Технология сварки аргоном
Суть технологии сварки аргоном заключается в создании дуги между изделием и графитовым стержнем, и удержание её в процессе работы. Тут важную роль играет неплавящийся электрод. Вольфрамовый электрод представляет собой стержень не большой длины, установленный в сварочную горелку. Небольшой конец вольфрамового стержня выступает за пределы сопла горелки. Аргон подаётся через сопло горелки в зону сварки.
Зажигание дуги производится не так как в ручной дуговой сварке плавящимся электродом. Касаться электродом изделия, для замыкания дуги запрещено. Это может испортить электрод. Зажигание происходит на расстоянии от свариваемого металла. Нажатием на кнопку расположенную на горелки произойдёт загорание дуги. Этот процесс выполняет осциллятор, задача которого состоит в зажигании дуги и поддержании стабильного горения дуги. Вместе с нажатием на кнопку в зону сварки подаётся защитный газ.
В зажженную дугу подаётся присадочный материал. Подача осуществляется плавно, свободной рукой, без резких движений. Движение при сварке – продольное. Наклон горелки должен быть в сторону формирующегося шва. Таким образом, шов полностью закрывается защитным газом. Не стоит растягивать дугу, иначе это может привести к ухудшению качества соединения. Не стоит резко начинать сварку после зажигания дуги. Должно пройти примерно 1-1,5 секунд, для того что бы пошёл газ. Точно также не стоит резко обрывать сварку.
Режимы сварки TIG
При выборе режимов сварки TIG, первым делом следует учитывать метал который предстоит варить. От этого будет зависеть не только полярность, а и род тока. Так при сварке углеродистых, высоколегированных сталей, а также цветные металлы, варят на постоянном токе прямой полярности. Алюминий является исключением. Алюминий обычно варят на переменном токе. На переменном токе происходит эффективное разрушение оксидной плёнки. Хотя на постоянном токе с обратной полярностью алюминий тоже можно варить.
В таблице ниже приведены основные режимы аргонодуговой сварки углеродистых сталей:
| Толщина свариваемого металла, мм | Род тока | Ток сварки, А | Напряжение, В | Диаметр электрода и присадочной проволоки, мм | Скорость сварки, см/мин | Расход аргона, л/мин |
| 1,0 | Постоянный ток прямой полярности | 30-60 | 11-15 | 2/1,6 | 12-28 | 2,5-3,0 |
| 1,0 | Переменный ток | 35-75 | 12-16 | 2/1,6 | 15-33 | 2,5-3,0 |
| 1,5 | Постоянный ток прямой полярности | 40-75 | 11-15 | 2/1,6 | 9-19 | 2,5-3,0 |
| 1,5 | Переменный ток | 45-85 | 12-16 | 2/1,6 | 14-23 | 2,5-3,0 |
| 4,0 | Постоянный ток прямой полярности | 85-130 | 12-15 | 4/2,5 | — | 10,0 |
Основные режимы сварки алюминия и его сплавов на переменном токе приведены в таблице ниже:
| Толщина свариваемого металла, мм | Диаметр электрода и присадочной проволоки, мм | Ток сварки, А |
| 1-2 | 2/1,6 | 50-70 |
| 4-6 | 3/2,5 | 100-130 |
| 6-10 | 5/3,5 | 220-300 |
| 11-15 | 6/4 | 280-360 |
Во время сварки, особенно алюминия, необходимо соблюдать основные правила:
- Электрод и присадка располагаются перпендикулярно по отношению к материалу;
- Следует избегать колебания электрода в поперечной плоскости;
- Длина дуги – от 1,5 до 2,5 миллиметра;
- Сварка выполняется справа налево.
Оборудование для сварка металла аргоном
Аппараты для сварки металла аргоном могут идти в цельном блоке, так из отдельных блоков. Но как бы то ни было, у всех у них один и тот же принцип работы. Состоит оборудование для аргонодуговой сварки из:
- Источник сварочного тока. Может быть постоянным, переменным или комбинированным. Последнее время все аппараты поддерживают выбор рода тока;
- Осциллятор. Как уже выше говорилось: поджигает дугу, а при переменном токе поддерживает стабильное горение;
- Установка для управления сварочным процессом. Позволяет регулировать параметры сварки;
- Горелка с рукавом. Предназначена для держания графитового электрода и подача аргона в зону сварки;
- Приспособление для подачи аргона в аппарат, и дальнейшее поступление его через рукава к горелке.
Преимущество сварки стали аргоном
Аргонодуговая сварка стали имеет массу преимуществ. Вот самые основные:
- Сварка тонколистового металла любого состава;
- Выполнение сварки цветных металлов и их сплавов;
- Сварка титана и его сплавов;
- Качественный шов.
Недостатки аргонодуговой сварки металлов
К недостаткам следует отнести:
- Низкая скорость сварки;
- Высокая стоимость аргона.
Несмотря на это всё, аргонодуговая сварка стали на сегодняшний день занимает высокую популярность. Видь с её помощью можно сварить абсолютно любой металл, даже в домашних условиях. А аргон надёжно защитит сварной шов от всех внешних неблагоприятных факторов.
Принцип действия аргонодуговой сварки
Во время сварки процесс плавления происходит в газовой среде . Главное орудие – это электрическая дуга. Именно в этой дуге происходит преобразование электрической энергии в тепловую. Потому что плотность именно тепловой энергии способна расплавить металл.
На открытом воздухе зона сплавления металлов должна быть закрытой от кислорода, так как воздух очень плохо влияет на качество сплавки металлических швов.
Во время сварки через сопло подаются специальные газы, которые как бы вытесняют и , таким образом, защищая швы металла во время сваривания.
Как упоминалось ранее, зачастую аргонная сварка производится с помощью вольфрамового электрода, т.е. TIG (). Но также дополнительно можно применять такие газы как гелий, азот, или на крайний случай . Но в углекислоте сварку нужно производить уже не вольфрамовым, а угольным электродом или плавящимся электродом (MIG, ).
Что касается типов аргонодуговой сварки, то их существует несколько.
Типы сварки аргоном:
- ручная – горелку нужно перемещать вручную;
- механизированная – горелка также перемещается вручную, но подается механически;
- автоматизированная – весь процесс происходит автоматически, но контролируется оператором;
- автоматическая – участие оператора не нужно.
Как мы уже выяснили, в сочетании с вольфрамовыми электродами обычно используют аргон или гелий. Когда вольфрам попадает под действие кислорода, он начинает разрушаться. Поэтому важным и более эффективным является использование аргона.
Чем же аргон лучше гелия? Во-первых, его стоимость значительно ниже, чем у . Это связано с тем, что его добывают из воздуха. И в связи с тем, что он тяжелее, чем воздух – аргон лучше защищает зону сваривания.
Этапы проведения аргоновой сварки
Технология сварки аргоном должна проводиться правильно с учетом всех требуемых правил. Во время этого процесс обязательно должны использоваться неплавящиеся электроды.
Для проведения сварки обязательно требуется подготовить необходимые элементы:
- Источник питания;
- Горелка с вольфрамовым электродом;
- Газовый баллон с аргоном;
- Присадочная проволока.
Электрод устанавливается в держатель горелки, он должен выступать вперед на 2-5 мм. Диаметр данного компонента подбирается в зависимости от характера сварного шва, толщины соединяемых металлических деталей. Вокруг держателя электрода располагается сопло, которое осуществляет подачу электрода в область сварки при проведении работ.
Как варить аргонной сваркой? Сварочный процесс с поддувом выполняется в следующей последовательности:
- Очищение поверхности зоны сварки;
- Приведение горелки в рабочее положение – подача аргона для создания защитного слоя и розжиг дуги;
- Процесс выполнения сварного шва.
Каждый сварщик должен знать, как варить аргоновой сваркой, важные особенности данного процесса и последовательность всех действий. Перед тем как приступать к сварке стоит произвести тщательное очищение кромочной поверхности соединяемых деталей от загрязнений и оксидной пленки. Для этих целей может применяться механический и химический способ очистки, после которого производится обезжиривание поверхностей.
После этого оборудование приводится в рабочее состояние:
- Источник питания подключается к электрической сети;
- К детали, которая подлежит сварке, при помощи кнопок на горелке подается защитный газ. А сама деталь подключается к «массе»;
- При помощи высокочастотного импульса разжигается дуга. Она будет замыкать цепь между электродом и металлом сварного изделия;
- Газ должен подаваться заранее, примерно за 20 секунд перед подачей тока. Это требуется для обеспечения защитного слоя.
При проведении процесса ни в коем случае нельзя допускать касания вольфрамового электрода свариваемой поверхности. Он должен располагаться на минимальном расстоянии от нее (2 мм), это позволит создать малую сварочную дугу. В данной ситуации она сможет обеспечить максимальное проплавление металла по толщине.
Сразу же после разжигания дуги сварщик приступает к созданию шва в области, которая защищена аргоном. Что такое аргоновая сварка и как она производится? Рассмотрим весь процесс:
- При помощи горелки, которая располагается в правой руке, сварщик медленно ведет дугу строго по линии шва;
- Левой рукой специалист навстречу движению горелки подает присадочную проволоку в область сварки;
- Присадочная проволока должна постоянно находиться перед горелкой под небольшим углом от 150 до 300 по отношению к свариваемой поверхности;
- Электрод с горелкой должен образовывать угол в 900.
Во время выполнения ручных сварочных работ не стоит допускать резкую подачу присадочной проволоки. Это может привести к сильному разбрызгиванию металла и к образованию неровной линии сварного шва. После окончания сварочных работ подача аргона не должна прекращаться сразу, это предотвратит окисление еще не остывшего металла.
Особенности процесса
Работа по соединению цветных сплавов и литья черного металла в аргонной среде требует определенного навыка, поэтому варить новичку своими руками такие заготовки будет непросто. Выполняя сварочные работы, следует помнить, что титан, медь, алюминий, силумин и бронза имеют физические и химические различия по сравнению с чугуном и сталью. При расплавлении стали или цветных сплавов жидкий металл имеет свойство поглощать примеси, образующиеся в результате плавления под действием высоких температур, что приводит к наличию в сварочном шве пористости. Инертный газ, применяемый для защиты расплавленного металла, устраняет проникновение посторонних продуктов плавления в сварочную ванну, тем самым укрепляя шов.
Аргонодуговая сварка является универсальным методом, технология которого используется для ремонта кузовного железа, внутреннего угла двери автомобиля, алюминиевых элементов кузова и поддона картера, для установки дополнительного оборудования и сварки тонкого металла. Нередко для выполнения таких работ используется техника применения газа с поддувом, причем расход аргона даже в таком случае будет меньше, чем гелия при его применении. Детали могут соединяться встык или внахлест, чаще всего работу проводят неплавящимся электродом из вольфрама, а для розжига электродуги применяют осциллятор.
Основным моментом является предварительная подготовка металла к сварке: кромки, предназначенные для соединения, зачищают от поверхностной пленки оксидов, а затем обезжиривают с помощью растворителя. Основа сварки – подача неплавящегося электрода, который перед применением необходимо заточить под острым углом 25–30°, если предстоит соединить заготовки из титана, стали или меди. Для соединения алюминия затачивать электрод не нужно, так как при поджиге на нем образуется округлый наплыв, который и будет формировать сварочную ванну.
В зависимости от типа свариваемых материалов выбирается и присадка. Это может быть проволока из алюминия, нержавеющей стали, а также медно-никелевые или латунные прутки. Состав сплава у присадочных материалов указывается в соответствующем справочнике по маркировке, имеющейся на конце прутка
Кроме того, важно правильно выбрать и сам сварочный аппарат. Например, для соединения медной детали с алюминием, толщина которых не превышает 7 мм, потребуется мощное сварочное оборудование промышленного типа, которое дает мощность до 400–500 А. Настройка аппарата перед началом работы является важным условием, причем сила тока и напряжение выбираются исходя из размера вольфрамового или обычного электрода
Настройка аппарата перед началом работы является важным условием, причем сила тока и напряжение выбираются исходя из размера вольфрамового или обычного электрода.
У современных аппаратов имеется опция «Заварка кратера», она применяется для того, чтобы обеспечить плавное угасание дуги после того, как формирование шва будет завершено. Например, если выполняется соединение деталей, толщина которых 3 мм, то значение этого параметра ставят на показатель 2–3 сек. Кроме того, перед сваркой настраивают и предварительную продувку области проведения работ. Такое действие необходимо, чтобы в процессе выполнения работы не появлялись дефекты шва, так как в неостывшем металле появляется пористость. Последовательность выполнения сварочного процесса заключается в следующем:
- выполняется зачистка кромок, и если материал довольно толстый, то делают скосы для сварочного шва, а затем обезжиривают поверхность металла;
- все детали фиксируются специальными зажимами, после чего можно приступать к выполнению процесса сварки;
- осуществляют поджиг электрической дуги, причем если эта процедура контактная, то на горелке нажимают кнопку и электродом прикасаются к одной из кромок металла, а при бесконтактном розжиге такого касания делать не нужно;
- следующим этапом выполняют сварочную ванну, для этого допускается сделать несколько поперечных колебательных движений сварочным электродом по стыкуемому материалу в области сварного шва, при этом присадка должна начать плавление и равномерно распределяться в сварочной ванне;
- инертный газ в процессе работы обдувает место сварки, но это должно происходить умеренно, чтобы не разбрызгивать металл и не мешать его плавлению.
Опытные сварщики рекомендуют соединять тонкие листы металла без применения присадки. Чтобы выполнить сварочный шов, вольфрамовый электрод располагают под небольшим углом таким образом, чтобы кромка одного листа наплавлялась на кромку второго листа.
О сварке аргоном смотрите далее.
Какие металлы варят аргоном?
Принцип работы аргонодуговой сварки обуславливает широкий спектр ее применения. Имеется ввиду не только сфера использования, но и обрабатываемые материалы. С ее помощью можно соединять чугун, сталь (включая нержавеющую), титан, алюминий, а также другие черные и цветные металлы.
Работаем с алюминием
Без аргона соединить две алюминиевые заготовки не то что проблематично, а практически невозможно. Распространенный в быту и производственной сфере металл – один из наиболее сложных в этом плане. Трудности обусловлены свойствами алюминия. при малейшем контакте с кислородом на его поверхности моментально образуется защитная пленка, представляющая собой оксид алюминия.
Сама по себе она не проблема. Дело в другом: температура плавления оксида намного выше по сравнению с алюминием. Инертный газ тяжелее воздуха и направляясь в рабочую зону, он вытесняет оттуда кислород, препятствуя окислению металла и образованию защитной пленки. При таких условиях сам алюминий и присадочная проволока плавятся при подходящей температуре, а сварочный шов получается достаточно прочным и внешне приятным.
Подразумевается использование переменного тока. Обратная полярность заметно повышает температуру плавления за счет катодной очистки оксида металла. И наоборот. Прямая полярность дает возможность сформировать короткую и стабильную дугу. Тем не менее мощности недостаточно, чтобы разрушить оксидную пленку. Вывод: необходима обратная полярность, поскольку в этом случае повышается качество сварного шва.
Не исключено использование постоянного тока при сваривании алюминиевых заготовок. Но в таком случае необходим другой инертный газ – гелий. А он намного дороже гелия и расходуется куда активнее. Помимо этого, работать постоянным током очень сложно с точки зрения техники исполнения.
При любых технологиях сваривания алюминиевых деталей предварительная обработка поверхности очень важна. Ею нельзя пренебрегать, независимо от уровня мастерства сварщика. Очистка проводится в следующем порядке:
- растворителем обезжириваются предназначенные для сваривания части заготовок;
- механическим или химическим путем удаляется оксидная пленка;
- очищенной поверхности дают возможность высохнуть.
Варим медь
Высокая устойчивость к агрессивной среде и коррозии отличает медь от других цветных металлов с точки зрения химической активности. При работе с ней опытный сварщики используют не чистый аргон, а его смесь с гелием (добавляется в меньших долях). Вольфрамовые электроды используются как плавящиеся, так и неплавящиеся. Ток выбирается постоянный.
Когда необходимо варить заготовки толщиной от 4 мм и больше, то требуется их предварительный разогрев до температуры 800 градусов Цельсия. Присадочная проволока может быть из чистой меди или медно-никелевого сплава. Нередко она заменяется аналогичного состава прутками. Дуга при работе образуется устойчивая и стабильная.
Из-за высокой теплопроводности свариваемые кромки нужно в обязательном порядке разделывать. Если толщина заготовок не превышает 12 мм, то достаточно разделать одну из двух кромок. При большей толщине желательно обработать обе стороны.
Принцип аргонно дуговой сварки MIG и TIG
Прежде, чем рассматривать принцип аргонодуговой сварки, стоит разобраться. Необходимо понять как работает аргонная сварка. Чтобы соединить металлические детали, их необходимо разогреть в месте стыка. Для расплавления металла используется сварочная дуга. Горение дуги и расплавление металла невозможно без окисления кислородом, находящегося в воздухе. Этот элемент окисляет сплавы, причем цветные металлы и легированные стали быстрее, чем углеродистый металл. Также в зоне расплавления за счет насыщения водородом, азотом появляются пузырьки, при кристаллизации в шовном валике образуются раковины, свищи и многочисленные поры. Прочность соединений страдает. Ухудшается геометрия сварного соединения. Для того чтобы обеспечить надежную защиту расплавленного металла используются различные газы в чистом виде, а также и в виде смесей.
Какие бывают режимы TIG сварки
Сварку в аргоне выполняется как в автоматическом (ААД), механизированном полуавтоматическом (MIG) и в ручном режиме (TIG). Для данного метода характерно применение как плавящегося электродного металла (проволоки), так и неплавящегося вольфрамового электрода.
От механизированной аргонодуговая сварка плавящимся электродом (MIG) отличается присутствием особенностями розжига дуги. Газ и сварочная проволока и подается через сопло горелки при нажатии специальной клавиши на ее корпусе. Газ подается за 12-25 секунд до подачи питания на клеммы. Для mig поджег дуги происходит касанием проволоки самого изделия.
Основные особенности
Особенности процесса аргонодуговой сварки следует рассмотреть подробно, у технологии множество режимов, нюансов. Защитная атмосфера защищает ванну расплава. Но для этого необходимо в постоянном режиме подавать газ в рабочую зону под определенным давлением. Сущность аргонодуговой сварки – создание специальной среды, препятствующей окислению присадки и металла при воздействии электродуги с необходимой температурой горения.
Теперь об особенностях аргонодуговой сварки неплавящимся электродом TIG. Рабочим элементом является горелка с соплом, через которое осуществляется подача газовой смеси или чистого Ar. Аргон имеет более высокую плотность чем воздух вследствие чего обеспечивает вытеснение посторонней газовой среды из зоны процесса. Данный газ ионизируется под воздействием электрического разряда и разогрева металла при розжиге. Происходит так называемая термоэлектронная эмиссия. В результате газ образует плазму, в которой происходит уверенное горение дуги. Потенциал ионизации инертных газов очень высокий. Пробить защитную атмосферу способны только высокочастотные токи, образованные специальным устройством — осциллятором.
Методы зажигания дуги.
За счет частотности электродуга способна формироваться без касания электрода о металлическую поверхность (чиркания). В некоторых случаях дугу зажигают и методом качания (чирканья) о поверхность изделия. Тут необходимо высокая квалификация сварщика, так как при замыкании, в металл изделия могут попасть частички вольфрама, образуя тем самым дефект. Также произойдет оплавление самого электрода изменив его геометрию, и ухудшит процесс сварки. Мощность дуги снизится из-за уменьшения напряжения на дуге. Также измениться и давление самой дуги. В современных аппаратах для предотвращения этого применяется функция Lift Tig (лифт тиг). С ее помощью понижается сила сварочного тока в стадии зажигания дуги. С увеличением зазора между изделием и электродом ток увеличивается до рабочих значений.
Устройство сварочной горелки
Вернемся к устройству сварочной горелки. В центральную часть устанавливается держатель (цанга), в который вставляется электрод с вылетом из сопла в пределах от 2,0 до 5,0 мм. Горелка аппарата, оборудованного осциллятором, имеет на корпусе кнопку для запуска процесса. При ее нажатии происходит продувка газом магистралей, и с небольшой задержкой импульсно подается ток на электрод. Сварочный ток TIG – это высокочастотный или импульсный электроток с частотой от 150 до 500 Гц. Его напряжение весьма верило и колеблется в пределах 2500 – 6000В.
Шов формируется плавлением сварочной проволокой подаваемой в зону сварки из вне и последующей кристаллизацией сварочной ванны. Подбирают присадку, по химическому составу близкую к сплаву. В ряде случаев используется присадка с дополнительными легирующими элементами для придания особых свойств.
Какие свойства следует учитывать?
Для получения качественного результата, необходимо проводить работы с учетом характеристик свариваемого материала
Главной особенностью алюминия является его взаимодействие с кислородом, который содержится в атмосфере. Результатом контакта является образование тонкого слоя тугоплавкой оксидной пленки, которая защищает изделие от дальнейшего окисления.
Температура плавления чистого алюминия составляет 650 Сº. Для оксидной пленки этот показатель гораздо выше – 2000 Сº.
Сравнение температуры плавления алюминия и его оксида.
Зона соединения должна быть полностью очищена от данного соединения, поскольку попадание оксида в зону расплава негативно влияет на качество шва.
Интересной особенностью является отсутствие визуальных эффектов, которыми сопровождается сварка других металлов. В отличие от них, цвет алюминия не меняется под действие температуре, что создает сложности в оценке степени прогрева. Ошибки чреваты прожогами рабочей поверхности.
Важным свойством алюминия является высокий коэффициент объемной усадки, который необходимо учитывать при планировании работ. Данное качество является основной причиной возникновения трещин после кристаллизации горячего металла. Это вызвано с внутренним напряжением, которое растет с понижением температуры. Для компенсации негативных качеств опытные сварщики увеличивают расход электродной проволоки.
Соединение с учетом вышеперечисленных качеств позволит создать надежное неразъемное соединение алюминиевых заготовок.
Правильно заточить вольфрамовый электрод
Заточка вольфрамового электрода, точнее способ и угол заточки, оказывают существенное влияние на форму дуги и ее поведение и, как следствие, на форму сварного шва и срок службы неплавящегося электрода.
Для заточки необходимо применять круги с мелким абразивным зерном (идеальный вариант – это алмазный круг). Целесообразно применять шлифовальные круги с зернистостью 40 и менее (размер абразивных части менее 400 мкм), поскольку в данном случае риски от абразива на поверхности будут менее глубокие и в процессе заточки будет стачиваться меньше драгоценного вольфрама. Глубокие канавки от абразива вызывают потери энергии и нестабильное поведение дуги. Желательно на абразивном круге, где производится зачистка не работать с другими материалами т.к. их частички могут осаживаться на поверхность электрода.
Заточку вольфрамового электрода необходимо производить в продольном (по оси электрода), а не в поперечном направлении.
Поскольку вольфрамовые электроды в процессе изготовления имеют структуру зерна, которая расположена вдоль оси и заточка в поперечном направлении является шлифованием поперек зерна. Но это является не столь существенным как тот факт, что электроны текут с большой плотностью по поверхности электрода и, если на нем канавки от заточки расположены поперек – электронам тяжелее их преодолевать. Поскольку дуга ищет места с наименьшим сопротивлением – она может возникнуть не на конце вольфрамового электрода, а в канавках от шлифования и будет вращаться вокруг заостренного конца, что в свою очередь вызывает перегрев электрода и его быстрый износ.
Если следы от абразива расположены вдоль – электроны текут равномерно к заостренному концу электрода с меньшим сопротивлением. В данном случае дуга зажигается на конце, является более стабильной и менее нагревает вольфрамовый электрод, что увеличивает срок его службы.
В процессе заточки следить чтобы металл не перегревался. Признаком перегрева является изменение цвета поверхности и показывает, что на поверхности образовались оксиды, которые имеют большее сопротивление чем вольфрам и будут препятствовать зажиганию дуги.
Угол заточки вольфрамового электрода, играет главную роль при сварке аргоном.
Чем тупее угол заточки >30°:
- тяжелее зажигание дуги;
- более узкий сварной шов;
- необходима больше сила сварочного тока;
- увеличение возможности блуждания дуги;
- возрастание глубины проплавления металла;
- дольше срок службы электрода из вольфрама.
Чем острее угол заточки <30°:
- легче зажигание дуги;
- более широкий сварной шов;
- необходима меньше сила сварочного тока;
- уменьшение возможности блуждания дуги;
- снижение глубины проплавления металла;
- меньше срок службы электрода из вольфрама.
В процессе аргонной сварки на переменном токе на конце неплавящегося электрода выделяется значительное количество тепла, которое расплавляет вольфрам, поэтому необходимо делать небольшое притупление, которое позволит сформировать шарик расплавленного вольфрама на конце.
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 метала
- 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.
Длина электродов из вольфрама и допуск (ISO 6848)
| Длина, мм | Допуск, мм |
|---|---|
| 50 | ±1,5 |
| 75 | +2,5 -1,0 |
| 150 | +4 -1 |
| 175 | +6 -1 |
| 300 | +8 -1 |
| 450 | +8 -1 |
| 600 | +13 -1 |
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 при выборе типа, в зависимости от вида присадки каждый вольфрамовый электрод имеет цветовую маркировку на конце.
Химический состав и цвет маркировки согласно ISO 6848
| Классификационные символы | Химический состав | Код цвета, RGB значение цвета | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Добавление оксида | Примеси, % | 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 |
Химический состав и цвет маркировки по ГОСТ 23949
| Марка | Массовая доля, % | Цвет | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Вольфрам, не менее | Присадки | Примеси, не более | |||||
| Окись лантана | Окись иттрия | Двуокись тория | Тантал | Алюминий, 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 метала
| Тип метала или сплава, который необходимо сварить | Постоянный ток | Переменный ток | |
|---|---|---|---|
| Прямая 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.
Аргонодуговая сварка в домашних условиях
При всей сложности технологии аргонодуговой сварки по госту со множеством технических условий, ее можно осуществлять и дома. Обязательным условием для этого является инверторный аппарат, который в некоторых случаях можно заменить трансформаторным аппаратом. В дополнение понадобятся баллон с аргоном, редуктор, маска. Все это прекрасно, но покупные аргоновые сварочные аппараты дорогие, а дома чаще всего нужно произвести работу в небольшом объеме.
- Источником тока в домашнем сварочном наборе выступает трансформатор.
- Источником аргона будет баллон с элементами подачи: клапанами и редукторами.
- Осциллятор нужен для поджигания дуги высокочастотным импульсом.
Самодельный аргоновый сварочный аппарат можно сделать с помощью следующих инструментов:
- болгарка, электродрель, сварочный аппарат;
- ножовка по металлу; отвертка, плоскогубцы, гаечные ключи;
- напильник, набор для резьбы, нож, штангенциркуль, микрометр;
- вольтметр, амперметр, тестер, микрометр.
Самодельный источник тока состоит из выпрямителя и сварочного трансформатора, которые можно совместить с осциллятором. Магнитопровод можно взять от старого трансформатора. Начальную обмотку сделать из тонкого медного провода с диаметром не более 0,8мм. Вторичная обмотка выполняется из толстого провода с диаметром не менее 3,5 мм.
Вторым по важности элементом является газовая горелка. Корпус лучше сделать из латуни, сопло – из меди
Прокладку между соплом и корпусом соорудить из резины, стойкой к высоким температурам. Медная трубка для подведения аргона проводится через отверстие в корпусе с плотной запайкой шва. Эта же медная трубка будет служить проводником тока к электроду. Ручка крепится гайками, а изготавливается из эбонита. Штуцер с дросселем на резьбе крепится на конце медной трубки.
Электрод из вольфрама нужно заточить под углом в 45°. Примерная длина электрода 25 – 30 см. Следует отметить, что аргонная технология дома – задача трудоемкая и непростая. Так что решение должно приниматься в формате «стоит ли овчинка выделки». Иными словами, так ли много у вас сварочных дел по дому, чтобы заняться сборкой самодельной системы аргонодуговой сварки? Сварочные аппараты для ручной дуговой сварки в продаже есть, с самым широким ценовым диапазоном.
Общие вопросы
Аргонодуговой сваркой называют сварку с образованием электрической дуги в среде аргона. Одним из электродов является поверхность детали. Второй электрод может быть плавящимся или неплавящимся. Неплавящийся электрода, как правило, изготавливается из вольфрама. В нормативных документах аргонодуговая сварка может обозначаться следующими аббревиатурами:
- РАД – ручная аргонодуговая сварка. В данном случае используется неплавящийся электрод.
- ААД – аргонодуговая сварка, ведущаяся неплавящимися электродами, но в автоматическом режиме.
- ААДП – автоматическая сварка плавящимися электродами.
Инертный газ для создания защитной среды выбран по причине отсутствия химического взаимодействия с металлом и с другими газами. Так как аргон тяжелее воздуха, то он вытесняет атмосферный кислород и водород из зоны формирования шва, что исключает появление пор и трещин в металле, а также препятствует образованию слоя оксидной пленки.
Технология сварки сводится к тому, что между электродом из вольфрама и поверхностью образуется дуга. Через специальное сопло горелки в зону сварки попадает газ. В отличие от сварки плавящимся электродом здесь присадка исключена из электрической цепи, а подается в зону ванны отдельно в виде прутка. Ручная сварка отличается от автоматической тем, что в первом случае сварщик сам держит горелку и вносит присадку, а во втором – процесс автоматизирован. Технология отличается и по способу образования дуги.
По ряду причин дуга не может быть образована обычным касанием электрода, поэтому в установке предусмотрена параллельная работа осциллятора. Необходимо понимать, что сварка может вестись как постоянным, так и переменным током. По способу подключения электрода разделяют прямую и обратную полярность. Перед проведением подготовительных работ необходимо подобрать нужные параметры для каждого конкретного метала.
Выше были рассмотрены основные вопросы, так как многие параметры подлежат стандартизации. ГОСТ на аргонодуговую сварку не ограничивается одним только документом. Определены нормативы для горелок, обработки и размеров швов, работы с алюминием, для присадочной проволоки, для оборудования и электродов. Но, прежде чем представить перечень этих документов, разберемся в вопросе стандартизации.
