Аргонодуговая TIG/WIG сварка вольфрамовыми электродами

Среди методов сваривания выделяется TIG сварка, позволяющая при сваривании различных металлов получать высокое качество шва. Что такое TIG сварка нетрудно разобраться, ознакомившись со способом ее применения.

Принцип действия

Для того, чтобы разобраться что это — аргонодуговая сварка TIG, необходимо иметь хотя бы элементарные познания в области сварки. Технология процесса методом сварки TIG была разработана в 2019 году. Прогресс состоял в том, что это позволило производить сварку ранее не соединяемых этим способом материалов.

Суть метода — горение электрической дуги в аргоне. Этот газ обладает рядом примечательных свойств. Тяжелее воздуха, он, проникая в сварочную ванну, является ее защитой от других атмосферных газов. В результате шов получается без оксидной пленки. Это способствует хорошему качеству соединения металлов. Аргон — самый недорогой защитный при сварке газ.

Основной элемент — электрод из вольфрама. Температура его плавления почти 4000°С. Это дает возможность работы почти со всеми видам стали. Вольфрамовый электрод не плавится. Необходима лишь его периодическая заточка для обеспечения точного и аккуратного сварочного шва. Электрод, находящийся в цанге, зафиксирован в горелке. Его избыточная длина, бездейственная в работе, находится в особом колпаке, что предотвращает  возможность замыкания.

Горелка оканчивается соплом из керамики. По центральной линии сопла проходит электрод, а вокруг находится инертный газ. При сварке ТИГ в качестве инертного газа выступает аргон. Его присутствие исключает попадание воздуха в сварочную ванну, что вызвало бы пористость шва при затвердевании. Запуск аргона регулируется кнопкой на горелке.

Электрод разжигает дугу, а она плавит кромки свариваемых металлов. Если между металлическими пластинами существует зазор или стоит задача создать шов, обладающий высоким сопротивлением на разрыв и излом, то применяют присадочную проволоку. Ее диаметр выбирают в зависимости от толщины изделия и сварного шва. При ручной сварке проволоку в зону плавления подает сварщик.

Качественный шов обеспечивает сварка аргоном с поддувом. Это осуществляется подачей защищающего газа к другой стороне шва.

Аргонодуговая сварка с поддувом имеет следующие режимы:

  • автоматический;
  • полуавтоматический;
  • ручной.

В первом случае аргоновая сварка с поддувом осуществляется полностью автоматически. Прокладывание траекторий, по которым перемещаются  электрод и присадочная проволока, — функция аппарата. При полуавтоматическом режиме оператор регулирует сварку с помощью аппарата, а подача проволоки происходит автоматически. При ручном режиме автором процесса является сварщик.

В ручной аргонодуговой сварке не пользуются электродами с покрытием, поскольку защитой является инертный газ. Высокую температуру обеспечивает электрическая дуга. Покрытый электрод не обеспечивал бы необходимого уровня защиты. Кроме того, в отсыревших электродах может скопиться водород, что наносит урон качеству шва.

Автоматическая аргонодуговая сварка работает по такому же принципу, как и ручная. Отличие состоит в том, что управление происходит с помощью автоматов. Оператор устанавливает необходимую программу, и техническое оборудование начинает работать по заданным параметрам. Автоматическая система также подает проволоку с установленной скоростью.

Аргонодуговая сварка плавящимся электродом предполагает, что розжиг дуги возникает при соприкосновении электрода с металлом. Когда применяются неплавящиеся электроды, такой способ неприменим, поскольку у аргона величина ионизации высокая и для розжига потребуется сильная искра. При использовании вольфрамового электрода для разжигания нужен дополнительный прибор — осциллятор. Он вырабатывает ток высокой частоты для импульса розжига. В процессе сварки осциллятор генерирует импульсы, которые стабилизируют дугу.

На электрод подается высокое напряжение с большой частотой импульсов. Это обеспечивает ионизацию и розжиг дуги. Применение осциллятора позволяет сварщику спокойно осуществлять сварку, как при переменном, так и при постоянном токах.

Оборудование может работать при разных режимах. Разберемся, что это — режим TIG сварки. Для сваривания применяются два способа в зависимости от вида тока: переменного или постоянного.

При ТИГ сварке переменным током после розжига роль стабилизирующего элемента, подающего импульсы при замене полярности ТИГ сварки, играет осциллятор. Это гарантирует постоянство горения дуги.

Во время TIG сварки на постоянном токе выделяемое тепло на аноде и катоде неодинаково. Для лучшего нагрева металла используют прямой вид полярности, при котором плюс на детали, а минус — на электроде. Такая полярность TIG сварки подходит для всех сплавов, исключая алюминиевых. Для них требуется сварка на переменном токе, чтобы окись на поверхности удалялась более эффективно.

Работа при постоянном токе обладает следующими преимуществами:

  1. Экономичность процесса.
  2. Возможность сварки на большой глубине. Шов в результате становится глубоким, но узким.
  3. Увеличение скорости процесса.

При режиме TIG сварки на переменном токе смена полюсов происходит автоматически. Режимы выбирают в зависимости от свариваемых металлов.

Применение

Достоинства сварки ТИГ металлов находят ей применение в отраслях:

  • машино- и приборостроение;
  • пищевое производство;
  • нефтяная промышленность;
  • химическая промышленность;
  • буровые вышки;
  • строительство металлоконструкций для высотных зданий;
  • каркасные конструкции из стали;
  • трубопроводы;
  • авиация;
  • космонавтика;
  • самолетостроение;
  • кораблестроение.

Сварка аргоном ТИГ применяется и для менее глобальных решений. Ее нередко используют в бытовых условиях. Примером являются монтаж в автомобиль кондиционера, заделывание трещин в радиаторе машины. Во всех домах найдется кухонная посуда и металлические сушители для полотенец, изготовленные этим способом.

Такое широкое распространение сварка аргоном TIG получила благодаря тому, что при ее помощи можно сваривать, как углеродистую сталь, так и цветные металлы, сохраняя отличное качество шва.

Преимущества и недостатки метода

К основным преимуществам относятся:

  1. Вытеснение аргоном воздуха из зоны, где происходит сварка. Благодаря этому шов получается без дефектов.
  2. Возможность сваривания разных металлов.
  3. Высокое качество шва.
  4. Невысокий нагрев деталей, что исключает их деформацию.
  5. Работа с металлами, плохо поддающимися сварке.
  6. Возможность работы с конструкциями разных габаритов.
  7. Пожаробезопасность.
  8. Отсутствие отходов.
  9. Изоляция от влияния внешней среды.
  10. Стабильность электрической дуги.
  11. Универсальность.
  12. Возможность работы с тонкими металлическими листами.
  13. Небольшая зона нагрева изделия.
  14. Обучение, что такое сварка ТИГ, не представляет трудности.
  15. Защита поверхности от оксидной пленки.
  16. Отсутствие необходимости дополнительной обработки после сваривания.
  17. Хороший контроль за состоянием сварочной ванны.
  18. Возможность делать наплавку при восстановительных и реставрационных работах.
  19. Возможность применения прямой и обратной полярностями.
  20. Компактность инвертора с этой функцией.
  21. Различные режимы ТИГ сварки.

Недостатки метода:

  1. Невысокая производительность.
  2. Небольшая скорость процесса.
  3. Высокая стоимость применяемого оборудования.
  4. Наличие профессиональных навыков.
  5. Неэффективность работы на сквозняке или при большой силе ветра. Приходится устанавливать специальные щиты и увеличивать подачу аргона, что приводит к его перерасходу.
  6. Необходимость предварительной подготовки поверхностей.
  7. Затрудненность работы в труднодоступных местах.

При условии, что недостатки не являются слишком значимыми, применение данного метода является оправданным.

Заточка электродов

Главным элементом в сварке является вольфрамовый электрод. За электродами для ТИГ сварки необходим постоянный уход. Он заключается в регулярной заточке его кончика. Это обеспечивает хороший сварочный шов.

Существует правило — при сварке с постоянным током кончик электрода затачивают конусообразно, а с переменным током — сферически. Длину конуса можно вычислить, удвоив значение диаметра электрода. Для устойчивости конец конуса следует слегка притупить.

Значения углов заточки электродов для TIG сварки:

  • при небольшой величине тока — 10-20°;
  • среднем — 20-30°;
  • для тока большой величины — 60-120°.

Если угол заточки менее 20°, то сокращаются возможности электрода, а при угле более 90° горение дуги может утратить устойчивость. На нее также отрицательно влияют риски, которые возникают на поверхности при заточке.

Чтобы сделать их минимальными, TIG электроды надо затачивать вдоль. Точение происходит с помощью болгарки, мелкозернистым абразивным кругом, наждаком, вращая электрод в руке. Чтобы сделать заточку равномерной, стержень закрепляют в шуруповерте или электродрели. При этом надо устанавливать небольшие значения оборотов вращения. Для защиты от пыли следует надевать маску.

Инвертор для сварки

Понятие инвертора включает в себя устройство, функция которого — преобразование тока постоянного в переменный. Также он может изменять частоту переменного тока.

Преимущества применения сварочных инверторов:

  1. Повышают эффективность при работе со сварочным аппаратом.
  2. Конструкция из сваренных деталей становится более надежной.
  3. Швы приобретают надежность и долговечность.
  4. Компактность позволяет с легкостью переносить прибор на место работы.
  5. Высокий КПД увеличивает производительность процесса.
  6. Расход электроэнергии умеренный.
  7. Наличие возможности регулирования плавной подачи тока.
  8. Несложность управления.

Аргоновая сварка с инвертором требует особой разновидности этого прибора. В нем должна быть предусмотрена функция подключения горелки, в которой имеются шланги, с помощью которых подается газ. Аргонная сварка с инвертором дает возможность сваривать сталь на постоянном токе и алюминий на переменном.

Технологический процесс

Несмотря на то, что аргонодуговая TIG сварка требует навыка и профессиональных знаний, ее можно выполнить своими руками. Перед этим необходимо разобраться, что такое сварка ТИГ в принципе, какое необходимо оборудование, последовательность действий.

Этапы сборки сварочного аппарата:

  1. Соединение осциллятора с инвертором.
  2. Прикрепление к клемме со знаком плюс провода, отвечающего за массу.
  3. Прикрепление к клемме со знаком минус провода, соединенного с горелкой.
  4. Закрепление горелки на рукав, через который проходит газ.
  5. Подготовка баллона с аргоном. Накрутка редуктора.
  6. Закрепление на редукторе рукава, подающего газ.
  7. Подключение инвертора к сети 220 В. Осциллятор питается от блока 6 В.

Аргонодуговая сварка своими руками в ручном режиме имеет следующий алгоритм:

  1. Очистка поверхности, где будет производиться сварка.
  2. Подготовка горелки к работе.
  3. Подача аргона.
  4. Розжиг дуги.
  5. Начало сварки.

Для очистки можно использовать способы механический или химический. Заканчивать очистку надо обезжириванием. Газ следует подавать на несколько секунд раньше, чем подключать к сети источник питания. Это обеспечит появление защитного слоя.

Важно! Чтобы была создана малая сварочная дуга, электрод должен располагаться на расстоянии минимум в 2 мм от свариваемой поверхности.

После разжигания дуги можно приступать к сварочному процессу. Горелкой, находящейся в левой руке, сварщик ведет дугу вдоль шва, а правой двигает проволоку навстречу перемещению горелки. Электрод и проволока должны составлять угол примерно 90°. Недопустима резкая подача проволоки, поскольку это может привести к брызгам раскаленного металла и образованию неровного шва.

Правила безопасности

При сварке нельзя забывать о правилах безопасности. Необходимо использовать средства защиты для сварщика: маску или щиток, перчатки или краги, специальную одежду и обувь.

Все маски можно разделить на активные и пассивные. Смотровое стекло пассивных масок имеет постоянное затемнение. У активных затемнение происходит только как реакция на световую вспышку от дуги. Преимуществом этого варианта является то, что на время прекращения сварочного процесса стекло становится прозрачным и сварщик хорошо видит объект. Нет необходимости приподнимать стекло, что достаточно удобно.

Основные виды сварочных краг:

  1. Брезентовые. Не востребованы, поскольку плохо выполняют основную функцию защиты рук от высокой температуры и искр. При попадании искр легко прожигаются.
  2. Спилковые. Изготавливаются из специально обработанной кожи свиней или коров. Устойчивы к летящим искрам. Прочны, эластичны, гигиеничны. Не сковывают движения рук. При наличии внутри хлопчатобумажного слоя сохраняют тепло рук.
  3. Войлочные. Удобны для работ при сварке.

Существуют комбинированные модели, в которых использованы разные виды материалов. Сварочные краги бывают длиной до локтя и закрывающие только кисть руки. Наличие возможности стягивания края перчатки обеспечивает дополнительную безопасность.

Костюм для сварщика должен быть изготовлен из материалов высокого качества. Он должен обладать устойчивостью к попаданию брызг расплавленного металла. Требования к костюму сварщика указаны в ГОСТе 12.4.250. Главные части костюма — куртка и брюки. Материал, из которого они сшиты, должен обладать большой теплоустойчивостью. Согласно нормативному материалу куртка должна прикрывать брюки более, чем на 20 см. Застежки закрываются клапанами. Максимальное расстояние между ними на куртке — 15 см.

В правила соблюдения техники безопасности входит электробезопасность. Баллон с аргоном должен быть расположен на расстоянии не менее 5 метров от возможных источников огня. Баллон должен быть поставлен вертикально и быть закреплен во избежания падения. Перед работой необходимо проверять состояние шлангов.

Необходимое оборудование

Аргонодуговая сварка меди и других металлов предполагает наличие особого оборудования. Минимальное техническое оснащение включает в себя:

  1. Источники тока.
  2. Осциллятор.
  3. Инвертор.
  4. Баллон с аргоном.
  5. Редуктор.
  6. Горелку.
  7. Соединительные кабели.
  8. Вольфрамовые электроды.
  9. Присадочную проволоку.

Для полноценной ТИГ сварки в аппарате необходим постоянный поджиг. Самые простые источники для ТИГ сварки выдают постоянный ток. Ими можно сваривать металлы — нержавейку, черный металл, латунь, медь, бронза. Но нельзя сваривать металлы, имеющие оксидную пленку — алюминий и магний. Для них необходимо, чтобы в источнике была функция переменного тока. Это более сложные источники, имеющие функцию и постоянного и переменного тока. Для переменного тока существуют такие настройки, как баланс тока.

В современных моделях существуют источники с режимами для разных толщин материала, различных пространственных положений. Самая распространенная функция — пульсовый режим. Одна из характеристик — частота пульса. Существуют источники с частотой пульса до 15 тысяч Гц. Чем больше частота, тем выше функциональность.

При выборе аппарата для TIG сварки надо определиться, где он будет использоваться и для каких целей. Это определит наличие нужных функций:

  • напряжение источника питания;
  • наличие режимов с постоянным и переменным током;
  • возможность смены полярности;
  • наличие режима для стали с высокой вязкостью;
  • способность долгое время сваривать металл, имеющий большую толщину;
  • нахождение в комплекте горелки с водяным охлаждением;
  • наличие охлаждения стационарного вида;
  • наличие возможности контроля работы с помощью дисплея;
  • возможность работы на производственных линиях.

К достоинствам относятся и дополнительные функции:

  • наличие возможности бесконтактного поджога дуги;
  • DOWN POST GAS — позволяет плавно производить отключение дуги;
  • BALANCE — возможность изменения баланса полярности при сварке переменным током.

Существует много моделей сварочных аппаратов для ТИГ сварки. Модель TIGER 170 DC опережает конкурентов по соотношению веса прибора и производительности. Аппарат имеет широкие возможности применения — от стальных листов толщиной 0,2 мм до 6 мм. Дополнительная функция регулировки значения тока позволяет сваривать тонкие листы без прожогов. Аппарат имеет микропроцессорное управление и большой объем памяти. Простой и удобный интерфейс позволяет устанавливать нужные параметры и режимы.

Аппарат HAMER TIG-200DC может работать в двух режимах. Это вариант для сварки черных металлов и нержавеющей стали. Главное достоинство — невысокая цена в сочетании с наличием всех необходимых функций.

Сварочный аппарат ELAND TORS-200 имеет похожие характеристики. В наличии — большее количество дополнительных функций. Отличительная черта — комплектация приспособлениями и расходными элементами для работы, как для ТИГ, так и для MMA сварках.

В ГОСТе 5.917-71 изложены требования к ручным горелкам для аргонодуговой сварке. Согласно этому нормативному документу должны применяться горелки типа РГА. Наиболее распространенные модели — РГА-150 и РГА-400. Выбор для TIG сварки диаметра и толщины электрода зависит от вида свариваемых металлов.

Ошибки при ТИГ сварке

Основная ошибка — быстрое сгорание электрода. Это может произойти из-за неправильной полярности выбранного режима, маленькому расходу газа, плохо подобранному диаметру вольфрамового электрода. Может произойти загрязнение сварочного шва вольфрамом. Причина — попадание электрода в сварочную ванну и начало его плавления там.

Шов плохого качества может получиться при наличии конденсата на металле, неисправности шлага или его неплотного прилегания, недостаточного поступления газа, плохой предварительной очистке поверхности. Нестабильность дуги может образоваться вследствие неправильной полярности, загрязненности электрода, слишком длинного его размера.

К распространенным ошибкам относится изменение цвета шва и появление желтого дыма. Причиной является чересчур быстрое отключение аргона. Отключают газ через 10 секунд после того, как погаснет дуга.

Заключение

Сварка методом — современный способ, позволяющий соединять различные металлы. Результатом является получение швов высокого качества.

Интересное видео

Сварка вольфрамовым электродом: особенности и преимущества

Многие исполнители относятся к требованиям правил безопасности при  ведении работ, мягко говоря, несерьезно. Первоочередной задачей руководителя любого уровня является постоянный контроль за соблюдением сварщиком этих правил.

Работа сварщика считается одним из самых опасных видов работ. Специалистам приходится иметь дело со сжатым воздухом, горючими и негорючими газами, электрическим током. Для того, чтобы свести риск получения травмы к минимуму необходимо знать особенности различных видов сварочного оборудования, соблюдать технологию работы и всегда при работе использовать средства защиты.

Эта статья в подробностях ознакомит вас с такой важной частью работы, как техника безопасности при работе с металлами. Это очень важная и необходимая рабочим информация, незнание которой может привести к тяжёлым последствиям. Ни в коем случае не следует начинать работу с металлами, не ознакомившись и не поняв технику безопасности.

stalevarim.ru

Преимущества ТИГ сварки аргоном

Сварка аргоном ТИГ представляет собой обособленную разновидность технологии аргоновой сварки и, согласно техническому переводу аббревиатуры Tungsten Insert Gas (TIG), обозначает ее как методику ручной электродуговой сварки в среде инертного газа аргона неплавящимся электродом из вольфрама.

Стоит обратить внимание! Иногда в технических описаниях и названиях сварочных аппаратов можно встретить и такое сокращенное название технологии аргоновой сварки неплавящимся вольфрамовым электродом как WIG, что в переводе с немецкого Wolfram Inert Gas полностью соответствует обозначению TIG.

Технология тиг сварки аргоном

В основе метода сварки аргоном TIG лежит электрическая плазменная дуга, которая является источником высокотемпературного тепла, необходимого для расплавления свариваемого металла в среде инертного газа аргона, но с неподвижным вольфрамовым электродом. По своей сути является гибридом электродуговой сварки в среде инертного газа в части нагрева и газопламенной сварки в части подачи сварочного материала.

Сварочные аппараты простой аргоновой сварки и сварки TIG по принципам работы являются практически одинаковыми, поэтому первые можно вполне считать универсальными. Различие этих аппаратов и методик лежит в устройстве сварочной горелки (уместней было бы здесь употреблять слово держатель, но так уже принято). В случае с TIG сваркой вольфрамовый электрод закреплен в конструкции горелки неподвижно, имея возможность лишь для регулировки, что связано с его прогоранием от высокотемпературной дуги в процессе сварки.

Сам процесс аргоновой TIG сварки основан на высокотемпературной плазме, которая образуется за счет прохождения больших электротоков между электродом и свариваемым металлом, образуя так называемую сварочную ванну. Для образования шва в сварочной ванне вполне хватает кромок основного материала в случае достаточной толщины или при наложении листов металла друг на друга. А вот для сваривания тонкостенных деталей и особенно встык необходимо дополнительно вводить присадочную проволоку, как правило, полностью идентичного состава свариваемому металлу.

Для того, чтобы такой процесс электросварки проходил без осложнений, используют среду инертных газов. Хотя в названии и звучит слово аргон, но вполне возможно применение и других инертных газов или специальных смесей. Так, для сварки вертикальных поверхностей и материалов толщиной более 5 мм рекомендуют применять смесь аргона и гелия. А вот в «домашних» условиях нередко используют более дешевые, так называемые активные смеси газов. Например, углекислый газ или азот, правда это уже существенно влияет на качество сварного шва.

И так же, как и для простой аргоновой сварки, так и для ТИГ метода, необходимо тщательно подготавливать свариваемые поверхности путем механической зачистки и обезжиривания. Здесь можно порекомендовать использовать в процессе подготовки различные фирменные антипригарные жидкие составы типа спреев или травильных кислот.

Области применения

Благодаря своей технологичности и высокому качеству — сварка TIG значительно потеснила традиционные методики сварки. Она нашла широкое применение в таких отраслях, как химическая, теплоэнергетическая, нефтеперерабатывающая, а для отдельных видов промышленности, к которым относятся авиационно-космическая, пищевая и автомобилестроительная, стала основной технологией сварки.

Аргоновую сварку TIG применяют для практически всех видов металлов и их сплавов, но чаще всего используют для соединения деталей и узлов:

  • высокоуглеродистых легированных сталей,
  • нержавеющих сталей,
  • меди,
  • латуни,
  • бронзы,
  • титана,
  • алюминия и его сплавов.

А также технология TIG незаменима для сваривания деталей, состоящих из разных металлов или сплавов путем наплавления более «мягкого» материала на более тугоплавкий.

Преимущества и недостатки TIG технологии

К ярко выраженным достоинствам применения сварки ТИГ можно отнести:

  • сварку всех марок сталей, цветных металлов и их сплавов;
  • высокую устойчивость электродуги, вне зависимости от опыта сварщика;
  • возможность получения сварного шва как с применением присадочной проволоки, так и полностью без нее, т. е. с долей основного материала от 0 до 1;
  • возможность изменения свойств и геометрических параметров сварного шва за счет угла наклона горелки и скорости подачи или профиля и марки присадочной проволоки;
  • отсутствие пор и трещин в структуре свариваемого металла;
  • способность сваривать различные по составу металлы, добиваясь при этом высокого качества соединения.

При всех своих преимуществах TIG технология имеет и ряд существенных недостатков:

  • небольшая скорость сварки, низкая энергоэффективность и невысокий кпд;
  • высокая относительная стоимость единицы сварного шва;
  • необходимость применения дополнительных устройств для начального возбуждения сварочной дуги;
  • качество сварки очень чувствительно к сквозняку или ветру;
  • при большой толщине свариваемого металла или при продолжительной работе горелка аппарата требует дополнительного охлаждения.

Оборудование для тиг сварки

При выборе конкретного аппарата аргоновой TIG/WIG сварки прежде всего необходимо четко определиться с такими критериями, как:

  • финансовые возможности, так как модели сварочного оборудования такого типа далеко не из дешевых;
  • вид сварочных работ и их периодичность;
  • вид и толщина свариваемого металла;
  • тип источника электроэнергии напряжением в 200В или 380В.

Для выполнения сварочных работ в небольших объемах для домашнего использования хорошо подойдут универсальные эффективные аппараты TIGER 170 DC и TIGER 210 AC/DC, которые, обладая одними из самых маленьких размеров в своем классе, впечатляют при этом своей практически полной функциональностью. При весе всего в 5,4 и 8,4 кг эти аппараты соответственно способны выдавать сварочные токи в 170 А постоянного тока (DC) и 210 А AC/DC.

Программируемая электроника высокопроизводительного инвертора данных моделей с частотой преобразователя в 100 кГц и 230В подойдет не только для простого механического использования, но и способна работать в составе автоматизированных или роботизированных производственных линий.

Следующим уровнем технологического оборудования для ТИГ сварки являются модели аппаратов INVERTIG.PRO 240-450 DC + AC/DC или Барс Profi TIG 317 DP AC/DC, работающие от промышленного напряжения в 380 В. Они уже предназначаются для небольших производств и способны сваривать все марки черных и цветных металлов практически любой толщины. А также они отличаются более впечатляющими техническими характеристиками.

Этот уровень сварочного оборудования обладает максимальной энергоэффективностью инверторной технологии, способной работать на 200 кГц, поэтому они лучше всего подходят для использования на автоматическом или роботизированном производстве.

Основными расходными материалами, которые потребуются при использовании в работе сварочных аппаратов ТИГ технологии, будут съемные элементы конструкции горелок, такие как керамическое сопло, цанга, держатель цанги.

Хотя при сварочных работах неплавящимся электродом он по идее не должен расходоваться, но все же постепенно, пусть и очень медленно, но он «тает». Это происходит за счет постоянного испарения частиц вольфрама при воздействии высокотемпературной электродуги, а вот интенсивность процесса его износа напрямую зависит от силы установленного тока и толщины свариваемого металла.

Если вы знаете какие-то особые нюансы при использовании ТИГ сварки, которые мы не раскрыли в статье, то поделитесь ими в блоке комментариев.

wikimetall.ru

§ 114. Технология сварки вольфрамовым электродом [1979 Рыбаков В.М. — Сварка и резка металлов]

Сварка тонколистовой нержавеющей и жаропрочной аустенитной стали. Конструктивные элементы швов предусматриваются ГОСТ 14771 — 76. Перед сваркой поверхность свариваемых кромок зачищают до блеска стальной щеткой, а затем промывают растворителем (дихлорэтаном, ацетоном, авиабензином) для удаления жира (следы жира вызывают поры в шве и снижают устойчивость дуги). Перед сваркой детали скрепляют прихватками через 50 — 75 мм.

Техника сварки тонких листов нержавеющей стали неплавящимся или плавящимся электродом аналогична технике сварки тонких листов из низкоуглеродистой стали. Сварку ведут справа налево. Поперечные движения прутком и электродом не допускаются во избежание окисления металла шва.

Сталь толщиной более 3 мм сваривают плавящимся электродом (проволокой из нержавеющей стали) на постоянном токе обратной полярности.

Ориентировочные режимы ручной сварки вольфрамовым электродом тонкой нержавеющей стали в аргоне приведены в табл. 61.

61. Ориентировочные режимы ручной сварки вольфрамовым электродом нержавеющей и жаропрочной аустенитной стали в аргоне (стыковые соединения)

Обратную сторону шва защищают от воздуха поддувом аргона.

Сварка алюминиевых сплавов. Подготовка кромок деталей под сварку аналогична подготовке листов из нержавеющих сталей. Кромки деталей из алюминиевых сплавов можно очищать травлением в растворе хромовой кислоты. Перед травлением кромки обезжиривают растворителем или теплым раствором каустика. Затем промывают горячей водой и тщательно протирают. Сварка должна производиться не позже, чем через 2 — 3 ч после травления, иначе она вновь покроется окислом.

При ручной сварке деталей толщиной до 5 мм скос кромок не делается.

Ориентировочные режимы сварки алюминиевых сплавов вольфрамовым электродом в аргоне приведены в табл. 62.

62. Ориентировочные режимы сварки алюминиевых сплавов вольфрамовым электродом на переменном токе

Примечание. Напряжение дуги при сварке в аргоне — 10 — 15 В, то же в гелии — 12 — 16 В, длина дуги 1,5 — 3 мм.

Алюминий жадно поглощает водород, поэтому содержание влаги в аргоне не должно быть больше допускаемого.

Присадочным материалом служит, как правило, проволока того же состава, что и основной металл. Для формирования валика с обратной стороны шва в подкладке из нержавеющей стали делается канавка. Сварка производится без поперечных колебательных движений электродом и прутком.

Чтобы избежать перегрева кромок алюминия, сварку выполняют на больших скоростях за один проход дуги.

В институте электросварки им. Е. О. Патона разработан флюс, имеющий вид карандаша; этот флюс предварительно наносят на свариваемые кромки. Содержащиеся во флюсе фториды и окислы способствуют уменьшению диаметра столба дуги и тем самым повышению его температуры; благодаря этому глубина проплавления возрастает и сварка ведется с повышенными скоростями и с меньшим перегревом металла. Особенно высокое качество сварных соединений можно получить при двухслойной или трехслойной аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом с применением флюсов в виде паст.

Сварка титана. В качестве защитного газа применяют аргон А или гелий. Газ обязательно подается также на обратную сторону шва и на все участки металла, нагретые более чем на 400°С.

Аргонодуговая сварка титана и его сплавов вольфрамовым электродом производится на постоянном токе с использованием оборудования, применяемого для сварки сталей.

При аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом титан и его сплавы обладают малой склонностью к образованию горячих трещин. В некоторых случаях наблюдаются холодные трещины в сварных соединениях; они возникают спустя некоторое время после сварки — от нескольких часов до нескольких месяцев.

При сварке втавр и внахлестку защита аргоном производится со всех сторон соединения.

Наиболее надежная защита сварного соединения достигается при сварке деталей в герметичных камерах, заполненных аргоном.

Для сварки листов малой толщины (до 2,5 мм) в качестве присадочного материала применяют технический титан марки ВТ1. При больших толщинах и при сварке титановых сплавов, имеющих временное сопротивление более 90 кгс/мм2 , применяют присадочный материал, по составу приближающийся к основному металлу, или легированный алюминием (марки ВТ5) и другими элементами.

Признаком удовлетворительного качества сварки можно считать отсутствие цветов побежалости на поверхности шва. Темные цвета побежалости вплоть до синего свидетельствуют о недостаточной защите металла при сварке.

Сварные соединения, выполненные ручной аргонодуговой сваркой, необходимо подвергать термической обработке (отжигу) для предотвращения трещин, которые могут появиться с течением времени.

Температура отжига сварных деталей из титана ВТ1, ОТ4-1 — 550 — 600°; из титана марок ВТ5, ВТ5-1, ОТ4, ВТ4, ОТ4-2 — 600- 650°С. Выдержка при отжиге — 20 — 40 мин, охлаждение — на воздухе.

Аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом применяется для металла толщиной от 0,5 до 10 мм; металл толщиной до 3 мм сваривается встык без присадочного материала.

Режимы ручной аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом титановых сплавов приведены в табл. 63, 64.

63. Ориентировочные режимы ручной аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом стыковых соединений титановых сплавов с присадочным материалом 64. Ориентировочные режимы ручной аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом титана марок ВТ1-0, ВТ1-00, ОТ4-0, ОТ4-1

Примечание. Напряжение дуги при толщине 0,5 — 1,0 мм — 8 — 10 В; при толщине 4 — 20 мм — 10 — 16 В.

Сварка меди вольфрамовым электродом может выполняться в азоте, являющемся инертным газом для меди.

Для сварки бронзы азот не применяют; защитным газом в этом случае может быть только аргон.

Режимы аргонодуговой сварки бронзы Бр. ОЦС-4-4-2,5 приведены в табл. 65.

65. Режимы аргонодуговой сварки бронзы

Примечание. Диаметр вольфрамового электрода 3,5 мм. Швы выполняют встык на медной подкладке без зазора. Ток постоянный прямой полярности.

Сварка в защитных инертных газах всех металлов и их сплавов наилучшие результаты дает при использовании источников питания дуги импульсным током, описанных в гл. XXI. Импульснодуговая сварка обеспечивает направленный перенос электродного металла во всех пространственных положениях. Она обеспечивает хорошее качество соединений листов различной толщины, в том числе менее 1 мм.

При импульсной сварке капля с конца плавящейся проволоки отрывается во время прохождения импульса и восстанавливается после него. Этот процесс последовательно повторяется, в результате чего создается струйный перенос электродного металла с постоянной частотой и постоянными размерами мелких капель при среднем значении тока ниже обычного.

Преимущество импульсной сварки вольфрамовым электродрм выражается в повышенной стабильности горения дуги, а также в постоянстве качества металла шва по всей его длине, что объясняется постоянством времени нахождения каждой капли на конце электрода.

В результате постоянства тепловложения при импульсной сварке величина проплавления строго постоянна и изменяется, например, в пределах всего 0,25 мм при сварке листов толщиной 6,35 мм. При импульсной сварке отсутствует разбрызгивание металла.

Большие возможности импульсная сварка предоставляет при выполнении работ во всех пространственных положениях.

При обычной сварке в защитных газах короткой дугой для уменьшения сварочной ванны ток снижают до минимума, что иногда приводит к непроварам. Импульсная сварка допускает значительно большее тепловложение, чем сварка с короткими замыканиями, и в результате этого непровар исключен.

Контрольные вопросы

1. Какие газы применяют при сварке неплавящимся электродом?

2. Расскажите о сварке алюминиевого сплава вольфрамовым электродом.

3. В чем заключаются преимущества импульсной сварки вольфрамовым электродом перед обычной дуговой сваркой?

metallurgu.ru