Когда необходимо сформировать неразъемное соединение деталей из нержавеющей стали, меди, титана, алюминия, а также ряда других металлов цветной группы и сплавов на их основе, чаще всего используется сварка аргоном. Процесс ее выполнения является достаточно трудоемким и специфическим.

Принципы сварки, выполняемой в среде аргона

Сварка аргоном совмещает в себе признаки . С электродуговой сваркой данный технологический процесс объединяет обязательное использование электрической дуги, а с газовой – применение газа, а также некоторые технологические приемы формирования неразъемного соединения.

Плавление кромок соединяемых деталей и присадочного материала, при помощи которого и формируется сварной шов, обеспечивается за счет высокой температуры, создаваемой при горении электрической дуги. Газ (в данном случае аргон) выполняет защитные функции, о чем следует поговорить более подробно.

, большинства цветных металлов и сплавов на их основе имеет некоторые особенности, заключающиеся в том, что, находясь в расплавленном состоянии, взаимодействуя с кислородом и другими примесями окружающего воздуха, такие металлы активно окисляются.

Это негативным образом сказывается на качестве формируемого сварного шва: он получается непрочным, в его структуре формируются поры – воздушные пузырьки, которые значительно ослабляют соединение. Еще более отрицательное влияние оказывает окружающий воздух на алюминий, расплавленный в процессе выполнения сварочных работ. Под воздействием кислорода, находящегося в окружающем воздухе, данный металл начинает гореть.

Оптимальным решением, которое позволяет эффективно защитить зону формируемого соединения при сварке металлов цветной группы и , является использование защитного газа – им и выступает аргон. Высокая эффективность применения именно данного газа объясняется его характеристиками.

Схема работы аргонодуговой сварки

Аргон значительно тяжелее воздуха (на 38%), поэтому он с легкостью вытесняет воздух из зоны выполнения сварочных работ и создает ее надежную защиту. Являясь инертным по своей природе, аргон практически не реагирует с расплавленным металлом, а также другими газами, присутствующими в зоне, где горит сварочная дуга. При сварке аргоном на обратной полярности следует учитывать один важный момент: от атомов газа в этом случае легко отделяются электроны, поток которых превращает газовую среду в токопроводящую плазму.

Технология выполнения сварки в среде такого газа, как аргон, может предусматривать использование плавящихся, а также неплавящихся электродов (такими являются стержни из вольфрама). Диаметр , который, как известно, отличается исключительной тугоплавкостью, подбирается по специальным справочникам. На выбор данного параметра оказывают влияние характеристики соединяемых деталей.

Сварку в среде аргона подразделяют на три типа в зависимости от используемой технологии:

• ручную, выполняемую неплавящимся вольфрамовым электродом (обозначается такая технология аббревиатурой РАД);
• автоматическую, проходящую в среде аргона с использованием неплавящихся электродов (обозначение сварки данного типа – ААД);
• автоматическую, выполняемую в среде аргона с использованием плавящихся электродов (название данной технологии – ААДП).

Согласно международной классификации, аппарат аргонодуговой сварки или сварки, выполняемой при помощи электрода из вольфрама в защитной среде любого инертного газа, обозначается аббревиатурой TIG (Tungsten Inert Gas).

Особенности сварочных работ в среде аргона

Рабочим органом сварочного оборудования, используемого для соединения металлических деталей в среде защитных газов (в том числе и аргона), является горелка. Именно в горелку (в ее центральную часть) вставляется вольфрамовый электрод, вылет которого должен находиться в пределах 2–5 мм. Фиксация электрода внутри такой горелки обеспечивается посредством специального держателя: в него можно вставить вольфрамовый стержень любого требуемого диаметра. Для подачи защитного газа сварочная горелка оснащается керамическим соплом.

Требуемую температуру в процессе выполнения сварки аргоном, как уже говорилось выше, создает электрическая дуга. Сварной шов формируется при помощи присадочной проволоки, состав которой должен максимально соответствовать составу обрабатываемого металла.

Перечислим основные этапы выполнения сварки рассматриваемого типа, при которой используется электрод из вольфрама.

• Проводится тщательная очистка поверхностей соединяемых деталей от загрязнений, следов масла и жира, а также от окисной пленки. Такая очистка является обязательной и может выполняться механически способом либо при помощи химических средств.
• К соединяемым деталям необходимо подключить «массу». Сделать это можно как напрямую (если детали обладают большими габаритами), так и посредством металлической поверхности рабочего стола (если детали не отличаются большими размерами). Присадочная проволока, что важно, не включается в электрическую сварочную цепь, а подается отдельно.
• На сварочном оборудовании выставляется сила сварочного тока. Данный параметр выбирается в зависимости от характеристик соединяемых заготовок.
• После включения тока горелку с электродом подносят к свариваемым деталям как можно ближе, не прикасаясь к их поверхности. Оптимальное расстояние, на котором горелку располагают от поверхности соединяемых заготовок (его надо выдерживать в процессе выполнения сварки), – 2 мм. Удерживание электрода на таком небольшом расстоянии позволяет хорошо проплавить соединяемый металл, получить красивый и аккуратный сварной шов.

Схема сварочного оборудования для осуществления сварки в среде аргона

• Подачу защитного газа включают заранее – за 15–20 секунд до начала сварки. Выключают подачу аргона не сразу после окончания сварки, а чуть позже – спустя 5–10 секунд.
• Горелку и присадочную проволоку медленно ведут только вдоль формируемого шва, не совершая ими поперечных колебаний. Присадочную проволоку, которая располагается впереди горелки, вводят в зону действия электрической дуги очень плавно, не делая ею резких движений. В противном случае расплавленный металл будет сильно разбрызгиваться.
• При выполнении сварки электрическую дугу зажигают, не прикасаясь электродом к соединяемым поверхностям. Придерживаться такого правила необходимо по нескольким причинам. Во-первых, потенциал ионизации аргона очень высок, что мешает для его понижения эффективно использовать искру от касания электрода. Когда для сварки применяется плавящийся электрод, во время его прикасания к соединяемым деталям возникают пары металла. Потенциал их ионизации значительно ниже, по сравнению с аргоном, что и облегчает процесс зажигания электрической дуги. Во-вторых, если прикасаться вольфрамовым электродом к поверхности соединяемых деталей, она загрязняется, что мешает качественному выполнению сварочных работ.

Процесс сварки аргонодуговым способом вблизи

У многих возникает естественный вопрос о том, каким образом может быть зажжена электрическая дуга в среде такого газа, как аргон, если потенциал его ионизации слишком большой, а сам электрод не прикасается к поверхности соединяемых деталей. Для этого используется осциллятор, который преобразует поступающий из электрической сети ток с обычными параметрами в высокочастотные импульсы с величиной напряжения 2000–6000 В и частотой тока 150–500 Гц. Именно такие импульсы и дают возможность зажечь электрическую дугу без соприкосновения электрода с соединяемыми деталями.

Оборудование и оснащение для сварки аргоном

Для выполнения сварки аргоном недостаточно наличия стандартного сварочного аппарата, в качестве которого может выступать инвертор или трансформатор. Данная технология требует использования такого оборудования и специального оснащения, как:

• инвертор или обычный сварочный трансформатор, мощности которого должно хватать для выполнения подобного технологического процесса (в частности, для этих целей можно использовать трансформатор, мощность холостого хода которого находится в интервале 60–70 В);
• силовой контактор, через который на сварочную горелку будет подаваться требуемое сварочное напряжение;
• осциллятор, о назначении которого было сказано выше;
• специальный регулятор, который будет отвечать за время обдува сварочной зоны аргоном (поскольку защитный газ должен начать подаваться за несколько секунд до начала сварки, а его подачу необходимо перекрывать спустя несколько секунд после ее окончания);
• специальная горелка с керамическим соплом и зажимом для фиксации вольфрамового электрода;
• газовый баллон и редуктор, который регулирует уровень давления аргона, подаваемого в зону сварки;
• электроды из вольфрама и присадочные прутки требуемого диаметра;

Ремонт легкосплавного колесного диска — вариант типичного использования аргонной сварки

• дополнительный трансформатор, отвечающий за подачу напряжения к коммутирующим устройствам;
• выпрямитель, вырабатывающий постоянный электрический ток с напряжением 24 В, который подается на коммутирующие устройства;
• реле, которое отвечает за включение и отключение таких устройств, как осциллятор и контактор;
• электрогазовый клапан, работающий от напряжения 24 или 220 В;
• фильтр индуктивно-емкостного типа, обеспечивающий защиту сварочного аппарата от негативного воздействия высоковольтных импульсов;
• амперметр, используемый для измерения величины сварочного тока;
• рабочий или неисправный автомобильный аккумулятор емкостью 55–75 Ah, который необходим для того, чтобы снизить постоянную составляющую сварочного тока, обязательно возникающую при выполнении процесса на переменном токе (такой аккумулятор подключается к сварочной электрической цепи последовательно);
• сварочные очки, которые необходимо использовать в качестве основного элемента защиты сварщика.

При желании оборудование для выполнения сварки аргоном можно укомплектовать своими руками, купив все необходимые компоненты в строительном магазине или на рынке. Если же вы не хотите заниматься конструированием, то можно сразу приобрести сварочный аппарат, в марке которого присутствует аббревиатура TIG. Чтобы начать использовать такой аппарат, его необходимо дополнительно укомплектовать газовым баллоном, горелкой, элементами, управляющими горелкой и подачей защитного газа.

Чтобы сварка с применением аргона была выполнена качественно, необходимо правильно выбрать ее режимы.

Важными параметрами при выполнении сварки по данной технологии являются полярность и направление движения электрического тока. На их выбор оказывают влияние свойства материалов, которые предстоит сваривать. Переменный ток или обратную полярность выбирают, когда необходимо выполнить сварку деталей, изготовленных из алюминия, бериллия, магния и других цветных металлов. Объясняется этот выбор тем, что при использовании таких параметров электрического тока происходит эффективное разрушение оксидной пленки, которая всегда присутствует на поверхности данных материалов.

Нюансы работы с аргонной сваркой

Характерным примером является , оксидная пленка на поверхности которого имеет очень высокую температуру плавления. При сварке деталей из данного металла на токе обратной полярности эффективное разрушение оксидной пленки происходит за счет того, что ионы аргона активно бомбардируют поверхность соединяемых деталей. Аргон превращается в токопроводящую плазму, которая не только упрощает выполнение сварочных работ, но и значительно повышает их качество. Если сварка деталей из данного металла выполняется на переменном токе, то для достижения такого эффекта соединяемые детали должны выступать в роли катода.

Для сварки в среде защитных газов часто применяется такое дополнительное оборудование, как осциллятор. При выполнении сварки с использованием переменного тока он облегчает процесс зажигания сварочной дуги, а когда она загорится, выступает в роли стабилизатора.

В тот момент, когда происходит смена полярности переменного тока, может произойти деионизация (а значит, и затухание) сварочной дуги. Чтобы такого не случилось, осциллятор в моменты смены полярности электрического тока формирует электрические импульсы и подает их на сварочную дугу.

Значение сварочного тока выбирают в зависимости от ряда параметров: свойств обрабатываемого материала, геометрических размеров заготовок, а также размеров используемых электродов. Для выбора данного параметра лучше всего использовать данные, содержащиеся в специальной литературе.

Немаловажным параметром является расход защитного газа аргона, выбираемый в зависимости от того, с какой скоростью выполняется подача присадочного материала и какой скоростью обладают сносящие воздушные потоки. Минимальным значение данного параметра будет в том случае, если сварка выполняется внутри помещений, в которых отсутствуют сквозняки. Если же процесс происходит на открытом воздухе, где нередки сильные порывы бокового ветра, необходимо не только увеличить расход аргона, но и использовать для его подачи в зону сварки специальные конфузорные сопла, газ из которых подается через мелкоячеистые сетки.

В защитную газовую смесь, кроме аргона, часто добавляют кислород в небольших количествах (3–5%). Кислород в данном случае вступает в реакцию с различными вредными примесями, которые могут присутствовать на поверхности соединяемых деталей (влага, грязь и др.). В результате такого взаимодействия вредные примеси сгорают либо переходят в шлак, всплывающий на поверхность сварного шва.

Следует иметь в виду, что нельзя использовать кислород при выполнении сварки меди, поскольку в результате получается оксид меди. Данное соединение, вступая в реакцию с водородом, содержащимся в окружающем воздухе, образует водяной пар, стремящийся выйти наружу из металла сварного шва. Все это приводит к появлению множества пор в формируемом сварном шве, что самым негативным образом сказывается на его качественных характеристиках.

Преимущества и недостатки сварки в защитной среде аргона

Сварка, выполняемая в среде защитного газа аргона, имеет как преимущества, так и недостатки, которые обязательно следует учитывать. К достоинствам данной технологии относят:

• возможность получения качественного и надежного сварного соединения, что обеспечивается эффективной защитой области выполнения сварочных работ;
• незначительный нагрев соединяемых деталей, что дает возможность использовать данную технологию для сварки деталей сложной конфигурации (при этом они не деформируются);
• возможность использования для соединения деталей из материалов, которые невозможно варить другими способами;
• значительное возрастание скорости выполнения сварочных работ за счет использования высокотемпературной электрической дуги.

Недостатками данной технологии являются:

• использование сложного сварочного оборудования;
• необходимость в специальных знаниях и достаточном опыте выполнения подобных работ.

Использование сварки аргоном позволяет получать качественные и надежные сварные соединения, характеризующиеся равномерной проплавкой соединяемых деталей. Применяя данную технологию, можно сваривать детали из цветных металлов небольшой толщины даже без применения присадочной проволоки.

(голосов: 5 , средняя оценка: 5,00 из 5)

Что такое аргонодуговая сварка? Читатель наверняка встречал это понятие раньше: упоминания в статьях о сварке, предложения пройти обучение — курсы аргонодуговой сварки, какие-то видео в интернете и т.д. В этой статье мы рассмотрим процесс аргонодугового процесса и осветим ее основные особенности.

Новичок может всегда стать профессионалом, если есть желание

Аргонно-дуговая сварка – это соединение металла, при котором для защиты сварочного процесса используется аргон. За исключением этого факта, процесс аргонодуговой сварки и обычная дуговая сварка отличаются немногим. Аргон является инертным газом. За счет своей химической инертности он не реагирует со свариваемыми материалами и защищает их от воздействия атмосферных газов: кислорода, азота, углекислого газа, водяных паров и других веществ, могущих повредить процессу сварки.

Аргонодуговая сварка: принцип работы

Дуговая сварка с помощью аргона выглядит так: сварщик выполняет сваривание деталей при помощи дугового сварочного аппарата. Сварочная зона защищается аргоном. За счет того, что аргон тяжелее воздуха, он вытесняет воздух из зоны сварки и позволяет эффективно изолировать ее. При этом подача аргона осуществляется непрерывно – с помощью специального устройства, обеспечивающего дозированную подачу аргона в сварочную зону. Для этого на электрод надевается специальная трубка – газовое сопло, из которого и выдувается аргон. Это напоминает процесс кислородной резки металла. Кроме этого, аргонодуговая работа с металлом может осуществляться и в специальном боксе, заполняемом аргоном перед процессом сваривания. Лучше понять, как происходит аргонно-дуговое соединение деталей, вы можете, просмотрев подходящее видео.

Для такой сварки могут использоваться плавящиеся и неплавящиеся электроды. Последние, как правило, изготавливаются из вольфрама, обеспечивающего должную тугоплавкость и устойчивость электрода.

Немного о токах

Обычная дуговая сварка и аргонодуговая различаются еще и тем, что дуга зажигается не привычным способом – касанием электродом сварочной поверхности, а с помощью специального устройства – осциллятора. Аргон гораздо сложнее ионизируется, чем воздух, и привычным способом дугу зажечь не получится. Осциллятор же подключается к электроду и создает высокочастотные и высоковольтные импульсы, которые легко разжигают дугу. Здесь стоит учесть и то, что при касании металла вольфрамовым электродом произойдет его оплавление и загрязнение.

Горелка для сварщика, как кисть для художника

Плавкими электродами варят и без осциллятора – пары железа, появляющиеся при касании, ионизируются гораздо легче, чем аргон, и поэтому осциллятор не нужен.

Для соединения большинства материалов используется постоянный ток, так как при аргонодуговой сварке разогрев анода и катода происходит неравномерно. Постоянный ток дает возможность передавать максимум энергии на деталь и минимум – на электрод. Переменный ток используется лишь для сварки алюминия – он позволяет эффективнее разрушать пленку окиси алюминия.

Аргонодуговая сварка: где применяется?

Область применения аргонодугового процесса – соединение цветных металлов и легированных сталей. Аргонодуговая сварка позволяет получать исключительное качество шва, чем и обусловлено ее применение для сваривания ценных материалов и ответственных конструктивных узлов. Сварщик, владеющий этим методом, может больше и ценится выше, поэтому пройти обучение – бесспорно полезный шаг.

Как научиться варить аргонодуговой сваркой?

Здесь есть два решения. Первое – это пройти обучение аргонной сварке, записавшись на специальные курсы. Проходя курсы, вы не только обучитесь аргонной сварке на практике, но и узнаете множество ценной информации. Многое зависит от того, какие курсы вы выберете – выбирайте курсы, опираясь на опыт знакомых, отзывы в интернете, или руководствуйтесь здравым смыслом: изучите программу, которую предлагают курсы, и, опираясь на теоретическую часть, сделайте выбор.

Второе решение – научиться самостоятельно. Пройти обучение помогут статьи, рекомендации, видео процесса, а также опыт знакомых. В принципе, если у вас есть необходимое оборудование, просмотр видео и чтение тематических статей вполне может научить вас полноценно использовать этот ценный метод соединения металла.

Оглянувшись, можно увидеть большое количество изделий, сделанных из нержавеющих сталей, меди и бронзы, алюминия и сплавов на их основе. В отличие от обычного железа эти металлы имеют свои особенности.

Сварка аргоном – это лучший способ ремонта металлов и сплавов со своеобразными свойствами. Для работы понадобится баллон с газом, специальное оборудование, определенные технические навыки.

Сварочные работы в аргоне это газовая сварка, совмещенная с дуговой. Сплавление проводится в поле электрической дуги в атмосфере инертного газа. Почему нельзя это делать как обычно в воздухе?

Дело в том, что кислород воздуха активно окисляет вещества сплавов. Продукты окисления попадают в шов, разрыхляют его. В образовавшиеся поры могут попадать пузырьки воздуха, окончательно ухудшая качество шва. Получается, что варить в принципе можно, но соединение будет очень слабым.

Во избежание негативных последствий была разработана технология аргоновой сварки. Инертная атмосфера полностью исключает возможность окисления. Относительная молекулярная масса аргона равна 40 а.е.м.

Воздух в сварочной ванне не может присутствовать даже в остаточных количествах. Сварка аргоном гарантирует прочность, долговечность шва.

Для проведения работ в аргоне могут использоваться плавящиеся электроды или остающиеся неизменными. Не плавится при температуре дуги вольфрам. Тип и диаметры электродов выбирают по таблицам из справочников. Главным показателем, определяющим выбор электродов, являются сплавляемые материалы.

Различные технологии

Чаще всего приходится работать со сталями, содержащими различное количество добавок, и алюминиевыми сплавами. Рассмотрим международную классификацию видов сварок в аргоне, применяемых для этих материалов:

• сварка ММА выполняется по ручной технологии в поле электрической дуги, образованном электродом с покрытием. При переменном токе таким способом можно варить только углеродистую сталь. При постоянном токе – сталь как углеродистую, так и нержавеющую, а также алюминий и его сплавы;
• сварка TIG производится ручным способом в аргоне или другом инертном газе вольфрамовым электродом. При переменном токе так можно варить только алюминий и его сплавы. При постоянном – углеродистые и нержавеющие виды сталей;
• сварка MIG – это полуавтоматическое сваривание плавящейся проволокой. В технологии используют переменный ток. Свариванию подлежат оба типа стали и алюминий со сплавами.

В русскоязычном информационном пространстве параллельно с международной терминологией часто применяют отечественную классификацию.

Это вполне оправданно и понятно. Технологические подходы во многих странах отличаются, что влечет за собой разницу в терминологии и аббревиатурах.

Отечественная терминология

В отечественно технической литературе может встречаться несколько другая терминология, касающаяся сварки в аргоне. Существуют также государственные стандарты, в которых описаны требования к характеристикам процесса.

Под сокращением РАД подразумевают ручную дуговую сварку в аргоне с использованием неплавящегося электрода.

Аббревиатура ААД обозначает автоматический вид аргонно дуговой сварки с применением неплавящегося электрода.

Под сокращением ААДП объединены все варианты автоматизированного сваривания с плавящимися электродами.

Специалисты легко ориентируются в терминологии. Начинающим мастерам придется изучить требуемый метод, запомнить его название, освоить технику выполнения.

Профессионалы при работе на производстве с аргоном и другими газами руководствуются едиными государственными требованиями. Исполнение их обязательно, подлежит строгому контролю.

ГОСТ 14771 нормирует виды, характер швов, толщину свариваемых деталей из нержавеющих сплавов на основе железа и никеля . В стандарте заложены требования по работе с неплавящимися электродами с использованием присадок и без использования таковых, а также с плавящимися электродами.

Присадки в последнем случае не нужны. Аргонодуговая сварка – это разновидность сварки в инертной среде, оговоренной в данном ГОСТе.

Требуемое оборудование

Для сварки аргоном понадобится комплект оборудования, отличающийся от стандартного, используемого при обычном сваривании в атмосфере воздуха. Нужно обеспечить поставку аргона, регулировать режим его подачи, иметь источник тока и устройства для розжига дуги. Ручная аргонодуговая сварка может проводиться при наличии следующего самого простого набора:

• горелки;
• специального сопла на горелку;
• трансформатора, поставляющий ток из сети;
• осциллятора для инициирования горения дуги;
• регулятора продолжительности подачи аргона в рабочую зону;
• баллона с газом, обязательно оснащенного редуктором;
• набора электродов;
• присадочной проволоки;
• защитной одежды и очков;
• некоторых дополнительных устройств.

Назначение всего необходимого понятно, не требует комментариев. Следует обратить внимание на необходимость осциллятора. При обычной сварке в атмосфере воздуха для розжига электрической дуги было достаточно прикоснуться к поверхности металла. В работе с аргоновой сваркой таким способом дугу разжечь невозможно. Для инициирования процесса нужен осциллятор.

Очень удобен в применении готовый аппарат TIG. При покупке нужно обратить внимание на его назначение. Для работы с алюминиевыми сплавами подойдет аппарат с переменным током. Он маркируется буквами АС.

Для стальных сплавов предназначен агрегат, поставляющий постоянный ток. На нем указана маркировка DC. Если планируется постоянный ремонт разных металлических деталей, рекомендуют приобрести универсальный аппарат. Он может работать в обоих режимах, легко совмещается с центральной сетью электроснабжения.

Приобретая готовый аппарат, вам дополнительно нужно будет купить только баллон с аргоном, расходомер, шланги для подсоединения баллона . Все остальные устройства вмонтированы в агрегат.

Особенности процесса

Возможности сварки в среде аргона велики. Работа с каждым конкретным металлом имеет особенности, без учета которых хороший шов получить не удастся.

На поверхности алюминиевых изделий всегда присутствует оксидная пленка. На воздухе он окисляется очень быстро. Даже если этот слой механически счистить, то новый образуется в течение нескольких минут.

Оксид алюминия очень тугоплавкое вещество. Разрушить оксидную пленку на поверхности детали можно, применяя переменный ток или подключение с обратной полярностью.

В таком случае аргон не только создает инертную среду, но и разрушает оксиды. Расход аргона при работе с тонкими деталями равен 6 л/мин, с толстыми (больше 5 мм) – достигает 15 л/мин.

Может выполняться с присадкой из нержавеющих прутков или без них. Угол наклона электрода при варке без присадки составляет 90 °C.

Сваривание с прутом проводят наклоненным электродом. Обязательно наличие термостойкого сопла горелки. Температура рабочей зоны очень высока.

По окончании сваривания подачу газа резко прекращать нельзя. Шов может растрескаться. Следует дождаться полного остывания рабочей зоны, потом выключить газ.

Отличие меди и титана

Своеобразием отличается медь. Металл также очень легко окисляется, обладает большой теплопроводностью (в 6 раз больше, чем у железа). Для сваривания медных деталей нужна высокая температура дуги.

При этом придется значительно увеличить расход аргона. Скорость потока варьируется в диапазоне от 7 л/мин при работе с тонкими деталями (1,2 мм) до 14 л/мин при сваривании в несколько проходок деталей с толщиной 25 мм.

Специфика меди заключается также в большом линейном расширении, которое может приводить к образованию трещин на горячем материале. Для предотвращения негативных явлений медь разогревают постепенно до 300 °C, бронзовые сплавы – до 600 °C. Только после этого можно приступать к работе.

Для работы с титаном аргон приходится направлять с тыльной стороны детали. Поэтому заранее следует приобрести специальные форсунки для подачи газа. Расход аргона составляет 6-7 л/мин.

Аргоновая сварка — это процесс со многими параметрами. Учесть все можно и нужно, руководствуясь специальными справочниками. Имея представление об основах, сориентироваться в технической литературе гораздо проще.

Медь и др.) которые практически не поддаются соединению с применением традиционного оборудования, поэтому для создания неразъемных конструкций из этих материалов успешно применяется аргонно-дуговая сварка. Аргонная сварка своими руками осуществляется на стандартном оборудовании или при помощи агрегата собственного изготовления и требует определенных навыков и знаний, без которых процесс обречен на неудачу. Горелка для сварки аргоном

Особенности аргонодуговой сварки

При аргонно-дуговой сварке процесс происходит в среде инертного газа (аргона), который защищает сопрягаемые поверхности от окисления, тем самым улучшая качества шва. может осуществляться в ручном, и автоматическом режимах с использованием неплавящегося и плавящегося электрода.

В качестве неплавящегося электрода при аргонно-дуговой сварке обычно применяется вольфрамовый элемент, поскольку это очень тугоплавкий материал. При помощи подобного способа сваривания можно осуществить надежное соединение материалов, которые очень затруднительно сварить традиционных способом, и даже разнородных деталей.

Особенности техники при аргонодуговой сварке

Для уверенной и продуктивной работы следует знать, как варить аргоном, и придерживаться некоторых правил, выполнение которых значительно облегчит процесс и позволит добиться высокого качества шва.

Аргонно-дуговая сварка своими руками предполагает создание прочного и надежного шва, и поэтому требует повышенного внимания при проведении работ.

• Неплавящийся электрод следует держать как можно ближе к свариваемой поверхности, создавая минимально возможную длину дуги. С увеличением дуги уменьшается глубина проплавления металла и увеличивается ширина шва, то есть страдает качество.
• Обычно при аргонно-дуговой сварке совершается только одно движение, которое направленно вдоль оси шва. Отсутствие частых поперечных движений дает возможность создать более узкий и эстетически привлекательный шов, что выгодно отличает эту технологию от применения покрытых электродов.
• Для предотвращения насыщения свариваемых поверхностей азотом и , содержащихся в воздухе, следует внимательно следить за тем, чтобы неплавящийся электрод и присадочная проволока находились в зоне аргонной защиты.
• При резкой подаче сварочной проволоки наблюдается активное разбрызгивание металла. Для предотвращения этого процесса следует подавать проволоку очень плавно, что достигается практикой.
• Одним из показателей качества шва является его проплавленность, о которой можно судить по форме, образованной сварочной ванной. О хорошей проплавленности можно судить по сварочной ванне, удлиненной в сторону направления сварки, а овальная или круглая форма говорит о недостаточном проплавлении поверхности.
• При сваривании неплавящимся электродом присадочную проволоку следует располагать под углом к свариваемой поверхности впереди горелки, избегая поперечных колебаний. Таким способом легче обеспечить ровный и узкий сварочный шов.
• Заваривание кратера при окончании работ производят с помощью понижения силы тока реостатом (неправильно прекращать работу путем обрыва дуги, отводя горелку, поскольку резко снижается защита шва). Обычно подачу газа (аргон) прекращают через 7 – 10 секунд после окончания работы, а начинать подачу газа в область соединения следует за 15 – 20 секунд до начала процесса.
• Перед началом проведения сварочных работ поверхности деталей следует очистить от окислов и грязи механическими или химическими способами, а также обезжирить.

Принцип сваривания аргоном

Параметры режимов при аргонно-дуговой сварке

Сварка аргоном своими руками пройдет на высоком уровне, если выбрать оптимальные режимы, которые обеспечат максимально эффективное проведение процесса.

• Полярность и направление тока выбираются согласно свойствам свариваемого металла. Обычно при работе с основными сталями и сплавами применяется постоянный ток прямой полярности. Сварку алюминия, магния и бериллия предпочтительней вести при обратной полярности, что способствует более быстрому разрушению оксидной пленки.
• Устанавливаемый сварочный ток зависит от марки и состава материалов, от диаметра вольфрамового электрода, а также от полярности тока. Точные данные режимов для решения конкретной задачи следует выбирать из справочных материалов или на основании собственного опыта.
• Напряжение дуги полностью зависит от ее длины, поэтому рекомендуется проводить работы, создавая минимальную дугу, добиваясь снижения напряжения. При увеличении длинны дуги растет напряжение и ухудшается качество шва.
• Расход инертного газа следует устанавливать таким образом, чтобы создавался ламинарный поток, который полностью защитит провариваемые поверхности от окисления.

Режимы сваривания металла

Подбор оптимальных режимов – это довольно сложный процесс, поэтому аргонно-дуговая сварка, обучение должно проводиться опытным специалистом, владеющим как теоретическими знаниями, так и практическими навыками выполнения подобных работ.

Модернизация обычного сварочного аппарата для использования аргона

Зачастую аргоновая сварка своими руками осуществляется на нестандартном , то есть аппарате, переделанном для решения конкретных задач. Для обеспечения качества работ понадобятся два дополнительных агрегата, которые помогут осуществить процесс на высоком уровне качества.

• Осциллятор – это устройство, используемое для бесконтактного зажигания электрической дуги. Оно поддерживает стабильный дуговой разряд при работе на режимах, требующих применения переменного тока. Поскольку зажигание дуги при аргонно-дуговой сварке по ряду причин невозможно путем непосредственного касания электродом рабочей поверхности, осциллятор генерирует высоковольтный разряд (4 – 8 кВт.), который и пробивает дуговой промежуток.
• Балластный реостат служит для регулирования силы тока и подбора оптимальных параметров при сварке деталей из различного материала. При сваривании алюминия на переменном токе рекомендуется осуществлять регулирование реостата в очень узких пределах (15- 20%), поскольку постоянную составляющую тока компенсировать все равно не удастся.

Преимущества и недостатки аргонодуговой сварки

Более наглядно с процессом можно ознакомиться, посмотрев аргонно-дуговая сварка (видео), где показаны методики настройки оборудования и способы сопряжения различных поверхностей.

Преимущества:

• область нагрева основного металла очень незначительна, что сохраняет первоначальную форму заготовок;
• аргон является инертным газом, удельный вес которого тяжелее воздуха, поэтому он надежно защищает свариваемые поверхности от воздействия окружающей среды;
• высокая тепловая мощность дуги позволяет увеличивать скорость проведения работ;
• несложность технических приемов делает такой способ сварки общедоступным;
• возможность сваривания деталей, которые нельзя соединить другим способом, с получением аккуратного и эстетичного шва.

Недостатки:

• возможность неполной защиты швов при работе на сильном ветре или сквозняке, поскольку часть аргона может не попасть по назначению;
• при проведении работ высокоамперной дугой предпочтительно использовать дополнительное охлаждение;
• довольно сложное оборудование, используемое для работы, и некоторые трудности точной настройки.

Для более подробного ознакомления с процессом следует посмотреть, как варить аргоном (видео), в котором очень доступно показаны все особенности проведения процесса, а также ознакомиться с необходимым оборудованием.

Нержавейка, медь, титан, алюминий, бронза, другие цветные металлы и легированные стали - все это металлы, детали из которых просто так не сваришь между собой. А ведь в быту бывают разные ситуации: то необходимо сварить трубы из нержавейки, то детали автомобиля из алюминия или просто приварить отвалившуюся ножку от бронзовой статуэтки. К перечисленным выше металлам потребуется особый подход - аргонодуговая сварка, работы по которой стоят недешево, если не сказать изрядно «кусаются», если заказывать их у специалиста. Вот и возникает вопрос у хозяев, а возможна ли сварка аргоном своими руками и что для этого нужно. Если Вы еще никогда ничего варили, то категорически не стоит начинать со сварки цветных металлов, уж больно трудоемкий и сложный это процесс, рассчитанный на некую сноровку специалиста и его опыт. Но если опыт обычной дуговой сварки имеется и Вы уверены в своих силах, тогда информация из данной статьи для Вас.

Сварка аргоном: технология и общие принципы

Аргонодуговая сварка представляет собой некий гибрид электросварки (дуговой) и газовой сварки. На технологию электросварки она похожа тем, что используется электрическая дуга, а на газовую - использованием газа и похожей работой сварщика.

Электрическая дуга служит источником нагрева, именно она расплавляет кромки металла, благодаря ней происходит сваривание.

А вот зачем нужен газ аргон ? Дело в том, что при сварке цветные металлы и легированные стали при взаимодействии с кислородом окисляются, либо же на них негативно влияют другие примеси, которые находятся в воздухе, из-за этого шов получается непрочным, наполненным пузырьками, а алюминий, например, вообще горит в кислороде. Чтобы защитить металл от воздействия различных примесей и газов используется инертный газ аргон. Этот газ на 38 % тяжелее воздуха, поэтому легко и быстро вытесняет кислород из зоны сварки и надежно изолирует рабочую ванну от любого влияния атмосферы. Начинать подавать газ в зону сварки необходимо за 20 секунд до зажигания дуги, а прекращать через 7 - 10 секунд после завершения работы. Аргон практически не вступает в реакцию со свариваемым металлом и другими газами в районе горения дуги, поэтому и называется инертным. Но есть и некоторый нюанс: при сварке на обратной полярности от атомов аргона легко отделяются электроны, благодаря этому вся среда аргона превращается в электропроводную плазму.

Сварку аргоном можно производить как плавящимся электродом , так и неплавящимся , в качестве последнего используется вольфрамовый электрод, так как этот материал исключительно тугоплавкий. Именно из вольфрама делают нити накаливания для ламп. Диаметр и материал электрода полностью зависит от сплавляемых металлов, данные показатели можно легко найти в справочниках.

Различают три вида аргонодуговой сварки:

• РАД - это ручная сварка аргоном неплавящимся электродом.
• ААД - автоматическая аргонодуговая сварка с помощью неплавящегося электрода.
• ААДП - автоматическая аргонодуговая сварка с использованием плавящегося электрода.

Если Вы будете искать готовый аппарат для сварки аргоном вольфрамовым электродом, ищите аппараты TIG (Tungsten Inert Gas (Welding)). Именно так обозначается сварка вольфрамом в среде инертных газов.

Технология аргонодуговой сварки

Что представляет собой горелка для сварки аргоном? Ее сердцем является вольфрамовый неплавящийся электрод , который должен выступать за пределы корпуса горелки всего на 2 - 5 мм, не более. Диаметр электрода подбирается согласно таблицам, исходя из параметров свариваемых материалов. Внутри горелки есть держатель, в который можно вставить и закрепить электрод любого требуемого диаметра.

Вокруг электрода надевается керамическое сопло , из него и будет поступать газ аргон во время сварки.

Для сварки нам понадобится присадочная проволока из того же материала, что и свариваемые детали, ее диаметр подбирается согласно таблицам.

Рассмотрим принцип работы с ручной сваркой аргоном, когда и горелка, и присадочная проволока находятся в руках сварщика.

Перед началом работ поверхность свариваемых деталей необходимо очистить от окислов, грязи и жира. Это можно сделать механическим или химическим способом.

Первым делом на свариваемую деталь подается так называемая «масса», как и при обычной дуговой сварке. Если детали слишком маленькие, ее можно подать на железный рабочий стол или ванну. Присадочная проволока в электрическую цепь не включается, она будет подаваться отдельно.

В правую руку сварщик должен взять горелку, а в левую присадочную проволоку. На горелке должна быть кнопка подачи тока и газа, включаем подачу газа заранее за 20 секунд. Сила тока подбирается в зависимости от свариваемых материалов или по личному опыту путем проб и ошибок. Опускаем горелку с электродом как можно ближе к поверхности свариваемых металлов, идеальное расстояние 2 мм. Электрическая дуга возникает между кончиком электрода и металлом, она плавит кромки свариваемых деталей и присадочную проволоку.

Как происходит сварка аргоном: фото - пример.

Важно! Неплавящийся вольфрамовый электрод следует держать как можно ближе к поверхности свариваемых металлов для того, чтобы создать наиболее короткую дугу. Чем больше дуга, тем меньше глубина проплавления металла и шире и менее эстетичнее шов. При большой дуге возрастает напряжение и ухудшается качество шва.

Медленно проводя горелкой вдоль шва, не делая поперечных движений, сварщик должен постепенно подавать присадочную проволоку. Именно от сноровки мастера будет зависеть качество и аккуратность получившегося шва.

Важно! Резкая подача присадочной проволоки приводит к разбрызгиванию металла. Поэтому подавать ее следует плавно и аккуратно, что достигается только практикой. Лучше всего располагать присадочную проволоку впереди горелки под углом к свариваемой поверхности, не делая поперечных движений. Это обеспечит ровный и узкий шов.

Обратите внимание, что зажигание дуги при сварке неплавящимся электродом нельзя производить путем касания о свариваемую поверхность. И вот по каким причинам:

• Высокий потенциал ионизации аргона не позволяет хорошо ионизировать промежуток между свариваемыми поверхностями и электродом за счет искры от касания. При сварке плавящимся электродом ситуация несколько другая: после касания электрода о поверхность в зоне варки появляются пары железа, потенциал ионизации которых намного (в 2,5 раза) ниже, чем у аргона, это и позволяет зажечь дугу.
• Из-за касания электрода поверхности свариваемых металлов он загрязняется.

Для зажигания дуги при сварке аргоном неплавящимся вольфрамовым электродом используется осциллятор, который подключается параллельно источнику питания.

Осциллятор подает на электрод высокочастотные высоковольтные импульсы, благодаря которым ионизируется дуговой промежуток. Если частота в сети обычно равна 55 Гц, а напряжение 220 В, то осциллятор преобразует их и подает напряжение в 2000 - 6000 В с частотой 150 - 500 кГц. Это позволяет легко зажечь электрод.

Для аргонодуговой сварки недостаточно привычного аппараты для дуговой сварки, но его можно модернизировать или дополнить другими требуемыми элементами. Рассмотрим, что нам необходимо для сварки в среде аргона:

1. Трансформатор. Подойдет обычный сварочный трансформатор, который используется для дуговой сварки с напряжением холостого хода 60 - 70 В. Безусловно, мощность его должна соответствовать технологическим особенностям процесса.
2. Силовой контактор, который будет подавать сварочное напряжение на горелку.
3. Осциллятор. Для чего он нужен мы уже выяснили.
4. Устройство, которое будет регулировать время обдува аргоном. Нам ведь надо зажигать его заранее, и чтобы после завершения сварки газ подавался еще секунд 20. Для этой задержки и нужен регулятор.
5. Горелка для сварки аргоном.
6. Баллон с аргоном, обязательно с редуктором.
7. Вольфрамовые электроды, прутки требуемого диаметра.
8. Вспомогательный трансформатор, который будет использоваться для питания коммутирующих устройств.
9. Выпрямитель для питания коммутирующих устройств постоянным током напряжением 24 В.
10. Электрогазовый клапан (24 В для постоянного или 220 В для переменного тока).
11. Реле включения-отключения осциллятора и контактора.
12. Индуктивно-емкостной фильтр, который необходим для защиты сварочного трансформатора от импульсов (высоковольтных), посылаемых осциллятором.
13. Амперметр для измерения сварочного тока.
14. Автомобильный аккумулятор (55 - 75 Ah), рабочий или неисправный не важно. Он включается последовательно в электрическую цепь для того, чтобы уменьшить постоянную составляющую тока, которая неизбежно появляется при сварке на переменном токе (более детально в специальной литературе).
15. Очки сварочные.

Все элементы данной схемы можно купить на рынке и собрать своими руками, получится самодельная сварка аргоном, более того схему можно намного улучшить, если обладать соответствующими знаниями.

Также аппараты TIG можно приобрести в готовой комплектации, к ним подключить баллон с газом, горелку, заземление и кнопки управления горелкой и подачей газа. Цена таких аппаратов начинается от 250 у.е.

Различные режимы сварки аргоном

Для более качественного сваривания металлов необходимо правильно подобрать режим сварки.

Полярность и направление тока следует выбирать, исходя из свойств свариваемых металлов. Основные стали и сплавы свариваются на постоянном токе, имеющем прямую полярность. Алюминий, бериллий, магний и другие цветные металлы лучше сваривать на обратной полярности или переменном токе, это способствует более быстрому разрушению оксидной пленки. Во время сварки на постоянном токе идет неодинаковое выделение тепла на аноде и катоде: 70 % на аноде и 30 % на катоде. Чтобы минимально разогревать электрод и при этом хорошо проплавлять изделие, используют прямую полярность.

Важно! При сварке на переменном токе осциллятор после того, как зажег дугу, переходит в режим стабилизатора. Чтобы предотвратить деионизацию дугового промежутка во время смены полярности и обеспечить устойчивое горение дуги, осциллятор подает импульсы на дугу в момент смены полярности.

Сварочный ток выбирается в зависимости от свойств свариваемых металлов и размера деталей, а также электродов. Подбирать силу тока можно из таблиц в справочной литературе, а можно опытным путем.

Расход аргона напрямую зависит от скорости подачи и от скорости сносящих воздушных потоков. Если сварка происходит внутри помещения без сквозняков, расход будет минимальным. Сварочные работы в условиях сильного бокового ветра требуют увеличения расстояния между электродом и материалом, так как воздушный поток может сносить аргон, тогда поверхности металлов будут незащищены. В таких случаях используются специальные сопла (конфузорные) с мелкоячеистыми сетками.

В газовую смесь помимо аргона иногда добавляют кислород , около 3 - 5 %. Аргон не способен защитить от влаги, грязи и других присадок, которые могут появиться на поверхности свариваемых деталей в ходе расплавления металла. Кислород же вступает в реакцию с вредными примесями, в результате чего они либо сгорают, либо получившиеся соединения всплывают в сварочной ванне на поверхность. Использование кислорода - хороший способ борьбы с пористостью сварного шва.

Особенности сварки алюминия

При нагреве алюминия на его поверхности возникает тугоплавкая пленка. При сварке на обратной полярности или с использованием источника переменного тока эту пленку можно разрушить. Когда алюминиевая деталь имеет положительный заряд, при сварке на обратной полярности ионы аргона бомбардируют поверхность алюминия, разрушая оксидную пленку. В таком случае аргон уже выступает не просто защитным газом, а является электропроводной плазмой, упрощающей и улучшающей сварочные работы.

Во время сварки на переменном токе подобный процесс происходит тогда, когда алюминиевая деталь является катодом.

Особенности сварки меди

Медь легко вступает в реакцию с кислородом, образуя закись меди. Это приводит к тому, что шов получается неоднородный и недостаточно прочный. Еще большей проблемой является то, что получившаяся закись меди взаимодействует с водородом, содержащимся в воздухе, образует водяной пар, который стремится вырваться наружу и образует поры в шве. Именно поэтому обязательна защита сварной зоны аргоном.

Аргонодуговая сварка: преимущества и недостатки

Как и у любого процесса, у сварки аргоном есть свои достоинства и недостатки, которые связаны с технологией и используемыми приборами.

К преимуществам можно отнести:

• Защита сварного шва аргоном от воздействия окружающей среды. Это обеспечивает прочное соединение, без пор и примесей.
• Металл нагревается мало, область нагрева очень мала, поэтому можно легко сваривать заготовки сложной конструкции, не боясь изменить их форму.
• Возможность сварки металлов и сплавов, которые невозможно сварить иначе.
• Относительно быстрое проведение работ, благодаря высокотемпературной дуге.

Недостатки:

• Достаточно сложное оборудование, требующее точной настройки.
• Относительная сложность сварочных работ, требующая опыта и сноровки.

Сварка аргоном хороша тем, что обеспечивает выполнение шва высокого качества, с одинаковой глубиной проплавления. Это очень важно при проведении сварочных работ тонкого металла с доступом только с одной стороны, например, неповоротных стыковых труб. Кстати, при сварке цветных металлов малой толщины присадочную проволоку можно не использовать.

Сварка аргоном: видео - инструкция