Главная » Виды сварки » Дуговая сварка » Сварка аргоном » Tig сварка — что за способ, где он применим: описание, параметры, режимы
Сварка неплавящимся электродом tig картинка

Tig сварка — что за способ, где он применим: описание, параметры, режимы

Для сборки всевозможных сварных конструкций из легированных сталей и для соединений цветных металлов используется аргонодуговая сварка. Из статьи можно узнать, что же такое сварка аргоном, что варят с использованием инертных газов, как влияет защитное облако на процесс многое другое.

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.

Сварка tig

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.

Что можно варить аргоновой сваркой ТИГ?

Данный способ имеет очень широкие границы применения. Варят как неприхотливые  низкоуглеродистые стали, так и сплавы титана, дюрали, меди, высоколегированные жаропрочные и жаростойкие стали, никелевые сплавы и нержавейку. Сами режимы и методы процесса сильно разнятся. Так, к примеру для алюминия используется переменный ток или импульсный режим. Так что делаем вывод в аргоне можно заварить практически все.

Плюсы и минусы использования Ar и других инертных газов

Аргонной называют сварочный процесс, проходящий в среде чистых инертных газов и смесей, защищающих расплав металла от окисления, насыщения водородом, азотом. 

Сначала о преимуществах аргонодуговой сварки:

  • Защитная среда ионизируется, поддерживается ровное горение дуги;
  • Фактически максимальная защита как электрода, так и присадки от атмосферных газов;
  • Можно соединять тонкие листовые заготовки без деформации;
  • Высокопроизводительный сварочный процесс;
  • Широкая номенклатура применяемых металлов и сплавов;
  • Формируется однородный по структуре шов;
  • Снижается риск непроваров, пор, подрезов и других дефектов;
  • После работы не требуется очищать шовный валик от следов окалины, также за счет этого повышается производительность;
  • Инертный газ безвреден, не оказывает вредного влияния на организм, окружающую среду.

Недостатком метода могут явиться громоздкое оборудование, необходимо к месту работы транспортировать баллон и систему подачи газа. Увеличиваются производственные затраты на расходники.

Что нужно еще для сварки аргоном?

 Сварочное оборудование бывает автоматическим, механизированным или ручным. Перечислим основные компоненты оборудования:

  1. Инверторный источник питания или сварочный выпрямитель;
  2. Осциллятор как уже ранее говорилось, применяется для бесконтактного розжига дуги за счет тока с высоким напряжением и частотой;
  3. Сварочная горелка с цангой, наконечником и вольфрамовым электродом;

Условные обозначения

В технических характеристиках сварочников можно встретить аббревиатуры TIG MIG, РАД, AC DC, непонятные начинающим сварщикам, приобретающим бытовое оборудование, работающее от сети. Существует стандартная и международная классификации видов.

TIG MIG сварка, что это такое и в чем отличия.

  • Технология Tungsten Inert Gas еще называется РАД – ручная аргонная сварка с использованием вольфрамового электрода (тонкие металлы варят без присадки встык, заготовки толще 2 мм – с использованием присадочной проволоки); Встречается аббревиатура wig – обозначающая, что применяется именно вольфрам для электрода;
  • Метод Metal inert gas – ручная аргонодуговая обычным плавящимся электродом.

РАД осуществляется как на постоянном токе, так и на переменном. Чтобы различать аппараты, выдающие переменный и постоянный ток, введено обозначение аргонодуговой сварки AC DC. Аппараты для TIG, выдающие постоянный ток, называют DC-оборудованием. При выборе инверторов важно учитывать, для чего нужна аргоновая сварка. Сварочные аппараты AC/DC (direct current/alternating current) работают в двух режимах, можно работать на постоянном и переменном токе.

Переменный ток — АС

Аргонодуговая сварка, проводимая на переменном токе (AC) – используется для металлов с тугоплавкой оксидной пленкой таких как алюминий. Глубина проплавления на переменном токе существенно ниже, чем на постоянном токе порядка 14-22%.

Импульсная аргонодуговая сварка обеспечивается подачей кратковременных импульсов, используется при работе с плавящимся и неплавящимся электродом. При импульсно-дуговой технологии электродуга условно подразделяется на дежурную, поддерживаемую в холостом режиме, и рабочую, возникающую при подаче импульсного тока.

Как присоединять клеммы

При подключении сварочного аппарата, выдающего постоянный ток, учитывается полярность аргонодуговой сварки.

Прямая полярность

При прямой полярности минус на корпусе горелки, плюсовая клемма присоединяется к свариваемой заготовке. Тепловой центр электродуги смещается к металлу, он быстро расплавляется. Данный способ подключения часто применяется, являясь в преобладающем большинстве отличием перед миг сваркой в аргоне.

Обратная полярность

При использовании обратной полярности диаметр электрода должен быть толстым, он будет сильно разогреваться, а зона расплава формируется широкая и неглубокая. Обратная полярность используете при сварке сплавов, образующих пленочные оксиды или нитриды, препятствующие разрушению под воздействием внешних факторов (дюрали, титан).

За счет потока положительных частиц происходит катодное распыление оксидных и нитридных пленок, улучшается качество шва. Отметим, что для данного метода относительно редко применяется обратная полярность. Ее применение ускоряет износ электрода, также оставляя высокий риск попадания его частиц в металл шва. Следует учесть, что на обратной полярности Ar переходит в состояние плазмы.

Лучше пользоваться специальными газосмесями. При аргонодуговой сварке переменным током расположение клемм произвольное. Плюс и минус меняются с частотой рабочего тока.

Влияние газов на сварочный процесс

Однозначно ответить на вопрос, что нужно для сварки аргоном и какой газ применяется для сварки неплавящимся электродом ответить сложно. Инертное облако влияет на интенсивность формирования шва, глубину провара и форму шовного валика. Чистый Ar обладает низкой теплопроводностью, за счет этого дуговой столб узкий, профиль проникновения V-образный, шов проваривается глубоко.

Чистый He намного легче, формируется широкая дуга, профиль проникновения неглубокий. Применение аргонодуговой сварки в среде He практикуется только при обработке разнородных и жаропрочных нержавеющих металлов из-за высокой стоимости вещества.

Для цветных и нержавеющих сталей чаще приобретают специальные смеси на базе Ar и He. Смеси этих газов в разном соотношении обеспечивают защиту на высоком уровне, улучшают показатели дуги, к примеру при применении смеси He+Ar в соотношении 22-25% к 75-78% увеличит теплоотдачу и увеличение напряжения дуги.

Также используется такая смесь аргона и кислорода с содержанием последнего 1-3%. Это улучшает стабильность горения дуги в целом. Газовые смеси, содержащие по три компонента в своем составе, имеют широкий спектр применения.

Режимы

Токовую нагрузку определяют, исходя из вида металла и толщины заготовки, учитывая диаметр плавящегося электрода или присадочной проволоки. Основные рабочие параметры:

  • Параметры тока (переменный, постоянный, полярность прямая или обратная определяется только для постоянного);
  • Используемый диаметр вольфрамового электрода;
  • Напряжение свободногорящей сварочной дуги;
  • То с какой скоростью идет процесс;

К второстепенным параметрам относятся:

  • Положение электрода;
  • Положение самой свариваемой детали;

Сварочный ток – чем больше его значение, тем больше провар. Его параметры колеблются в пределах от 10 до 1000 А. Расход защитных газов в среднем варьируется от 3 до 20 л/мин. В некоторых случаях может достигать значений и в 50 л/мин. Скорость сварки от 23 до 123* м/ч (*для автоматических способов). В большинстве случаев значение находятся в пределах 23 – 61 м/ч. Напряжение на дуге в пределах от 5 до 32В, в основном в пределах 9-14В. Ампераж устанавливают, руководствуясь специальными таблицами.

Режим сварки изделий из стали картинка

Общие данные режимов сварки стали

Сварочный ток можно выбрать, учитывая диаметр электрода, и свойства свариваемого металла изделия, размеров изделия.

Основные параметры ТИГ сварки

  • Напряжение дуги напрямую влияет на геометрические размеры шва. Чем больше напряжение тем выше скорость сварки и меньше ширина шва. 
  • Интервал размера дуги – от 1,5 до 2,9 мм, для увеличения глубины провара необходимая длинная. Для сварки проката из тонкого металла используется короткая дуга, для уменьшения тепловложения;
  • Чрезвычайно важным моментом является угол заточки вольфрамового электрода. Чем острее угол, тем шире дуговой столб и ниже нагрузка. Отсюда и более низкий срок службы. Тупой угол заточки приводит к противоположным следствиям как узкая сварочная ванна, но более долгий срок службы. Оптимальный угол заточки является от 25-45 градусов. Не рекомендуется использовать угол заточки более 90 градусов.
  • Скорость сварочного процесса зависит от формы и размеров валика, геометрии соединения, силы сварочного тока, физических свойств основного и присадочного металлов.
  • Расход газ защищающего сварочную ванну зависит от того, где происходит сварка в помещении, где нет движения воздуха или на улице. При наличии ветра или сквозняка необходимо увеличить подачу газа так как его частично будет сдувать. Если ветер в зоне сварке сильный, то необходимо дополнительно использовать специальные сетчатые сопла. Их еще называют конфузорные. Расход зависит и от скорости выполнения сварки и подачи электродной проволоки. Чем больше скорость, тем выше газорасход.

Подготовительные мероприятия перед сваркой

  1. Оборудование должно быть исправно и иметь действующее свидетельство об аттестации НАКС;
  2. Газовый баллон посредством шланга подключить к сварочному аппарату. Подключить горелку в разъем соответственно к плюсу если выбрана обратная полярность или на минус в случае с использованием обратной;
  3. Подключить заземляющий кабель к корпусу сварочного оборудования;
  4. Подлечить питающий кабель к электросети. Произвести включение аппарата;
  5. Проверить подачу газа и работу осциллятора. Произвести пробное зажигание сварочной дуги.

Нюансы сварных соединений разных металлов

Теперь о том, что можно варить аргонодуговой tig сваркой и какие особенности необходимо учитывать.

Алюминий

Температура плавления оксида намного выше, чем у самого алюминия. Ее температура варьируется в пределах 20000-20500 °С. Для удаления окислов необходима обратная полярность, и, соответственно, толстый тугоплавкий или графитовый стержень, приблизительно равной толщине свариваемой детали. Использовать переменный ток. 

Для сварки необходима сила тока значительно выше, чем для других металлов даже в большей чем у него температурой плавления. Линейное расширение алюминия одна из трудностей его сварки. Происходит большая усадка металла и как следствие дефекты сварного шва в виде утяжин и подрезов. Алюминий обладает высокой текучестью, что также ведет к образованию дефектов различного рода. Для уменьшения текучести алюминия необходимо применить подкладки с высокими теплоотводящими свойствами. 

Медесодержащие изделия

Медь активно насыщается водородом, отличается текучестью. Сварка меди из-за этого крайне сложна в вертикальном и потолочном положении. Перед ее сваркой обязательно качественная зачистка и обезжиривание поверхности. Используется TIG, MIG технологи с использованием чистого Ar и графитовых электродов. Как и алюминий медь имеет высокую теплопроводность что обуславливает ее сварку на токах с высокими значениями. Сварку меди осуществляют с предварительным подогревом изделия до температуры порядка 600 – 650 °С. Для уменьшения сварочных деформаций.

Режимы сварки изделий из меди картинка

Титан

Это высокоактивный металл, для него необходимо увеличить подачу газовой смеси чтобы максимально защитить сварочную ванну. Способ сварки зависит от марки титана, можно варить сплавы плавящимися и неплавящимися электродами. Перед сваркой необходимо тщательно зачищать поверхность заготовки и сварочных материалов. Титану свойственно наводороживание или сродство к водороду.
Наводороживание есть не что иное, как насыщение сварочного шва водородом из газовой или водной среди. Для устранения чего используют специальные приспособления, кожухи и козырьки, удерживающие защитную атмосферу, в которой происходит остывания шва.

Сущность аргонодуговой сварки в получении шовного валика без окалины, шлаковых включений, пористости. Инертные газы тяжелее воздуха, за счет разницы в плотности при подаче газосмеси в рабочую зону формируется облако. Для розжига дуги применяются обычные электроды или тугоплавкие вольфрамовые совместно с присадочной проволокой, формирующей шовный валик. На видео ниже показано, что такое и что включает в себя аргонодуговая сварка, как производить подготовку оборудования и проводить сварку.

Поделиться:

Поделиться в vk
Поделиться в facebook
Поделиться в odnoklassniki
Поделиться в pinterest
Поделиться в telegram
Поделиться в whatsapp

5 1 голос
Рейтинг статьи
Подписаться
Уведомить о
guest
0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
()
x