицательным.

Объем зазора между поршнем и декой (см3):

Пример для диаметра цилиндра 86 мм с поршнем на 0,010 дюйма ниже деки: