Сварка в защитной атмосфере инертных газов — одни из наиболее универсальных способов создания сварных соединений. С его помощью можно сварить нержавеющую сталь и цветные металлы – самые сложные для сварки материалы, требующие высокой квалификации сварщика. Для работы этим способом понадобится аппарат аргонодуговой сварки и вспомогательное оборудование. Несмотря на сложность устройства, его простую версию можно собрать своими руками.
Содержание
Описание технологии TIG
Для сварки в аргоновой атмосфере потребуется сложный комплекс оборудования, включающий в себя:
- сварочный аппарат, полуавтоматический или просто инвертор, выдающий напряжение в 60-70 вольт;
- опытные сварщики могут использовать вместо инвертора сварочный трансформатор;
- осциллятор, генерирующий высоковольтные (до 6 киловольт) и высокочастотные (до 500 килогерц) импульсы для разжигания и поддержания дуги переменного тока;
- система подачи газа в зону сварки, состоящая из газового баллона, редуктора и шланга;
- керамическая горелка аргоннодуговой сварки с форсункой, через которую подается защитный газ;
- вольфрамовый неплавящийся электрод;
- присадочная проволока.
В ходе подготовки к сварке необходимо так же, как и при использовании других методов, провести зачистку и обезжиривание зоны шва.
В правой руке сварщика находится горелка с вольфрамовым электродом, в левой — присадочный пруток. За 10-15 секунд до начала работы в сварочную зону подают газ. Когда он вытеснит воздух и создаст защитное облако, кончик электрода поводят на расстояние 2-2,5 мм к заготовке и разжигают дугу высоковольтным импульсом.
Присадочный пруток аккуратно, не касаясь электрода, вводят в рабочую зону. Он плавится и вместе с расплавленными кромками заготовок образует шовный материал. Горелку и вслед за ней пруток плавно ведут по линии шва, точно сохраняя их взаимное положение.
Оборудование и установки
На производствах используется несколько конфигураций установок для аргонодуговой сварки. Оборудование для сварки аргоном может работать в нескольких основных режимах:
- Ручной. Используется инвертор или трансформатор. Присадочный пруток и горелка ведутся вручную. Требует высокой квалификации работника и отличной координации движений.
- Полуавтоматический. Сварочный полуавтомат подает аргон и присадочную проволоку через универсальную горелку. Требования к квалификации существенно снижаются.
- Автоматический. Работа идет в камере, заполненной газом. Мобильный сварочный аппарат перемещается вдоль линии шва под внешним управлением или по автономной программе. Используется на крупных предприятиях.
Исходя из назначения, различают следующие виды оборудования, используемого для аргонной сварки:
- универсальное, используемое для выполнения любых видов операций;
- специализированное, специально модифицированное для выполнения определенных операций, таких, как сварка тавровых профилей или трубопроводов большого диаметра;
- узкоспециализированное, настроенное и снабженное специальной оснасткой выполнения одно операции в массовом производстве. При смене операции
Инверторные аппараты
Наиболее сложным компонентом комплекса оборудования является инверторный сварочный аппарат. Такие источники отличаются от сварочных трансформаторов малым весом, габаритами и высокой стабильностью рабочих режимов. Они не зависят от бросков напряжения в питающей электросети и сами не вызывают таких бросков.
Кроме того, такие аппараты оснащены полезными дополнительными системами, облегчающими розжиг дуги и препятствующими «залипанию» электрода. Устройства имеют встроенный переключатель полярности и режимов работы, нажатием нескольких клавиш можно от сварки порошковой проволокой перейти к аргонодуговой и обратно.
[stextbox id=’info’]Полуавтоматические аппараты-инверторы, поддерживающие режимы MMA (ручная сварка), MIG/MAG (сварка проволокой в защитной атмосфере) и TIG (сварка в аргоновой среде вольфрамовым электродом) по цене становятся доступны и домашним мастерам.[/stextbox]
Горелка с вольфрамовым электродом
Для создания дуги используется неплавкий вольфрамовый электрод. Он не плавится и не становится присадочным материалов. Электрод вставлен в керамическую горелку. Через нее же в зону сварки подается аргон. Мощные горелки для сварки сильным током оснащены водяным охлаждением. Основными характеристиками горелки аргонодуговой служат:
- сварочный ток;
- способ охлаждения;
- длина сварочного шланга;
- тип включения газа: вентиль или кнопки;
- тип разъема для подключения.
[stextbox id=’warning’]Горелка должна иметь термостойкое сопло и быть совместима с остальным оборудованием комплекса.[/stextbox]
Достоинства и недостатки
Способ обладает следующими достоинствами:
- прочный и долговечный шов;
- относительно низкая рабочая температура обеспечивает работу с тонкостенными деталями и сложными пространственными конструкциями без тепловых деформаций;
- работа с цветными металлами и сплавами, химически активными в горячем состоянии;
- высокая производительность.
Недостатками технологии являются:
- сложность оборудования и его настройки;
- высокая себестоимость шва;
- высокие требования к квалификации персонала;
Преимущества метода перевешивают его недостатки при работе с нержавеющей сталью и цветными сплавами в различных комбинациях. Многие из этих материалов практически не поддаются сварке другими способами.
Выбор аппаратов
При выборе оборудования для аргонной сварки прежде всего нужно исходить из тех операций, которые собираются выполнять, перечня и толщины свариваемых материалов. Опытные
сварщики рекомендуют учитывать следующие нюансы:
- сварка алюминия и его сплавов потребует работы с постоянным и переменным током;
- нержавейку следует варить аппаратом, имеющим импульсный режим;
- заготовки толщиной до 5-7 мм хорошо провариваются рабочим током до 200А, для более толстых лучше взять мощный агрегат с током до 300А;
- для систематической продолжительной работы (по несколько часов в день или даже полную смену) следует выбрать оборудование с возможностью водяного охлаждения горелки
Производители оснащают свои аргонно дуговые сварочные аппараты большим числом дополнительных функций. Они существенно увеличивают стоимость оборудования. Прежде чем приобретать модель с таким оснащением, следует убедиться в том, сто оно вам действительно нужно и будет часто использоваться.
Характеристики
На выбор оборудования влияют и несколько основных параметров оборудования, приведенных ниже:
Диапазон рабочего тока
Если планируется варить детали разной толщины, от тонких листов до массивных плит, потребуется не только работа мощным током, но и сварка на минимальном режиме.
Так для сварки тонкостенных изделий из нержавейки потребуется ток в 5-10 А, а для алюминиевых деталей толщиной до 10 мм- 240А.
Чтобы не покупать два аппарата, лучше выбрать один с большим диапазоном
Снижение
Кроме работы по тонким листам, малый ток очень важен в начале шва и при его окончании. Опытные мастера стартуют шов при минимальных значениях, чтобы избежать прожога листа. Работа малыми токами также необходима при выполнении сложных угловых швов.
В конце шва также рекомендуется уменьшать ток, чтобы исключить разбрызгивание и обеспечить равномерное заполнение сварочной ванны.
Переменный и постоянный
Черный металл, нержавейку и медь варят постоянным током. При соединении алюминия, магния и используют и переменный ток. Постоянная перемена полярности разрушает образующуюся окисную пленку и повышает качество шва.
При этом форма импульса регулируется так, чтобы добиться оптимального соотношения между положительной и отрицательной полуволной, соответствующим фазе прогрева и снятию окислов.
Простота использования
Методика сварки в атмосфере аргона отличается сложностью и требует навыка от сварщика. Поэтому удобные и ясно обозначенные рукоятки и кнопки для управления режимами аппарата существенно облегчат освоение технологии начинающим сварщиком Выносная педаль управления рабочим током позволит сосредоточить внимание на самом процессе сварки.
[stextbox id=’alert’]Важно! Горелка должна удобно лежать в руке, шланг — не стеснять движений кисти.[/stextbox]
Дополнительно
Чтобы завершить формирование комплекса сварочного оборудования, потребуется также комплектующие для проведения аргонодуговой сварки:
- газовый баллон для хранения запаса аргона;
- аргонный редуктор с фильтрами газовым клапаном;
- средства индивидуальной защиты: маску-хамелеон и спилковые краги;
- горелка под аргон;
- компоненты редуктора;
- Потребуются также привычные аксессуары сварщика – угловая шлифмашина для зачистки и растворитель для обезжиривания.
Источники питания
Специализированные источники питания используются на средних и крупных предприятиях, при серийном и массовом производстве.
К таким устройствам относят:
- осциллятор;
- приборы для контроля рабочего цикла;
- источник тока;
- блоки поджига и стабилизации дуги.
В частных мастерских и небольших бизнесах стараются применять универсальные многорежимные устройства. В них все эти блоки интегрированы в качестве основных или дополнительных функций.
Шланги
Приобретаемый шланг должен по назначению и разъемам соответствовать сварочному аппарату и горелке.
Если планируется выполнение строго определенных видов работ, то можно сэкономить и купить шланг, постоянно присоединенный к горелке.
Для сохранения универсальности набора оборудования лучше потратиться на универсальный шланг со сменными горелками, каждая из которых наилучшим образом выполняет свою операцию.
Электроды
Электроды для сварки в среде аргона различаются по своему составу и назначению. Интернациональная система обозначений расходников выделяет следующие популярные виды:
- WP зеленый. Это стержни сделаны из вольфрама практически без примесей, чистота 99, 5%. Они оптимизированы для работы переменным синусоидальным напряжением с осциллятором. Рекомендованы для сварки алюминия, магния.
- WZ-8 белый. В них добавлен оксид циркония. Обеспечивает высокостабильную электродугу, рекомендован для алюминиевых, бронзовых и никелевых сплавов.
- WT-20 красный. С добавлением небольших количеств тория. Демонстрируют большую стабильность электродуги, чем чисто вольфрамовые. Ввиду радиоактивности тория необходимо исключить риск вдыхания сварщиком паров или аэрозолей. Следует обеспечить мощную вытяжную вентиляцию или автономное дыхание в маске. Ториевые электроды оптимизированы для работы постоянным током и используются для сварки нержавейки, титана и других цветных и редких металлов.
- WY -20 темно-синий. С добавлением около 2% иттрия. Оптимизирован для сварки особо нагруженных швов постоянным током.
[stextbox id=’alert’]Важно! Следует строго соблюдать рекомендации по использованию электродов.[/stextbox]
Как выбрать для домашних работ?
Какой аппарат выбрать? Универсальный агрегат, способный сваривать все со всем, обойдется в сотни тысяч рублей, причём три четвери его возможностей, скорее всего, не будут использованы. Для того, чтобы правильно выбрать хороший аппарат для домашней мастерской, требуется четко очертить круг предстоящих работ. Приобретение комплекса для сварки в аргоновой среде имеет смысл, если объем предстоящих работ значителен.
Полезно будет перед покупкой изучить мнения опытных сварщиков, их отзывы о работе с той или иной моделью. Такие отзывы можно найти на профессиональных форумах.
Важно также правильно выбрать такие параметры вашего аппарата, как:
- максимальный и минимальный сварочный ток;
- режимы работы: смена полярности постоянного тока, переменный ток, импульсный и ассиметричный токи;
- тип присоединения для сварочного шланга;
- вид охлаждения горелки;
- дополнительное оборудование в комплекте поставки;
- отношение цена/производительность и цена/качество.
Дополнительное оборудование, входящее в комплект поставки, обойдется существенно дешевле, чем приобретенное отдельно. Немаловажно, чтобы эти бонусы от поставщика были действительно необходимы, поскольку общую цену покупки они могут задрать весьма ощутимо.
Самодельный агрегат для AC и DC сварки – возможно или нет?
В сети можно найти немало описаний, схем и даже видео о том, как народный умелец самостоятельно собрал TIG-аппарат и заварил на нем пару швов. Многие нюансы в таких историях остаются за кадром.
Собирать самодельное устройство имеет смысл при выполнении следующих условий
- в распоряжении домашнего мастера есть разрозненные, но практически исправные блоки и узлы сварочного оборудования,
- он обладает достаточными рабочими навыками и инженерными знаниями в электротехнике и электронике;
- у мастера много свободного времени и хорошо оборудованная мастерская.
При покупке готовых компонентов в магазинах, с учетом затраченного времени, аппарат для аргоновой сварки, собранный своими руками, обойдется едва ли не дороже покупного, но никогда не сможет достигнуть его показателей по производительности, функциональности и энергоэффективности.
В то же время простейшую ТИГ-горелку можно сделать своими руками. Корпус вырезается из эбонита, втулку для крепления электрода лучше сделать из фарфорового корпуса отработавшей автомобильной свечи зажигания. Выше втулки нужно закрепить зажим-цангу подходящего диаметра. Трубку для подачи газа лучше взять от старой горелки. Особое внимание следует уделить уплотнению соединений и изоляции токоведущих частей.
