Аргонодуговая сварка TIG

Что это такое?

Сваривать металлы люди начали достаточно давно. Однако старая и современная сварка сильно различаются. TIG сварка является одним из наиболее современных методов соединения металлических заготовок. Главный ее принцип — применение вольфрамового электрода, вводимого в атмосферу химически бездеятельного газа. Сам стержень такого рода принято относить к «неплавящейся» категории. Сварщику приходится точить электродный инструмент, иначе добиться постоянного устойчивого существования электрической дуги невозможно.

Официальная расшифровка термина TIG – аргонодуговая сварка с применением как раз неплавкого электродного инструмента. Конечно, даже вольфрам может плавиться — но только при температуре не ниже 3500 градусов. Иногда схема подразумевает подачу не аргона, а другого нейтрального газа. Стоит отметить, что в технической документации такой метод может иметь и другие названия. К примеру, в немецкоязычной литературе в ходу термин WIG. Есть еще название GTA, которое не указывает на химические свойства применяемого газа.

Вольфрамовая сварка в изолирующем газе вошла в промышленный оборот в 1940-е годы. Она стала настоящим спасением для авиационной промышленности, а позднее для ракетостроения, где другие методы соединения уже не удовлетворяли. Довольно скоро достоинства TIG оценили и инженеры других отраслей. Основные характеристики такого способа:

максимальная равномерность шва (исключается появление пор и ненормальных полостей);
сокращение внутренних механических напряжений;
отсутствие плавильных брызг;
пригодность практически для любого чистого металла или сплава;
отсутствие необходимости дополнительно обрабатывать заготовки после соединения;
возможность в целом освоить оборудование и методы работы за 2-3 сеанса;
малая эффективность работы на открытом воздухе (без изоляции от ветра);
необходимость тщательной подготовки поверхности;
усложнение работы из-за неприемлемости острого угла размещения горелки;
необходимость вычищать отметки, оставляемые электрической дугой.

Когда пластины разделяются зазором, либо поставлена цель получить шов с высокой стойкостью к разрыву и надлому, нужно использовать присадочную проволоку. Сечение этой проволоки определяется необходимой толщиной изделия и конкретно шва. В некоторых случаях применяется импульсная разновидность ТИГ сварки. Такой вариант подразумевает, что параметры тока меняются от предельных до минимальных за сравнительно короткое время. Для работы может применяться и постоянный, и переменный ток. Учитывают и вид, и толщину металлических заготовок. Обязательно необходимо разобраться с отличиями TIG от MMA.

Принцип аргонно дуговой сварки MIG и TIG

Прежде, чем рассматривать принцип аргонодуговой сварки, стоит разобраться. Необходимо понять как работает аргонная сварка. Чтобы соединить металлические детали, их необходимо разогреть в месте стыка. Для расплавления металла используется сварочная дуга. Горение дуги и расплавление металла невозможно без окисления кислородом, находящегося в воздухе. Этот элемент окисляет сплавы, причем цветные металлы и легированные стали быстрее, чем углеродистый металл. Также в зоне расплавления за счет насыщения водородом, азотом появляются пузырьки, при кристаллизации в шовном валике образуются раковины, свищи и многочисленные поры. Прочность соединений страдает. Ухудшается геометрия сварного соединения. Для того чтобы обеспечить надежную защиту расплавленного металла используются различные газы в чистом виде, а также и в виде смесей.

Какие бывают режимы TIG сварки

Сварку в аргоне выполняется как в автоматическом (ААД), механизированном полуавтоматическом (MIG) и в ручном режиме (TIG). Для данного метода характерно применение как плавящегося электродного металла (проволоки), так и неплавящегося вольфрамового электрода.

От механизированной аргонодуговая сварка плавящимся электродом (MIG) отличается присутствием особенностями розжига дуги. Газ и сварочная проволока и подается через сопло горелки при нажатии специальной клавиши на ее корпусе. Газ подается за 12-25 секунд до подачи питания на клеммы. Для mig поджег дуги происходит касанием проволоки самого изделия.

Основные особенности

Особенности процесса аргонодуговой сварки следует рассмотреть подробно, у технологии множество режимов, нюансов. Защитная атмосфера защищает ванну расплава. Но для этого необходимо в постоянном режиме подавать газ в рабочую зону под определенным давлением. Сущность аргонодуговой сварки – создание специальной среды, препятствующей окислению присадки и металла при воздействии электродуги с необходимой температурой горения.

Теперь об особенностях аргонодуговой сварки неплавящимся электродом TIG. Рабочим элементом является горелка с соплом, через которое осуществляется подача газовой смеси или чистого Ar. Аргон имеет более высокую плотность чем воздух вследствие чего обеспечивает вытеснение посторонней газовой среды из зоны процесса. Данный газ ионизируется под воздействием электрического разряда и разогрева металла при розжиге. Происходит так называемая термоэлектронная эмиссия. В результате газ образует плазму, в которой происходит уверенное горение дуги. Потенциал ионизации инертных газов очень высокий. Пробить защитную атмосферу способны только высокочастотные токи, образованные специальным устройством — осциллятором.

Методы зажигания дуги.

За счет частотности электродуга способна формироваться без касания электрода о металлическую поверхность (чиркания). В некоторых случаях дугу зажигают и методом качания (чирканья) о поверхность изделия. Тут необходимо высокая квалификация сварщика, так как при замыкании, в металл изделия могут попасть частички вольфрама, образуя тем самым дефект. Также произойдет оплавление самого электрода изменив его геометрию, и ухудшит процесс сварки. Мощность дуги снизится из-за уменьшения напряжения на дуге. Также измениться и давление самой дуги. В современных аппаратах для предотвращения этого применяется функция Lift Tig (лифт тиг). С ее помощью понижается сила сварочного тока в стадии зажигания дуги. С увеличением зазора между изделием и электродом ток увеличивается до рабочих значений.

Устройство сварочной горелки

Вернемся к устройству сварочной горелки. В центральную часть устанавливается держатель (цанга), в который вставляется электрод с вылетом из сопла в пределах от 2,0 до 5,0 мм. Горелка аппарата, оборудованного осциллятором, имеет на корпусе кнопку для запуска процесса. При ее нажатии происходит продувка газом магистралей, и с небольшой задержкой импульсно подается ток на электрод. Сварочный ток TIG – это высокочастотный или импульсный электроток с частотой от 150 до 500 Гц. Его напряжение весьма верило и колеблется в пределах 2500 – 6000В.

Шов формируется плавлением сварочной проволокой подаваемой в зону сварки из вне и последующей кристаллизацией сварочной ванны. Подбирают присадку, по химическому составу близкую к сплаву. В ряде случаев используется присадка с дополнительными легирующими элементами для придания особых свойств.

Для чего нужна аргоновая сварка?

Как и любая другая разновидность сварочных работ, эта технология используется для соединения между собой заготовок из металла. От стандартной дуговой сварки она отличается тем, что в процессе используется особый защитный газ, который как бы защищает сварочную ванну, вытесняя воздух из зоны обработки. Что же можно варить аргоновой сваркой? Да практически все! Имея специализированный сварочный аппарат вы без проблем соедините между собой заготовки из углеродисты, нержавеющих или конструкционных сталей, никеля и меди, латуни и бронзы, алюминия и всевозможных сплавов разных металлов. Этот тип активно используется в разных сферах промышленности. Аргонная сварка нашла свое применение и на предприятиях нефтепереработки, и в теплоэнергетике, и на производстве автомобилей, и в пищевой промышленности. Иными словами, она универсальна и может быть использована где угодно.

Особенности процесса аргонодуговой сварки неплавящимся электродом.

Также необходимо отметить некоторые особенности способа аргонодуговой сварки неплавящимся электродом. Одной из главных, и часто решающей особенностью процесса, является тщательная подготовка поверхностей под сварку. Получить качественное соединение без подготовки поверхностей крайне затруднительно, особенно если дело касается алюминиевых сплавов.

Детали в месте соединения не должны содержать следов лакокрасочных и защитных покрытий, смазок, масел и других загрязнений способствующих формированию дефектов сварного шва. При необходимости, поверхности необходимо зачистить механическим способом.

При сварке алюминия, для получения должного качества, зачистка поверхностей, а также химическое травление металла является обязательной процедурой. Следует исключить попадания влаги на свариваемые детали. Перед сваркой детали необходимо обезжирить. Для обезжиривания поверхностей растворителями, рекомендуется применять безворсовые ткани и салфетки.

Самое общее правило, о котором следует помнить, для получения качественного сварного соединения: сварка в аргоне любит чистоту!.

Практические советы по работе с аргонодуговой сваркой.

В заключении, приведу несколько практических советов, которые могут быть полезны для получения наилучшего результата при выполнении сварки в аргоне:

Добейтесь минимального зазора.

Для получения качественного стыкового сварного соединения, максимально плотно подгоните друг к другу кромки свариваемых деталей (особенно актуально при сварке тонколистового металла). Помните, минимальный зазор и точная сборка – половина положительного итогового результата!.

Зафиксируйте свариваемые детали.

При проведении работ используйте необходимую сварочную оснастку, приспособления и инструмент

Важно зафиксировать детали перед сваркой так, чтобы зазор был постоянным на всей длине кромок

Прихватите свариваемые детали.

После механической фиксации свариваемых деталей, применяйте сварку прихваточными швами. В процессе сварки изделие подвергается значительным тепловым нагрузкам, что естественно приводит к деформациям и критическому увеличению зазора между свариваемыми кромками.

Подумайте об теплоотводе.

Сварочный процесс будет проходить гораздо эффективнее, если не будет перегрева деталей. Это поможет нормальному формированию шва и снизит количество прожогов.

Сконцентрируйтесь на процессе.

Выбор режимов сварки имеет ключевое значение.

Используйте аргон высокой частоты.

От качества аргона во многом зависит качество полученного сварного соединения.

Подберите нужный расход защитного газа.

Помните о том, что важно подобрать правильный расход аргона при сварке. И в этом вопросе, больше расхода газа – не означает лучше

Высокий расход может привести к срыву дуги и чрезмерному давлению на сварочную ванну.

8. Используйте качественный вольфрам и присадочную проволоку.

Выбирайте вольфрамовый электрод исходя из марки свариваемого материала.

9. Выполняйте правильную заточку вольфрама.

Заточку электрода следует проводить вдоль его оси. При таком способе заточки, электроны в сварочной дуге будут более равномерно стекать с вольфрама и способствовать правильному формированию электрической дуги. Длина конуса заточки должна примерно соответствовать 2 – 3 диаметрам электрода.

Не применяйте один и тот же электрод для сварки разных металлов.

При сварке алюминия на конце вольфрамового электрода образуется шарик. Возьмите за правило использовать разные электроды для сварки алюминия и стали, чтобы не выполнять повторную заточку электрода.

Выбирайте правильное положение сварочной горелки и присадочной проволоки.

При ручной аргонодуговой сварке угол между электродом и проволокой должен составлять около 90º. Угол подачи проволоки относительно плоскости сварки – 20º. Технология автоматической сварки это предмет отдельной статьи.

Регулярно практикуйтесь в сварке.

Чтобы получить сварочный шов хорошего качества, требуются соответствующие навыки и опыт. Сварщик должен регулярно практиковаться!. Качество сварного соединения регламентируется соответствующими стандартами, в которых подробно описаны требования к полученному шву.

Применяйте сварочное оборудование от надежного производителя.

Опыт показывает, что получить положительный результат можно гораздо быстрее, если найти специалистов в своём деле!.

Если Вы не имеете достаточного опыта в автоматической или ручной дуговой сварке, Вы можете обратиться к специалистам нашей компаний.

2 Технология ТИГ сварки своими руками

Залогом правильной реализации ТИГ метода является правильно подобранный режим сварки. Выбирать режим необходимо исходя из толщины свариваемых поверхностей. Представляем вашему вниманию нормативную справочную таблицу.

Толщина свариваемых заготовок, мм	Сварочный ток, А	Диаметр, мм	Скорость сварки, м/ч	Расход аргона, л/мин
Электрода	Проволоки для присадки
1	40-60	1,5-2	1,6	12	5-6
2	80-100	2-3	2	10	6-9
3	140-160	4	2	8	10-12
4	180-200	5	2-2,4	7	10-12
5-6	200-240	5-6	2,4-3	6	14-15
8-12	280-320	8-10	3-4	5-4	22-23

Аргонодуговая сварка своими руками достаточно сложна в выполнении, чтобы реализовать технологию придерживайтесь следующих рекомендаций:

Электрод нужно удерживать максимально близко к стыкующимся поверхностям, чтобы обеспечить наиболее короткую дугу — при росте ее длины буде увеличиваться ширина сварного шва и, как следствие, надежность и качество стыка.
В процессе выполнения шва горелка должна перемещаться вдоль его оси, поперечные движения не допускаются. За счет такой направленности обеспечивает эстетичный шов минимальной толщины.
Чтобы не допустить насыщение зоны шва кислородом необходимо строго следить за тем, чтобы проволока для присадки и электрод не покидали область подачи защитного газа.
Проволока должна подаваться предельно плавно, при ее резкой подачи велик риск разбрызгивания металла.
Присадочную проволоку нужно размещать перед горелкой, под углом к стыкующимся поверхностям, и не допускать поперечных колебаний.
На этапе подготовки необходимо обезжирить соединяемые поверхности и очистить их от окислов и загрязнений.

Схема ТИГ сварки

Если работы своими руками выполнены правильно, сварочная ванна будет удлинена в сторону движения горелки. Образование ванны круглой либо овальной формы говорит о том, что кромки соединяемых деталей недостаточно проплавлены.

По окончанию стыковки заваривание кратера осуществляется с планомерным понижением мощности подающегося тока, обрыв дуги не допускается. После отключения тока прерывать подачу газа можно спустя 7-10 секунд, а начинается подача аргона за 20 секунд до начала работы.

Сферы применения

Технология ТИГ находит применение в:

кораблестроении;
производстве автомобилей и летательных аппаратов;
получении деталей различных станков и механизмов;
изготовлении медицинской техники;
производстве бытового и профессионального электроинструмента.

Эта методика позволяет успешно сваривать изделия из черного металла — чугуна и стали. Можно отлично приваривать, скажем, углеродистые и нержавеющие заготовки. Присадочный материал нет необходимости тщательно отбирать — подойдет практически любой вариант. Наряду с чистым вольфрамовым инструментом, могут использоваться и вольфрамсодержащие конструкции. Чугун приходится предварительно прогревать. Работа с легированными и содержащими много углерода сталями возможна, если они не будут испытывать сильных механических нагрузок, дополнительно требуется защищать металл от чрезмерного нагрева.

ТИГ сварка алюминия постоянным током за последние годы почти вышла из употребления. Сам по себе метод отличается повышенной себестоимостью. Потому его используют главным образом там, где предъявляются высокие требования к самим изделиям и их соединениям. Полноценная работа может быть выполнена лишь в условиях промышленного производства. В условиях частного дома или небольшой мастерской обычно возникают серьезные проблемы.

Методом TIG можно сравнительно неплохо варить и изделия из меди. Такой вариант позволяет получить весьма красивый шов. Обязательно следует учитывать жидкотекучесть медного расплава и повышенную теплопроводность этого металла. Сильный прогрев меди приводит к появлению тугоплавких компонентов, отличающихся повышенной хрупкостью. Создать вертикальные либо потолочные швы невозможно — все из-за той же особой текучести металла.

Принцип аргонно дуговой сварки MIG и TIG

Прежде, чем рассматривать принцип аргонодуговой сварки, стоит разобраться. Необходимо понять как работает аргонная сварка. Чтобы соединить металлические детали, их необходимо разогреть в месте стыка.

Для расплавления металла используется . Горение дуги и расплавление металла невозможно без окисления кислородом, находящегося в воздухе. Этот элемент окисляет сплавы, причем цветные металлы и легированные стали быстрее, чем углеродистый металл.

Также в зоне расплавления за счет насыщения водородом, азотом появляются пузырьки, при кристаллизации в шовном валике образуются раковины, свищи и многочисленные поры. Прочность соединений страдает. Ухудшается геометрия сварного соединения.

Для того чтобы обеспечить надежную защиту расплавленного металла используются различные газы в чистом виде, а также и в виде смесей.