Всем известно о проблемах, возникающих при попытке сварки таких металлов, как медь, алюминий и некоторых других цветных металлов. Стандартная ручная дуговая сварка электродами не даст качественного результата. Связано это, прежде всего с физико-химическими свойствами материалов.
Мастера со стажем прекрасно знают, что альтернативы сварке в защитной среде аргона просто не существует. Следует поближе познакомиться с технологией, так как начинать приобщаться к сварочному процессу целесообразно с изучения ключевых теоретических вопросов. Именно выделение положительных и отрицательных качеств даст более полную картину и сыграет определяющее значение при выборе режима сварки.
Основные сведения
Прежде чем рассматривать особенности сварки в среде защитного газа, необходимо понять принципы ведения работ. Принципиального отличия аргоновая сварка от сварки MMA не имеет. Зачастую ее даже называют аргонодуговой. Металл сваривается посредством частичного плавления и перемешивания жидкой субстанции с расплавленной присадкой. Но в данном случае весь этот процесс ведется в газовом колпаке, состоящем из аргона. Почему в качестве защитного газа выбирают аргон?
- Во-первых, это инертный газ, а это значит, что он не вступает в химические реакции.
- Во-вторых, аргон тяжелее воздуха, поэтому оседает в зоне формирования шва.
Среда аргона получается из потока газа, направленного в зону сварки из горелки. Защитная функция газа заключается в том, что он вытесняет атмосферный кислород из зоны, препятствуя образованию окисла металла. В результате наблюдается улучшение качества шва и увеличение темпа сварки. Если бы не было защитного газа, то образовавшийся кислород привел бы к появлению пор и трещин в зоне шва.
Сфера применения аргонной сварки весьма широка. Можно сваривать изделия из титана, этот металл известен своей неприспособленностью к обработке. В качестве расходного материала могут быть использованы плавящиеся электроды, а также неплавящиеся электроды, состоящие из вольфрама. Чаще всего с помощью вольфрамовой проволоки ведут работы по сварке разнородных металлов. Аргоновая сварка может вестись в ручном режиме, полуавтоматическом или автоматическом. Принципиальное отличие режимов заключается в способе подачи присадочной проволоки.
Принято аргонно-дуговую сварку разделять на три вида, в зависимости от типа электродов и способа подачи.
- Ручная сварка выполняется вольфрамовым неплавящимся электродом. Данный материал был выбран неслучайно, так как у вольфрама наиболее высокая температура плавления. Такой режим принято обозначать аббревиатурой РАД.
- Автоматическая сварка вольфрамовым электродом обозначается, как ААД.
- Сварка плавящимися электродами известна, как ААДП.
Сейчас речь не идет о преимуществе одного из режимов. Каждый мастер склонен выбирать тот или иной режим, исходя из технических условий или собственных предпочтений. По международной классификации аргонно-дуговую сварку обозначают аббревиатурой TIG (от Tungsten Inert Gas). Даже на сварочном оборудовании ставят эту маркировку, что свидетельствует о работе инвертора с аргоном.
Оборудование
При необходимости сварки цветных металлов в обязательном порядке встанет вопрос приобретения подходящего оборудования. Существует несколько видов инверторов, в зависимости от их функциональных возможностей. При ручной сварке сварщик одной рукой удерживает горелку с электродом, через которую в зону сварки поступает газ, а другой рукой подает проволоку, выполненную в виде прутика и играющую роль присадки.
Оборудование для проведения TIG сварки достаточно громоздкое.
- Во-первых, в корпусе инвертора зачастую устанавливается механизм подачи проволоки.
- Во-вторых, необходимо баллон, в котором содержится инертный газ.
Баллон специальным патрубком соединен с инвертором, то есть, устройство самостоятельно контролирует подачу аргона. В более усовершенствованных моделях проволока подается в автоматическом режиме с помощью специального механизма. Если подача проволоки не просто осуществляется с постоянной скоростью, но и регулируется, такой процесс считается автоматическим. Задача сварщика существенно упрощается, а качество шва повышается.
На производстве чаще всего применяется роботизированное оборудование, которое может производить сварку без участия человека. Процессорное управление устройством позволяет вести работы по заранее записанной программе.
В обычных инверторах более дорогого сегмента также предусмотрена работа по одной из выбранных программ, однако требуется оператор, контролирующий процесс сварки и работающий горелкой вручную. Тенденция производителей сводится к тому, чтобы поставлять на рынок недорогие, но функциональные устройства. Зачастую инверторы TIG сочетают в себе возможность работать в режиме MIG и MAG.
Технология
Однозначно, по одной лишь статье научиться качественно варить аргоном практически невозможно. Тем не менее, начать свои познания следует именно с теоретических основ. Отработка и приобретение навыков будет осуществляться только на практике. Если есть хороший наставник, то обучение пройдет быстро, но большинство мастеров вынуждены были начинать познавать процесс сварки в одиночку. Начать можно с того, что познакомиться с наиболее часто совершаемыми ошибками.
На предварительном этапе подготовки следует уделить внимание кромкам свариваемых деталей, их необходимо зачистить и обезжирить. Эта процедура считается обязательной, даже если визуально поверхности готовы к сварке.
В процессе формирования шва необходимо стараться сокращать дугу. Длинная дуга может дать неглубоки и широкий шов. Прочность такого шва невысокая, так как нет полного проплавления металла. Особенно это правило касается работы с вольфрамовым электродом. Укоротить дугу следует, приблизив стержень к зоне сварки.
Однако это не является достаточным условием формирования глубокого шва. Важно соблюдать постоянство направления движения электрода, он должен двигаться продольно. Поперечные колебания не допускаются. Сварщику следует «набить руку». Это означает, что его движения должны быть четкими и выверенными. Малейшее отклонение от заданной траектории приведет к ухудшению шовного соединения.
Еще одно требование связано с локализацией горелки. Ее нельзя выводить из зоны формирования шва. В противном случае вслед за горелкой сместится и аргоновый купол. Это означает, что в сварочную ванну обязательно попадет кислород и в металле образуются поры или трещины. Подача проволоки должна осуществляться с постоянной скоростью. Если потребуется изменить скорость, то делать это нужно плавно, без резких толчков. Резкая смена скорости приведет к разбрызгиванию металла.
Если заводить речь о скорости, то вопрос окажется наиболее актуальным. Даже обладая всеми теоретическими знаниями, начинающие мастера не могут сориентироваться, с какой скоростью вести подачу проволоки. Парадокс заключается в том, что нет строго установленных норм. Положительного результата можно добиться только после ряда экспериментальных попыток.
Начало и конец сварки должны организовываться так, чтобы в зону не попадал атмосферный кислород. В хороших инверторах сначала начинает поступать газ, а затем формируется дуга. В конце процесса после исчезновения дуги газ продолжает некоторое время поступать. Но при отсутствии такой функции рекомендуется сначала подавать газ в зону будущей сварки на протяжении 20 секунд и только после этого следует зажигать дугу. Окончание сварки вручную проводится в следующей последовательности: убирается проволока, выключается горелка. Общее время на завершение процесса составляет 10 секунд. Также рекомендуется постепенно понижать силу сварного тока. Если резко убрать проволоку и горелку, то есть риск попадания в зону кислорода.
Даже приведенные правила, несмотря на неполный их перечень, говорят о том, что для качественной арноговой сварки нужен определенный опыт. Качество шва проверяется специальным прибором, однако не у каждого сварщика в арсенале найдется подобное устройство. Чаще всего приходится оценивать проплавленность визуально. Если шов получился округлым и выпуклым, то это свидетельствует о его низком качестве.
Особое внимание следует уделить выбору режима сварки. Правильный режим, включающий в себя установленные параметры, является залогом качественной работы. Еще раз напомним, что все тонкости познаются только на личном опыте, но некоторые практические советы позволят быстро научиться настраивать оборудование.
Важнейшими параметрами считаются тип тока и полярность. Их конкретные значения зависят от свойств свариваемого металла. Для стальных деталей предусмотрена прямая полярность при постоянном токе. Сплавы алюминия свариваются при обратной полярности. Сила тока выбирается, исходя из толщины заготовки. Также на выбранное значение оказывает влияние толщина электрода. Все условия приходится учитывать одновременно. Для начинающих мастеров созданы специальные таблицы.
- Толщина металла — 0,3 – 0,7 мм, диаметр электрода – 1,6 мм, сила тока – 40 А.
- Толщина металла – 0,8 – 1,2 мм, диаметр электрода – 1,6 мм, сила тока – 80 А.
- Толщина металла – 1,5 – 2 мм, диаметр электрода – 2 мм, сила тока – 120 А.
- Толщина металла – 2,5 – 3,5 мм, диаметр электрода – 3 мм, сила тока – 200 А.
На производстве есть возможность следить еще за одним параметром. он связан с расходом газа. Для получения наиболее качественного результата следует добиться ламинарного течения газа, то есть, его равномерного движения без перемешивания и пульсации.
Достоинства и недостатки
Газовая сварка аргоном не является панацеей. Она, как и любой другой процесс, обладает определенными достоинствами и недостатками. Вопрос стоит в том, что в некоторых случаях недостатки можно свести к минимуму или вовсе их игнорировать.
К достоинствам можно отнести отсутствие чрезмерно высокой температуры в сварочной ванне. В результате этого детали не деформируются. Применение аргона дает ряд преимуществ.
- Во-первых, газ инертный, поэтому химические реакции полностью исключены.
- Во-вторых, аргон тяжелее воздуха, он опускается вниз, вытесняя атмосферный кислород.
Примечательно то, что при относительно невысокой температуре дуга обладает достаточной тепловой мощностью, поэтому сварка аргоном не только характерна качеством, но и низкими временными затратами. Было отмечено, что сварщик должен обладать определенными навыками. Тем не менее, эти навыки не так сложно получить. Практически каждый желающий может освоить данный процесс. Наконец, явным преимуществом TIG сварки является то, что есть возможность соединить металлы, которые другими способами просто не сварить.
К недостаткам можно отнести тот факт, что на улице при сильном ветре сварку качественно не провести. Ветер будет выдувать аргоновый колпак, и в зону шва попадет кислород. Также следует отметить наличие отрицательного результата у новичков. Все ошибки приходится преодолевать самостоятельно. Может потребоваться несколько попыток, прежде чем мастер научится оптимально выбирать режим сварки.
