Разработка процесса аргонодуговой сварки неплавящимся электродом с управлением магнитным дутьем

Please use this identifier to cite or link to this item: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/48027

Title:	Разработка процесса аргонодуговой сварки неплавящимся электродом с управлением магнитным дутьем
Authors:	Чагин, Артем Евгеньевич
metadata.dc.contributor.advisor:	Князьков, Анатолий Федорович
Keywords:	магнитное дутье; автоматическая сварка; столб дуги; аргонодуговая сварка; токоподвод; magnetic blowing; automatic welding; arc column; argon-arc welding; current lead
Issue Date:	2018
Citation:	Чагин А. Е. Разработка процесса аргонодуговой сварки неплавящимся электродом с управлением магнитным дутьем : бакалаврская работа / А. Е. Чагин ; Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ), Инженерная школа неразрушающего контроля и безопасности (ИШНКБ), Отделение электронной инженерии (ОЭИ) ; науч. рук. А. Ф. Князьков. — Томск, 2018.
Abstract:	Объектом исследования является процесс дуговой сварки неплавящимся электродом в защитной среде аргона Цель работы – исследование и разработка технологии сварки неплавящимся электродом в аргоне с управлением собственным магнитным дутьем. В процессе исследования проводились анализ методов повышения эффективности и способы сварки неплавящимся электродом с применением импульсного питания сварочной дуги, проведен анализ сварки модулированным током и предложен наиболее перспективный способ. В результате исследования разработан процесс сварки неплавящимся электродом с управлением магнитным дутьем. Область применения: данный способ сварки может применяться в разных отраслях: нефтяной, газовой, котельной, электрического промышленности, а также в коммунальном, сельском хозяйстве и кораблестроении. The object of investigation is the process of arc welding with a non-consumable electrode in an argon protective medium The purpose of the work is to study and develop the welding technology with a non-consumable electrode in argon with control of its own magnetic blow. In the process of the investigation, methods of increasing efficiency and methods for welding with a non-consumable electrode were analyzed using pulse welding arc welding, an analysis of modulated current welding was performed and the most promising method was proposed. As a result of the research, a process of welding with a non-consumable electrode with control of magnetic blowing was developed. Scope: this method of welding can be used in different industries: oil, gas, boiler, electrical industry, as well as in communa
URI:	http://earchive.tpu.ru/handle/11683/48027
Appears in Collections:	Выпускные квалификационные работы (ВКР)

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Сварка неплавящимся электродом в среде инертных газов

Сварка неплавящимся электродом в среде инертных газов с присадкой  [c.27]

Переменный ток при сварке неплавящимся электродом в среде инертных газов применяется в основном при сварке алюминиевых и магниевых сплавов. При расплавлении этих сплавов поверхность сварочной ванны оказывается покрытой тугоплавкой пленкой окислов (А1.2О3), препятствующих сплавлению кромок изделия.  [c.319]

В табл. 11.1 приведена оценка свариваемости сплавов при сварке их плавлением (дуговая сварка неплавящимся электродом в среде инертных газов) и контактной сварке (точечная и шовная). Марка сварочной проволоки при сварке, прихватке и подварке сплавов выбирается в соответствии с рекомендациями, представленными в табл. 11.1.  [c.97]

Неплавящиеся вольфрамовые электроды. Для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде инертных газов (аргон, гелий), а также для плазменных процессов резки, наплавки и напыления применяют электроды по ГОСТ 23949—80.  [c.109]

Установка УДГ-350 для ручной сварки неплавящимся электродом в среде инертных газов разработана на базе транзисторного инвертора. Она снабжена горелками на 200 и 315 А. Блок цикла сварки обеспечивает контактное зажигание дуги на токе 10 А, автоматическое нарастание сварочного тока до заданного, плавное снижение тока, продувку газа в конце сварки, регулировку амплитуд и длительностей тока импульса и паузы при сварке пульсирующей дугой.  

[c.169]

Для механизации сварочных работ рекомендуется использовать дуговую сварку неплавящимся электродом в среде инертных газов. Сварку свинца малых толщин (до 3 мм) во всех пространственных положениях выполняют короткой дугой на постоянном токе прямой полярности в среде аргона.  [c.394]

Особенности электрической дуги. Для сварки алюминия неплавящимся электродом в среде инертных газов, как было указано выше, пригоден только переменный ток. В полупериод, когда основной металл является катодом (—), разрушается пленка окислов на алюминии дуга при этом неустойчива, вольфрамовый электрод получает большую тепловую нагрузку. В полупериод прямой полярности дуга горит устойчиво, прогревая основной металл, вольфрам несколько охлаждается пленка окислов в это время не разрушается.  

[c.85] Хорошие результаты дает также сварка деталей из алюминиевых сплавов неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертного газа аргона (аргоно-дуговая сварка). Присадочный материал при этом вводят в электрическую дугу, горящую между деталью и вольфрамовым электродом, как при газовой сварке. Сварка производится без флюса, так как аргон надежно защищает расплавленный металл «от окисления и способствует получению сварочного шва с высокой прочностью без пор и окислов. Для аргоно-дуговой сварки промышленность выпускает специальные установки типа УДАР-300, УДАР-500, УДГ-301 и УДГ-501.  [c.165]

В установках для сварки постоянным током неплавящимся вольфрамовым электродом- в среде инертных газов (рис. 3) в качестве источника используют сварочные генераторы с крутопадающей  

[c.314]

Источники переменного тока для сварки неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертных газов (рис. 4) состоят из сварочных трансформаторов СТЭ-22, СТЭ-23, СТЭ-32, СТЭ-34 и др.,  [c.314]

Хорошие результаты дает также сварка деталей из алюминиевых сплавов неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертного газа аргона (аргонодуговая сварка). Присадочный материал при этом вводят в электрическую дугу, горящую между деталью и вольфрамовым электродом, как при газовой сварке. Сварка проводится без флюса, так как аргон надежно защищает расплавленный металл от окисления и способствует получению сварочного шва с высокой прочностью без пор и окислов.  

[c.167]

Для отдельных работ применяются также другие способы автоматизированной дуговой сварки, например, автоматическая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертных газов с присадочной или без присадочной проволоки, полуавтоматическая сварка неплавящимся электродом с механизированной подачей присадочной проволоки.  [c.75]

В установках для сварки постоянным током неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертных газов (рис. 3) в качестве источника используют сварочные генераторы с крутопадающей характеристикой (СУГ-26, ПС-300, ПС-500 и др.) а также сварочные выпрямители ВСС-120. ВСС-300, ИПП-120, ИПП-300 и др.  [c.374]

Для сварки титана могут применяться следующие способы сварки автоматическая и ручная аргоно-дуговая неплавящимся и плавящимся электродом в среде инертных газов и автоматическая под бескислородным флюсом.  [c.86]

Основные положения технологии сварки неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертных газов.

Особенности сварки стали, алюминия, титана, меди и их сплавов.  [c.126]

Существует два вида электродуговой сварки, различающихся тем, что в одном случае ирименяется плавящийся электрод, а в другом — неплавящийся вольфрамовый. И в том и в другом случае сварка производится в среде инертного газа.  [c.438]

Для алюминия и его сплавов используют все виды сварки плавлением, Наибольшее применение нашли автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка неплавящимся и плавящимся электродом в среде инертных защитных газов, автоматическая дуговая сварка с использованием флюса (открытой и закрытой дугой), электрошлаковая сварка, ручная дуговая сварка плавящимся электродом, электронно-лучевая сварка. Сварка, как правило, осуществляется в цехах с высокой культурой производства  

[c.442]

Наибольшее распространение получила сварка вольфрамовым электродом на воздухе. Сварку осуществляют на обычных установках для автоматической сварки в среде инертных газов неплавящимся электродом. На горелке закрепляют специальную насадку (рис. 12.7), размеры которой назначаются такими, чтобы защитить от воздуха требуемую изотерму на основном металле. Для предотвращения окисления металла сварного соединения защищают изотермы в 250. .. 300 °С. Размеры изотермы обычно определяют расчетным путем по формулам распространения теплоты в металлах при сварке. Длина и ширина насадки должны соответствовать размерам изотермы.  [c.471]

Ручная аргонодуговая сварка — вид сварки, при котором электрическая дуга горит между неплавящимся вольфрамовым электродом и свариваемым изделием в среде инертного газа, защищающего также зону плавле. ния основного и присадочного металла (рис. 2).  

[c.5]

Пример 1. Механизированная сварка неповоротных стыков труб из нержавеющей стали в среде инертных газов неплавящимся электродом.  [c. 321]

При дуговой сварке труб в среде инертных газов электрическая дуга горит между неплавящимся вольфрамовым электродом и свариваемой трубой (рис. 146). Для сварки применяют специальную горелку для подвода тока и подачи инертного газа.  [c.379]

Дуговую сварку в среде, инертных газов можно выполнять как вольфрамовым, так и плавящимся электродом. При сварке неплавящимся электродом (вольфрамовым) источником тепла служит электрическая дуга, возбуждаемая между вольфрамом и изделием. При сварке плавящимся электродом источником тепла служит электрическая дуга, возбуждаемая между электродной проволокой и изделием. Электрод, дуга и ванна расплавленного металла защищены оболочкой инертного газа [c.118]

Вольфрам применяется при дуговой сварке в среде инертных газов в качестве материала для неплавящихся электродов.  [c.425]

При дуговой сварке в среде инертных газов неплавящимся (вольфрамовым) электродом применяется как переменный, так и постоянный ток. Области применения токов различных родов обусловливаются особенностями дуги прп переменном н постоянном токе.  [c.429]

ГОСТ 23949-80 «Электроды вольфрамовые сварочные неплавящие-ся» распространяется на электроды из чистого вольфрама марки ЭВЧ, вольфрама с присадкой оксида лантана марки ЭВИ-1, ЭВИ-2 и ЭВИ-3 и вольфрама с присадкой двуокиси тория марки ЭВТ-15. Эти электроды предназначены для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде инертных газов, а также для плазменных процессов сварки, резки, наплавки и напыления. В ГОСТе приводится химический состав электродов, требования к поверхности и методы испытаний. Электроды диметром 0,5 мм выпускают в мотках, а электроды диаметром 1. .. 10 мм выпускают прутками длиной 75, 150, 200 и 300 мм.  [c.62]

Обмотки якоря соединены с коллектором пайкой серебросодержаишм припоем или сваркой неплавящимся электродом в среде инертного газа. Пропитка якоря вакуум-нагнетательная в лаке на эпоксидной основе. От центробежных усилий обмотка якоря удерживается с помощью клиньев в пазовой части и стеклобандажной лентой в лобовых частях.  [c.134]

Из дуговых способов сварки титана самый распространенный — сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертных газов. Качество сварки зависит главным образом от надежности защиты зоны сварки и чистоты инертного газа. Для получения качественного шва необходимо, чтобы содержание влаги в защитном газе (аргоне) было минимальным, так как под действием высоких температур она диссоциируется и образующиеся водород и кислород энергично поглощаются расплавленным металлом. Применяют аргон I сорта с точкой росы не выше —45 °С [8].  [c.22]

Высоколегированная сталь того же состава, что и основной металл, или как при сварке неплавящимся или плавяшдмся электродом в среде инертного газа.  [c.51]

Сварка в среде углекислого газа осуществляется только пла-вящн.мся электродом. В среде инертных газов — плавящимся и неплавящимся электродами.  [c.7]

РИНп — сварка ручная дуговая в среде инертных газов неплавящимся электродом (допускается не указывать)  [c.308]

В среде инертных газов сварку выполняют неплавящимся (вольфрамовым) и плавящимся электродами. Вольфрамовые электроды лаптанированные или иттрированные. Инертные газы аргон 1-го и 2-го сортов по ГОСТ 10157—73, гелий повышенной чистоты и смесь аргона с гелием. Сварка вольфрамовым электро-  [c.355]

Дуговая сварка в среде инертных газов титана и его сплавов может быть осуществлена неплавящимся лантанированным или ит-трированным вольфрамовым либо плавящимся электродом Г  [c.274]

Наиболее широко применяется автоматическая сварка в среде инертных газов неплавящимся вольфрамовым электродом с присадкой и без присадки, а также плавя-1ЦИМСЯ электродом. Дуговая сварка в среде инертных газов и его сплавов наиболее изучена.  [c.328]

Дуговая сварка в среде инертных газов. Сварку можно выполнять неплавящимся (вольфрамовым) электродом с присадкой и без нее и плавящимся электродом из титана как вручную, так и автоматически. При этом применяют нейтральные газы повышенной чистоты аргон (99,7—99,92% по объему), гелий (99,97— 99,98% по объему). Наличие в защитном газе, например, примесей кислорода и азота более 0,2—0,25% заметно снижает пластичность и ударную вязкость металла шва. При ручной сварке рациональнее применять аргон, а при автоматической — гелнй. Хорошие результаты дает также смесь из 20—30% аргона и 70— 80% гелия.  [c.82]

Дуговая сварка в среде инертных газов. Сварку можно выполнять вручную, автоматически и полуавтоматически. Сплавы алюминия можно сваривать неплавящимся (вольфрамовым) электродом на переменном токе с присадкой и без нее, а также плавящимся электродом на постоянном токе при обратной полярности сплавы магния — только неплавящимся (вольфрамовым) электродом на переменном и постоянном токе с присадкой и без нее. В последнем случае при ручном процессе предпочитают применять переменный ток, так как при этом легче поддерживать дугу требуемой длины.  [c.125]

Вольфрам применяют при дуговой сварке в среде инертных газов в качестве материала для неплавящего-ся электрода. При сварке постоянным током прямой полярности применяют вольфрам марки ВТ-15, содержащий 1,5—2% окиси тория. Диаметр прутков из ториро-ванного вольфрама от 1,0 до 7,5 мм.  [c.379]

Сварка меди в среде инертных газов неплавящимся электродом обеспечивает высокое качество сварного соединения. В качестве защитных газов используют аргон или азот, который для меди является нейтральным и защитным газом. Сварка в азоте отличается более глубоким проплавлением и высокой производительностью, однако устойчивость дугового разряда в азоте ниже, чем в аргоне или гелиИ Чаще используют смесь газов аргона и азота высших сортов (70—80)% Аг+(20—30)% N2, что экономит дорогой аргон, повышает устойчивость дуги и производительность труда. Для сварки используют лаптанирован-ные (ЭВЛ) или иттрированные (ЭВИ) вольфрамовые электроды. Металл толщиной до 5 мМ сваривают без разделки кромок, при толщине 6—12 мм делают одно-  [c. 231]

Дуговую сварку в среде инертных газов неплавящимся электродом можно выполнять как с присадкой, так и без присадки. При сварке без присадки шов обра п ется за счет расплавления кромок свариваемого металла.  [c.432]

---

Аргонодуговая сварка TIG неплавящимся электродом

Сварка в среде аргона обладает большим количеством преимуществ, позволяет получить сварные соединения высочайшего качества и точную глубину проплавления металла, что незаменимо при сварке тонких металлических поверхностей. Её применяют для соединения цветных металлов и легированных сталей, как правило, это неповоротные стыки труб — специально для таких работ разработаны особые конструкции сварочных автоматов, поэтому аргонно-дуговую сварку иногда называют орбитальной.

Современный рынок сварного оборудования предлагает большое количество самых разных брендов. В общем, их можно разделить на две группы аппаратов, в которых используется аргонодуговая сварка плавящимся и неплавящимся электродом. Как правило, аргонодуговая сварка неплавящимся электродом применяется для соединения сплавов на основе титана и алюминия, что касается плавящегося электрода, он используется для сварки алюминия и нержавеющих сталей.

Для аргонодуговой сварки с неплавящимся электродом иногда используют термин TIG или WIG — это англоязычная аббревиатура от словосочетаний Tungsten Inert Gas или Wolfram Inert Gas соответственно. В этом случае в роли неплавящегося электрода выступают стержни из вольфрама, который отличаются тугоплавкостью (температура плавления 3400 ?C), иногда их заменяют графитовые электроды. Особенностью процесса является то, что во время сварки в зону работы нагнетается защитный газ (аргон, гелий или их смеси), что защищает сварочную дугу от воздействия атмосферного воздуха. Если брать в расчет экономические соображения, то аргон предпочтительнее, поскольку значительно дешевле. При аргоновой сварке неплавящимся электродом присадочный материал (прутки, проволока или полосы) обязателен и должен подаваться в зону сварочного процесса поступательными движениями. Стоит отметить, что аргонодуговая сварка tig применяется исключительно на прямой полярности.

К достоинствам аргонно-дуговой сварки можно отнести плавное регулирование сварочного тока, защиту от перегрева, выcoкoe кaчecтвo cвapныx швoв, вoзмoжнocть cвapки в paзличныx плоскостях. Эти достоинства обуславливают её применение в тех областях, где высококачественное соединение металлов является обязательным условием: авиационная, атомная и пищевая промышленность, космонавтика, медицина машиностроение и т.д. К недостаткам можно отнести низкую производительность автоматизированной сварки аргоном, поэтому она встречается не часто, а вот ручная сварка неплавящимся электродом распространена очень широко.

Для сварки алюминия и его сплавов применяется аргонодуговая сварка с обоими видами электродов. И если сварка сплавов особых трудностей не представляет, то чистый алюминий с его высокой активностью и неустойчивостью требует к себе внимательного отношения. Всё дело в том, что его взаимодействие с кислородом приводит к тому, что этот металл мгновенно покрывается оксидной пленкой, температура плавления которой в два с половиной раза превышает температуру плавления чистого металла. По этой причине сварка алюминия — технологически сложная задача: необходимо одновременно разрушить тугоплавкую оксидную пленку и изолировать алюминий от взаимодействия с окружающим воздухом. Всё это решаемо с помощью аргонодуговой сварки с неплавящимся электродом на переменном токе, поэтому аргонодуговой аппарат для сварки алюминия должен обладать бесконтактным поджигом, балансом полярности, продувкой газом как до, так и после сварки. При сварке конструкций из тонких листов можно пользоваться режимом импульсной сварки на постоянном токе.

В процессе сварки алюминия аргоном нет необходимости зачищать кромки от окиси, поскольку импульсный ток разрушает окисную пленку на поверхности металла и оттесняет её в стороны от ванны. Открывшийся чистый серебристый металл, который визуально очень напоминает ртуть, медленно расплавляется под действием температуры.

Для планирования качества сварки алюминия стоит учитывать такой параметр как чистоту аргона, для получения хороших результатов он не должен иметь следов влаги, содержание азота не должно превышать 0,3%, а кислорода — 0,03%. Качественные плотные швы получаются в процессе сварки в защитной смеси, состоящей из 35% аргона и 65% гелия. Тем не менее, даже высококачественный аргон содержит некоторое количество кислорода — этого достаточно для образования пленок окислов на жидком металле. В том случае, если пленки окислов не разрушаются в процессе сварки, они засоряют металл шва. Это может стать причиной несплавления кромок или присадочного металла с основным. Такой проблемы не возникнет, если сварочная ванна, то есть само изделие будет катодом.

Так же стоит учитывать толщину свариваемого металла, поскольку это влияет на процесс сварки. Так, если толщина соединяемых пластин не превышает 3 мм, то перед аргонодуговой сваркой кромки не скашиваются. Если толщина металлических изделий находится в пределах от 3 до 6 мм, то достаточно сделать односторонний скос кромок, общий угол раскрытия должен составлять 60-90°, притупление в стыке — до 1,5 мм. При толщине пластин более 9мм алгоритм подготовительных работ аналогичен предыдущему размерному ряду кромок, единственное, что притупление должно быть до 2,5 мм. Для соединения металлических пластин толщиной до 20 мм перед сваркой необходимо сделать двусторонним скос кромок (угол раскрытия 60-90°, притупление 3 мм) либо рюмкообразную выемку с радиусом закругления 5 мм в одной из кромок (угол раскрытия 40-60°, притупление в стыке 3 мм).

Ещё одной особенность сварки алюминия аргоном является то, что соединение металлических кромок толщиной до 6 мм осуществляется односторонним швом на подкладке. Если толщина превышает 6 мм, то шов делают сначала с одной стороны, затем корень шва вырубается и окончательно заваривается с другой стороны. Если за один проход разделка не заваривается, то сварка осуществляется ещё раз. Идеальным вариантом является полное проплавление шва за первый проход, а второй уже осуществляется с добавлением присадки, что позволяет заполнить разделку и придать шву необходимую прочность.

Аппараты аргонодуговой сварки на постоянном токе неплавящимся электродом CEA RAINBOW HF

ПРЕИМУЩЕСТВА АППАРАТОВ RAINBOW HF

• Точное и эффективное зажигание дуги TIG на высоких частотах
• Хороший результат сварки тонколистовых заготовок
• Базовая комплектация со встроенным импульсным режимом и функцией «EASY PULSE» (RAINBOW 202 HF PRO)
• Цифровой контроль всех сварочных параметров с возможностью сохранения до 9 индивидуальных программ (RAINBOW 202 HF PRO)
• Низкое энергопотребление и высокий КПД
• Материал корпуса содержит ударопрочное волокно
• Панель управления защищена от случайных повреждений
• Наклонная лицевая панель управления с хорошим обзором под любым углом зрения
• Класс защиты IP 23 и защита электронных компонентов от попадания пыли, благодаря инновационной принудительной системе охлаждения источника «туннельный эффект», позволяют использовать аппарат в жестких производственных условиях

 

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

• Предварительная продувка
• Первоначальный ток/ ток поджига
• Нарастание тока
• Амплитуда сварочного тока
• Второй импульс сварочного тока
• Импульсная сварка
• Спад тока перед выключением сварки
• Ток заварки кратера
• Продувка после сварки
• Таймер точечной сварки
• Автоматический горячий старт
• Автоматический режим форсирования дуги
• Автоматическая функция Антистик, предотвращает залипание электрода

 

RAINBOW 201HF

• Цифровая регулировка всех сварочных параметров
• Кнопка выбора сварочного процесса: TIG DC | TIG DC «Lift» | MMA
• Кнопка выбора сварочного режима: 2х/4х-тактный
• Цифровой амперметр с предустановленным значением сварочного тока и функцией запоминания последнего установленного значения
• Цифровой дисплей для предустановки всех сварочных параметров

 

RAINBOW 202HF PRO (дополнительно к функциям 201HF)

• Сварочный режим CYCLE
• Импульсная сварка ТИГ в диапазоне от 0,5 до 500 Гц с функцией «EASY PULSE»
• Установка до 20 индивидуальных сварочных программ с возможностью сохранения и вызова
• Контроль всех сварочных параметров

 

АКСЕССУАРЫ

• Пульт дистанционного управления CD 6 (для RAINBOW 202HF PRO)
• Педаль PSR 7для дистанционного управления (для RAINBOW 202HF PRO)
• Ремень для переноски

---

Импульсная сварка¹ — дает меньшее тепловложение по сравнению с обычным способом сварки, что позволяет сваривать более широкий диапазон деталей. За счет повышения частоты до 500 Гц достигается высокая степень сжатия дуги, тем самым, уменьшается зона термического влияния, что позволяет повысить эстетичный вид сварного шва. Повышается качество сварки тонких материалов (0,5–0,8 мм), исключаются прожоги, снижается коробление во время и после сварки.

Легкий импульс² — позволяет оператору выставить только значение максимального сварочного тока, а машина сама автоматически подберет значение частоты (0,5–500 Гц) и длительность сварочного тока. Благодаря использованию данной функцию значительно снижаются требования к квалификации сварщика.

Функция Цикл³ — позволяет посредством быстрого нажатия кнопки на горелке, мгновенно переключиться между двумя заранее установленными значениями сварочного тока. Эта функция применяется для сварки разнотолщинных профилированных заготовок, где требуется продолжительная смена значений сварочного тока. Возможность использования большого стартового сварочного тока необходима для подогрева свариваемых заготовок.

настройка параметров – Дуговая сварка на Svarka.guru

Сварка в среде защитных газов всегда считалась самой качественной. Здесь несколько технологий, из которых выделяется ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом. Во-первых, она ручная, что дает возможность использовать ее в непромышленных условиях. Во-вторых, простота процесса дает возможность пользоваться ею неспециалистам. Ведь в основе ее технологии лежит процесс нагрева металла электродом, расплавления его и подачи в сварочную ванну присадочного материала, которым ванна и заполняется. При этом аргон выступает в качестве защиты от химических элементов в воздухе, которые негативно влияют на сварочный шов, тем самым снижая качество стыка соединяемых заготовок.

Что такое аргонная сварка?

Электрическую дуговую сварку в 1881 году изобрел русский инженер Н. Н. Бенардос, ему же принадлежат лавры точечного, а также шовного сплавления различных металлов.

Важно! Алюминий весьма капризный металл, особенно при сильном нагреве и взаимодействии с молекулами кислорода — в результате поверхность мгновенно оказывается скрытой за тонкой пленкой.

Аргон защищает нагреваемый металл от взаимодействия с кислородом, исключая его негативные воздействия на качество сварочных швов.

Аргоно-дуговую сварку используют для соединения таких металлов: титана с чугуном, сталь с медью и других, в том числе золото, серебро, соединение которых при помощи других видов сварки невозможно. Популярность такой сварки объясняется следующими преимуществами:

• Качество сварного шва.
• Большая долговечность.
• Доступность аппаратов в розничной торговле.

При использовании надежного оборудования швы получаются невидимыми по факту, что важно для ремонтируемого изделия, кроме этого, повышается прочность деталей.

Советы от специалистов

Специалисты с многолетним стажем сварки в инертных газах, с использованием плавящегося и неплавящегося проводника подготовили для новичков ряд советов:

• газ лучше подавать с другой стороны сварочной дорожки, это значительно повысит качество, но, правда, увеличит расход;
• чтобы снизить финансовые затраты на дополнительные комплектации, можно приобрести не чистый аргон, а смесь его с другими газами;
• успех зависит от количества попыток, поэтому не стоит расстраиваться, что не получается с первого раза, необходимо много тренироваться;
• не стоит забывать о правильных настройках аппарата;
• перед пайкой больших изделий, нужно провести пробный шов на небольших заготовках или на участке, который является не столь важным или невидимым;
• более точную информацию по настройкам на разные режимы работы можно узнать у производителя аппарата. То есть, перед эксплуатацией необходимо прочитать инструкцию и проконсультироваться со специалистом.

На видео показано практически, что такое монолитное соединение деталей прутьями и как совершается ровный и красивый шов с помощью неплавящегося электрода.

Читать также: Ножовки по металлу виды

Среди прочих видов сварочных работ, проводимых в среде инертных газов, основным считается сварка неплавящимся электродом. Такой ее вид еще называют аргонной сваркой. Принцип ее работы основан на разогреве металлов в среде тяжелых газов. Главным инструментом выступает неплавящийся вольфрамовый электрод и электрическая дуга. При аргонной сварке электроэнергия дуги переходит в тепловую энергию. Ее воздействия вполне достаточно для разогрева свариваемых поверхностей.

Схема аргонодуговой сварки неплавящимся электродом.

Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом имеет свои технологические особенности. Поскольку азот и кислород оказывают негативное влияние на качество сварного шва, в условиях окружающей атмосферы (78% — азот, 21% — кислород, 1% — прочие составляющие) крайне важно блокировать зону плавления от воздействия воздуха.

Для этого в рабочую зону подают аргон — газ, который на 40% тяжелее воздуха. Для заполнения зазорной полости, возникающей при плавке свариваемых поверхностей, в рабочую зону подается специальный присадочный материал.

Помимо аргона, технология сварки неплавящимся электродом также допускает использование и других вытесняющих газов: гелия (He), активного азота (N2), свободного водорода (h3) и двуокиси углерода (СО2 — углекислого газа). При подаче в зону углекислого газа вместо вольфрамового электрода применяют угольный аналог.

Неплавящиеся электроды

Изготавливаются они из чистого графита или вольфрама, а также с добавлением редкоземельных элементов. Такие сплавы имеют улучшенную характеристику, а изделия отлично выдерживают длительную токовую нагрузку. Как правило, диаметр варьируется в пределах от 0,5 до 10 мм.

При использовании постоянного тока, при условии, что полярность прямая, металл соединяемых пластин или деталей плавится на максимальную глубину, при этом около 85% энергии тепла расходуется по прямому назначению, а 7% уходит на непосредственный нагрев самого электрода. Оставшиеся 8% расходуются на образование электрической дуги.

Алюминий сваривают неплавящимися электродами и при обратной полярности, но здесь потери тепловой энергии возрастают до 50%, поэтому для соединения с заготовками из стали данный режим не подходит. Добавив стабилизатор и компенсатор тока можно подключать оборудование к источникам переменного тока.

Плавящийся вид

Ручная дуговая сварка с применением плавящегося электрода относится к разряду универсальных подходов, поскольку может проводиться практически в любых условиях.

Этот способ организации сварочного процесса позволяет оператору комфортно работать даже в самых труднодоступных местах. Однако наряду с указанными достоинствами этот метод имеет ряд существенных недостатков, проявляющихся в следующем:

• небольшая глубина проплавления обрабатываемого металла;
• низкая производительность процесса сварки, что объясняется малыми уровнями рабочих токов;
• нестабильность ручной сварки, заметно уступающей автоматизированным приёмам сплавления.

Сущность данного способа обработки металлов состоит в использовании энергии электрической дуги, искусственно создаваемой между свариваемой заготовкой и электродом.

Под действием высоких температур металл в зоне сварки интенсивно плавится и образует так называемую «сварочную ванну». На завершающей стадии работ на месте расплава (после его остывания) должен получиться аккуратный шов.

По внешнему виду плавящийся электрод – это типовой металлический стержень с нанесённым на его поверхность покрытием определенной структуры и толщины.

Основные параметры, определяющие размеры так называемых «обмазанных» электродов, их разбивку по типам и предъявляемые к ним требования регламентируются действующими стандартами (ГОСТ 9467-75, в частности).

Согласно этим данным самый распространённый диаметр электродных стержней – в пределах от 3-х до 6-ти миллиметров. Указанный показатель определяется как толщина стержня, без учёта имеющегося рабочего покрытия.

Со снижением этой величины, а также при увеличении общей длины электрода изменяется и его проводимость, что естественно приводит к сильному нагреванию в процессе сварки.

В случае чрезмерного нагрева стержень быстро плавится (говорят, что она начинает «течь»). Одновременно с этим сгорают и входящие в состав покрытия органические компоненты, теряя свои защитные свойства.

Разновидности и предназначение

Для аргоно-дуговой сварки используются специальные электроды — они не имеют свойств, присущих обычному металлу и относятся к расходному материалу.

Так выглядят электроды для сварки аргоном по категориям, поэтому их трудно перепутать во время приобретения.

Угольные

Аналогичные электроды используются во время воздушно-дуговой резке металла, чтобы удалить имеющиеся дефекты поверхности, при этом сила тока не превышает 580 A. Угольные электроды применяют и для сварки тонкостенных деталей, изготовленных из цветного металла. Конфигурация круглая или плоская, применяются вместе с присадками или без, что определяется технологией проведения аналогичных работ.

Графитовые

Они весьма актуальны при работе с цветными металлами или их сплавами, например, если необходимо прочное соединение медных проводов. Аналоги из графита доступны по цене и имеют широкое распространение на внутреннем рынке России из-за таких достоинств: стойкость к воздействию высокой температуры, весьма низкий износ, отличная обрабатываемость.

Вольфрамовые

Выбирая электроды, надо ориентироваться на следующие параметры:

• легирующие добавки и общий химический состав;
• диаметр, от которого зависит толщина шва;
• геометрия законцовки — от нее зависят основные характеристики всего процесса;
• качество затачивания.

При наличии в электродах редкоземельного тория возможна небольшая радиоактивность, поэтому многие промышленные комплексы отказываются от их эксплуатации.

Каждому сварщику нужно учитывать, что материал стержня не принимает участия в процессе образования сварочного шва, его оплавления в результате длительного использования весьма незначительны.

Разновидность сварочных технологий

1. TIG — сварка вольфрамовым электродом с ручной подачей присадок;
2. MIG — система механизированная аргонодуговой сварки плавящимся электродом, подающимся автоматически.

Существуют и другие разновидности, но они предназначены для работы с высокоточными изделиями и промышленных работ. Мы же поговорим, как выглядит технология сварки аргоном, применимая в домашних условиях. Оба аппарата имеют главный пляс – простоту работы, и им будет рад каждый начинающий сварщик. В данной статье более детально рассмотрим первый метод.

Оборудование

На практике чаще применяют первый вариант — универсальный аппарат аргоно-дуговой сварки, а специальное оборудование предназначено для больших объемов, в основном механизированных. Универсальные агрегаты просты в использовании независимо от того ручного или автоматизированного они действия — применяются на производственных предприятиях или в частном гараже.
Состоит такой аппарат из следующих элементов:

1. Источника постоянного или переменного тока, в продаже встречаются и комбинированные аппараты.
2. Горелки, подходящие к любой величине тока.
3. Первичную дугу поджигает система с повтором колебаний или осциллятор.
4. Специальные приспособления для постоянной подачи инертного газа (аргона).
5. Средства управления процессом дуговой сварки.

При использовании подогрева проволоки возрастает производительность процесса, поэтому приобретение такого агрегата — мечта сварщика.

Расходные материалы

Прутки

При сварке аргонодуговой вольфрамовым электродом используют специальные присадочные прутки, для заполнения сварного соединения металлом. Так, как технология позволяет работать с большей частью стали цветных металлов, эти присадочные прутки имеют различный состав и разделяются на присадки из:

• нержавейки, используется для нержавеющей стали и создания швов, с высокой сопротивляемостью коррозии;
• алюминия и алюминиевых сплавов, надежный шов выдерживающий высокие температуры, не теряя герметичности шва;
• меди и медных сплавов, такой шов имеет высокие показатели электропроводимости, гибкости. Прутки из меди используются для
• сваривания ряда цветных металлов;
• никеля, для сваривания чугунных изделий и создания швов стойких к окислению.

Проволока

Материал, предназначенный для использования в установках с автоматической подачей сварочного материала. Как и прутки разделяется на группы по составу, применимому к различным видам стали, имеет различную толщину.

Газ

Основной расходный материал это – газ, а точнее газовая смесь. Ввиду высокой стоимости чистый аргон применяется довольно редко, зачастую сварщики пользуются смесью аргона и углекислого газа или гелия. Газ, как и толщина проволоки, и ее состав подбирается исходя из вида металла и его толщины.

Рекомендуем! Классификация сварных швов и соединений

Шланги, фитинги

Если все работы производятся стационарно, то комплекта шлангов и соединений должно хватить на длительный промежуток, но учитывая специфику работ, эти элементы довольно часто изнашиваются и требуют замены. При выездных работах шланги – один из первых расходников. Они рвутся, прожигаются, очень часто нужно добавить длины и так далее.

Особенности сварки металлов неплавящимся электродом и аргоном

Для надежного соединения деталей и повышения прочности шва надо соблюдать следующие особенности:

• Электрод должен как можно глубже проникать между деталями, а дуга при этом — минимальной длины. Шов получится меньше по ширине, а качество соединения намного выше.
• Стержень из вольфрама двигается посредине зазора, т. к. сдвиг в любую сторону понижает качество шва.
• Запрещается резкая подача присадки, во избежание разбрызгивания и перерасхода металла.
• Проволока подается под постоянным углом и без колебаний.
• При завершении работы запрещается обрыв шва путем отведения электрода из зоны плавления, дуга гасится с помощью реостата.
• Газ подают за 20 секунд до начала, а выключают за 10 секунд до окончания процесса.
• Режим сварки зависит от толщины деталей, учитывается и диаметр неплавящегося электрода.

До проведения работ поверхности тщательно очищаются до характерного блеска, при необходимости дополнительно обрабатываются растворителем.

Чем лучше варить

Для правильного выбора нужного метода желательно оценить каждый из них с точки зрения потребности в данных конкретных условиях. Для этого надо сравнить возможности разных электродов и определимся с наиболее оптимальным вариантом.

Прежде всего, необходимость сварки неплавящимися (или покрытыми) стержнями возникает лишь в тех случаях, когда предстоит работать с разнородными по структуре материалами. При этом характер сварных процедур (их подготовка и само сплавление) заметно усложняется и требует значительных усилий со стороны сварщика.

Таким образом, выбор операций с неплавящимся электродом целесообразен лишь как крайний случай, когда без него невозможно решение поставленной перед сварщиком задачи.

Во всех же остальных ситуациях вполне можно обходиться достаточно простыми и дешёвыми плавящимися электродами. Тем более что данный метод с течением времени постоянно совершенствуется и позволяет получить достаточно качественный сварной шов.

Плюсы и минусы

Достоинства:

• аргон не контактирует с металлом в расплавленном виде;
• этот инертный газ на 38% тяжелее, поэтому надежно закрывает место, где происходит сварка и не допускает молекулы воздуха;
• если сравнивать стоимость с другими аналогичными газами, то использование аргона намного выгоднее;
• при использовании аргонодуговой сварки расход газа в три раза меньше, чем аналогичные действия с гелием.

Благодаря перечисленным преимуществам аргонная сварка приобрела популярность, особенно при соединении алюминия с другими металлами.

Недостатки:

• сложность проведения в ручном режиме, требуются опыт и профессионализм исполнителя;
• нельзя допустить колебаний электрода;
• ручная дуговая сварка в защитных газах малопроизводительна, а автоматический вариант не всегда приемлем.

А. А. Муравьев, слесарь по ремонту 5-го разряда, опыт работы с 1979 года: «Подтверждаю, что аргонная сварка способна творить чудеса в умелых руках — надежно соединяются любые металлы».

Виды сварки с использованием аргона

Существует несколько видов сварки в среде аргона, их классифицируют по виду проводимых работ, требованиям у степени сложности:

1. Автоматизированная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом;
2. Роботизированная;
3. Механизированная
4. Ручная.

При последнем виде сварки перемещение заготовок и ход работающей горелки осуществляется самостоятельно вручную. Соответственно в автоматизировано варианте все происходит с точностью наоборот, а процесс будет находиться под контролем оператора механического прибора.

Механическая означает то, что горелку будет перемещаться вручную, но присадочный материал будет подаваться с помощью механики. В роботизированном случае, абсолютно все процессы автономны и обходятся без вмешательства оператора.

Настройка параметров

В первую очередь выбирают оптимальный режим, благодаря которому качество и эффективность сварки получается выше. Направление тока, полярность выбирают, учитывая свойства свариваемых металлов, а величина тока зависит от марки и химического состава деталей, учитывают и диаметр используемого электрода. Правильные параметры опытные мастера выбирают по справочнику.

Напряжение напрямую зависит от длины дуги, поэтому работы производят при минимуме аналогичных размеров и пониженном напряжении, так как при увеличении ухудшается качество соединения.

Режимы аргонодуговой сварки

1. Способ сварки подразумевает защиту шва от кислорода с помощью инертного газа – аргона. Поэтому сварщик должен следить за тем, чтобы сварная ванна не выходила из облака газа. Запрещено начинать сваривание до того, как был включен газ. После окончания работ горелка удерживается в последнем положении, а газ подается еще 5 – 15 секунд. Для лучшего эффекта аргон подается с обеих сторон соединения.
2. Скорость подачи проволоки должна быть постоянной, стоит исключить подачу припоя рывками. Если проволока подается автоматически, то оптимальные параметры можно найти в специальных таблицах. При ручной подаче припоя все зависит от самого сварщика. Пруток должен подаваться под правильным углом, перед горелкой и строго по направлению движения шва.
3. Расход газа – величина постоянная, прописанная в ГОСТах. Там же можно найти оптимальный баланс между аргоном и другими примесями.
4. Настройки тока – один из наиболее сложных, после работ с горелкой, пунктов. Особенно это касается начинающих сварщиков. Основная идея заключается в том, что не стоит настраивать режимы аргонодуговой сварки вручную, не имея опыта. Чтобы правильно настроить аппарат, вам необходимо прибегнуть к стандартным схемам. Для этого нужно знать толщину стали и ее состав. В таблицае полностью представлены настройки силы тока, вольтаж, тип тока, полярность и другие параметры.

Рекомендуем! Применение алюминотермитной технологии для сварки рельс на железной дороге

Внимание! Для каждого типа свариваемых металлов настройки оборудования будут различны.

Особенности тугоплавких стержней

Тугоплавкие стержни, изготовленные в России и странах СНГ, маркируются следующих образом: ЭВЛ (лантинированные), ЭВИ (иттриевые), ЭВЧ (для сварки на переменном токе). Это наиболее популярные виды электродов, все они по сути относятся к вольфрамовым, но имеют свои особенности.

Электроды марок ЭВЛ и ЭВИ можно использовать с постоянным и переменным током, а также задавать нужную полярность. В зависимости от назначения они окрашиваются в разные цвета, так что со временем вы научитесь отличать электроды, не читая обозначения на упаковке или на самом стержне. С помощью ЭВЛ и ЭВИ варят медь и нержавейку, используя постоянный ток. Переменный ток применяют для сварки алюминия.

Достоинства и недостатки

Неплавящиеся электроды часто становятся темой для обсуждения как среди начинающих, так и среди опытных сварщиков. Это связано с их неоднозначными достоинствами и недостатками, которых практически поровну.

Можно выделить следующие достоинства:

• Металл практически не деформируется при сварке или резке.
• Сварной шов получается качественным и долговечным.
• Работа выполняется быстро и не требует высокой квалификации.

• Защитный газ охотно выдувается из сварочной зоны, что затрудняет работу на улице или в полуоткрытых цехах.
• Перед сварочными работами нужно тщательно подготовить металл, иначе качество шва будет неудовлетворительным.
• Детали нужно зачищать, если производится розжиг вне сварочной зоны.

Мы считаем, что недостатки таких электродов несущественны.Неплавящиеся электроды для дуговой сварки обязательно нужно испробовать в своей практике, хотя бы для получения нового опыта. Они не потребуют от вас каких-то особенных навыков сварки, нужно лишь тщательно подготовить металл.

Материал и виды покрытия

Электродное покрытие по соотношению общего диаметра электрода к диаметру сердечника делится на следующие категории (коэффициент):

• Типа М – тонкое покрытие (до 1,2).
• С – среднее (до 1,45).
• Д – толстое (до 1,8).
• Г – особо толстое (свыше 1,8).

По составу также существует отдельная классификация:

• А – кислое.
• Б – основное.
• Ц – целлюлозное.
• Р – рутиловое.
• Две буквы (указанные выше, а также рутилово-железные с обозначением РЖ) – смешанный тип.
• П – прочие типы.

Приведенные буквы участвуют в маркировке.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Предусмотрено дополнительное деление электродов на несколько групп, в зависимости от состояния обмазки, точности изготовления этих изделий.

Цвет

Вольфрамовые электроды отдельно имеют цветовую маркировку, указывающую на тип и процентный вес содержащегося в составе оксида:

• Торий – голубые (0,35 – 0,55%), желтые (0,8 – 1,2%), красные (1,7 – 2,2%), сиреневые (2,8 – 3,2%), оранжевые (3,8 – 4,2%).
• Цирконий – коричневые (0,15 – 0,5%) и белые (0,7 – 0,9%).
• Оксид лантана – черные (0,9 – 1,2%), золотые (1,4 – 1,6%), синие (1,8 – 2,2%).
• Оксид церия – серые, соответствующие 1,8 – 2,2%.

Сиреневым и бирюзовым цветами отмечаются смешанные оксиды, состоящие из редкоземельных элементов. Зеленые стержни производятся из чистого вольфрама.

Сварка в среде защитных газов меди и ее сплавов

Сварка в среде защитных газов меди и ее сплавов производится неплавящимся и плавящимся электродами. Неплавящимся вольфрамовым электродом сваривают в аргоне без предварительного подогрева медь толщиной до 4-6 мм, в гелии и азоте толщиной до 6-8 мм. Плавящимся электродом можно сваривать без подогрева металл большей толщины: в аргоне до 6-8 мм, в гелии и азоте до 10-12 мм. Необходимость применения предварительного, а при больших толщинах и сопутствующего подогрева серьезное затруднение при сварке меди в среде защитных газов. Гелий и азот обеспечивают более высокий по сравнению с аргоном КПД процесса сварки, поэтому они заслуживают предпочтения. Однако аргон, являясь наиболее универсальным защитным газом, широко применяется и для меди (первый и второй сорта по ГОСТ 10157—73). Целесообразно использовать газовые смеси (например, следующего объемного содержания: 70-80 % Аr, 20-30% N2) для экономии аргона и увеличения производительности сварочных работ.

Сварку вольфрамовым электродом ведут на постоянном токе прямой полярности. Медь толщиной до 5-6 мм можно сваривать без разделки кромок. Для металла больших толщин применяется V или X образная разделка с углом раскрытия 60-70°.

Техника сварки в разных защитных средах различается в основном необходимостью поддержания разных по длине дуг. Для аргона и гелия длина дуги должна быть как можно меньше (обычно около 3 мм). Значительно длиннее дуга в азоте (около 12 мм). Поэтому в зависимости от среды, в которой выполняется сварка меди, резко различаются и статические характеристики дуг зависимость напряжения дуги от величины сварочного тока. При данном сварочном токе напряжение дуги, а следовательно, ее мощность и тепловложение самые высокие в азоте (в 3-4 раза больше, чем в аргоне). В гелии эти показатели примерно в 2 раза выше, чем в аргоне.

При сварке в азоте швы более склонны к порообразованию, особенно при малых размерах сварочной ванны и повышенной скорости ее охлаждения Это объясняется тем, что в азоте металл сварочной ванны проявляет тенденцию к уменьшению жидкотекучести. Расход защитного газа, зависящий во многом от его теплофизичееких свойств и плотности, в среднем следующий: аргона 8-10 л/мин, гелия 10-20 л/мин и более, азота 15-20 л/мин. Смеси газов для сварки меди применяются редко. Для повышения скорости сварки рекомендуется смесь аргона с азотом или гелием, где объемное содержание азота или гелия составляет 30%. При сварке используют графитовые подкладки или медные пластины, охлаждаемые водой.

Сварка в среде аргона обычно ведется справа налево при наклоне электрода по отношению к изделию углом вперед на 80-90°; угол наклона присадочной проволоки 10-15°, вылет неплавящегося электрода 5-7 мм. При сварке в среде азота применяются пониженные по сравнению с аргоном сварочные токи. Сварка меди неплавящимся электродом выполняется с использованием присадочного металла из раскисленной меди, медно-никелевого сплава МНЖКТ5-1-0,2-0,2, бронзы Бр.КМц3-1, Бр.ОЦ4-3, а также специальных сплавов, содержащих эффективные раскислители РЗМ. Оптимальные параметры режимов предварительного подогрева и сварки меди неплавящимся электродом выбирают исходя из номограммы.

Распространенная технология аргонодуговой сварки меди с применением присадочных проволок МНЖКТ5-1-0,2-0,2 и Бр.КМц3-1, которые позволяют получать швы удовлетворительного качества, в ряде случаев не обеспечивают теплофизических свойств металла шва и эксплуатационной надежности сварных соединений. Для сварки изделий электротехнической промышленности создана присадочная проволока марки Св.МЛ0,2. Электрическая проводимость швов составляет 80-95% электрической проводимости основного металла. Наилучшие свойства при сварке кислородсодержащей меди обеспечиваются при использовании в качестве защитной среды гелия. Угол загиба сварных соединений составляет 180°; σ_в =190÷210 МПа.

Таблица 1. Ориентировочные режимы сварки меди в среде аргона неплавящимся электродом.

b, мм	dЭ, мм	dпр, мм	Число проходов (кроме подвароч-ного)	Iсв, А	Расход аргона, л/мин
1,2*	2,5-3,0	1,6	1	120-130	7,0-8,5
1,5*	2,5-3,0	2,0	1	140-150	7,0-8,5
2,5*	3,5-4,0	2,5-3,0	1	220-230	7,5-9,5
3*	3,5-4,0	2,5-3,0	1	230-240	7,5-9,5
10**	4-4,5	3,0	3	1-й проход 200-350	7-8
	4-4,5	5,0		2-й проход 200-350	7,0
	4-4,5	6,0		3-й проход 200-400	7,0
	4-4,5	3,0		Подварочный шов 250-350	7,0
12**	4-4,5	3,0	4	1-й проход 250-350	8-10
	4-4,5	5,0		2-й проход 250-400	8-10
	4-4,5	6,0		3-й проход 300-450	8-10
	4-4,5	6,0		4-й проход 300—450	8-10
	4-4,5	3,0		Подварочный шов 250-350	8-10
19**	5-5,5	3,0	6	1-й и 2-й проходы 250-400	10-12
	5-5,5	5,0		3-й и 4-й проходы 250-450	10-12
	5-5,5	6,0		5-й и 6-й проходы 300-550	10-12
25***	5-5,5	3,0	8	1-й и 2-й проходы 250-400	12-14
	5-5,5	5,0		3-й и 4-й проходы 300-450	12-14
	5-5,5	6,0		5-й и 6-й проходы 300-550	12-14
	5-5,5	6,0		7-й и 8-й проходы 350-600	12-14

* Без разделки кромок,

** V-образная разделка кромок, α = 70-90°,

*** Х-образная разделка кромок, α = 70-90°.

 

Таблица 2. Ориентировочные режимы сварки тонколистовой меди в среде азота неплавящимся электродом.

b, мм	dЭ, мм	dпр, мм	Iсв, А	Диаметр выходного сопла горелки, мм
1,2-1,5	2,5-3,0	1,6-2,0	120-130	6-8
2,5-3,0	3,0-4,0	2,5-3,0	200-230	8-10

 

Наиболее часто встречающиеся дефекты сварных швов на меди пористость и горячие трещины. Образование трещин в процессе кристаллизации сварных швов связано с наличием остаточных примесей в основном металле, таких, как висмут, кислород, свинец, сера, селен, теллур, фосфор.

По характеру влияния на образование трещин примеси могут быть разделены на три группы.

1. Примеси, повышающие склонность к образованию и распространению трещин при сварке висмут, теллур, селен, фосфор, свинец. Указанные примеси, кроме фосфора, оказывают вредное влияние на свариваемость меди при их концентрациях в тысячных и десятитысячных долях процента. Влияние фосфора проявляется при его содержании в меди более 0,01%. Наибольшее влияние оказывают висмут и теллур. Свинец начинает существенно влиять только при больших скоростях сварки (более 14 м/ч), а пои введении его в медь, раскисленную фосфором, даже уменьшает склонность к образованию и распространению трещин.

2. Примеси, оказывающие в зависимости от концентрации переменное влияние на образование и распространение трещин. При малых концентрациях (до 0,01 %) они увеличивают склонность к образованию и распространению трещин, а при больших уменьшают ее. Такими примесями являются кислород, сера, кадмий.

3. Примесь, практически не влияющая на образование трещин, мышьяк. По характеру влияния на образование кристаллизационных трещин легирующие добавки (при содержании их до 0,6%) можно разделить на следующие группы: элементы, уменьшающие склонность швов к образованию и распространению трещин, хром, ниобий, иттрий, в меньшей степени титан, марганец, ванадий, кремний; элементы, практически не влияющие на образование трещин, но уменьшающие склонность к их распространению, железо, никель, кобальт, алюминии, цинк; элементы, оказывающие переменное влияние на образование трещин в зависимости от их концентрации и скорости сварки, бор, цирконий, магний.

Рис. 1. Рекомендуемые режимы подогрева и сварки, формы разделок меди для ручной сварки неплавящимся электродом.

Такое действие легирующих добавок связано с влиянием их на характер кристаллизации и различной раскисляющей способностью по отношению к меди.

Повышенной склонностью к образованию горячих трещин характеризуются также комплексно-легированные медно-никелевые и марганцево-медные сплавы, алюминиевые и оловянные бронзы. При сварке сплавов на медной основе возможно образование горячих трещин как в металле шва, так и в зоне термического влияния. Горячие трещины в металле шва, как правило, обусловлены широким эффективным интервалом кристаллизации сплавов. Основной причиной образова­ния таких трещин можно считать низкие пластические свойства этих сплавов при повышенных температурах, обусловленные наличием провала пластичности, который наблюдается в большинстве сплавов на медной основе. Температурные границы и минимальная пластичность в этом интервале для разных сплавов различны. Чем больше интервал потери пластичности, чем больше он смещен в область низких температур и чем меньше пластичность в этом интервале, тем выше склонность сплава к образованию трещин. Наибольшей склонностью к горячим трещинам в металле шва обладают марганцево-медные сплавы, наименьшей алюминиевые бронзы. Образованию трещин в ЗТВ подвержены медно-никелевые сплавы, а наиболее стойкими против образования таких трещин являются алюминиево-никелевые и марганцево-алюминиевые бронзы.

Для обеспечения отсутствия трещин в ЗТВ сплавов системы Сu-Ni-Аl и Мn-Сu сварку производят узкими валиками с охлаждением после каждого прохода до температуры ниже 100° С.

Для повышения стойкости металла шва против горячих трещин разработаны сварочные проволоки Бр.АЖНМц8,5-4-5-1,5; Бр.МцАЖН12-8-3-3; ММц40. С применением указанных материалов производится ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом на постоянном и переменном токах и полуавтоматическая аргонодуговая сварка плавящимся электродом. Механические свойства сварных соединений обеспечиваются практически на уровне свойств основного металла.

Таблица 3. Механические свойства медных сплавов и их сварных соединений.

Материал	σв, МПа	σ0,2, МПа	δ, %	ψ, %
Алюминиево-никелевая бронза
Основной металл	642	238	22,9	—
Сварное соединение	691	390	18,4	—
Наплавленный металл	703	294	27,5	26,4
Марганцево-алюминиевая бронза
Основной металл	663	280	32,0	—
Сварное соединение	701	404	17,4	—
Наплавленный металл	766	464	28,1	34,2
Медно-никелевый сплавы с 5-6% Ni
Основной металл	366	—	68,5	—
Сварное соединение	376	—	38,9	—
Наплавленный металл	378	239	32,0	45,8
Медно-никелевые сплавы с 40% Ni
Основной металл	—	—	—	—
Сварное соединение	—	—	—	—
Наплавленный металл	596	279	40,6	45,3
Марганцево-медный сплав
Основной металл	525	310	35,3	44,8
Сварное соединение	526	320	30,0	44,6
Наплавленный металл	532	240	36,7	48,0

 

Высокую производительность сварочных работ обеспечивают новые эффективные способы и приемы сварки. К ним относится ручная гелиеводуговая сварка меди на форсированных режимах (Iсв =700÷900 А; Uд =25÷30 В), которая позволяет успешно решать вопрос изготовления и ремонта медных конструкций. Резко повышает производительность работ двухдуговая сварка неплавящимся электродом.

Таблица 4. Ориентировочные режимы сварки меди плавящимся электродом.

Параметр	Защитный газ
	Гелий	Азот
Диаметр электродной проволоки из Бр.КМц3-1, мм	2,5	1,5
Сварочный ток, А	260-270	280-290
Скорость сварки, м/ч	4,5-5,0	4,5-5,0
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч	5,8	6,0
Расход газа, л/мин	20,0	16,7
Температура предварительного подогрева, °С	175-210	150-175

Примечание. b =1 мм.

Рис. 2. Рекомендуемые режимы сварки меди плавящимся электродом.

Сварку меди плавящимся электродом в среде защитных газов ведут на постоянном токе обратной полярности. Она применяется для меди толщиной не менее 6-8 мм. Рекомендуются V и Х-образные разделки. Производительность сварки меди плавящимся электродом примерно в 2-3 раза выше, чем при сварке неплавящимся электродом. Однако при плавящемся электроде сложно обеспечить стабильность процесса и получить беспористые швы. Так, при плотности сварочного тока выше 300 А/мм2 в аргоне и 110 А/мм2 в азоте образуется пористый шов. Для каждых защитной среды и режима сварки выбирают оптимальный диаметр проволоки. Лучшие свойства металла шва при сварке меди плавящимся электродом в среде инертных газов обеспечивает применение проволоки, легированной 0,22% Mg, 0,22% Li, 0,2% Cr. Она обладает лучшими сварочно-технологическими свойствами по сравнению с зарубежными и отечественными проволоками, предназначенными для сварки меди в среде инертных газов, в частности имеет более высокую стойкость к образованию пор и трещин, обеспечивает стабильное горение дуги и струйный перенос электродного металла, более высокую электрическую проводимость швов. При сварке меди плавящимся электродом в среде азота на пористость швов влияют легирующие элементы в металле проволоки. Положительное влияние при этом оказывают такие элементы, которые активно образуют нитриды и в которых азот малорастворим. Как показывает опыт, при сварке меди в среде азота наблюдается повышенное разбрызгивание электродного металла. Существенно улучшает перенос и уменьшает разбрызгивание легирование проволоки литием и магнием. Длина дуги при сварке меди плавящимся электродом является одной из важнейших характеристик процесса, так как от нее зависят не только потери электродного металла, насыщение его водородом и окисление, но и эффективный КПД дуги. При сварке меди током прямой полярности длина дуги зависит как от состава защитного газа, так и от состава электродной проволоки. Удовлетворительное формирование швов при сварке проволоками различного химического состава можно получить при длине дуги 4-5 мм.

При сварке меди плавящимся электродом наилучшие результаты достигаются в условиях струйного переноса электродного металла на токе обратной полярности в аргоне, а также на токе прямой полярности как в инертных, так и в активных газах при использовании электродов.

Наилучшие результаты при сварке плавящимся электродом получают при струйном переносе электродного металла, наблюдающемся при сварке на токе обратной полярности в аргоне, а также на токе прямой полярности как в инертных, так и в активных газах при использовании электродов с поверхностно-активирующими покрытиями. Сварку неплавящимся электродом применяют для листовой латуни малых толщин (до 3-4 мм). При сварке латуни плавящимся электродом используют бронзу, легированную алюминием с добавкой фосфора, а также Бр.КМц3-1. Режимы сварки латуни практически те же, что и при сварке меди. Предварительный подогрев необходим лишь при сварке листов толщиной более 12 мм.

Высокие механические свойства соединений из бронзы получают при сварке в среде инертных газов. Так, на алюминиевой бронзе этот способ позволяет получать наиболее прочные и пластичные соединения по сравнению с другими способами сварки. В качестве защитного газа используют аргон и гелий. Применение гелия обеспечивает сварку бронз без предварительного подогрева длинной дугой при напряжении, на 25% большем, чем при сварке в среде аргона. При ручной сварке тонколистовых бронз (b =1÷2 мм) неплавящимся электродом в среде аргона Iсв=100÷140 А; при автоматической сварке Iсв=190÷220A; υ_CB=30÷35 м/ч. Сварку алюминиевой бронзы плавящимся электродом выполняют проволокой из бронзы диаметром 1,6 мм при Iса = 325 A; υ_Э = 390 м/ч; Uд=27÷29В и расходе аргона 17-23 л/мин.

Наиболее высокие механические свойства соединений достигаются при сварке раскисленной меди с применением такого же присадочного металла (σВ =211,9МПа; α=180°). При сварке нераскисленной меди пластичность швов снижается.

Механические свойства сварных соединений из латуней практически такие же, как и основного металла.

Таблица 5. Механические свойства сварных соединений из латуней, выполненных в среде аргона

Латунь	σв, МПа	а, град
Л62	314—343	180
ЛМц58-2	338—363	180
ЛС59-1	299—314	180

Примечания. 1. Толщина основного металла 4 мм. 2. Образцы для испытания на разрыв плоские, со снятым усилением.

 

 

Урок 2 — Общие процессы электродуговой сварки

Урок 2 — Общие процессы электродуговой сварки © АВТОРСКОЕ ПРАВО 1998 ГРУППА ESAB, INC. УРОК II 2.3 ГАЗОВАЯ ВОЛЬФРАМОВАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА Газовая вольфрамовая дуговая сварка* это процесс сварки, выполняемый с использованием тепла дуги устанавливается между нерасходуемым вольфрамовый электрод и заготовка.См. рис. 5. Электрод, дуга и площадь окружающие сварочную ванну, защищены от атмосферу защитным экраном из инертного газа. Электрод не расходуется в сварочная ванна как в экранированном дуговая сварка металла. Если необходим присадочный металл, добавляется к ведущим расплавленная лужа, как показано в 2.3.0.1 Газовая вольфрамовая дуговая сварка обеспечивает исключительно чистые сварные швы шлак не образуется, шанс включения в металле шва и готовый шов требует практически без очистки. Аргон и гелий, первичный применяемые защитные газы, являются инертными газами. Инертные газы не соединять химически с другими элементами и поэтому используются для исключения реактивные газы, такие как кислород и азот, от образования соединений, которые могут быть вредно для металла шва. 2.3.0.2 Можно использовать газовую вольфрамовую дуговую сварку. для сварки практически всех металлов — низкоуглеродистой стали, низкой сплавы, нержавеющая сталь, медь и медные сплавы, алюминий и алюминиевые сплавы, никель и никель сплавы, магний и магниевые сплавы, титан и другие.Этот процесс наиболее широко используется для сварки сплавов алюминия и нержавеющей стали, где целостность сварного шва первостепенное значение. Другой используется для корневого прохода (начальный проход) при сварке труб, который требуется сварка самого высокого качества. Полное проникновение без чрезмерно высокого внутреннего валика важно в корневом проходе, и за счет легкости текущего контроля этого процесса, это придает самостоятельно контролировать размер заднего борта. Для получения высококачественных сварных швов обычно необходимо обеспечить инертный защитный газ внутри трубы для предотвращения окисления внутреннего валика сварного шва.* Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW) действующая терминология, утвержденная Американским обществом сварщиков, ранее известный как «TIG» (вольфрамовый инертный Газовая) сварка. ФИГУРА 5 ПУТЕШЕСТВИЕ НАПРАВЛЕНИЕ ФАКЕЛ ЗАЩИТНЫЙ ГАЗ ФОРСУНКА ИНЕРТНАЯ ГАЗОВЫЙ ЩИТ ЗАГОТОВКА ВОЛЬФРАМА ЭЛЕКТРОДНАЯ ДУГА ПРИСАДОЧНЫЙ МЕТАЛЛ ГАЗОВАЯ ВОЛЬФРАМОВАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА

Бриллиантовые металлы | Типы процессов сварки металлов

Существует более 30 различных типов сварки, от простых газокислородных до высокотехнологичных процессов, таких как лазерная сварка.Однако обычно используются только четыре типа сварки: MIG, TIG, электродуговая сварка и дуговая сварка с флюсовой сердцевиной.

MIG – Дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW)

В этом процессе сварки используется электрод, непрерывно подаваемый через сварочный пистолет, и оператору необходимо нажать курок, чтобы подать расходуемый электрод. Между основным материалом и электродом образуется электрическая дуга, нагревающая и расплавляющая материалы для их соединения.

Для этого типа сварки вам понадобится внешний защитный газ, и некоторые из наиболее часто используемых газов для этой цели: нержавеющая сталь, углеродистая сталь, магний, медь, никель, алюминий и кремнистая бронза.

Основными преимуществами выбора метода сварки MIG для сварки являются сокращение отходов благодаря более высокой эффективности электрода, минимальная необходимая очистка сварного шва, более низкое тепловложение и меньшее количество сварочного дыма. Кроме того, это самый простой в освоении метод сварки, что делает его подходящим для начинающих и любителей делать своими руками.

К недостаткам можно отнести потребность во внешнем защитном газе, довольно высокую стоимость лучших аппаратов для сварки MIG и другого необходимого оборудования, ограниченное количество положений, в которых можно выполнять сварку, а также то, что все материалы должны быть очищены от грязи. и ржавчина.

Сварка MIG очень широко используется в автомобильной промышленности, брендинге, робототехнике, строительстве и морской промышленности.

TIG – Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW)

Этот процесс, также известный как сварка Heliarc, использует неплавящийся вольфрамовый электрод для получения сварного шва. Это требует использования присадочного металла и инертного защитного газа, обычно аргона или смеси аргона и гелия, которые защищают сварной шов и электрод от атмосферного загрязнения.

Сварка ВИГ в основном используется для трубопроводных систем, аэрокосмической сварки, а также для транспортных средств и велосипедов.

Основным преимуществом данной техники является возможность сваривать очень тонкие материалы, а также широкий спектр сплавов. Этот процесс обеспечивает чистый сварной шов с высокой степенью чистоты.

Однако сварка TIG требует дорогостоящего оборудования, но имеет более низкую скорость наплавки, а также потребность во внешнем защитном газе и высокую квалификацию оператора.

Дуговая сварка электродуговым электродом (SMAW)

Часто называемая электродуговой сваркой, это процесс ручной дуговой сварки с использованием плавящегося электрода, покрытого флюсом для образования сварного шва.Расплавленный металл не содержит нитратов и оксидов в атмосфере, что делает его пригодным для сварки и строительства трубопроводов, монтажа металлоконструкций и ремонта тяжелого оборудования.

Для этого метода требуется недорогое портативное оборудование. Кроме того, он также работает на ржавых металлах.

Двумя его недостатками являются более низкая эффективность расходных материалов и высокие требования к квалификации оператора.

Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)

В этом процессе сварки электрическая дуга постоянного тока выделяет тепло, которое плавит металл в зоне соединения.Дуга зажигается между плавящейся присадочной проволокой, которая непрерывно подается, и заготовкой, а защитный газ защищает сварной шов от атмосферного загрязнения.

Помимо использования для обработки простых углеродистых, легированных, нержавеющих и дуплексных сталей, FCAW также может использоваться для наплавки и наплавки твердым сплавом.

Более высокая эффективность электрода приводит к меньшему количеству отходов и меньшему количеству попаданий, а также не требует внешнего газового щита, следовательно, производит дым. Это недорогой, простой в освоении и чистый процесс сварки.Однако в процессе может образовываться шлак.

Электронно-лучевая сварка (ЭЛС)

Этот метод использует тепло, выделяемое пучком электронов высокой энергии, и может соединять любые металлы.

Сварка атомным водородом (AHW)

В этом методе сварки используется дуга между двумя вольфрамовыми электродами в защитной атмосфере водорода для создания когезионных и прочных сварных швов.

Газовая вольфрамовая дуговая сварка

Для этого процесса свариваются небольшие полоски металла, чтобы получить чрезвычайно прочный и долговечный шов. Это очень сложный и трудоемкий процесс, используемый в производстве велосипедов и самолетов.

Плазменно-дуговая сварка

Этот метод предназначен для нагрева металла при очень экстремальных температурах для создания более глубоких и прочных сварных швов. В этом методе используется нерасходуемый вольфрамовый электрод, а дуга образуется за счет усиления плазмы по всему отверстию сопла. Этот метод используется в авиастроении.

Что лучше сварка MIG или TIG? на 2022 год

Дуговая сварка – процесс сплавления материалов, при котором нагрев осуществляется электрической дугой.Температура электрической дуги (до 7000°С) превышает температуру плавления всех существующих металлов.

По степени механизации различают следующие виды дуговой сварки:

• ручной (ММА -Manual Metal Arc), в котором операции, необходимые для формирования шва, выполняются человеком вручную без применения механизмов;
• механизированный (полуавтоматический) (MIG/MAG-Metal Inert/Active Gas). Последняя выполняется расплавленным электродом, с автоматической подачей электродной проволоки в зону сварки, а остальные операции этого процесса остаются ручными;
• дуга автоматическая, в которой механизированы операции по возбуждению дуги, поддержанию определенной длины дуги, перемещению дуги по линии зашивания шва; при этом режим сварки (ток, напряжение, скорость дуги и т.) более стабильна, что обеспечивает однородность качества шва по его длине, в то же время требуется большая аккуратность при подготовке и сборке деталей под сварку.

О сварочных машинах и агрегатах виды дуговой сварки соотносятся с режимами сварки.

По свойствам сварки электрод различают способы сварки: электрод плавящийся и неплавящийся (угольный, графитовый, вольфрамовый).

В настоящее время в различных отраслях промышленности широко применяется дуговая сварка покрытыми электродами, плавящимися и неплавящимися электродами в защитных газах, а также дуговая сварка под флюсом.

Сварка – один из основных технологических процессов современного производства. Трудно представить себе отрасль, в которой бы не использовались сварочные технологии. В некоторых отраслях удельный вес сварочных работ достигает 55–65 % от общего времени производства. Современные требования к качеству продукции, продиктованные международными стандартами, не могут не сказаться на сварочном производстве. Значительная часть сварочных работ приходится на изготовление ответственных конструкций и изделий, с очень жесткими требованиями к качеству сварочных работ.

Поговорим подробнее о способах сварки, а именно: TIG и MIG
TIG — Tungsten Inert Gas — ручная дуговая сварка неплавящимся электродом в среде инертного защитного газа. Поскольку в качестве материала для неплавящихся электродов чаще всего используется вольфрам, в немецкоязычной литературе используется аббревиатура WIG (Wolfram Inert Gas); иногда встречается обозначение ГТА (Gas Tungsten Arc). Может осуществляться с ручной или автоматической подачей присадочной проволоки или без таковой. Поскольку наиболее распространено использование аргона в качестве защитного газа, за этим методом закрепилось название «аргонно-дуговая сварка».
Следует, однако, отметить, что такое название не совсем корректно, т. к. при сварке TIG в качестве защитного газа может использоваться также гелий, азот или различные газовые смеси, существует также способ атомно-водородной сварки, который по своей физической природе аналогичен TIG. Кроме того, сварка с использованием аргона в качестве защитного газа может осуществляться и с использованием плавящегося электрода.

При описании сварочного оборудования TIG упоминание самого метода сварки обычно дополняется указанием вида сварочного тока: DC (Direct Current) – постоянный ток – или AC/DC (Alternating Current/Direct Current).Поговорим подробнее о лучшем сварочном аппарате MIG для начинающих, о различных видах сварки, о разнице между сваркой TIG и MIG.

Сварка ВИГ

TIG – ручная сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитного газа – аргона. Метод TIG постоянного тока (TIG-DC) используется для сталей, метод TIG переменного тока (TIG-AC) используется для алюминиевых сплавов.

Плюсы метода TIG

• Чистый сварной шов;
• Отсутствие спрея;
• Сварка деталей малой толщины;
• Улучшено управление параметрами дуги.

Минусы метода TIG

• Высокие требования к опыту оператора;
• Низкая производительность;
• Наличие газового баллона.

MIG/MAG – Metal Inert/Active Gas – дуговая сварка плавящимся металлическим электродом (проволокой) в среде инертного/активного защитного газа с автоматической подачей присадочной проволоки. Эта полуавтоматическая сварка в среде защитного газа является наиболее универсальным и широко используемым методом сварки в промышленности.Иногда этот метод сварки называют GMA (Gas Metal Arc).

Использование термина «полуавтоматический» не совсем корректно, так как речь идет об автоматизации только подачи присадочной проволоки, а сам метод МИГ/МАГ успешно применяется при автоматизированной и роботизированной сварке.

Словосочетание «в углекислом газе», к которому привыкли многие специалисты, намеренно опущено, поскольку в этом методе все чаще используются многокомпонентные газовые смеси, в состав которых помимо углекислого газа могут входить аргон, кислород, гелий, азот и другие газы.

Сварка МИГ/МАГ
Сварка МИГ/МАГ – полуавтоматическая сварка электродной проволокой в ​​среде защитного газа – инертного (аргон) или активного (двуокись углерода). Применяется для сварки сталей (в том числе нержавеющих) и алюминиевых сплавов. Сварщик TIG или MIG? У каждого метода есть свои преимущества и недостатки, каждый выбирает то, что ему нужно.

Что такое аргонная сварка? — Станки BSA

Технология сварки: Аппарат для аргоновой сварки!

 

Принятое в быту выражение « аргонная сварка » в корне неверно.Аргон сам по себе является инертным газом и напрямую не соединяет две металлические части.

Есть еще одна концепция – сварка в инертной среде, где аргон или другой газ служит защитой и предотвращает инициирование негативных процессов. Таким способом сегодня сваривают различные сплавы металлов, в том числе и цветных.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Что такое аргонная сварка?
2. Классификация аргоновой сварки по типу
3. Что нужно для аргонной сварки
4. Сварка инвертором в аргоне
5. Аргоновые горелки
6. Как правильно приготовить аргон
7. Режимы
8. Делаем аргонную сварку на дому
9. Какие металлы варятся в аргоне?
10. Преимущества и недостатки

Что такое аргонная сварка?

Гибридная технология, объединяющая методы газовой и электрической сварки, позволяет работать с самыми разными объемами и материалами.

Хорошо зарекомендовал себя при сварке чугуна, стали, меди и других металлов. С его помощью хорошо свариваются большие стальные трубы и миниатюрные бронзовые крючки от подвески.

Работа с нержавеющей сталью – еще один пример универсальности оборудования и технологий.

Без изучения теории сварочного мастерства невозможно стать хорошим специалистом. Особенно это касается сложных технологий, к которым относится аргоновый метод.

Чтобы детально разобраться в сути, преимуществах и особенностях метода аргонной сварки , необходимо освоить физику процессов, происходящих при работе.

Для того, чтобы соединить две металлические заготовки между собой, необходимо совместить некоторые их части. А это можно сделать только при нагревании.

Повышение температуры связано с использованием огня, который, в свою очередь, нуждается в кислороде. Последний вступает в химические реакции окисления. И чем быстрее окисляется металл, тем сложнее его сваривать. Окисление — одно из нежелательных явлений при сварке металлов.

В ходе химической реакции внутри металла образуется множество мелких пузырьков, что сильно ухудшает механические характеристики соединения.

А с алюминием работать практически невозможно: при достаточном количестве кислорода он просто горит.

Аргон предназначен для изоляции рабочей зоны от внешней среды. Его основная функция заключается в вытеснении кислорода из этой области.

Он тяжелее атмосферного воздуха и заменяет собой весь объем вокруг сварочной дуги. Инертные газы отлично справляются с поставленной задачей. Помимо аргона, при сварке используется гелий. Но используется гораздо реже из-за более высокой стоимости и расхода.

Еще один важный нюанс – при работе с гелием необходимо защищать все части тела специальной одеждой.

Азот

используется еще реже: он востребован при сварке меди. Аргон остается основным компонентом для сварки в защищенной инертной среде. Отсюда и разговорное название технологии.

Основные свойства аргона:

Газ тяжелее воздуха. За счет этого он вытесняет из сварочной ванны кислород воздуха и другие ненужные летучие соединения.

Инертные газы не вступают в химическую реакцию с другими элементами. Они не участвуют в сварке металла и никак не влияют на процесс.

Важно не забывать об одной особенности аргона: он становится электропроводной средой в случае подачи тока обратной полярности.

Классификация аргоновой сварки по типу

Деление производится по уровню механизации процесса. Аргоновые швы бывают трех видов:

Ручные.Присадочная проволока и сама горелка перемещаются сварщиком. Для таких работ используются только неплавящиеся вольфрамовые электроды.

Полуавтоматический. В этом случае горелкой управляет сварщик, а подачей проволоки – механизм.

Автомат: Горелка и проволока перемещаются механически, оператор управляет работой машины.

В настоящее время нередко можно встретить установки, работающие даже без участия человека.Роботизированные комплексы используются, например, при сварке труб .

Что нужно для аргонной сварки

Способ сварки металлов инертным газом предполагает большие возможности в плане выбора оборудования и материалов.

Иногда это сбивает с толку начинающих сварщиков. Но на самом деле их страхи совершить неправильный поступок совершенно беспочвенны.

Большинство оборудования и аксессуаров, представленных на потребительском рынке, универсальны и подходят для широкого круга работ.

Установки, предназначенные для аргонно-дуговой сварки, подразделяются на три группы:

Специализированный: Разработан специально для выполнения однотипных работ. Чаще всего востребован в промышленности, когда нужно быстро и точно обработать однотипные заготовки.

Special: Еще один вид оборудования, востребованный на промышленных предприятиях, который предназначен для работы с заготовками одного размера.

Универсал: Стал самым распространенным и востребованным среди самых разных категорий пользователей – от профессионалов до начинающих сварщиков.

• Помимо самого устройства необходимо также дополнительное оборудование:
• вольфрамовая горелка и расходные материалы
• подрядчик-используется для подключения источника питания к горелке;
• Баллон с редуктором для инертного газа
• реле-отвечает за подключение автогенератора или контактора
Выпрямитель
• -преобразует напряжение в 24В постоянного тока.

Таймер-используется для контроля периода времени, когда рабочая зона обдувается аргоном;

• амперметр-измеряет силу тока
• клапан питания
• аккумулятор для стабилизации цепи переменного тока
• фильтр-контролирует высоковольтные импульсы.

Для работы вам потребуются два трансформатора: основной и вспомогательный. Генератор подключен к схеме параллельно источнику питания.

Требуется подать высокочастотный импульс, который зажигает дугу между металлом и неплавящимся вольфрамовым стержнем.

В бытовой сети напряжение 220 В, частота 50 Гц. После генератора эти значения составляют 6000 вольт и 500000 Гц.

Для работы с заготовками большой толщины или увеличения производительности сварочного оборудования требуется дополнительное оборудование:

Специальная горелка, в которую вставляются одновременно несколько электродов.В результате получается шов хорошего качества при более высокой скорости движения горелки;

Устройство для предварительного нагрева присадочной проволоки.

Подача пульсирующего тока позволяет делать в работе микропаузы, способствующие кристаллизации расплава и повышению качества шва.

Сварка инвертором в аргоне

Инверторы используются как на промышленных предприятиях, так и в домашних мастерских. На рынке представлен целый класс оборудования для аргонно-дуговой сварки, преобразующего входящее переменное напряжение в постоянное.

Инверторы

прекрасно адаптированы к скачкам напряжения, которыми повсеместно грешат бытовые электросети.

Инвертор для аргонодуговой сварки легкий, компактный и надежный. Он пригоден для работы в различных условиях и прост в обслуживании. Именно на таком оборудовании проще всего обучать начинающих сварщиков.

Аргоновые горелки

Горелка подает напряжение на вольфрамовый стержень и служит для создания защиты из инертного газа вокруг рабочей зоны.

При его выборе важно уделить максимум внимания, впрочем, как и подбору расходных материалов.

Как было сказано выше, аргонодуговая технология основана на использовании вольфрамовых электродов, которые не плавятся, и инертных газов.

Отсюда вытекают основные критерии, по которым нужно выбирать горелку:

• максимально допустимая мощность и ток
• есть ли в комплекте держатель вольфрамового стержня?
• желательно чтобы насадка была из керамики
• опция охлаждения горелки при работе с толстыми и тонкими заготовками
• Горелка универсального применения.Имеется ввиду возможность его связи со сварочными аппаратами разных типов
• длина кабеля питания.

Работу горелки можно описать поэтапно следующим образом:

Все сразу начинает работать: система охлаждения циркулирует, в горелку подается инертный газ, запускается сам сварочный аппарат.

Сразу после формирования защитного слоя инициализируется газовая дуга. Заготовки нагревают до температуры плавления. В этот момент нужно подать присадочную проволоку в рабочую ванну.

Далее присадочная проволока вместе с вольфрамовым стержнем движется в направлении стыка заготовок.

Неплавящиеся электроды

Ручная аргонно-дуговая сварка обычно комплектуется неплавящимися вольфрамовыми электродами. Они лучше всего подходят для сварки нержавеющей стали и цветных металлов с высокой химической активностью — алюминия, титана, магния.

Электрод устанавливается в токоведущую втулку горелки с керамическим соплом, направляющим потоки инертного газа в рабочую зону.

Система оснащена водяным охлаждением. Диаметр электрода напрямую зависит от силы тока, которая выбирается в зависимости от толщины заготовки.

В связи с тем, что при сварке металлов таким способом не образуются брызги, горелки снабжены сетчатым фильтром, служащим для равномерного распределения потока инертного газа.

Механизированная горелка имеет несколько иную конструкцию. Помимо уже перечисленных элементов, он дополнительно снабжен маховиком для подъема и опускания вольфрамового электрода.

Токопроводящая сборка крепится с помощью резьбового соединения для смены стержней разного диаметра.

Плавящиеся электроды

Полуавтоматическая и автоматическая аргонодуговая сварка чаще всего комплектуется горелкой с плавящимся электродом.

Во время работы аппарата дуга поддерживается между свариваемой поверхностью и присадочной проволокой.

В зависимости от исполнения установки система охлаждения может быть воздушной или жидкостной. Конструкция насадки и принцип работы полностью идентичны аналогам, оснащенным неплавящимися стержнями.

Как правильно приготовить аргон

Начинающим сварщикам будет не лишним изучить основные правила и порядок выполнения операций при работе с аргонной сваркой:

Рабочая поверхность очищается от сторонних включений: грязи, масла, жира, краски и др. Важно выполнить качественную очистку, так как металлопластик не терпит никаких загрязнений. Допускаются любые способы очистки, в том числе механические и химические.

Подайте инертный газ на рабочую зону за 20 секунд до начала сварочных работ. Подберите проволоку и горелку, расположенную ближе к свариваемой поверхности. Дуга образуется сразу после подачи питания.

Ведите горилку по линии стыка, избегая поперечных движений.Не подавайте присадочную проволоку в зону сварки слишком быстро, так как это вызовет разбрызгивание металла. Лучше всего держать его немного впереди горелки и добавлять или удалять его быстрыми движениями вперед.

Важно добиться максимально короткой дуги. В этом случае шов будет узким, глубоким и эстетичным на вид.

Особенно обратить внимание на этот нюанс следует в случаях работы с неплавящимся электродом. Горелка и присадочная проволока должны находиться внутри оболочки инертного газа.

Заварите воронку, снизив напряжение, подаваемое на горелку, но не прерывая дугу. Подача инертного газа отключается через 15 секунд после завершения сварки.

Режимы

Режим работы сварочного аппарата необходимо выбирать тщательно, с учетом всех исходных данных. От этого во многом зависит результат. Итак:

Направление и полярность тока. Определяющим критерием является металл, с которым вам предстоит работать.Для большинства стальных заготовок, включая нержавеющую сталь, требуется постоянный ток. Что касается цветных металлов, магния и алюминия, то все с точностью до наоборот. Лучше всего выбрать переменный ток с обратной полярностью.

Расход инертного газа определяется двумя факторами – условиями эксплуатации и скоростью подачи аргона.

Сварка металла на открытой площадке при сильном ветре влечет за собой повышенный расход инертного газа. Поэтому всегда необходимо иметь как минимум две ветрозащитные стороны.

На первый взгляд может показаться нерациональным, но в аргоновой смеси есть кислород. Его доля невелика и не превышает 5% от общего объема. Казалось бы, это негативно скажется на качестве шва. Но нет. В малых дозах кислород выполняет положительную функцию: сжигает мелкие вредные примеси. Они реагируют с газом и сгорают.

Делаем аргонную сварку на дому

Хотя технология аргонно-дуговой сварки является одной из самых сложных и характеризуется множеством технических нюансов, многие домашние мастера умудряются выполнять работы с использованием подручных средств.

Для этого необходимо иметь инверторную сварку, хотя в некоторых случаях допускается ее замена ретроспективной трансформаторной установкой. Естественно, необходимо иметь баллон с инертным газом, маску и редуктор.

Кроме того, для реализации идеи самодельного аргонового устройства вам потребуются инструменты:

1. электрическая дрель, угловая шлифовальная машина и обычный сварочный аппарат
2. гаечные ключи, отвертка, ножовка по металлу, плоскогубцы
3. тестер, амперметр, микрометр, вольтметр.

Источник тока можно сделать из сварочного трансформатора, и выпрямителя, который в этом случае нужно будет совместить с автогенератором.

Первичная обмотка должна быть выполнена из медного провода толщиной до 0,8 мм. Для вторичной обмотки понадобится медь гораздо большего диаметра — не тоньше 3,5 мм.

Следующей по важности будет газовая горелка. Для корпуса желательно использовать латунь, а саму насадку можно выточить из меди. Для герметизации стыка этих двух компонентов подходит термостойкая резина.Тем более, что сделать прокладку из гибкого материала несложно.

Аргон подается к горелке по медной трубке, которая вкручивается в отверстие в корпусе, а соединительный шов герметизируется.

Эта же линия будет отличным проводником тока, необходимого для зажигания и поддержания дуги. Вольфрамовый электрод должен иметь острый конец, заточенный под углом примерно 45 градусов. Примерная длина стержня составит 25-30 см.

Важно понимать, что изготовление оборудования для аргонно-дуговой сварки в домашних условиях – достаточно сложная задача. И не всегда «овчинка стоит выделки».

Если оборудование редко используется, затраты на его производство могут никогда не окупиться. Очень часто гораздо практичнее воспользоваться услугами специалиста с собственным оборудованием или приобрести готовое устройство бюджетного ценового сегмента.

Какие металлы варят в аргоне?

Принцип действия аргонно-дуговой сварки определяет широкий спектр ее применения.Имеется в виду не только область применения, но и перерабатываемые материалы.

Может использоваться для соединения чугуна, стали (в том числе нержавеющей), титана, алюминия, а также других черных и цветных металлов.

Работаем с алюминием

Без аргона соединить две алюминиевые заготовки не то что проблематично, а практически невозможно. Распространенный в быту и в производственной сфере металл является одним из самых сложных в этом отношении. Трудности вызываются свойствами алюминия.При малейшем контакте с кислородом на его поверхности мгновенно образуется защитная пленка, представляющая собой оксид алюминия.

Само по себе это не проблема. Дело в другом: температура плавления оксида намного выше по сравнению с алюминием.

Инертный газ тяжелее воздуха и при попадании в рабочую зону вытесняет оттуда кислород, не давая металлу окисляться и образуя защитную пленку.

В 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 значительно повышает температуру плавления за счет катодной очистки оксида металла.

И наоборот. Прямая полярность позволяет формировать короткую и стабильную дугу. Однако мощности недостаточно, чтобы разрушить оксидную пленку. Вывод: обратная полярность необходима, т. к. в этом случае повышается качество сварного шва.

Не исключено применение постоянного тока при сварке алюминиевых заготовок.Но в этом случае нужен другой инертный газ – гелий.

Значительно дороже гелия и расходуется значительно активнее. Кроме того, работа с постоянным током очень сложна с точки зрения техники исполнения.

В любой технологии сварки деталей из алюминия очень важна предварительная обработка поверхности. Пренебрегать им не стоит, вне зависимости от уровня квалификации сварщика. Очистка проводится в следующем порядке:

• части заготовок, предназначенных для сварки, обтачивают растворителем
• оксидная пленка удаляется механическим или химическим способом
• очищенной поверхности дают высохнуть.

Варим медь

Высокая стойкость к агрессивным средам и коррозии отличает медь от других цветных металлов по химической активности.

При работе с ним опытные сварщики используют не чистый аргон, а его смесь с гелием (добавляется более мелкими фракциями). Вольфрамовые электроды используются как для плавления, так и для неплавления. Ток выбирается постоянным.

При необходимости сварки заготовок толщиной от 4 мм их необходимо предварительно разогреть до температуры 800 градусов Цельсия.

Присадочная проволока может быть изготовлена ​​из чистой меди или медно-никелевого сплава. Часто его заменяют похожим по составу брусками. Дуга формируется стабильно и стабильно во время работы.

Из-за высокой теплопроводности свариваемые кромки обязательно должны быть обрезаны. Если толщина заготовок не превышает 12 мм, то достаточно подрезать одну из двух кромок. При большей толщине желательно обрабатывать обе стороны.

Преимущества и недостатки

Аргонная сварка имеет несколько недостатков и перечислить их не составит труда:

• оборудование технически сложное, и его настройка требует определенных знаний и навыков;
• метод не может быть использован новичками из-за технической сложности.

Преимущества на этом фоне выглядят гораздо внушительнее:

• высококачественные швы
• за счет умеренного нагрева металла деформация сварного соединения отсутствует
• уникальная способность работать с широким спектром металлов
• допускается сварка неоднородных заготовок
• использование высокотемпературного режима позволяет значительно ускорить работу.

Из списка видно, что недостатки относятся к числу мелких и решаемых проблем.Тогда как преимущества обусловлены особенностями оборудования и технологии. Эксклюзивные функции, которые невозможно получить с помощью любой другой технологии.

Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW / -TIG-)

Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW) представляет собой очень универсальный процесс сварки во всех положениях, который широко используется для соединения сплавов на основе никеля и кобальта. В GTAW тепло для сварки генерируется электрической дугой, возникающей между неплавящимся вольфрамовым электродом и заготовкой.GTAW может выполняться вручную или на автоматическом оборудовании и может использоваться как в производственных, так и в ремонтных сварочных ситуациях. Это процесс, который обеспечивает точный контроль сварочного тепла, и поэтому обычно используется для сварки тонкого основного металла и наплавки корневых слоев сварных швов более толстого сечения. Основным недостатком процесса GTAW является производительность, так как скорость наплавки металла при ручной сварке низкая.

Вольфрамовые электроды с двухпроцентным торированием (AWS A5.12 EWTh-2) традиционно использовались для GTAW сплавов на основе Ni-/Co, но теперь другие составы становятся все более распространенными из-за возможных проблем со здоровьем, связанных с EWTh-2 и другими электроды из торированного вольфрама.Оксид тория, содержащийся в электроде EWTh-2, представляет собой низкоактивный радиоактивный материал, представляющий небольшую опасность внешнего излучения и опасность внутреннего облучения при проглатывании или вдыхании. Наибольший риск для сварщика связан с вдыханием радиоактивной пыли при шлифовке наконечника вольфрамового электрода для сохранения желаемой конической формы. Следовательно, необходимо использовать местную вытяжную вентиляцию для борьбы с пылью у источника, дополняемую, при необходимости, средствами защиты органов дыхания, а также принимать меры предосторожности, чтобы контролировать любые риски воздействия при удалении пыли от шлифовальных устройств. В результате этих проблем со здоровьем некоторые руководящие органы и организации постепенно отказываются от использования торированных вольфрамовых электродов. К счастью, существуют альтернативы, которые обеспечивают сравнимые характеристики с EWTh-2, в том числе электроды с двухпроцентным содержанием церия (AWS A5.12 EWCe-2) и лантана (AWS A5.12 EWLa-2). Для получения дополнительной информации о различных типах вольфрамовых электродов читатель может обратиться к: AWS A5.12/A5.12M, Спецификация вольфрамовых и оксидно-дисперсных вольфрамовых электродов для дуговой сварки и резки, Американское общество сварщиков .

Диаметр вольфрамового электрода следует выбирать в зависимости от толщины сварного шва и диаметра присадочной проволоки. Рекомендуется, чтобы электрод был отшлифован до формы конуса (включая угол от 30 до 60 градусов) с небольшой лыской от 0,040 до 0,060 дюйма (от 1,0 до 1,5 мм) в конце. См. Рисунок 4 для предлагаемой геометрии вольфрамового электрода.

Защитный газ аргон для сварки с минимальной чистотой 99,996 % рекомендуется для большинства сварочных ситуаций. Гелий или смеси аргона/гелия или аргона/водорода могут быть предпочтительными в определенных ситуациях, таких как высокая скорость перемещения, высокомеханизированные сварочные операции, для увеличения проплавления сварного шва.Скорость потока защитного газа имеет решающее значение; слишком низкая скорость не обеспечит адекватной защиты сварочной ванны, а слишком высокая скорость может увеличить турбулентность и аспирацию воздуха. Как правило, расход защитного газа из 100 % Ar находится в диапазоне от 20 до 30 кубических футов в час (CFH) (от 9 до 14 л/мин). Как правило, чаша с защитным газом должна быть как можно большего размера, чтобы защитный газ мог подаваться с более низкой скоростью. Также рекомендуется оснастить сварочную горелку газовой линзой, чтобы стабилизировать поток газа и обеспечить оптимальное покрытие защитным газом.В то время как защитные газы для сварки имеют очень высокую чистоту, даже небольшое количество воздуха может нарушить защитную защиту и вызвать окисление/обесцвечивание металла сварного шва и пористость. Это может быть вызвано движением воздуха от вентиляторов, систем охлаждения, сквозняков и т. д. или утечкой воздуха в экран из-за незакрепленного газового колпака или других компонентов сварочной горелки. Когда надлежащее экранирование достигнуто, наплавленный металл обычно должен иметь ярко-блестящий вид и требует лишь незначительной чистки проволочной щеткой между проходами.

В дополнение к защитному газу сварочной горелки предлагается обратная продувка на стороне корня сварного шва аргоном для сварки. Скорость потока обычно находится в диапазоне от 5 до 10 CFH (от 2 до 5 л/мин). Медные опорные стержни часто используются для придания формы сварному шву на корневой стороне сварного шва. Резервный газ часто подается через небольшие отверстия по длине опорного стержня. Бывают ситуации, когда нельзя использовать опорные стержни. В этих условиях часто выполняется открытая стыковая сварка.Такие условия сварки часто встречаются при кольцевой стыковой сварке труб или труб. В этих условиях, когда доступ к корневой части шва невозможен, были установлены особые условия газового потока. В этих условиях сварки открытым стыком скорость потока горелки снижается примерно до 10 кубических футов в час (5 л/мин), а скорость потока обратной продувки увеличивается примерно до 40 кубических футов в час (19 л/мин). Подробную информацию о обратной продувке при сварке труб можно получить в компании Haynes International по запросу.

Рекомендуется держать сварочную горелку практически перпендикулярно к заготовке, с рабочим углом 90° от горизонтали и небольшим углом перемещения от 0° до 5°. Если используется большой угол сопротивления, воздух может попасть в защитный газ и загрязнить сварной шов. Длина дуги должна быть максимально короткой, особенно при автогенной сварке. Рекомендуются методы наматывания или узкого плетения, использующие ток, достаточный только для расплавления основного материала и обеспечения надлежащего плавления наполнителя.Присадочный металл следует добавлять осторожно на передней кромке сварочной ванны, чтобы избежать контакта с вольфрамовым электродом. Во время сварки кончик сварочного присадочного металла всегда следует держать под защитным газом, чтобы предотвратить окисление. Приостановка или «сгущение» сварочной ванны увеличивает погонную энергию сварки и не рекомендуется.

Электрическая полярность для процесса GTAW должна быть отрицательной электродом постоянного тока (DCEN / «прямая полярность»). Типичные параметры ручной GTAW для сварки сплавов HASTELLOY® и HAYNES® представлены в таблице 1.Параметры следует рассматривать как приблизительные значения, которые в конечном счете зависят от многих других факторов, включая конкретный источник сварочного тока, геометрию сварного соединения и уровень квалификации сварщика. Таким образом, предлагается использовать параметры в качестве ориентира для разработки конкретной процедуры сварки. Для наплавки корневых каналов рекомендуется использовать присадочную проволоку меньшего диаметра. Настоятельно рекомендуется использовать источник питания, оснащенный высокочастотным управлением пуском, предварительной/постпродувкой и управлением нарастанием/спуском (или ножной педалью). Скорость перемещения шва оказывает значительное влияние на качество сварных швов на основе никеля и кобальта и обычно ниже, чем для углеродистой и нержавеющей стали. Рекомендуемая скорость перемещения для ручного GTAW составляет от 4 до 6 дюймов в минуту (дюйм/мин) / от 100 до 150 мм/мин.

Все о сварке TIG и MIG

Какую сварку выбрать?

Несмотря на почти одинаковые названия, сварка TIG и MIG имеет некоторые различия из-за таких факторов, как точность сварки, время настройки, первоначальная стоимость и использование.

Сварка ВИГ

ВИГ означает вольфрам в инертном газе — сварка, при которой химически активные металлы соединяются с помощью неплавящегося вольфрамового электрода. Он использует аргон, инертный газ, для получения сварного шва без загрязнения воздуха. Вольфрам создает дугу между электродом и металлом. При необходимости можно использовать наполнитель.

Плюсы сварки TIG:

Он чище и безопаснее для окружающей среды. Это связано с тем, что он выделяет наименьшее количество искрового дыма и дыма.

Это также приводит к более точным сварным швам, поскольку при сварке TIG меньше загрязнений.

Также нет необходимости использовать присадочный материал, поскольку сварка TIG может легко позволить одному сварному шву вплавиться в другой. Это хорошо для тонких материалов.

Минусы сварки TIG:

Его сложная и трудоемкая настройка.

Это дорого, и на формирование сварных швов уходит больше времени, чем при сварке MIG, особенно при сварке более толстых металлов.

При сварке TIG работать сложнее.Это требует серьезных навыков.

Сварка МИГ

Также называемая сваркой в ​​среде инертного газа (МИГ), она работает путем соединения двух металлов с помощью присадочной проволоки и тока для получения электрода. Также используется инертный газ для защиты сварного шва от любых загрязнений воздуха.

Плюсы сварки MIG:

Сварка MIG позволяет быстро сваривать швы

Сварные швы выполнять проще и удобнее. Время установки невелико, и его также можно автоматизировать.

Оборудование, используемое для сварки MIG, недорогое и доступное.

Минусы сварки MIG:

Он склонен к неравномерной обратной связи проволоки и имеет менее стабильную дугу. Короче менее надежен.

Это вредно для окружающей среды, так как выделяет больше паров и дыма, чем сварка TIG.

Что такое газовая вольфрамовая дуговая сварка? — Полное объяснение

Введение:

Дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW), также известная как сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG), которая состоит из неплавящегося электрода, используемого для сварки двух разных металлических деталей.Температура ядра сварки очень высока и может достигать 6500 °F. Это основная причина введения комплекта средств индивидуальной защиты (СИЗ), таких как сварочные каски, перчатки, сварочные сапоги и т. д. Искра и другие вредные излучения также могут вызывать серьезные последствия для нашего организма. Следовательно, сварка должна выполняться с надлежащими мерами предосторожности и под наблюдением хорошего сварщика. В этом разделе мы подробно рассмотрим этот процесс соединения с его основными частями, преимуществами, недостатками и применением.Итак, приступим.

История развития:

Развитие этой техники сварки началось с разработки электрической дуги в 1800 году, разработанной Хамфри Дэви. К.Л. Гроб был первым, кто создал идею сварки в инертных условиях в 1890-х годах, но среду было трудно установить, и она не была достигнута до 1900 года. Было трудно сваривать цветные металлы и разнородные металлы из-за быстрой реакции с воздухом. и загрязнения.Чтобы решить эту проблему, в начале 1930-х годов был использован баллон с инертным газом.

Процесс был усовершенствован в 1940-х годах, и началось использование вольфрама и гелия, где вольфрам использовался в качестве электрода, а гелий для создания инертной атмосферы. . В 1953 году был разработан новый процесс, основанный на дуговой сварке вольфрамовым электродом, названный плазменной дуговой сваркой. Благодаря промышленной революции началась автоматизация процесса соединения, и сегодня у нас есть различные варианты этого процесса сварки.

Историческое развитие, вкратце, выглядит следующим образом:

• 1800-  Разработка электрической дуги Хамфри Дэви
• 1890-  Идея инертного газа C.5 C.9.10 возникла в уме. Гроб
• 1930-  Использование инертных газов в баллонах началось
• 1940-  Началось использование вольфрама и гелия, и началась разработка сварки GTAW или TIG
• 1953-  

Основные детали дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW)

Некоторые детали важны для бесперебойной работы этого процесса соединения.Их части объясняются следующим образом:

 

1. Вольфрамовый электрод:

Этот электрод является неплавящимся электродом, который не расходуется в процессе сварки. Он используется в качестве электрода в этом процессе соединения, потому что он может выдерживать очень высокие температуры без минимального плавления и эрозии.

2. Сварочный аппарат:

Аппарат может быть постоянного тока (CC), переменного тока, постоянного тока +, постоянного тока или переменного/постоянного тока. Сварочный аппарат используется для создания баланса во время сварки, поскольку он создает как положительные, так и отрицательные электроды для генерации тока и обеспечивает заземление для любой утечки тока.

3. Держатель горелки или электрода:

Этот держатель используется для удержания различных электродов во время процесса соединения и обеспечивает компоненты для создания положительных и отрицательных электродов для подачи тока и соединения металлических деталей.

4. Подача защитного газа:

Основными используемыми инертными газами являются гелий, аргон или их смесь. Аргон лучше подходит для более тонких металлических деталей, а аргон или смесь используются для более толстых металлических деталей.

5. Присадочный металлический стержень:

Размер стержня зависит от толщины свариваемого металла.Также желательно использовать в процессе сварки стержень из того же материала, что и заготовка.

6. Средства индивидуальной защиты:

Его также называют комплектом средств индивидуальной защиты (СИЗ), и его необходимо носить во время любых сварочных работ. Мы должны носить его во время сварки TIG, чтобы уберечься от тепла, искр и вредного излучения.

В комплект СИЗ входят сварочные маски, сварочные куртки, сварочные сапоги, перчатки и т. д.

Читайте также:

Работа с дуговой сваркой вольфрамовым электродом в среде защитного газа

Ручная дуговая сварка вольфрамовым электродом является одним из самых сложных процессов соединения, которые используются в отраслях.Это связано с тем, что для предотвращения контакта между металлом и электродом требуется небольшая длина контакта, большое мастерство и большая осторожность. В этом процессе соединения используется присадочный металл, который может быть из другого материала, чем заготовка, но тот же материал обеспечивает более эффективный сварной шов.

Для получения искры используется высокочастотный источник. Образовавшаяся сварочная искра создает токопроводящий путь для возбуждения тока от электрода к металлической детали при сохранении достаточного зазора (1.5- 3 мм). Ток производит достаточное количество тепла для расплавления заготовки. Заготовка расплавляется и соединяется в инертной атмосфере. Используемая атмосфера может быть на основе гелия, аргона или их комбинации. Затем соединенная заготовка объединяется и затвердевает, чтобы стать единой металлической деталью. Вольфрамовый электрод, используемый в процессе, остается неизрасходованным, и это является основным преимуществом использования этого процесса сварки.

Для лучшего понимания дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW) или сварки TIG просмотрите видео полностью:

Характеристики сварочного материала:

Этот процесс соединения чаще всего используется для сварки нержавеющей стали и других материалов. черные металлы.Однако его можно использовать для всех металлов, за исключением цинка и его сплавов. Положения сварки, допускаемые этим процессом, включают плоскую сварку и неплоскую сварку в зависимости от навыков сварщика.

В следующих параграфах будут представлены характеристики этого процесса сварки для различных свариваемых металлов и разнородных металлов.

1. Стали (углеродистая и нержавеющая):

При сварке углеродистой и нержавеющей стали хороший присадочный материал имеет решающее значение для уменьшения пористости.Мы должны немедленно удалить оксид металла, присутствующий в сварочном материале и присадочном металле, чтобы произвести любое загрязнение. Это может быть сделано путем полировки поверхности перед сваркой, что может удалить любую коррозию поверхности. Предварительный нагрев необходим для некоторых углеродистых сталей, чтобы избежать образования мартенситной стали (хрупкой и высокопрочной стали). Источник питания DCEN обычно используется с электродом с острым краем. Чистый аргон можно использовать для тонких металлов, но можно использовать гелий, если толщина увеличивается в инертной атмосфере.

2. Алюминий и магний:

Алюминий и магний свариваются с использованием переменного тока, но также возможно использование постоянного тока. Предварительный нагрев сварочного материала перед сваркой необходим для удаления любого оксида с металлических деталей. Температура предварительного нагрева зависит от металла и его толщины. Для сварки можно использовать постоянный ток как положительного, так и отрицательного источника питания. Отрицательный постоянный ток обеспечивает более глубокое проникновение. Торированный вольфрамовый электрод используется с защитной средой из чистого аргона.

3. Разнородный металл:

Сварка разнородных металлов всегда сложна, потому что они не сплавляются, образуя прочный шов. Однако сварка различных металлов находит различные применения в промышленности и может использоваться для уменьшения коррозии и окисления. Внедрение разнородных металлов в этот процесс соединения может быть выполнено с использованием соответствующего присадочного металла. При сварке различных металлов стык должен быть точным, с правильными размерами и углами скоса.

Качество отделки сварного шва:

Этот процесс соединения обеспечивает больший контроль над областью сварки, чем другой процесс соединения.Следовательно, это обеспечивает хорошую отделку сварного шва, если его выполняет квалифицированный сварщик из-за связанных с этим сложностей. Максимальная чистота сварного шва поддерживается за счет обеспечения чистоты заготовки во время сварки. Мы можем сделать это, правильно вымыв металлическую деталь перед сваркой и отполировав ее наждачной бумагой с разной зернистостью, чтобы удалить любой оксидный слой, масло, пыль и загрязнения.

Чистота не очень требуется при использовании источника питания переменного тока, поскольку он производит самоочищение поверхности сварного шва во время сварки.Это стало абсолютно необходимым, когда мы используем источник постоянного электрического тока отрицательного типа. Когда мы используем этот процесс соединения в ветреном месте, важно увеличить количество инертного газа в качестве защитной среды.

Если величина тока становится больше, чем емкость электрода, то в свариваемом металле может происходить включение вольфрама, называемое вольфрамовым выплескиванием. Его можно определить с помощью рентгенографии, и его можно предотвратить, используя другой тип электрода или изменив диаметр электрода.

Безопасность:

Безопасность — это самое важное в любом процессе соединения. Во время каждого сварочного процесса необходимо использовать отдельные средства индивидуальной защиты. Этот процесс сварки также производит большое количество искр и вредного излучения, которые могут быть вредными при контакте. Сообщается о различных случаях покраснения глаз, ожогов при неправильном использовании этих необходимых компонентов.

Сварщик должен носить защитную одежду, включающую легкие и кожаные перчатки.Защитная рубашка с длинным рукавом и высоким воротником часто используется для защиты от искры, которая может попасть на открытые участки кожи и вызвать сильный ожог. Потенциальное повреждение дуговым светом включает случайную вспышку в глазу, повреждение кожи, эквивалентное интенсивному солнечному ожогу. Операторы также используют сварочные маски для защиты от вредных излучений, которые могут повредить глаза. Сварщики также контактируют с вредными частицами газа и загрязнениями, которые при проглатывании могут вызвать опасные последствия для организма. Следовательно, необходимо использовать надлежащее защитное оборудование во время любых сварочных работ, независимо от того, выполняются ли они в промышленности или нет.

Преимущества дуговой сварки вольфрамовым электродом:

Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа или дуговая сварка вольфрамовым электродом дает различные преимущества по сравнению с другими процессами соединения. Мы говорили о некоторых из них в предыдущих параграфах и будем говорить о них под заголовком. Различные преимущества использования этого процесса соединения:

1. В нем используется неплавящийся электрод, что дает большее преимущество по сравнению с дуговой сваркой, где требуются большие инвестиции для приобретения новых электродов.Этот процесс сварки не требует никаких вложений в электрод. Один и тот же электрод используется для сварки различных материалов.
2. При необходимости можно вручную добавить присадочный металл. Преимущество использования присадочного металла обеспечивает гибкость применения этого процесса сварки. Окончательная отделка сварного шва также зависит от материала, используемого в качестве присадочного металла.
3. Использование защитного газа дает преимущество, которое предохраняет металл от различных загрязнений.Мы можем использовать гелий, аргон или их комбинацию для создания инертной атмосферы для защиты от загрязнения.
4. Производит высококачественный чистый сварной шов, которого мы можем добиться, предусмотрев определенные факторы и поддерживая надлежащий зазор между электродом и металлом шва.
5. Мы можем использовать его для сварки различных металлов, от нержавеющей стали до алюминия и т. Д. Единственным исключением для сварки металлов является цинк и его сплав, который этот процесс не может сваривать.
6. Разнородные металлы также могут быть соединены с помощью этого процесса соединения.Единственным требованием является правильное соединение и размеры сварки.

Недостатки GTAW:

Хотя использование дуговой сварки вольфрамовым электродом не дает только преимуществ, оно имеет ряд недостатков. Мы уже обсуждали некоторые недостатки в предыдущих параграфах. В этой рубрике мы обсудим еще некоторые недостатки. Различные недостатки использования этого процесса соединения заключаются в следующем:

1. Он имеет очень низкую скорость осаждения наполнителя. Таким образом, это очень трудоемкий процесс соединения, который требует большого мастерства и терпения во время работы.
2. Это очень сложный процесс, требующий от сварщика больших навыков для выполнения этого процесса сварки. Окончательная отделка сварного шва зависит от нескольких факторов, которые зависят от постоянного зазора между электродом и свариваемым металлом.
3. Это высокочувствительный процесс, при котором сварщик подвергается воздействию сильного излучения и искр, что может привести к серьезным повреждениям. Следовательно, использование надлежащих средств индивидуальной защиты является обязательным.
4. Первоначальная стоимость установки для использования в промышленности или самостоятельной работы очень высока.
5. Поскольку интенсивность выделяемого тепла очень высока, оно может проникать глубоко в металлические детали. Он в основном не используется для более тонких листовых металлов.

Области применения:

Аэрокосмическая промышленность использует этот процесс сварки в очень большом количестве, но он также используется в различных отраслях промышленности. Газовая вольфрамовая дуговая сварка в основном используется для сварки цветных металлов, поскольку она обеспечивает идеальное качество сварного шва. Он используется в автомобильной промышленности для сварки различных деталей кузова в белом цвете (BIW), которые не могут быть сварены с помощью других процессов соединения.Кроме того, он также используется в нефтяной и газовой промышленности для сварки различных труб и компонентов котлов. Это также правильный выбор для ответственных сварочных работ, таких как атомные электростанции и тепловые электростанции.

Часто задаваемые вопросы:

Вопрос 1: Можно ли использовать этот процесс соединения для сварки разнородных металлов?

Ответ: Да, с помощью этого процесса соединения можно сваривать различные материалы. Выбор присадочного металла определяет качество сварного шва в этом состоянии.

Q 2: Что такое средства индивидуальной защиты?

Ответ: Это предмет личной одежды, надеваемый во время любого процесса соединения для защиты от искр, вредных излучений и тепла, выделяемого в процессе.