Как правильно «варить» алюминий TIG-методом, правила работы и обзор подходящих аппаратов для аргонодуговой сварки

Сложности процесса

• Алюминий – очень капризный металл, поэтому к нему нужен особый подход. Это обусловлено следующими его свойствами.
• Оксидная пленка – присутствует на поверхности металла и имеет температуру плавления выше, чем у самой заготовки. От нее нужно избавиться, не повредив при этом деталь.
• Большая усадка – может стать причиной изменения формы шва при его застывании.
• Легкая окисляемость – является причиной появления тугоплавкой пленки на расплавленном металле. Это препятствует образованию монолитного шва.
• Низкая температура плавления – данный вид металла начинает плавиться при температуре 660 °C. Поэтому при воздействии слишком высоких температур, необходимых для удаления оксидной пленки (свыше 2000 °C), металл теряет свою прочность.
• Сохранение цвета при плавлении – усложняет контроль состояния металла. Бывает сложно зрительно определить, что материал перегрет, поэтому могут возникнуть прожоги.
• Большая текучесть – усложняет формирование сварочной ванны, в некоторых случаях приходится использовать теплоотводящие подкладки.
• Высокая теплопроводность – требует проведения сварки с силой тока, в 1,5 раза превосходящей значение тока сварки сталей, которые плавятся при гораздо более высокой температуре.
• Подверженность образованию трещин и пор – является причиной ослабления сварного шва. Поры образуются при испарении водорода, содержащегося в алюминии, а трещины – при охлаждении детали (обычно происходит на заготовках из сплавов алюминия).

Часть этих проблем решает умение сварщика и правильная подготовка поверхности, а часть – аргонная сварка алюминия. Ведь аргон вытесняет кислород из зоны образования шва, создает электропроводную плазму, разрушает оксидную пленку. В результате удается получить качественное эстетичное соединение, не подверженное трещинам и деформации. Именно поэтому данный метод применяют при выполнении ответственных соединений. Но прежде чем описывать сам процесс, разберемся, что понадобится для работы.

Как подготовить к сварке соединяемые детали

На качество сварки аргоном алюминия оказывает влияние не только техническое состояние используемых полуавтоматов и других аппаратов, но и тщательность подготовки соединяемых заготовок.

Хорошо демонстрирует все этапы такой подготовки пошаговое видео ниже:

Для получения качественного соединения необходимо тщательно очистить соединяемые детали от грязи, жира и следов машинного масла. Для такой очистки лучше всего использовать любой растворитель. В случае, если толщина соединяемых листовых заготовок превышает 4 мм, необходимо выполнить разделку кромок, а саму сварку алюминия выполнять только встык. Чтобы удалить с поверхности заготовок тугоплавкую окисную пленку, место их соединения необходимо обработать при помощи напильника или щетки с металлическими ворсинками. Если место соединения имеет сложную конфигурацию, то такую зачистку можно выполнить при помощи шлифовальной машинки.

Какое оборудование необходимо?

Важно помнить, что алюминий нельзя сваривать на постоянном токе прямой полярности, поэтому аппараты постоянного тока (DC) для работы однозначно не подходят. Нужен аппарат переменного тока (AC) либо универсальный (AC/DC). Очень удобны модели инверторного типа: к их достоинствам относится компактность, легкость регулировок, стабильность процесса сварки.

При покупке оборудования важно правильно определить необходимую для работы силу тока. Выбор делают исходя из толщины соединяемых деталей и типа шва. Например, для сварки металла толщиной 2 мм с отбортовкой кромок сила тока должна достигать 80 – 85 А. Если же работать с заготовкой толщиной в 4 мм и выбрать соединение встык, нужна сила тока до 150 А. Для сварки более толстого металла (до 5 – 6 мм) приходится делать двухстороннее соединение – сила тока может превышать 200 А (подробные рекомендации представлены в таблице).

Рекомендации специалистов. Выбирая сварочное оборудование, обратите внимание на модели BRIMA TIG-200 AC/DC и BlueWeld Prestige TIG 222 AC/DC HF/Lift. Они имеют микропроцессорное управление, бесконтактное высокочастотное возбуждение дуги, функцию форсирования дуги. Контроль рабочих параметров упрощается за счет электронного дисплея. Максимальное значение сварочного тока достигает 200 А. У аппарата BlueWeld предусмотрена защита от короткого замыкания и перепадов напряжения, есть возможность подключения водяного охлаждения для продолжительной работы без угрозы перегрева. Если вам нужен аппарат с большим значением силы тока, подойдет аргонодуговая установка СЭЛМА УДГУ-251 АC/DC (250 А), работающая от трехфазной сети. В конструкции предусмотрены колеса для удобства перемещения.

Также аргонодуговая сварка требует применения дополнительного оборудования: газового баллона, рукавов для соединения с рабочим инструментом, горелки. Оснасткой являются неплавящиеся вольфрамовые электроды и присадочный пруток (параметры выбора приведены в таблице).

Выбрать правильный вольфрамовый электрод

Немаловажным фактором при аргонодуговой сварке является правильно подобранный вольфрамовый электрод, проводящий сварочный ток к дуге. На правильный выбор влияют два фактора:

• толщина свариваемого металла
• величина сварочного тока

В зависимости от стандарта на изготовление электроды поставляются различных диаметров, обычно от 1 до 4 мм, и длиной 150 или 175 мм.

Согласно ISO 6848 «Дуговая сварка и резка. Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся. Классификация» электроды поставляются длинами и диаметрами, указанными в таблицах ниже.

Стандартный диаметр электродов из вольфрама и допуск (ISO 6848)

Диаметр, ммДопуск, мм

0,25	±0,02
0,30
0,50	±0,05
1,0
1,5
1,6
2,0
2,4	±0,1
2,5
3,0
3,2
4,0
4,8
5,0
6,3
6,4
8,0
10,0

Длина электродов из вольфрама и допуск (ISO 6848)

Длина, ммДопуск, мм

50	±1,5
75	+2,5 -1,0
150	+4 -1
175	+6 -1
300	+8 -1
450	+8 -1
600	+13 -1

Ознакомится с сортаментом электродов по ГОСТ можно перейдя по ссылке ГОСТ 23949.

В состав электродов входит чистый вольфрам и вольфрам с активирующими присадками (редкоземельными элементами и их оксидами):

• окись лантана
• окись иттрия
• двуокись тория
• тантал
• церий

Во избежание путаницы, в зависимости от химического состава, вольфрамовые электроды делятся по цветам маркировки, которую наносят на один из концов. Требование о необходимости нанесения цветной маркировки изложные в ISO 6848 и ГОСТ 24949.

Маркировка вольфрамовых электродов по цветам согласно ISO 6848

Классификационные символыХимический составКод цвета,
RGB значение цветаДобавление оксидаПримеси, %Вольфрам,%Главный оксид%

WP	Нет	—	0,5 максимум	99,5 минимум	Зеленый #008000
WCe 20	CeO2	1,8 — 2,2	0,5 максимум	остальное	Серый #808080
WLa 10	La2O3	0,8 — 1,2	0,5 максимум	остальное	Черный #000000
WLa 15	La2O3	1,3 — 1,7	0,5 максимум	остальное	Золотой #FFD700
WLa 20	La2O3	1,8 — 2,2	0,5 максимум	остальное	Голубой #0000FF
WTh 10	ThO2	0,8 — 1,2	0,5 максимум	остальное	Желтый #FFFF00
WTh 20	ThO2	1,7 — 2,2	0,5 максимум	остальное	Красный #FF0000
WTh З0	ThO2	2,8 — 3,2	0,5 максимум	остальное	Фиолетовый #EE82EE
WZr 3	ZrO2	0,15 — 0,50	0,5 максимум	остальное	Коричневый #A52A2A
WZr 8	ZrO2	0,7 — 0,9	0,5 максимум	остальное	Белый #FFFFFF

Помимо требований международных стандартов, в ГОСТ 24949 также есть требование о классификации вольфрамовых электродов по цветам.

Маркировка вольфрамовых электродов по цвету в зависимости от химического состава согласно ГОСТ 23949

МаркаМассовая доля, %ЦветВольфрам, не менееПрисадкиПримеси, не болееОкись лантанаОкись иттрияДвуокись торияТанталАлюминий, железо, никель, кремний, кальций, молибден (сумма)

ЭВЧ	99,92	—	—	—	—	0,08	Не маркируется
ЭВЛ	99,95	1,1 — 1,4	—	—	—	0,05	Черный
ЭВИ — 1	99,89	—	1,5 — 2,3	—	—	0,11	Синий
ЭВИ — 2	99,95	—	2,0 — 3,0	—	0,01	0,05	Фиолетовый
ЭВИ — 3	99,95	—	2,5 — 3,5	—	0,01	0,05	Зеленый
ЭВТ — 15	99,91	—	—	1,5 — 2,0	—	0,09	Красный

В таблице ниже указаны рекомендации по выбору типа тока в зависимости от вида свариваемого материала.

Рекомендации по выбору типа тока в зависимости от вида свариваемого металла

Тип металла или сплава, который необходимо сваритьПостоянный токПеременный токПрямая полярность (- на электроде)Обратная полярность (+ на электроде)

Алюминий и его сплавы толщиной менее 2,5 мм	допускается	допускается	самый подходящий
Алюминий и его сплавы толщиной более 2,5 мм	допускается	не рекомендуется	самый подходящий
Магний и его сплавы	не рекомендуется	допускается	самый подходящий
Нелегированные и низколегированный стали	самый подходящий	не рекомендуется	не рекомендуется
Нержавеющая сталь	самый подходящий	не рекомендуется	не рекомендуется
Медь	самый подходящий	не рекомендуется	не рекомендуется
Бронза	самый подходящий	не рекомендуется	допускается
Алюминиевая бронза	допускается	не рекомендуется	самый подходящий
Кремниевая (кремнистая) бронза	самый подходящий	не рекомендуется	не рекомендуется
Никель и его сплавы	самый подходящий	не рекомендуется	допускается
Титан и его сплавы	самый подходящий	не рекомендуется	допускается

Каждый вариант имеет характеристики, подходящие для применения в определенных ситуациях или для РАД сварки металлов:

• алюминий и его сплавы сваривают переменным током электродом из чистого вольфрама;
• электроды, легированные церием, являются универсальными и поэтому их применяют практически для аргонодуговой сварки всех типов металлов, а с лантаном или торием применяют для сварки нержавейки, а также меди и титана, и их сплавов;
• торированные электроды обеспечивают преимущество из-за увеличения плотности выделения электронов. При этом необходимо учитывать, что они имеют небольшой уровень радиоактивности.

Марки аргона, ипользуемые при сварке

По ГОСТ 10157 существуют три марки аргона, применяемые для сварки, см. таблицу:

Состав

Марка аргона
А	Б	В
Аргона, % не менее	99,99	99,96	99,90
Кислорода, % не менее	0,003	0,005	0,005
Азота, % не менее	0,01	0,04	0,1
Влаги при р=760мм рт. мт., не более	0,03	0,03	0,03

Использовать газовую линзу

Качественная защита газом имеет прямое влияние на металл сварного шва. Использование газовой линзы для TIG горелки, которая изменяет вид потока газа из сопла (турбулентный на ламинарный) для улучшения покрытия (обволакивания) защитным газом металла сварного шва, является одним из способов обеспечения наилучшего качества сварного соединения.

Расходные материалы для газовой горелки включают в себя:

• керамическая чашка
• цанга
• колпачок

Газовая линза заменяет корпус цанги, который является стандартным в горелке TIG. Стандартная цанга обычно имеет 4 отверстия для распределения газа, а газовая линза представляет собой мелкоячеистую сетку. Поток защитного газа проходя через газовую линзу равномерно распределяется вокруг вольфрамового электрода, сварочной дуги и сварочной ванны, подобно аэратору на кране, который рассекает поток воды на множество мелких.

Газовая линза обеспечивает намного лучшую защиту расплавленного металла сварочной ванны, что является очень важным при аргонодуговой сварке таких металлов как нержавеющая сталь, титан. Также газовая линза предоставляет преимущества при сварке сталей и алюминия. Использование горелок с газовыми линзами является обязательным, когда существует необходимость повышения уровня защиты сварочной ванны или для сварки в трудностопуных местах, требующих большого вылета вольфрамового электрода. Необходимо принять во внимание тот факт, что горелки с газовыми линзами предполагают использование керамических чашек гораздо большего диаметра, чем со стандартной цангой.

Сварка алюминия в аргоне. Настройка аппарата на примере Aurora Pro INTER TIG 200 AC/DC

Сегодня мы будем сваривать металл толщиной в 2 мм аппаратом Aurora Pro INTER TIG 200 AC/DC Pulse. Мы рассмотрим настройки данного аппарата для сварки металла такой толщины, разные режимы работы. Перед сваркой я вам расскажу об основных параметрах, которые необходимы для того, чтобы приступить к работе. 

Перед тем, как включить аппарат необходимо подключить к нему газ — чистый аргон, настроить на редукторе давление. В данном случае у нас расходометр измеряет давление в литрах в минуту. Часто люди задают вопрос, какое должно быть давление на редукторе – здесь все зависит от того, работаете ли вы в помещении или работаете на улице, или у вас сквозняки, и от толщины сваренного металла. Помещение у нас закрытое, и слишком высокое давление не обязательно, достаточно установить расход газа 7-8 литров в минуту. Если же мы будем работать на улице или поставим сопло большего диаметра, нам будет необходимо большее давление, здесь всё зависит от конкретных задач, которые у нас стоят. 

Также металл всегда перед сваркой зачищаем. Алюминий очень любит чистоту, т.е. если попадет грязь или жир – это будет негативно сказываться на качестве сварки. Лично мне больше всего нравится зачищать металл наждачным диском. И не забываем о технике безопасности – обязательно оденьте защитные очки.  

При выборе необходимого диаметра электрода отталкиваемся от толщины металла. В данном случае у нас электрод диаметром 2,4 мм – я бы сказал, что это многовато для металлов толщиной 2 мм, но вполне подходит. Перед сваркой необходимо подготовить электрод — заточить его как иголку. 

В процессе сварки он должен образовать такой сферический шарик. Шарик должен быть правильной формы, кругленький, не кривой, блестящий. Если у нас так не получается сделать, значит либо ток не соответствует, либо защита газа плохая. Вылет электрода из сопла должен быть 1-2 мм. Все зависит от соединения – если оно угловое, то вылет будет больше, у меня будет стыковое соединение, и я делаю очень маленький вылет — буквально 1 мм, этого достаточно.  По настройкам аппарата – начнем с 2-х тактного режима — мы нажали на кнопку, у нас зажглась дуга, мы держим кнопку пока происходит процесс сварки. Отпустили кнопку – процесс сварки закончился. В настройках для стартового режима есть стартовый ток, я его делаю обычно больше раза в два, чтобы легче было зажечь дугу. Также у нас есть Post flow – это газ после сварки, для того, чтобы пока металл остывает мы его защищали в газовой среде. Ну и основной ток — для данной толщины металла это 40 ампер, может быть немного больше или немного меньше, все зависит от того, какого объема у нас деталь. По настройкам все, перейдем к самому процессу сварки.

У меня диаметр прутка 1,6 мм – это минимальный диаметр, что есть в продаже для алюминия, но если у нас еще тоньше металл и требуется еще более тонкая присадка, в принципе бывает, что люди используют проволоку с катушек для сварки полуавтоматом. Бывает диаметр 1,2 мм и 1 мм, но можно справиться и с 1,6 мм.

Прихватили, с двух сторон, чтобы металл у нас не ушел от заданных параметров и начинаем процесс сварки.  Сначала, когда мы зажгли дугу, мы ждем, пока у нас металл начнет плавиться, только после этого подаем присадочную проволоку. Если металл не начал плавиться – присадочный материал не будет ложиться, он будет просто свисать каплями с присадочного прутка. Вот, вполне неплохо получилось.

Также существует четырехтактных режим, для чего он нужен? Если мы варим швы с продолжительной длинной, то это происходит так: аппарат переключаем в 4-х тактный режим, чтобы начать сварку нажимаем на кнопку, дуга зажигается, кнопку отпускаем и процесс сварки продолжается, в конце сварки нажимаем кнопку – дуга тухнет. Также здесь есть такие функции, как стартовый ток, но он действует только пока мы держим кнопку в начале сварки. И заварка кратера – это Down soft на панели аппарата — она работает пока мы держим кнопку в конце сварки. Выставляем примерно 5 сек, т.е. ток будет снижаться к 0 в течение 5 сек. Также при переключении аппарата в 4-х тактный режим отображается уже не основной ток, которым мы варим, а стартовый.  В конце сварки у нас ток постепенно снижается, это происходит пока я держу кнопку на горелке. Также на аппарате существует режим Pulse – это дополнительные настройки, которые позволяют в процессе работы расширить возможности аппарата. В режиме Pulse при тех же параметрах основного сварочного тока возможно нагревание детали меньше, будет меньше прожогов, это удобно как раз для тонкого металла. И также мы можем контролировать формирование сварочного шва, т.е. изменять его внешние свойства, так как нам это позволяет фантазия. Переключаем аппарат в режим Pulse, также 4-х тактный режим и здесь начинают действовать остальные регулировки аппарата – это скорость пульса в герцах, т.е. как часто у нас будет пульсация и баланс пульса либо время действия пульса относительно друг друга – верхний режим относительно нижнего. Основной ток у нас может действовать 50% времени, нижний тоже 50%. Если мы изменим в большую сторону эту регулировку, то верхний предел будет действовать 70% времени, нижний предел – 30%. Но это время также зависит от скорости пульса, т.е. с какой скоростью происходит пульсация. Я настрою аппарат так – верхний предел пульса будет 80 А, нижний 40 А, скорость пульса сделаю 2 Гц (здесь у нас шкала от 0,5 до 5 Гц), это уже в процессе работы можно будет настраивать. Время действия сделаю 50/50. Посмотрим, что из этого получится. Вы видите, что формированием шва валика можно играть, создавая большую или меньшую чешуйчатость. 

А теперь я перенастрою аппарат и покажу, как это будет выглядеть при другом режиме. Я сделаю верхний предел 100 А, нижний оставлю 40 А, но изменю время действия в нижнюю сторону, т.е. у меня верхний пик будет действовать меньше по времени, относительно нижнего. Сейчас мы видим, что чешуйки стали не такие частые, но ширина проплавления и скорость сварки стала быстрее. Напомню, что тепловложение гораздо меньше, чем на токе без пульса — деталь нагревается меньше. 

Можно настроить аппарат по-другому, чтобы чувствовать разницу в регулировке. Сделаем верхний и нижний предел 50/50 и увеличим скорость пульса. Вообще, чем больше мы увеличиваем скорость пульса – тем плотнее мы получаем чешуйки. Чем меньше скорость пульса, тем более крупные, жирные чешуйки получаются – другое внешнее качество шва.

Купить сварочный аппарат Вы можете на нашем сайте.

Некоторые особенности сварки аргоном

Сварка, выполняемая в среде аргона, имеет некоторые технологические особенности, о которых не всегда может рассказать обучающее видео. Как уже говорилось выше, для такой сварки, выполняемой полуавтоматом или с ручной подачей присадки, используются вольфрамовые электроды, диаметр которых выбирается в интервале 1,5–5,5 мм. Такой электрод, формирующий сварочную дугу, располагается под углом 80 градусов к поверхности соединяемых деталей. Если подача присадочной проволоки осуществляется не полуавтоматом, а вручную, то ее располагают под углом 90 градусов по отношению к электроду. Если вы внимательно посмотрите видео сварки алюминия аргоном, то обратите внимание, что присадочная проволока двигается впереди электрода.

Режимы сварки алюминия вольфрамовым электродом

Выполняя сварку аргоном, очень важно следить за тем, чтобы длина дуги находилась в пределах 3 мм. Характерной особенностью такой сварки является и то, что при ее выполнении присадочной проволокой не совершаются поперечные движения.

Сварка аргоном, если с ее помощью соединяются листы алюминия небольшой толщины, выполняется с подкладкой, в качестве которой можно использовать лист нержавеющей стали. Это позволяет улучшить отвод тепла из сварочной зоны, избежать прожогов и протеканий расплавленного металла. Применение подкладки, ко всему прочему, позволяет экономить энергию, так как такая сварка в среде аргона может выполняться с более высокой скоростью.

Как настроить аргонную сварку по нержавейке: нюансы подготовки

Важным этапом, влияющим на конечный результат, является процесс подготовки нержавейки для последующей аргонной сварки:

1. Тщательно обработать края деталей металлической щеткой, наждачной бумагой или провести автоматическую шлифовку.
2. Обезжирить ацетоном, спиртом или бензином.
3. Расположить свариваемые детали с зазором на расширение.
4. Подогреть края деталей до +200…+300 °С при проведении работ по тонкой нержавейке. Это поможет снизить напряженность металла и избежать трещин.

Следующий этап – подбор присадочного материала или проволоки. Легирующих добавок в ней должно быть больше, чем в предназначенной для сваривания нержавейке. Сечение же проволоки подбирается исходя из толщины соединяемых деталей.

Преимущества и недостатки сварки алюминия аргоном

Преимуществауниверсальность способа;стабильность дуги;формирование аккуратного шва;достаточная прочность сварного соединения;уменьшение области прогрева;экономный расход газа и присадки;формирование шва без примесей и пор.Недостаткинеобходимость в специальном оборудовании;высокие требования к настройке аппарата и подготовке заготовок;необходимость получения достаточных навыков.

Важно! В целом, сварка алюминия в аргоне обеспечивает высокое качество и прочность соединения, что особенно важно в ответственных конструкциях.

Какой газ применяется

В данной технологии газ нужен для предохранения сварочной зоны от вредного влияния воздуха.

Лучше всего для этой цели подходят инертные газы – аргон и гелий. Аргон тяжелее кислорода воздуха и вытесняет его из рабочей зоны, а на практике сварка проводится в аргоновой среде, реже в смеси аргона с гелием. Чистый гелий применяется крайне редко.

Сварка аргоном выполняется при подаче газа из баллона, снабженного манометром, редуктором с ротаметром. Редуктор предназначен для регулирования давления газа на выходе и для автоматического поддержания постоянного рабочего расхода газа. Ротаметр определяет точное количество газа в заданную единицу времени. Манометр показывает давление в баллоне.

Область применения TIG-сварки

Этот вид сварки широко используется в различных областях промышленности, к примеру, авиастроении, инструментальном производстве и так далее. Сварочное оборудование применяется для производственных работ, а также для соединения металлов в домашних условиях.

Аргонодуговой сваркой допускается варить любые металлические изделия. Этот вид сварки используется при ремонте автомобильных деталей, кузовных элементов, а также обновления литых дисков.

Благодаря TIG-сварке можно ремонтировать детали и экономить на покупке новых. На СТО нередко применяется сварочное оборудование с аргоном.

Подготовка поверхности металла

Важным этапом является очистка кромок заготовок. Прежде всего нужно провести механическую обработку и обезжиривание. Для удаления жировых и масляных следов используют ацетон или другой растворитель. Также может потребоваться разделать кромки – обычно это необходимо заготовкам толщиной свыше 4 мм. Данный процесс заключается в их скосе, чтобы сварочная ванна находилась ниже поверхности детали –  для формирования корня шва. Чтобы исключить прожоги, оставляют небольшое притупление. Для тонких деталей применяется метод отбортовки, то есть кромки загибаются под прямым углом относительно листа таким образом, чтобы при стыковке они плотно прилегали друг к другу. Правильная подготовка кромок перед аргонной сваркой алюминия поможет снять деформацию и напряжение в заготовке и повысит качество формирования шва.

Важно удалить с металла оксидную пленку. С этой целью кромки заготовок на ширине до 30 мм подвергают абразивной обработке, например, проходятся наждачной бумагой. Может использоваться и напильник.

Рекомендации специалистов. Чтобы обеспечить эффективный отвод тепла, заготовку размещают на стальной или медной прокладке. Особенно важна такая мера при работе с тонкими листами – это поможет избежать прожогов.

Режимы аргонодуговой сварки – выбор основных параметров

Различные изъяны в сварочных швах понижают устойчивость сварных металлоконструкций и при неблагоприятной ситуации могут приводить к разрушению отдельных швов или даже всей  металлоконструкции. Следует отметить, что прочность сварного шва должна быть не ниже прочности основного металла. Именно поэтому, проверка сварочных швов является очень ответственным моментом после завершения сварки. Из этой статьи вы узнаете про нормы на сварные швы, особенности и виды контроля.

Сварочное производство плотно укоренилось в жизни человека, и теперь работа сварщика необходима практически во всех отраслях общественной жизни. В последнее время приобрело важность условное обозначение сварочных швов на чертеже. Это важно для того, чтобы сварщик качественно осуществил свою работу и не нарушил технологию производства. В данной статье Вы узнаете основные обозначения сварочных швов на бумаге.

Сварка плавящимся электродом в защитных газах благодаря своей универсальности и возможности практически полной автоматизации все чаще используется в современном мире. Статья знакомит с общими особенностями и описывает основные типы и преимущества этого метода сварки.

Настройка аппарата и тонкости аргонной сварки труб из нержавейки

Создание трубопроводов из нержавейки требует соединения его частей. Особенностью таких сварочных работ является необходимость защиты шва газом внутри трубы.

Для этой цели используют метод заглушки одного конца соединяемой трубы подручными материалами:

• бумагой;
• поролоном;
• резиной;
• тканью или пр.

В заглушку вставляют трубку, необходимую для подачи аргона. После чего конструкция закрепляется скотчем. Аргон подают под небольшим давлением, которое определяется путем визуального осмотра. Главным критерием служит отсутствие расплавленного металла в выдуваемом из трубы воздухе.

Самодельная, но удобная конструкция поможет сделать сварочный шов ровным и качественным.

Для соединения нержавейки толщиной в 3 мм аппарат настраивают на ток в 65 А. Заварка кратера шва должна длиться 3 секунды. А подача аргона после завершения работы – 4 секунды.

Технология аргонной сварки неплавящимся электродом из вольфрама

С помощью вольфрамового электрода аргонной сваркой соединяют детали с тонкими стенками (тонкостенные). Метод этот называется TIG-сваркой.

Для работы применяют два вида аппаратов: постоянного или переменного тока. Через горелку со вставленным электродом из вольфрама подается аргон. Шов формируется за счет плавки присадочной проволоки, которую подают вручную. Горелку перемещают также вручную, держа строго под углом 70–80° к шву.

Движение горелки идет вдоль линии соединения, без поперечных перемещений. Таким образом формируется стабильная сварочная ванна, исключающая попадание атмосферного кислорода и взаимодействие его с металлом. Рекомендуется одновременная подача аргона как с лицевой, так и с изнаночной стороны шва. Несмотря на больший расход газа, качество соединения будет выше.

Электрод не должен соприкасаться с поверхностью нержавейки. Для разжигания дуги используют угольные или графитовые пластинки, а затем ее переносят на металл. Делается это для предотвращения оплавления электрода и отсутствия следов на сварочном шве.

Важным этапом работы является настройка сварочного аппарата. Покажем это на примере соединения деталей толщиной в 1 мм. Используется аппарат постоянного тока с прямой полярностью (на электрод подается «+», а на детали «-»). Выбирается ток от 30 до 50 А с напряжением до 28 В. Работа проводится со скоростью от 12 до 28 см в минуту. За это время израсходуется от 3 до 5 л аргона. Присадочная проволока выбирается с диаметром от 0,8 до 1,6 мм, в зависимости от различных условий.

Угол наклона горелки – от 70° до 80°, угол подачи проволоки – от 10° до 15°. Для улучшения качества шва, а также увеличения срока службы вольфрамового электрода, аргон перекрывают спустя 10–15 секунд после остановки работы. При этом охлаждение шва и электрода происходит быстрее, а расход аргона увеличивается незначительно.

Сохранять чистоту

Чистота поверхности является важным показателем для каждого процесса сварки, но для сварки аргоном она особенна важна. Загрязненность поверхности может привести к образованию пор и, следовательно, потребует дополнительных трудозатрат на их исправление. Особенно это важно при TIG сварке дорогостоящих металлов, таких как титан, алюминий и медь.

Перед началом процесса поверхность необходимо очистить чистой, сухой и мягкой тканью с применение чистящих и обезжиривающих средств от масел, смазки и грязи. Для титана и его сплавов ткань дополнительно должна быть безворсовой и работать необходимо в нитриловых перчатках, которые устойчивы к маслам и жирам. При выборе очищающего средства обращайте внимание на то, чтобы в его составе отсутствовал хлор т.к. он может привести к проблемам со здоровьем.

Из-за высокой температуры сварочной дуги хлор испаряется и попадает в легкие сварщика.

Также важным является правильное обращение с присадочным материалом. Храните прутки (или куски, отрезанные от бухты с проволокой) чистыми, сухими и закрытыми в контейнере. Для предотвращения окисления необходимо поддерживать влажность и температуру окружающей среды в местах хранения согласно рекомендациям производителя данных сварочных материалов
Правильное хранение основных материалов является немаловажным фактором. Перекрестное загрязнение частичками другого материла лежащего рядом или при проведении зачистки в непосредственной близости к месту ТИГ сварки может вызвать образование дефектов в сварном шве. Для предотвращения загрязнения необходимо использовать предназначенные для данного типа металла специальные абразивные материалы и щетки. Необходимо иметь ввиду, что абразивная пыль титана и магния огнеопасна и может оказать пагубное влияние на свариваемость других металлов. Хранить абразивные материалы для этих металлов необходимо вдали от открытых источников огня и отдельно от других материалов.

В процессе выполнения всех работ, связанных со сваркой нержавейки необходимо применять оборудование и инструмент предназначенный исключительно для этой группы сталей. Нержавеющие стали необходимо предохранять от возможного контакта или загрязнений свинцом, цинком, медью и ее сплавами, а также нелегированными и низколегированными сталям. Более подробную информацию об общих требованиях при сварке нержавейки можно узнать из видео.

Правильный запуск и сварка TIG-горелкой

Параметры выставлены и пора начинать. У владельцев данной модели сварочного аппарата есть целых два варианта:

1. Использовать контактный поджиг

2. Прибегнуть к функции высокочастотного поджига

Последний предотвратит прожиг металла в случае неправильно выставленных параметров во время настройки аппарата аргонодуговой сварки. Он убережет металл от вольфрамовых включений и позволит самостоятельно контролировать расстояние до детали с момента начала работы.

И теперь самое главное – как же правильно вести горелку? Большинство опытных сварщиков проводят сварку справа налево. Во время процесса без присадочного материала электрод стоит расположить практически перпендикулярно свариваемой поверхности. Если присадочный материал присутствует, то достаточно удерживать небольшой угол (15-20 градусов).

Внимание! Чтобы металл шва не окислялся, надо следить, чтобы конец присадочного прутка постоянно находился в зоне защитного газа.

Процесс сварки завершается заваркой кратера. Заварка кратера — финальный участок сварочного шва длиной, высота которого уменьшается до нуля. С точки зрения качества сварного соединения, необходимо исключить образования кратера в финальной части шва. Для этого в аппарате предусматривается режим плавного уменьшения тока.

Для наглядности всего вышеописанного специалисты подготовили специальный видеоролик:

Необходимое оборудование и расходные материалы

Прежде всего, начинающему надо изучить что это такое tig сварка.

Это процесс сварки металлов в газовой среде неплавящимся электродом. Представляет собой комбинацию дуговой и газовой сварки, т.к. применяются электродуга и газ.

Сначала начинающим важно ознакомиться с необходимым оборудованием и расходниками.

Выбор параметров ТИГ-сварки

Перейдем к настройке аппарата для аргонодуговой сварки. Если он является универсальным или имеющим несколько режимов первым пунктом является выбор метода сварочных работ TIG. Далее следуют такие шаги:

1. Предварительная продувка инертным газом (примерно полсекунды). Поступление газовой смеси необходимо до зажигания сварочной дуги. Это предохраняет поверхность заготовки от окисления и снижения эксплуатационных характеристик шва.
2. Ток зажигания дуги выбирает на уровне четверти от значения рабочего тока;
3. Время нарастания тока до рабочего значения подбирается опытным путем. Оно не должно превышать 1 секунды;
4. Подбор величины сварочного тока. Он берется из табличных значений на основании толщины заготовки и сплава соединяемых элементов. Многими производителями эта таблица прилагается к инвертору и крепится на каком-нибудь видном месте для облегчения работы исполнителю;
5. Установка времени спада для заваривания кратера (до 1 секунды). Правильно подобранное время гарантирует отсутствие дефектов в образованном шве;
6. Подбор значение тока для заваривания кратера. Подбирается опытным путем, примерно четверть значения рабочего тока;
7. Продувка газа по завершению сварочного процесса.

Схема поста механизированной сварки в среде аргона плавящимся электродом

1 — балластный реостат; 2 — контактор; 3 — сварочная горелка; 4 — механизм для подачи электродной проволоки; 5 — ротаметр (прибор для контроля расхода газа); 6 — редуктор; 7 — баллон для газа; Г — сварочный генератор; А — амперметр; V — вольтметр; Ш — шунт.

Применять приспособления для сварки, предотвращающие образование деформаций

Правильная фиксация свариваемых деталей является важным требованием не только при сварке вольфрамовым электродом и помогает избежать многих проблем в том числе и деформирования. Чем меньше толщина свариваемых деталей, тем важнее выбор подходящих приспособлений для сборки и сварки.

Зажимайте детали в нескольких местах для предотвращения линейных деформаций и следите за соблюдением зазоров и углов применяя при этом магнитные угольники, угловые струбцины, клещи для сварки и другой инструмент.

Необходимо запастить терпением и временем для правильной сборки и фиксации деталей, имеющих сложную конфигурации. В данном случае хорошо себя зарекомендовало приспособление «третья рука», которое помогает надежно удерживать детали после сборки и в процессе сварки. Третья рука имеет множество разных конструкций и форм, но обычно это тяжелый предмет, который кладется или опирается на деталь и удерживает ее на месте для сварки.

Можно использовать специальные приспособления, которые помогают удерживать руку в процессе сварки. Использование опор для рук и локтей помогает сохранять устойчивость и уменьшает утомляемость.

Процесс подготовки может показаться трудоемким, и в некоторых случаях занимать больше времени, чем сама сварка, но он очень важен для изготовления качественной сварной конструкции.

Обучающие тренировки для начинающих

Упражнение 1

После изучения теории tig сварки начинающему можно приступать к практике. Главное – это привыкнуть держать горелку и присадочную проволоку, „набить руку“.

Первоначально начинающему сварщику надо тренироваться на листе черной стали. На нем шлифмашинкой или другим инструментом обозначить небольшие прямые линии, чтобы по ним вести сварку. Начинать варить надо без присадки. Внимательно и плавно ведем горелкой прямо вдоль линии, не разжигая дугу. После этого зажигаем дугу и ведем горелку от одного края линии до другого. Ведем ровный ниточный шов, приучая руку правильно держать ванну и не прожигать металл.

Упражнение 2

После освоения ведения шва, переходим к работе с присадочной проволокой. Сначала тренируемся приваривать сам пруток. Разожгли дугу и, когда металл листа расплавился, подаем в сварочную ванну пруток. Останавливаем процесс, подождем, чтобы металл немного застыл и отрываем пруток. Повторяем упражнение несколько раз. После того, как появилась уверенность, начинаем тренировки выполнения сварочного шва с присадкой.

Сварка tig широко распространенный метод соединения металлов. Его освоение вполне возможно начинающему сварщику. С практикой и постоянством придут опыт и мастерство.

Одежда для сварки и средства защиты

Для безопасного осуществления дугового процесса сварки аргоном, необходимо одеть специальную одежду и средства защиты. К таким средствам защиты относится: щиток, маска сварщика, очки сварщика, защитные стекла и светофильтры. Маска сварщика является одной из важнейших составляющих средств защиты сварщика. Ведь именно от этого зависит, как его здоровье, так и жизнь.

Маска сварщика не зря считается важнейшей составляющей средств защиты при осуществлении дуговой сварки аргоном. Это связано с тем, что она предохраняет от нескольких типов негативных воздействий на здоровье сварщика в процессе выполнения сварки. К таким негативным последствиям относят: повреждения органов дыхания, поражение роговицы глаз.

Сваривание металла в среде аргона дает, прочный, красивый шев

Маска сварщика изготовляется из легкого токонепроводящего, жаростойкого и нетоксичного материала. В корпус такой маски встроен затемненный экран, который защищает от излучения и обеспечивает необходимую видимость при проведении аргонодуговой сварки. Экран должен состоять из обычного защитного стекла, светофильтра и пластиковой пленки. Внешнее стекло способствует предотвращению попадания на светофильтр брызг метала. Изнутри светофильтр должен быть покрыт бесцветными небьющимся стеклом, чтобы предохранить глаза и лицо сварщика от поражения осколками.

Технология проведения сварки аргоном говорит о том, что сварщик должен быть одет в специальную одежду. Как правило, это брезентовый костюм: брюки, куртка, фартук и нарукавники.

Специальная обувь у сварщика (сапоги) должна предохранять его от контакта с нагретыми поверхностями. Перчатки сварщика защищают кожу рук от брызг и искр при осуществлении сварки аргоном. Также у сварщика должен быть противогаз или противопылевой респиратор, который необходимо использовать при повышении максимально допустимой концентрации газа и пыли.

Как настроить аргонодуговой аппарат для сварки

Для наглядного примера мы будем настраивать очень простой, но в тоже время надежный аппарат для аргонодуговой сварки — FUBAG INTIG 200 DC Pulse. Особенность этого инвертора заключается в том, что помимо классических сварочных функций, он также поддерживает импульсную сварку. Всё это позволяет более гибко использовать инвертор в работе.

Помимо самого аппарата для аргонодуговой сварки, понадобится баллон с аргоном, присадочный пруток и электроды WL-20. Итак, рассмотрим на конкретном примере, как настроить сварочный инвертор FUBAG INTIG 200 DC Pulse для аргонодуговой сварки.

Подготовка аргонодугового аппарата

Сначала подготавливаем баллон с аргоном, устанавливаем на него редуктор. Работать без редуктора небезопасно! Далее разматываем газовый шланг, после чего подсоединяем его к редуктору баллона.

Подсоединяем байонетный разъем газовой горелки к минусовому разъёму. Далее необходимо будет подключить кабель управления к 5-пиновому разъёму. Кабель массы подсоединяется к плюсовому разъёму.

На этом сварочный аппарат практически готов к работе, осталось собрать горелку.

Как собрать TIG горелку

В первую очередь на сварочную горелку нужно установить цангодержатель: осторожно устанавливаем в него цангу, а затем прикручиваем не до конца хвостовик. После этого монтируем керамическое сопло.

Теперь можно устанавливать вольфрамовый электрод и регулировать его вылет. После регулировки вылета электрода нужно хорошо притянуть хвостовик. После сборки сварочного аппарата и горелки осталось выставить расход газа, который во многом зависит от диаметра сопла.

Если сопло в диаметре 10 мм, то расход газа при аргонодуговой сварке должен быть порядка 10 л/мин. Кроме всего вышеперечисленного, не следует забывать о подготовке заготовок перед свариванием. Чтобы получить действительно качественный шов, место сварки должно быть тщательно очищено от любых загрязнений, в том числе и оксидной пленки.