Аргонодуговая сварка

Аргонодуговая сварка — это метод сваривания металлов в газовой среде. Аргонодуговой сваркой уже никого не удивишь. Способ не новый, но достаточно сложный. Провести такую процедуру неподготовленному сварщику будет достаточно сложно, ведь сварка при помощи аргона имеет свои особенности.

Что значит сварка при помощи аргона

Сварка с использованием аргона объединяет в себе сразу два способа: при помощи электрической дуги и инертного газа. Самим аргоном ничего не варят, но используют его в качестве инертного газа. В некоторых случаях с добавлением гелия. Сама сварка металла осуществляется при помощи электрической дуги. Такая сварка называется аргонодуговой.

Согласно законам химии, плавящийся металл при взаимодействии с кислородом начинает окисляться. Это значительно сказывается на качестве сварочного шва. Он становится менее прочным и долговечным. Для избавления от этой проблемы, используют газовые облака, которые перекрывают доступ кислороду к металлу. Вытесняя кислород, аргон позволяет увеличить качество сварочного шва.

Такая технология позволяет использовать любые металлические материалы, в том числе нержавейку и алюминий. Для работы с инертным газом используют вольфрамовые неплавящиеся, либо плавящиеся электроды. Электроды выбирают в зависимости от металла, его технических характеристик, а также метода сварки выбирают и характеристику электрода.

Почему аргон

Важное условие при сварке аргоном – газ должен быть тяжелее воздуха. Таким показателям отвечает гелий и аргон. Последний тяжелее воздуха на 38%. Это качество позволяет ему не допускать кислород к плавящемуся металлу, тем самым сохраняя качество сварочного шва. Также он не вступает в реакцию с другими веществами, в том числе с ионами металла, которые выделяются при плавлении. Аргон используют для защиты сварочного шва от попадания кислорода. Только в такой среде можно получить сварочный шов высокого качества.

При аргонодуговой сварке помимо аргона могут использовать гелий, но здесь уже вопрос в стоимости. Следует учитывать, что аргон значительно дешевле, а его расход меньше, чем у гелия.

Как классифицируют

Аргонодуговую сварку классифицируют в зависимости от степени автоматизации сварки. Современные специалисты подразделяют сварку в аргоновом облаке следующим образом:

• ручная. Ручная сварка эффективна на предприятиях с небольшой производительностью. Сварочный процесс полностью контролирует специалист, который сам направляет грелку и подаёт проволоку. Именно поэтому такой метод получил название ручная сварка. Ручная сварка подразумевает использование только вольфрамовых электродов;
• механизированная. Также этот процесс называют частично автоматизированным. В случае механизированной сварки, присадочная проволока подаётся специальной машиной, а горелку по-прежнему удерживает сварщик. Чаще всего этот метод используют для сварки нержавейки. Данный вид сварки подразумевает использование постоянного тока;
• автоматическая. Данный метод подразумевает использование машины для сварки. Весь процесс сварки выполняет специальное устройства, а его работой дистанционно управляет специалист. Следует учитывать, что такой метод эффективен на больших производствах.
• роботизированная. Данный метод сварки подразумевает полную передачу процесса роботизированной технике. От специалиста требуется правильно заполнить вводные данные и настроить оборудование.

Метод сварки выбирают в зависимости от объёмов производства.

Сильные и слабые стороны метода

Преимуществами аргонодуговой сварки являются:

• благодаря аргоновому облаку сварочный шов получается наиболее прочным, без шлаков и примесей;
• использование аргона минимизирует количество дефектов;
• технология исключает разбрызгивание металла;
• электрическая дуга быстро зажигается и долго горит;
• во время сварки металл нагревается умеренно, что предотвращает его деформацию. Это позволяет работать даже с самыми сложными элементами и конструкциями;
• метод позволяет соединить между собой металлы разной плотности;
• благодаря использованию электрической дуги, возможно выполнить работу максимально быстро, без ущерба качеству.

В целом, технология сварки в аргоновом облаке — это высокоэффективный и универсальный метод работы. Но следует учитывать, что сам процесс очень сложный. Он требует от специалиста хороших знаний теории, и её строгого применения на практике. Даже если в работе используется механический или роботизированный метод сварки, специалист должен знать, как правильно настроить оборудование.

Описание видов сварки

Конкретные требования к качеству швов, сваренных с использованием аргона, регламентируются стандартами ГОСТ 14771. В них прописано:

• толщина металлических заготовок;
• характеристики металлов;
• требования к качеству готового изделия.

Сварка с использованием инертного газа позволяет сделать шов особо прочным от самого основания. Для максимально эффективного результата, применяют несколько видов сварки.

ММА

Данный вид работы подразумевает ручную сварку, с применением электронной дуги, которую зажигают специальные электроды. Такой метод можно использовать при сварке углеродистой стали, с применением переменного тока. ММА сварка позволяет работать с нержавеющей сталью и алюминием (в том числе его сплавами). Такая технология сварки чаще всего применяется в бытовой среде.

TIG-сварка

Сварка tig выполняется вручную с применением вольфрамового электрода Дуга помещается между деталью и вольфрамовым электродом. Метод сварки tig актуален для углеродистой стали и нержавеющих металлов, а также алюминия. Такую технологию сварки часто используют не только на производстве, но и в быту. Сварка tig позволяет варить следующие материалы:

• титановые сплавы;
• цветные металлы;
• никелевые и оцинкованные детали.

Данный вид сварки также подразумевает использование постоянного тока, либо переменного тока. Область применения tig сварки очень широка. Сварка tig применяется в химической, пищевой, нефтеперерабатывающей промышленности.

Сварка MIG

В отличие от tig сварки это полумеханический вид сварки, который позволяет сварить любые виды металлов между собой. MIG сварка использует защитный газ, который не позволяет шву взаимодействовать с окружающим воздухом. Сваривание металлов производится путём автоматической подачи проволоки. MIG сварка подразумевает использование переменного тока. Такой способ позволяет сварить любые виды металлов и их сплавы. Эта технология сварки предполагает взаимодействие между создаваемой и естественной средой. MIG-сваркой варятся алюминий, металлы меди, никель и другие цветные металлы.

Таким образом можно сделать вывод, что tig и мма сварка выполняется вручную, а mig сварка с помощью полумеханического метода.

Как варить аргоном

Варка различного металла в аргоновой среде — достаточно сложный процесс, который имеет множество нюансов. Для получения качественного результата сварки, учитывают следующие особенности работы:

1. Перед началом работы сварщик должен подготовить все материалы. Наличие грязи, ржавчины и прочих деформаций на поверхности заготовок значительно снижают качество соединения. Поэтому поверхность тщательно очищают химическим или механическим способом;
2. При работе с горелкой важна точность. Малейшие колебания инструмента могут значительно испортить качество шва;
3. Аргон подают за 15-20 секунд до зажигания дуги для вытеснения всего кислорода. При этом проволока и горелка должны находиться рядом с металлом для быстрого розжига электрической дуги;
4. Сварщик должен контролировать длину электрической дуги. Она должна быть короткой. Тогда шов получится прочным, узким и глубоким. Длинная дуга будет создавать широкий и слабый шов;
5. Важно контролировать скорость подачи присадочной проволоки. При быстрой подаче возможно разбрызгивание металла. Поэтому оптимальный вариант — вести её перед горелкой.

При завершении работы уменьшают величину рабочего направления. При этом газ перестают подавать только через 15 секунд после окончания работы. Это даёт дополнительные гарантии, что сильно нагретый металл не станет оксидом после взаимодействия с кислородом.

Необходимое оборудование

Аргонодуговую сварку применяют не только на крупном производстве, но и в быту. В любом случае необходимо специальное оборудование:

• аппарат для дуговой сварки, направлением 60-70 вольт;
• силовой контактор, который нужен для подачи сварочного материала на горелку;
• осциллятор;
• сварочная горелка;
• приспособление для подачи инертного газа;
• электрод и присадочная проволока;
• баллон с инертным газом.

Это список необходимого оборудования. Дополнительно можно приобрести таймеры, фитинги и шланги. Поэтому для использования такого вида сварки в быту, потребуется не только сварочный аппарат. Необходимо рассчитать стоимость расходных материалов, а также средств персональной защиты.

Баллон с аргоном, проволока, различные фитинги и шланги — это расходные материалы, которые в дальнейшем придётся докупать. Также при работе с высокой температурой не стоит забывать про использование средств индивидуальной защиты.

Этапы сварки

Сварка аргоном — процесс, требующий точности, а также соблюдения основных этапов работы. Предварительно подготавливают всё необходимое:

• нужно найти источник питания;
• приобрести горелку с тугоплавкими электродами;
• аргоновый баллон;
• присадочную проволоку.

Перед началом сварочных работ специалист оценивает: толщину заготовок и тип металла, а также характеристики итогового шва. Далее крепит вольфрамовый электрод к горелке так, чтобы он выходил вперед на 2-5мм. А вокруг этого электрода устанавливают сопло. Через него в процессе сварки будет проходить инертный газ.

После того, как всё оборудование для работы будет готово, сварщик подготавливает сам металл, с которым предстоит работать. Для того, чтобы шов получился качественным, и изделия удаляют оксидную плёнку, а также ржавчину и грязь. Так как при сварке наличие грязи и ржавчины может значительно снизить качество готового изделия. Чаще всего используют химические, либо механические способы очистки (в зависимости от типа загрязнения). В самом конце деталь обезжиривают.

После подготовки железа к работе, можно перейти к самому оборудованию. Для этого сварщик:

• подключает устройства к электропитанию;
• к привариваемой детали подключается «масса»;
• перед началом работы подаётся газ. Газ выталкивает кислород из сварочной ванны;
• далее производится розжиг электрической дуги и можно начинать работу.

Затем сварщик начинает плавно создавать шов. Для этого он медленно ведёт горелкой вдоль соединения двух деталей. Важно исключить все резкие и быстрые движения, возможную тряску, ведь в таком случае свариваемый шов будет не прочным. Одновременно с ведением горелки должна осуществляться подача присадочной проволоки. Её подают перед горелкой под углом 15-30 градусов. Под воздействием высоких температур проволока соединяет раскалённое железо. Процесс также происходит очень медленно для предотвращения разбрызгивание металла. При этом необходимо следить за углом между горелкой и свариваемой деталью, он должен быть ровно 90 градусов.

Особенности процесса

Аргонодуговая сварка эффективна для максимально качественного соединения любого вида металла. Современная технология позволяет создать аккуратный, красивый и прочный шов. Но, данный метод сварки имеет свои особенности, который нужно учесть перед началом работы.

• исходя из типа свариваемого металла, специалист подбирает направление и полярность тока. Детали из стали и нержавейки свариваю постоянным током прямой полярности. Для остальных металлов выбирают переменный ток с обратной полярностью;
• расход аргона зависит от условий, в которых проводится сварка. В мастерской расход газа будет значительно ниже, чем в уличных или других условиях;
• перед началом работы нужно ознакомиться с таблицей, в которой указана величина тока при определённых характеристиках деталей. На эти характеристики влияет: тип металла, толщина детали и диаметр электродов.

Аргон необходим для защиты сварочного шва от попадания кислорода. Хотя, в составе инертного газа есть небольшой процент кислорода. Он необходим для сжигания шлаков и других вредных примесей, которые были не до конца устранены на этапе очистки.

Работа с металлом

При помощи аргона можно сварить детали из любых видов металла: от стали до алюминия и его сплавов. Но перед начало работу нужно знать особенности при работе с каждым материалом.

Сварка алюминия

С алюминием сложно работать. Это связано с его химическими свойствами: при взаимодействии с кислородом расплавленный алюминий моментально покрывается оксидной плёнкой. Таким образом полученные соединения становятся неплавящимися. Температура плавления у такого соединения значительно выше, чем у чистого алюминия. Как раз это и усложняет весь процесс сваривания, ведь часто при таких условиях создать качественный шов невозможно.

Сварка алюминия аргонодуговым методом подразумевает использование переменного тока. Обратная полярность позволяет создать качественный и прочный шов, ведь мощности электрической дуги достаточно для разрушения оксидной плёнки. После сварки данным методом не требуется дополнительная механическая очистка шва.

Сваривание алюминиевых деталей возможно и при помощи постоянного тока. Но в таком случае за основу будет выступать другой инертный газ — гелий. Но, гелий намного дороже аргона, а его расход выше. Такая сварка становится не выгодной.

А для большего качества свариваемого шва алюминиевую поверхность тщательно зачищают. Перед началом работы на детали не должно быть оксидной плёнки.

Сваривание меди аргоном

Медь имеет высокую устойчивость коррозии и агрессивной среде. При её сваривании используется смесь аргона с гелием. Сваривают медные детали при помощи постоянного тока с вольфрамовыми электродами.

Если медная заготовка толще 4 мм, то её необходимо предварительно прогреть до температуры 800 градусов. А в качестве присадочной проволоки сварщики берут прутки из сплавов меди и никеля.

Что влияет на качество и размер шва

Помимо того, что шов должен быть прочным, сварщики гонятся и за его эстетическими качества. Чтобы добиться не только качества, но и красоты шва, используют следующие правила:

• правильные настройки аппаратуры. Даже если производство роботизировано, специалист должен правильно ввести данные в аппарат;
• организация рабочего места. Место сварки должно быть правильно и удобно оборудовано;
• горелку нужно удерживать строго по линии шва. Малейшие колебания инструмента могут привести неправильной форме шва;
• контролируйте длину сварочной дуги. Длинная дуга обеспечит короткий и неглубокий шов, а короткая наоборот;
• присадочную проволоку необходимо подавать аккуратно и медленно, без резких движений;
• подача газа с обратной стороны сварочной дорожки увеличит качество шва, но вместе с этим возрастёт расход инертного газа;
• присадочная проволока и электрод должны находить с области сварочной ванны, только так они будут защищены от взаимодействия с кислородом;
• проволока должна подаваться перед горелкой, под углом 15-30 градусов;
• процесс сварки с аргоном важно плавно начинать и заканчивать. Это обеспечит дополнительные гарантии, что шов не станет оксидом после взаимодействия с кислородом;
• перед сваркой больших изделий необходимо сделать небольшой тестовый шов.
• качество заготовок тоже может качество получившегося шва.

Правила безопасности при сварочном процессе

Сварочные работы требуют от специалиста соблюдения техники безопасности и наличие защитного костюма, а также других средств, защищающих от тока, вредных испарений и высоких температур. Основные рекомендации по безопасности, при работе с инертным газом:

• категорически запрещено проводить настройку, а также ремонтные работы на включенном аппарате;
• поскольку газ взрывоопасен, расстояние от места сварки до огня не должно быть менее 10м;
• при автоматическом сваривании нельзя вмешиваться в работу аппарата;
• прежде чем начать работу, сварщик должен проверить качество заземления аппарата, а также надёжность фиксации шланга для подачи аргона;
• рукоятки и горелки должны быть покрыты металлом;
• сварочное помещение должно быть обеспечено хорошей вентиляцией, так как при работе с многими металлами выделяются ядовитые вещества и соединения;
• химическую очистку металлов необходимо проводить в защитной экипировке.

На производстве никогда нельзя забывать о правилах техники безопасности. Каждый специалист должен знать основные правила работы с инертным газом и горелкой. А также иметь средства личной защиты: рабочий костюм, перчатки, защитные очки.

На что обратить внимание при работе с аргоном

Использование инертного газа позволяет сварить любой вид металла. Этого нельзя добиться при обычном сварочном процессе. Благодаря высококачественной технологии, изделия, сваренные таким методом, получаются прочными и качественными.

Основой всего оборудования является инверторный блок. Он необходим для преобразования постоянного тока в переменный. Это необходимо для работы с многими металлами.

Самый главный параметр для инвертора – диапазон рабочего тока. Поскольку на производстве сваривают металл разной толщины, то и сила тока нужна разная. Рабочее оборудование должно легко подстраиваться как под тонкие детали до 1 мм, так и под толстые.

Импульсивные режим инвертора позволяет варить качественный и прочный шов на любом металле. Но чаще всего такой режим необходим именно для алюминия. Рабочий аппарат должен чередовать время между паузами с подачей тока. Это обеспечивает разрушение оксидной плёнки на детали, а короткой паузы достаточно, для расплавки металла. Аппарат должен быть качественным и от надежного производителя.

Параметр, на который также стоит обратить внимание – это продолжительность включения. Этот показатель указывает на время активной работы оборудования, и период «ожидания». Это поможет понять, какой аппарат стоит выбирать. Если нужен инвертор для обработки большого количества деталей, то продолжительность включения должна быть приближена к максимальному значению.

Но помимо инвертора сварщику нужно правильно подобрать горелку. Выбирают из двух основных типов:

• с неплавящимися электродами. Здесь используют вольфрамовые электроды, вокруг которых находится сопло. При помощи него осуществляется подача аргона в место сварочного шва;
• с плавящимися электродами. Они сами формируют сварочную ванну. И при их использовании в сварочную ванну можно вводить необходимые присадки.

Аргоновый баллон покупают исходя из объёмов работы. Для небольших предприятий или бытового использования берут небольшие объёмы инертного газа. Для более глобального производства необходимо большее количество расходуемого газа. Современный рынок предлагает большое количество выбора объёмов баллонов. Поэтому не проблема купить даже небольшое количество для бытового использования.

Подбор аргоновой горелки

Чтобы шов получился качественным и красивым важно использовать хорошее оборудование. Одним из главных инструментов работы является горелка. Для аргоновой сварки используют горелки с вольфрамовым электродом. Это оптимальный вариант, если на предприятии проводят сваривание нержавеющей стали.

Зная основные технические характеристики, которым должна соответствовать горелка, можно выбрать качественную и долговечную модель. На что обратить внимание при покупке:

• какой тип охлаждения используется при сильных и слабых мощностях;
• какая длина у кабеля горелки;
• если ли на устройстве сопло и фиксатор для электрода;
• к каким сварочным аппаратам может подключаться горелка. Идеальный вариант – универсальное подключение;

Горелка при аргонодуговой сварке работает следующим образом:

При включении газовой горелки сразу начинает циркулировать охлаждающая жидкость. После запуска горелки в дело вступает сварочный аппарат. Далее начинается подача защитного аргона, который в свою очередь, вытесняет молекулы кислорода их области сварки. Зажигается электрическая дуга, и все металлические детали начинают нагреваться, подготавливаясь к дальнейшей работе.

Присадочная проволока помещается в уже готовую к работе сварочную ванну. Далее сварщик начинает работу по сварке металла с использованием тока.

Розжиг дуги при разных электродах

Использование плавящегося электрода позволяет зажечь горелку в рекордно быстрые сроки. Реакция начинается при соприкосновении самого электрода с изделием. Во время касания с металлическим изделием проволока начинает искрить, и пары железа вокруг неё начинают активно испаряться. Тем самым они снижают степень ионизации аргона, способствуя быстрому и лёгкому розжигу.

Использование неплавящихся электродов во многом усложняет розжиг из-за высокой ионизации чистого аргона. Во время касания вольфрамового электрода с металлической поверхностью искра получается слишком слабой, а сама поверхность изделия сильно загрязняется.

Поэтому при использовании вольфрамового электрода необходим осциллятор. Он обеспечивает подачу высоковольтного напряжения с высокочастотными импульсами. Именно осциллятор обеспечивает мощную искру, которая в свою очередь, способствует розжигу дуги.

Аргонодуговая сварка позволяет произвести качественную сварку любого металлического материала. Независимо от толщины и размера изделия шов получается качественным, благодаря точной и современной технологии.