Принцип аргонной сварки: технология производства работ

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Каковы основные принципы аргонной сварки
• На каком оборудовании возможна аргонная сварка
• В чем особенности аргонной сварки алюминия и меди

Аргонодуговая сварка отличается от всех остальных видов тем, что в данном процессе используется электродуга с аргоном в качестве защитной среды. Инертный газ подается в первую очередь, чтобы защитить металлы на время обработки от контакта с кислородом. Из этой статьи вы узнаете основной принцип аргонной сварки, а также о том, в каких случаях его используют.

На чем основан принцип аргонной сварки

Сварка аргоном представляет собой технологию гибридного типа – благодаря ей удается соединять металлы, работа с которыми считается наиболее сложной. Принцип аргонной сварки отлично работает как с большими трубами, так и с крохотными бронзовыми статуэтками. Дело в том, что этот способ вобрал в себя лучшее из двух классических методов: дугового электрического и газового. В качестве самого распространенного примера работы с аргоном можно привести сварку нержавеющей стали.

Прежде чем приступать к обсуждению принципа действия аргонной сварки, необходимо понять физику данного процесса. Не секрет, что соединение металлических поверхностей невозможно без их нагрева. Но поскольку нагрев требует использования огня, задействуется и кислород, содержащийся в воздухе, который запускает реакцию окисления. Проблема в том, что сложные металлы или сплавы типа легированных сталей или цветных металлов сильно подвержены окислению.

Окисление опасно тем, что оно значительно снижает качество швов, – они становятся хрупкими и быстро приходят в негодность. Это происходит из-за образования в шве множества мельчайших пузырьков. Если говорить об алюминии, то он при нагревании в обычных условиях начинает гореть.

Принцип аргонной сварки используется, в первую очередь, чтобы защитить сварочную рабочую ванну от газов и примесей.

В качестве защитной оболочки выступают инертные газы, это может быть не только аргон, но и гелий. Однако серьезный недостаток последнего состоит в его высокой цене и большом расходе. Например, при обработке нержавейки требуется в несколько раз больше гелия, чем аргона. Еще одна особенность использования гелия – с ним нельзя работать без защитной одежды, полностью закрывающей тело.

 

В связи с тем, что мы описали выше, гелий сегодня редко применяется в чистом виде, его используют в смесях для газовых лазеров. Другой инертный газ – азот. Он подходит исключительно для работы с медью. Поэтому основным и самым распространенным инертным компонентом, применяемым при гибридном подходе, работы является аргон.

Назовем основные качества аргона:

• Гораздо тяжелее, чем воздух. Именно благодаря этому он легко занимает всю сварочную ванну, защищая зону плавления от других газов.
• Инертен, поэтому не вступает в реакцию с другими элементами, но, что важнее всего, никак не взаимодействует со свариваемыми поверхностями – на этом и строится принцип аргонной технологии.

Однако принцип аргоновой сварки неидеален, ведь при работе с током обратной полярности этот газ превращается в электропроводную плазму. Мы не будем вдаваться в подробности, говоря о малоприятных последствиях этого свойства.

В целом, у аргонной сварки мало минусов:

• сложное оборудование, нуждающееся в точной настройке;
• возможность работы только при наличии большого практического опыта.

Плюсов у этого принципа работы гораздо больше:

• Шов получается высокого качества, так как в нем нет примесей.
• Обработка металла в среде аргона предполагает умеренный нагрев металла, поэтому подходит для соединения заготовок даже очень сложных конструкций, при этом не происходит их деформации.
• Данный принцип работы позволяет варить однородные и разнородные металлы и сплавы, с которыми не справляются все остальные методы.
• Высокая скорость работы достигается благодаря использованию дуги с высоким температурным режимом.

Все обозначенные нами недостатки кажутся незначительными по сравнению с тем, какие возможности открывает аргонная сварка.

Аргонная сварка: принцип работы в зависимости от вида

Аргонную сварку принято делить на виды исходя из степени механизации:

• Ручная. В этом случае сварщик самостоятельно передвигает горелку и подает сварочную проволоку. При данном подходе могут применяться только неплавящиеся электроды из вольфрама.
• Механизированная/полуавтоматическая методика, при которой проволоку подает машина, а сварщик работает непосредственно с горелкой. Чаще всего этот принцип используется при аргонной сварке нержавейки полуавтоматом. Еще один яркий пример – механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом. Есть и новые, узкоспециализированные технологии в этой области. К ним относится обработка нержавейки полуавтоматом в среде углекислого газа.
• Автоматическая аргонная сварка. Оператор дистанционно управляет автоматом: перемещает горелку и подает проволоку. Сегодня постепенно распространяются системы, которые могут работать даже без постоянного контроля человека. Чаще всего роботы выполняют сварку труб из нержавейки. Автоматическая аргонодуговая сварка с использованием неплавящегося электрода все чаще применяется в сфере промышленности.

На каком оборудовании осуществляется аргонная сварка

Принцип аргонной сварки требует использования разнообразного оборудования. Но в этом нет ничего страшного, ведь сегодня можно приобрести готовые наборы со всем необходимым, причем по доступной цене.

Все оборудование делится на три вида:

• Специализированное – для работы с заготовками одного типа.
• Специальное – для промышленных предприятий, работающих с заготовками одного типоразмера.
• Универсальное – для всех видов работ в аргоне, в том числе для соединения деталей из нержавеющей стали полуавтоматом.

Рекомендуем статьи по металлообработке

• Марки сталей: классификация и расшифровка
• Марки алюминия и области их применения
• Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

Но нужно понимать, что принцип аргонной сварки совершенствуется. Так, чтобы обрабатывать листы металла с более толстыми краями и увеличить производительность, технология была доработана следующим образом:

• Используется специальная горелка, позволяющая одновременно использовать несколько вольфрамовых электродов. Это необходимо, чтобы получать качественный шов, несмотря на высокую скорость работы.
• Есть приспособление для нагревания проволоки.
• Применяется пульсирующий ток – паузы в его поступлении нужны, чтобы металл успевал кристаллизоваться.
  Если синхронизировать движение дуги с импульсами тока, удается добиться эффективной плавки при любом положении в пространстве.

Горелка необходима для подачи электроэнергии и формирования газовой защиты, поэтому так важен ее грамотный подбор. Принцип аргонной сварки предполагает использование специальной горелки с неплавящимся вольфрамовым электродом, что очень важно, например, для сварки нержавейки.

Чтобы понимать принцип работы в среде аргона, важно представлять себе технические характеристики горелки:

• допустимое значение сварочного тока/мощность;
• тип охлаждения при сильных и слабых токах;
• длину кабеля;
• наличие в конструкции керамического сопла и фиксатора вольфрамового электрода;
• универсальность, то есть возможность подключать горелку к разным системам.

Главным элементом аргоновой горелки является резервуар со штуцерами для охлаждающей жидкости. Вольфрамовый электрод подключен к электрическому кабелю аппарата, вокруг электрода идет подача инертного газа.

Как работает горелка?

• Одновременно включаются сварочный аппарат, циркуляция охлаждающей жидкости, подача газа на горелку, в результате чего образуется защитное облако аргона.
• Поджигается дуга, заготовки нагреваются до температуры плавления, присадочная проволока помещается в рабочую ванну.
• Присадочная проволока и вольфрамовый электрод перемещаются вдоль шва.

1. Горелка с неплавящимся электродом.

Речь идет, преимущественно, о ручной аргонной сварке неплавящимся электродом. Такой способ является единственным возможным для обработки нержавеющей стали и химически активных металлов, то есть алюминия, титана и магния, при этом используется электрод из вольфрама.

Горелка состоит из электрода, зафиксированного в токоподводящей цанге, керамического сопла, которое используется для направления аргоновой струи, системы охлаждения посредством воздуха либо воды. Диаметр электрода подбирается в соответствии с используемой силой тока.

Принцип работы при механизированной аргонной сварке несколько отличается, поэтому используется иная горелка. Она состоит из вольфрамового неплавящегося электрода с маховичком для подъема и опускания, токоподводящей сменной цанги с гайкой, позволяющей использовать разные по диаметру электроды.

Поскольку данный принцип работы дает возможность избежать появления брызг металла, вместе с керамическими соплами используются проницаемые для газа сетчатые линзы – они необходимы для образования равномерного потока газа. Отметим, что аргонная сварка неплавящимся электродом является одним из наиболее популярных подходов в непромышленных масштабах.

2. Горелка с плавящимся электродом.

Такой вариант работы обычно применяют при автоматической и полуавтоматической аргонной сварке. Дуга подается между концом сварочной проволоки и заготовкой. Могут использоваться жидкостные и воздушные системы охлаждения. Принцип выбора сопла мало отличается от применяемого в случае с неплавящимися электродами.

Читайте также: Лазерная резка алюминия: особенности технологии и сырья

Принцип работы аргонной сварки инверторным способом

На сегодняшний день инверторный способ является наиболее востребованным принципом аргонной сварки. Его используют как в промышленности, так и в домашних условиях. Инвертор представляет собой аппарат дуговой сварки, задача которого состоит в том, чтобы преобразовывать постоянный ток в переменный. Немаловажно, что это устройство легко подстраивается под скачки напряжения источника электричества.

Инверторный аппарат отличается небольшими размерами и весом, при этом надежен и отлично подходит для сварочных работ в любых условиях. Немаловажно, что он может использоваться для обучения новичков.

На самом деле, если сравнивать принцип инверторной аргонной сварки нержавейки и работу с другим оборудованием, то первый вариант оказывается проще и удобнее. Дело в том, что от сварщика требуется только двигать горелку вдоль шва. Радует и результат – шов получается тонким и ровным, но лишь при условии, что соблюдены все технологические требования. Работа возможна и без присадочной проволоки, если удается добиться очень плотного соединения краев заготовок.

Как выбрать режим работы, не нарушая основные принципы аргонной сварки

Качество сварного шва во многом зависит от выбора режима сварки.

Направление и полярность тока подбирают в соответствии с обрабатываемыми металлами. Так, большая часть сплавов на основе стали требует сварки полярным постоянным током: на этом основан принцип сварки нержавейки полуавтоматом и труб из нержавеющей стали. Для цветных металлов, алюминия, магния подходит переменный ток обратной полярности.

Расход аргона зависит от скорости его подачи и внешних условий: если приходится работать на улице при сильном ветре, объем необходимого газа значительно увеличивается.

Может показаться странным, но в аргоновую газовую смесь добавляют до 5 % кислорода. В столь небольших количествах последний способствует очистке от вредных примесей, так как они вступают с ним в реакцию и просто сгорают.

Сварка алюминия по принципу аргонной сварки

Как мы уже говорили, невозможно сварить алюминий без использования аргонной среды. Дело в том, что при соприкосновении с кислородом, содержащимся в воздухе, на этом металле сразу же образуется оксидная пленка. И это становится действительно серьезной проблемой, поскольку, хотя алюминий является одним из самых сложных в обработке, его чаще всего используют для бытовых нужд.

Для плавления оксидной пленки требуется температура, значительно превышающая температуру плавления самого металла. Принцип аргонной сварки алюминия основан на том, что данный газ предупреждает процесс окисления, вытесняя кислород из сварочной рабочей ванны. В результате алюминиевая присадочная проволока легко плавится и получается качественный шов.

Принцип работы с данным металлом предполагает использование только переменного тока. Ток обратной полярности значительно поднимает температуру плавления за счет особой катодной очистки оксидной пленки. Высокая температура приводит к тому, что разрушается даже тугоплавкий вольфрам в электроде. Ток прямой полярности не позволяет пробить оксидную пленку, зато дуга получается стабильной и короткой. Как вы поняли, прочность и внешний вид шва зависят от переключения полярности.

Работа с постоянным током при аргонной обработке алюминия возможна, но только при условии использования чистого гелия в качестве инертного газа. Такой вариант обработки будет стоить гораздо дороже, а сам принцип работы более сложен с технической точки зрения.

Очень важно правильно подготовить алюминиевые заготовки, прежде чем приступать к процессу плавления. От этого непосредственно зависит качество будущего шва. Во время очистки нужно выполнить такие этапы:

• обезжирить металл при помощи растворителя;
• зачистить поверхность от оксидной пленки – зачистка может быть механической либо химической;
• дать очищенным поверхностям полностью просохнуть.

Сварка меди по принципу аргонной сварки

Медь отличается от других металлов тем, что отлично противостоит ржавчине и устойчива в агрессивных средах. Поэтому для ее сварки требуется аргон высшего сорта либо в сочетании с гелием (причем аргона при этом должно быть больше). Используются плавящиеся или неплавящиеся вольфрамовые электроды, постоянный ток.

Предварительный нагрев до +800 °С используется в тех случаях, когда толщина медной заготовки превышает 4 мм. Присадочная проволока может быть из меди или медно-никелевого сплава. Дуга в этом случае должна обладать высокой устойчивостью.

Поскольку медь имеет высокую теплопроводность, кромки металла нужно обязательно разделывать. Если речь идет о листе до 12 мм толщиной, можно произвести только одностороннюю разделку, тогда как для более толстых кромок приходится проводить двустороннюю.

Советы профессионалов и обзоры на продукцию Кедр

Горячие трещины при сварке

Газосварочная резка металла

Как выбрать сварочный газ

Как выбрать сварочные материалы

Сварка стали

Светофильтр «Хамелеон» в сварочной маске: особенности, устройство и характеристики

Обратная связь

Оставьте заявку, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с  политикой конфиденциальности.

Отправить

Не хватает прав доступа к веб-форме.

Написать hr-директору

Оставьте заявку, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с  политикой конфиденциальности.

Отправить

Хочу работать у вас

Оставьте заявку, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с  политикой конфиденциальности.

Отправить

Купить

Оставьте заявку, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.

Что такое процесс сварки TIG или дуговая сварка вольфрамовым электродом в газе (GTAW)

Перейти к содержимому

Автор: Admin Опубликовано 3 февраля 2017 г.

В процессе сварки TIG TIG обозначает вольфрамовый инертный газ. TIG также известен как дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW). Это процесс, в котором для формирования сварного шва используется неплавящийся вольфрамовый электрод. Как правило, при этом используется присадочный металл, но в некоторых автогенных швах он не требуется. Для защиты зоны сварки от атмосферных загрязнений в качестве защитного газа используют гелий или аргон. Для создания дуги между электродом и заготовкой используется сварочный источник постоянного тока.

ЧТО ТАКОЕ ВИГ СВАРКА?

Чаще всего дуговая сварка TIG или газовой вольфрамовой дугой (GTAW) используется для сварки тонких профилей из нержавеющей стали, магния, алюминиевых и медных сплавов. Но он может сваривать все виды металлов. Этот тип сварки позволяет оператору лучше контролировать сварку по сравнению с дуговой сваркой в ​​среде защитного газа (SMAW) и дуговой сваркой в ​​среде защитного газа (GMAW). Это сложный процесс сварки, и освоить его непросто. Чтобы овладеть им, требуется много тяжелой работы и практики.

Принцип работы сварки ВИГ

В процессе сварки ВИГ дуга возникает между неплавящимся вольфрамовым электродом и соединяемой деталью. Образующаяся таким образом дуга создает сильное тепло, которое расплавляет две металлические детали и сплавляет их вместе, образуя прочный сварной шов с использованием присадочного металла. Сварной шов, образованный таким образом, обладает свойствами, аналогичными основному металлу. Защитная газовая среда используется для защиты сварного шва от атмосферного загрязнения.

Основное оборудование

Основное оборудование, используемое в процессе сварки TIG:

1. Сварочная горелка
2. Неплавящийся вольфрамовый электрод
3. Источник сварочного тока постоянного тока
4. Защитный газ (гелий) или аргон) источник

Читайте также:

• Что такое процесс сварки MIG или GMAW (дуговая сварка металлическим газом)?
• Процесс электронно-лучевой сварки – оборудование, принцип работы со схемой
• Вверх 8 Преимущества дуговой сварки

Работа при сварке ВИГ

• В процессе сварки ВИГ или дуговой сварки вольфрамовым электродом сварочная горелка подключается к источнику питания постоянного тока и источнику защитного газа.
• С помощью источника постоянного тока создается электрическая дуга между электродом и двумя металлическими заготовками, которые необходимо соединить.
• Присадочный металл используется для соединения двух металлических деталей. При воздействии искры присадочный металл вставляется в полость, и из-за сильного нагрева присадочный металл плавится и заполняет полость между двумя металлическими деталями, образуя прочный сварной шов.
• Защитный газ (He или Ar) используется для защиты сварного шва от атмосферных загрязнений. По мере образования дуги защитный газ одновременно начинает распространяться вблизи зоны сварки и, избегая сварки, соединяется с атмосферным воздухом и защищает его от загрязнений.
• Сварку выполняет высококвалифицированный оператор. Оператор лучше контролирует сварку. Он может использовать обе руки для управления выделяемым теплом и присадочным металлом. С одной стороны, он управляет дугой, а с другой — подачей присадочного металла.

Посмотрите видео для лучшего понимания

Преимущества

• Данным методом можно сваривать почти все металлы. Но чаще всего он используется для сварки нержавеющей стали, алюминиевых, магниевых и медных сплавов.
• Позволяет лучше контролировать сварку. Это связано с тем, что оператор использует обе руки для выполнения операции, одну руку для управления дугой, а другую для управления подачей присадочного металла.
• Сварные швы обладают высокой коррозионной стойкостью.
• Сварка тонких металлических листов.
• Обеспечивает высокое качество и точность сварных швов.
• Это чистый процесс из-за меньшего выброса дыма, искр, брызг и дыма.
• Подходит для работы в любом положении.
• Обеспечивает лучшую видимость во время работы благодаря меньшему выбросу дыма и дыма.

Недостатки

• Это сложный процесс, которым трудно овладеть.
• Он не является переносным и поэтому подходит только для сварочных цехов.
• Это более медленный процесс сварки по сравнению с другими способами сварки.

Применение

Процесс сварки TIG используется в аэрокосмической промышленности для сварки тонких металлических листов, особенно цветных металлов. Применяется в производстве космических аппаратов, в велосипедной промышленности для сварки труб малого диаметра и тонкостенных труб. Он часто используется для выполнения корневого шва или сварки первого прохода для трубопроводов различных размеров. Используется в ремонтных и сервисных работах.

Что такое сварка TIG: принцип работы, оборудование, применение, преимущества и недостатки

Делиться — значит заботиться :)-

ЧТО ТАКОЕ СВАРКА TIG?

Пожалуйста, включите JavaScript

ЧТО ТАКОЕ СВАРКА TIG?

Сегодня мы узнаем о том, что такое сварка TIG, ее принцип, работа, оборудование, применение, преимущества и недостатки со схемой. TIG означает сварку вольфрамовым электродом в среде инертного газа, или иногда эту сварку называют дуговой сваркой вольфрамовым электродом. В этом процессе сварки тепло, необходимое для формирования сварного шва, обеспечивается очень интенсивной электрической дугой, которая образуется между вольфрамовым электродом и заготовкой. В этой сварке используется неплавящийся электрод, который не плавится. В основном в этом случае не требуется никакого наполнителя.0102 тип сварки  , но при необходимости сварочный пруток подается непосредственно в зону сварки и сплавляется с основным металлом. Эта сварка в основном используется для сварки алюминиевых сплавов.

Принцип:

Сварка ВИГ работает по тому же принципу, что и дуговая сварка . В процессе сварки TIG между вольфрамовым электродом и заготовкой возникает высокоинтенсивная дуга. При этой сварке в основном заготовка подключается к положительной клемме, а электрод подключается к отрицательной клемме. Эта дуга производит тепловую энергию, которая в дальнейшем используется для соединения металлической пластины на сварка плавлением . Также используется защитный газ, который защищает поверхность сварного шва от окисления.

Оборудование

Источник питания:

Первой единицей оборудования является источник питания. Для сварки TIG необходим мощный источник питания. Он использует как источник питания переменного, так и постоянного тока. В основном постоянный ток используется для нержавеющей стали, мягкой стали, меди, титана, никелевого сплава и т. д., а переменный ток используется для алюминия, алюминиевого сплава и магния. Источник питания состоит из трансформатора, выпрямителя и электронного управления. В основном требуется 10–35 В при токе 5–300 А для правильного образования дуги.

Горелка TIG:

Это наиболее важная часть сварки TIG. Эта горелка состоит из трех основных частей: вольфрамового электрода, цанги и сопла. Эта горелка имеет водяное или воздушное охлаждение. В этой горелке цанга используется для удержания вольфрамового электрода. Они доступны в различном диаметре согласно диаметру вольфрамового электрода. Сопло позволяет дуге и защитным газам поступать в зону сварки. Поперечное сечение сопла маленькое, что дает высокую интенсивную дугу. На сопле имеются проходы защитных газов. Сопло TIG необходимо регулярно заменять, так как оно изнашивается из-за наличия сильной искры.

Система подачи защитного газа:

Обычно в качестве защитного газа используется аргон или другие инертные газы. Основное назначение защитного газа — защитить сварной шов от окисления. Защитный газ не пропускает кислород или другой воздух в зону сварки. Выбор инертного газа зависит от свариваемого металла. Имеется система, регулирующая подачу защитного газа в зону сварки.

Присадочный материал:

В основном для сварки тонких листов присадочный материал не используется. Но для толстого шва используется присадочный материал. Присадочный материал используется в виде стержней, которые вручную подаются непосредственно в зону сварки.

Работа:

Работа сварки TIG может быть резюмирована следующим образом.

• Во-первых, низковольтный источник высокого тока, подаваемый источником питания на сварочный электрод или вольфрамовый электрод. В основном электрод
  подключается к отрицательной клемме источника питания, а заготовка — к положительной клемме.
• Этот ток образует искру между вольфрамовым электродом и заготовкой. Вольфрам — это неплавящийся электрод, который дает очень интенсивную дугу. Эта дуга производит тепло, которое плавит основные металлы, образуя сварное соединение.
• Защитные газы, такие как аргон, гелий, подаются через клапан давления и регулирующий клапан в сварочную горелку. Эти газы образуют защитный экран, который не пропускает кислород и другие химически активные газы в зону сварки. Эти газы также создают плазму, которая увеличивает теплоемкость электрической дуги, тем самым повышая качество сварки.
• Для сварки тонкого материала присадочный металл не требуется, но для выполнения толстого соединения используется присадочный материал в виде стержней, которые сварщик вручную подает в зону сварки.

 

Применение:

• В основном используется для сварки алюминия и алюминиевых сплавов.
• Используется для сварки нержавеющей стали, сплавов на основе углерода, сплавов на основе меди, сплавов на основе никеля и т. д.
• Используется для сварки разнородных металлов.
• В основном используется в аэрокосмической промышленности.

 

Преимущества и недостатки:

Преимущества:

• ВИГ обеспечивает более прочное соединение по сравнению с дуговой сваркой в ​​среде защитного газа.
• Соединение более устойчиво к коррозии и пластично.
• Могут образовываться самые разные конструкции суставов.
• Не требует флюса.
• Его можно легко автоматизировать.
• Эта сварка хорошо подходит для тонких листов.
• Обеспечивает хорошее качество поверхности благодаря незначительным брызгам металла или сварочным искрам, которые повреждают поверхность.
• Безупречный шов может быть создан благодаря неплавящемуся электроду.
• Больше контроля над параметрами сварки по сравнению с другой сваркой.