Сварка аргоном – технология, пользующаяся большой популярностью на данный момент. Это обусловлено ее доступностью, а также возможностью работы с высоко и низколегированными сталями и цветными металлами. Если существует необходимость сварить ответственную конструкцию или труднообрабатываемые металлы, вроде или титана, то вам не обойтись без аргоновой сварки.
Преимущества аргонно-дуговой сварки:
Аргонно-дуговая сварка - способ сварки применимый для сваривания металлов с использованием электрической дуги и газа (аргона). Электрическая дуга плавит металл свариваемой детали, а также присадочный пруток, формируя шов.
Газ аргон в баллонах
Аргон – инертный газ, играет роль изолятора, препятствующего попаданию кислорода и других газов, взаимодействующих со сварочной ванной. При попадании в место сваривания металлов кислород вызывает сильное окисление, влияя на качество шва, а некоторые металлы и вовсе могут возгораться от такой реакции. Благодаря своей инертности аргон сам не вступает в реакции и не дает кислороду реагировать с металлом в сварочной ванне, именно поэтому газ подается до розжига дуги и после окончания сваривания продолжает подаваться некоторое время.
Сварка аргоном проводится двумя видами электродов: плавящимися и неплавящимися.
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 для аргонно-дуговой сварки
Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом предполагает наличие специального оборудования, состоящего из источника питания, газовой установки, при необходимости – механизма подачи проволоки и ряда других систем.
У каждой системы есть свое предназначение и свои особенности, так для проведения качественных работ вам понадобятся:
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:
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.
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.
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.
Аргоновая сварка неплавящимся и плавящимся электродом еще недавно подразумевала определенное образование сварщика. Без знаний, полученных в учебных заведениях или специальных курсах самостоятельно выполнить сварочные работы было очень сложно. Но, с развитием технологий и внедрением полезных для пользователей систем, аргонодуговые сварки технологии стали доступными для масс. Учитывая распространенность данного оборудования, его вполне можно зачислить к остальной бытовой технике, которая есть почти в каждом гараже. Но если сварка в среде аргона такая простая, то как варить аргоном?
Отличается этот способ сварки от привычных для большинства инверторов с электродами, в использовании газа, принцип, как и у защитного покрытия, но это только на первый взгляд. В действительности способ сварки имеет ряд особенностей и нюансов, не сложных, но необходимых:
Очень важный момент — это направление движения. В отличие от работы с электродами, колебаний совершать не нужно. Горелка ведется плавно вдоль шва.
Внимание! Для каждого типа свариваемых металлов настройки оборудования будут различны.
Успешное примененная технология аргонодуговой сварки заключается в трех вещах:
Сварка аргоном по технологии выглядит следующим образом:
Сварка ручная аргонодуговая становится все более доступной и дешевой. Сегодня, за стоимость дорогих инверторов для работы с электродами, можно купить стартовый набор ТИГ сварка или МИГ. Но учтите, что купленная ручная аргонодуговая сварка это только часть расходов, ведь для работ необходимо постоянно докупать недешевые прутки и газ, поэтому для нечастого использования покупка может потерять свой смысл. Ценность сварки аргоном и технологии заключается в том, что благодаря опыту сварщика и качеству, предлагаемому при сварке аргоном, можно получить соединение исключительной прочности и красивое внешне.
Аргонодуговая сварка является одним из наиболее востребованных видов современной технологии сваривания. Чаще всего этот способ сваривания используется при сваривании алюминиевых сплавов.
Ручная аргонодуговая сварка представляет собой технологию сваривания металлических заготовок, с использованием среды, состоящей из инертного аргона.
Сварка проводится при помощи электродов, которые являются плавящимися и неплавящимися. Электрод, который не плавится, изготовлен с использованием такого металла, как вольфрам.
Аргон представляет собой инертный газ, обладающий атомным весом 39,9. В нормальных условиях это вещество является бесцветным, не имеет вкуса и не обладает запахом. Вещество имеет массу в 1,38 раза большую, нежели смесь газов, находящихся в окружающем атмосферном воздухе. Этот газ доступный и самый дешевый среди всего комплекса существующих инертных газов. Аргон является достаточно распространенным газом на земном шаре. Он занимает третью позицию по концентрации в воздухе земной атмосферы. На этот газ припадает около 1,3% по массе и 0,9% по объему всей земной атмосферы.
Промышленность вырабатывает необходимый аргон путем использования низкотемпературной ректификационной перегонки атмосферного воздуха. В результате проведения этого процесса получают чистый кислород, чистый азот и аргон.
Помимо этого, аргон в качестве побочного технологического продукта синтезируется в результате проведения процессов по синтезу аммиака. Аргон хранят и транспортируют в газообразном виде в стальных спецбаллонах в соответствии с требованиями, разработанными ГОСТ. Баллон, содержащий аргон, окрашивается в серый цвет.
Газ не является токсичным или взрывоопасным веществом. Аргон способен представлять угрозу жизнедеятельности человека при снижении объемного содержания кислорода в окружающем атмосферном воздухе ниже уровня в 19 процентов. При понижении объемной концентрации кислорода в окружающем воздухе атмосферы у человека наблюдается кислородное голодание, а при более сильном падении содержания кислорода может появляться удушье, утрата сознания, а иногда и гибель.
Разработаны определенные меры, которые требуется выполнять при работе с использованием аргона: во избежание возникновения травматических ситуаций:
Наиболее широкое применение это нашло в сфере сваривания металлических конструкций. Аргон используется в работе по электродуговому, плазменному и лазерному свариванию в качестве плазмоподавителя и защитного газа.
Вернуться к оглавлению
Основной областью применения сварки с использованием неплавящегося электрода, изготовленного на основе вольфрама, является сваривание заготовок из легированных сталей и металлов цветной группы. При их малой толщине сваривание осуществляется без использования присадки. Способ сваривания в аргонной газовой среде дает возможность получать качественные сварные швы повышенной прочности и позволяет обеспечивать качественный провар металлических заготовок.
Этот вид сваривания дает возможность легко поддерживать глубину провара. Это свойство является важным при осуществлении заготовок из тонкого листового металла, при невозможности двухстороннего проваривания поверхностей. Эта технология получила распространение при изготовлении трубных стыков. Использование электрода, не поддающегося плавке, с вольфрамом является основной технологией сваривания металлических изделий, изготовленных на основе титана и алюминия.
Аргоновая сварка с использованием электрода, поддающегося плавке, применяются при сварке заготовок из нержавейки и сплавов, основу которых составляет алюминий. Частота применения этого типа сваривания металлов является относительно небольшой. Аргоновая сварка имеет несколько недостатков, среди основных можно отметить следующие:
Невзирая на наличие некоторых недостатков, сваривание в аргоновой среде является очень популярным, благодаря высоким качествам образующегося сварного шва.
Вернуться к оглавлению
Аргон — газ, практически не вступающий в химреакции с расплавами и газами в зоне горения электродуги. Так как аргон — газ более тяжелый, нежели компоненты воздуха, вследствие этого он способен выдавливать воздух из места осуществления работ. Вытесняя воздух, газ обеспечивает надежность изолирования ванны от контактирования с газами атмосферного воздуха.
Аргонодуговая сварка дает возможность проводить крупнокапельный и струйный перенос расплава электрода. При осуществлении крупнокапельного переноса процесс является нестабильным с присутствием большого разбрызгивания.
Теххарактеристики, которые имеет аргоновая сварка, хуже, нежели у сварки в среде углекислоты. Это связано с тем, что при малом давлении в дуге расплав способен формировать капли большой величины.
При осуществлении струйного переноса расплава стабильность сваривания значительно вырастает, а степень разбрызгивания сильно понижается. Недостатком такого переноса является необходимость работы с большими токами, которые достигают 260 А, что часто не соответствует техтребованиям процесса.
Использование высокой температуры дуги при проведении сварки является широко применяемой во многих сферах технологией соединения металлических конструкций. Однако применять ее можно не для всех сплавов, т. к. многие из них при разогреве до высоких температур и расплавлении на открытом воздухе окисляются и теряют свои технологические свойства. Поэтому для них применяется особая сварка аргоном, при которой, кроме нагревания с помощью электрической дуги, для защиты металла используется нейтральный газ аргон.
Как и сварочная дуговая, технология сварки в среде аргона основана на расплавлении области соединения металлов с помощью электрической дуги. Она может проводиться с помощью расплавляющихся и неплавящихся электродов. Неплавящимися электродами обычно служат изделия из вольфрама, т. к. он отличается своей тугоплавкостью и выдерживает температуру металлического расплава. Официальное обозначение сварки неплавящимися в среде нейтрального газа -TIG.
В этом случае зону соединения металлов заполняют присадочным материалом. Для этого используют металлическую проволоку, изготовленную из сплава, легированного теми же элементами, что и свариваемый металл. Главное правило при ее выборе - не ухудшить свойства основного металла шва. Поэтому важно:
Процентное содержание легирующих элементов в присадочной проволоке не должно быть меньше, чем в соединяемых металлических деталях.
Диаметр проволоки подбирают в соответствии с параметрами сварного шва и толщиной изделия.
При использовании плавящихся электродов в качестве их материала применяется проволока или пруток, которые также по требованиям к химическому составу должны соответствовать основному металлу изделий и при расплавлении не должны ухудшать его свойства.
Аргонодуговая сварка с поддувом может проводиться тремя способами:
При автоматическом режиме весь сварочный процесс полностью автоматизирован: и управление движением электрода, и подачу присадочной проволоки осуществляет автомат.
При полуавтоматическом режиме сварочным аппаратом управляет человек, а подача присадочной проволоки регулируется автоматически.
В ручном режиме весь сварочный процесс проводится сварщиком.
Нейтральный газ в сварочной зоне выполняет две функции. Он служит защитной средой от агрессивного действия компонентов воздуха и регулирует прохождение импульса тока через ионизацию дугой.
При аргонодуговой сварке эти функции обеспечивает газ аргон. Он предотвращает расплавленный металл сварного шва от взаимодействия с компонентами воздуха, т. к. значительно тяжелей воздуха (на 38%) и поэтому выдавливает его из сварной зоны, заполняя рабочее пространство и надежно изолируя расплав от контакта с атмосферной средой.
Для каких целей применяется защитная среда? Дело в том, что при достижении высоких температур многие высоколегированные стали и сплавы цветных металлов легко вступают в реакцию с кислородом и азотом, присутствующих в составе воздуха, образуя соединения, которые вредят их прочности и лишают устойчивости к коррозии. Аргон - нейтральный газ, он не реагирует на компоненты разогретых металлических сплавов, поэтому служит своеобразной завесой, препятствующей контакту разогретого металла с воздухом, предотвращая его взаимодействию с агрессивными газами воздуха.
Электрод располагается в держателе горелки и выступает на 2-5 мм вперед.
Его диаметр подбирают, ориентируясь на характер сварного шва и толщину соединяемых металлических деталей. Вокруг держателя электрода расположено сопло для подачи аргона в область сварки в момент проведения работ.
Сварка с поддувом аргона должна проводиться в такой последовательности:
Тщательную очистку кромочной поверхности соединяемых деталей от загрязнений и окисной пленки необходимо провести перед тем, как приступать к процессу сварки. Для этого используют механический или химический способом очистки с последующим обезжириванием поверхностей.
Затем приводят оборудование в рабочее состояние: подключается источник питания к электросети, к детали, подлежащей сварке, с помощью кнопок управления на горелке подается защитный газ, а сама деталь подключается к «массе». С помощью высокочастотного импульса разжигается дуга. Она будет замыкать цепь между электродом и металлом сварного изделия. Причем газ подается заранее секунд на 20 перед подачей тока для обеспечения защитного слоя.
Важно!Нельзя допускать касания вольфрамового электрода свариваемой поверхности, он должен располагаться на минимальном расстоянии в 2 мм от нее, чтобы создать малую сварочную дугу. В этом случае она обеспечивает максимальное проплавление металла по толщине.
Сразу после разжигания дуги сварщик приступает к созданию сварного шва в зоне, защищенной аргоном. Аргонная сварка проводится так:
Горелкой, находящейся в правой руке, сварщик медленно ведет дугу строго по линии шва, а левой рукой навстречу движению горелки подает присадочную проволоку в зону сварки. Проволока должна всегда располагаться перед горелкой под небольшим углом от 15 о до 30 о градусов к свариваемой поверхности, а электрод горелки составлять с ней угол около 90 о.
Важно!Нельзя допускать резкую подачу присадочной проволоки при выполнении ручных сварочных работ, т. к. это ведет к образованию брызг расплавленного металла и неаккуратной линии шва.
После окончания работы, подача аргона не должна прекращаться сразу, чтобы не допустить окисления еще не остывшего металла шва.
Сварка в среде аргона имеет ряд преимуществ, которые позволяют использовать эту технологию во многих ситуациях, где другие виды сварочных работ невозможны. Среди них характерными преимуществами являются:
Разные режимы технологии аргонодуговой сварки предполагают использование оборудования, имеющего различные принципы работы и устройства.
Аппараты для соединения деталей с помощью дуги в аргонной среде подразделяются на специальные и универсальные устройства:
Наиболее востребованным является аппарат универсального действия. К таким устройствам относятся инверторы.
Аппараты для ручной сварки с использованием вольфрамового электрода обязательно содержат в комплекте горелку, а также трансформаторы для преобразования тока из переменного в постоянный ток, стабилизаторы напряжения и устройства для розжига дуги.
Аппараты для работы в автоматическом режиме должны включать устройства для управления сварочным процессом и подачей защитного газа.
Сварка известна уже давно. Она нашла применение в различных отраслях промышленности, а также в строительном деле. С помощью сварки можно соединять детали из различного металла. Это может быть чугун, сталь, железо, алюминий. Сварка подразделяется на несколько разновидностей. Сюда входит ручная дуговая, автоматическая и полуавтоматическая. Нередко используется сварка полуавтоматом в аргоне. Последний представляет собой инертный газ, который защищает сварной шов и повышает качество соединения.
Полуавтомат позволяет оптимизировать технологический процесс, так как подачу сварочной проволоки осуществляет непосредственно сам аппарат, тогда как при ручном процессе всю работы организует сварщик. Полуавтоматическая сварка имеет свои положительные и отрицательные стороны, которые необходимо знать при организации работы. Рассмотрим более подробно особенности соединения металлических изделий при наличии защитного газа аргона.
Немногие знают, что такое полуавтомат. Он представляет собой агрегат, включающий в себя несколько составных элементов: механизм для продвижения и подачи проволоки, горелку, пусковое устройство и источник питания. Еще до недавнего времени были широко распространены такие аппараты, как трансформаторы. Они позволяли перевести ток в сети в переменный или постоянный в зависимости от вида агрегата. В настоящее время существуют новые аппараты. Полуавтомат для сварки аргоном может быть различным по исполнению. В зависимости от его размеров и возможности перемещения выделяют стационарные, переносные и передвижные агрегаты. Большое значение имеет и способ защиты сварного соединения.
По этому признаку полуавтомат может работать с участием защитного газа или специальной порошковой проволоки. В первом случае газ бывает представлен углекислотой, аргоном, гелием. Аргон нашел широкое применение для сваривания алюминиевых изделий. Важно, что оборудование подразделяется и по виду подаваемой проволоки. Последняя бывает сплошной стальной, алюминиевой или универсальной. Если при ручной сварке сварщик подбирает электроды, то в данной ситуации они не потребуются. Сварка проводится проволокой, диаметр которой зависит от вида и толщины металла.
Вернуться к оглавлению
Почему же многие сварщики предпочитают именно полуавтоматический процесс с применением аргона? Положительные стороны включают в себя:
Инертный газ аргон требуется для того, чтобы защитить сварной шов от окисления. Если при ручном процессе находящийся вокруг воздух может окислять металл, то при аргоновой сварке риск значительно снижается, а соединение получается более прочным, без трещин и других дефектов.
Что же касается отрицательных сторон аргоновой сварки, то их совсем немного. К недостаткам можно отнести более интенсивное разбрызгивание расплавленного металла, невысокую производительность и более мощное излучение. В последнем случае речь идет о негативном воздействии на органы зрения работающего. При соблюдении мер безопасности это воздействие можно уменьшить.
Вернуться к оглавлению
Аргон в процессе сварочных работ может применяться как в чистом виде, так и в комплексе с другими защитными газами. Особенность аргона в том, что он является инертным газом, то есть он не вступает в химическое взаимодействие с металлическим изделием. Кроме того, он защищает сварной шов от окисления. Особенно большое значение это имеет при сварке цветных металлов. Последние без особого труда окисляются при взаимодействии с воздухом. Основными окислителями в воздухе являются азот и кислород. Аргон, в свою очередь, вытесняет эти газы из сварочной зоны, в результате чего снижается пористость свариваемого металла и получается более прочный сварной шов.
Сварка аргоном имеет свои характерные особенности. Во-первых, аргон используется как с плавящимися электродами (проволокой), так и с неплавящимися. Во-вторых, сварщик может не очищать поверхность свариваемого изделия от окислов. В особенности это касается алюминия. В-третьих, для подходит алюминиевая проволока. Ее диаметр составляет 1-2 мм. Что же касается режима работы, то скорость подачи проволоки должна быть равной от 150 до 650 м/ч. Сила сварочного тока составляет не более 300 А.
В-четвертых, для проведения сварки необходимо запастись достаточным количеством газа (аргона). Заполненный баллон вмещает около 6000 л аргона. Важно, что при таком режиме работы расход газа будет равен не менее 300 л/ч. Подобрать оптимальный режим оборудования можно, опираясь на инструкцию к полуавтомату. Сила тока и скорость движения проволоки при этом будут зависеть от толщины металла.
Вернуться к оглавлению
Процесс соединения деталей в среде аргона начинается с проверки готовности оборудования. Для этого необходимо настроить режим работы полуавтомата, отрегулировать силу тока, напряжение и скорость движения проволоки. Для алюминиевой проволоки предпочтительнее использовать подающий механизм тянущего типа. Толкающий же чаще используется для стальной проволоки. Если толщина металла составляет менее 3 мм, то оптимальная сила тока 120-145 А. Скорость движения проволоки будет равной 900 м/ч.
Не нужно забывать про полярность.
В большинстве случаев подается постоянный ток, имеющий обратную полярность.
Это означает, что на изделие подается «-», а на горелку с проволокой — «+». Подготовительный этап предполагает очищение поверхности изделий. Если они сделаны из алюминия, то кромки обрабатывают ацетоном, а затем зачищают щеткой из металла. Делается это для удаления поверхностной пленки, которая затрудняет процесс сварки.
После того как все подготовлено, включается переключатель, подающий проволоку, в рабочее положение. Далее зажигается электрическая дуга. При наличии плавящейся проволоки достаточно прикоснуться к металлу. Когда дуга зажжена, рекомендуется проверить выбранный режим сварки на каком-либо ненужном изделии. Если все в норме, то сварку продолжают. Движения сопла горелки не должны быть поперечными, двигать ее нужно только в одном направлении. Оптимальный вариант — сваривание деталей на высокой скорости с однослойным швом. При большой толщине металла его требуется подогреть. Температура должна достигать 150-300°. Если требуется сваривать вертикальные изделия, то сопло нужно двигать сверху вниз.
Аргонно-дуговая сварка — это процесс образования неразъемного соединения методом дуговой сварки в среде аргона, представляющего собой инертный газ. По сути, это сочетание и . Процесс может осуществляться с применением либо плавящегося, либо неплавящегося электрода.
Сварочное оборудование подразделяется на универсальное, специальное и специализированное. Универсальный сварочный аппарат аргонно дуговой сварки выпускается серийно и является наиболее широко востребованным. в большинстве случаев выполняется в производственных условиях на специально оснащенном рабочем месте, которое именуется «сварочный пост». Установка аргонно дуговой сварки с использованием неплавящегося вольфрамового электрода в среде аргона оборудована следующими элементами:
Для расширения диапазона толщины свариваемых материалов, повышения производительности при получении неразъемных соединений работая вольфрамовым электродом, и улучшения провара в последнее время были разработаны новые методы аргонной сварки:
Для осуществления этих разновидностей процесса может использоваться стандартное оборудование для аргонно дуговой сварки в сочетании с дополнительными блоками.
Наиболее популярным сварочным устройством для аргонной сварки, которое с успехом может применяться не только на производстве, но и в быту, является . Для тех, кто хочет узнать, как научиться варить аргоном, использование сварочного инвертора является оптимальным вариантом, поскольку разобраться с принципом его работы может даже начинающий сварщик, не обладающий богатыми профессиональными навыками, с помощью изучения «Аргонно дуговая сварка, инструкция».
Как правило, такие современные аппараты оснащены целым рядом дополнительных опций и защитных устройств, это — ускоренный поджиг, стабилизация дуги, модуляция сварочного тока.
Метод аргонной сварки с использованием неплавящегося электрода, как правило, вольфрамового, используется для соединения изделий и конструкций, в изготовлении которых используются химически активные металлы и сплавы из них: алюминий, магний, нержавеющая сталь. Этим материалам характерно сильное окисление при нагреве на воздухе. В данном случае могут применяться как постоянный, так и переменный ток. Процесс может быть ручным и автоматическим. При малых толщинах работа может осуществляться без использования присадки.
В большинстве случаев в аргонной сварке используют источники постоянного тока.
Постоянный ток и прямая полярность способствуют эффективному распределению тепла дуги, что обеспечивает длительный срок службы вольфрамового электрода и высокое качество шва. Такой режим применяют для большинства нержавеющих сталей. При сварке конструкций из алюминия и его сплавов используют источники переменного тока. В процессе сварки в период прямой полярности происходит расплавление основного металла, а в моменты обратной — катодное распыление поверхностной тугоплавкой оксидной пленки, которая препятствует сварочному процессу. Если нержавеющая сталь содержит примеси , то для ее сваривания также применяют переменный ток.
Работа с неплавящимся катодом требует наличия источников тока, удовлетворяющих повышенным требованиям по стабильности сварочного тока при внешних воздействиях. Также источники тока должны иметь широкий диапазон регулирования. Это связано с тем, что в конце работы ток должен быть снижен в несколько раз по сравнению с рабочим режимом для избежания образования кратера.
Способ сварочных работ неплавящимся электродом обеспечивает формирование качественных сварных швов, поддерживает точную глубину проплава материала. Этот фактор очень важен при сварке тонких металлов с возможностью одностороннего доступа к поверхности конструкции. Данный метод широко применяется для создания неповоротных стыков . Такой метод называется орбитальным.
В случае комплектации горелки плавящимся электродом дуга подается между концом сварочной проволоки и самим изделием.
Применяется при сваривании нержавеющих сталей и алюминия.
Если вы приобрели сварочный инверторный или трансформаторный аппарат для аргонной сварки, то вам для полного комплекта необходимо также иметь: горелку, баллон с аргоном, редуктор и клапан газа, сварочную маску.
Основные правила, которые нужно соблюдать в процессе работы используя инертный газ — аргон.
Сварка конструкций в защитной среде аргона — процесс кропотливый, не терпящий суеты и халатного отношения. Цены на работы сварщиков — аргонщиков, которые являются профессионалами в своем деле, довольно высокие. Поэтому при наличии специального оборудования и необходимости частого проведения сварочных работ вполне возможно освоить все тонкости этого процесса самостоятельно.