Технологии аргонодуговой сварки

Цель нашей компании - предложение широкого ассортимента товаров и услуг на постоянно высоком качестве обслуживания.

Задать вопрос

Аргонодуговая сварка металла это процесс, который может применяться для создания изделий из таких металлов, как титан, никель, сталь, медь и других. Производится этот процесс с применением постоянного или переменного тока при помощи специального оборудования. Выбор режима и оборудования зависит от вида металла. Этот процесс длительный и специфический, но для многих металлов обычные методы сварки не всегда подходят. При помощи же аргонодуговой сварки металла можно соединять любые конструкции: и громоздкие, и миниатюрные.

Марки аргона, используемые при сварке

Применяемый в технологии дуговой сварки аргон подходит для всех цветных металлов, в том числе для нержавейки, меди и алюминия. Этот газ значительно тяжелее воздуха, поэтому он быстро вытесняет его из сварочной ванны и очищает зону плавления металла от проникновения лишних примесей. Поскольку аргон – инертное вещество, то он не вступает в реакцию ни с какими элементами, в том числе и со свариваемыми поверхностями.

Аргон в чистом виде не вступает в реакцию с расплавленным металлом. Хранится и транспортируется этот газ в стальных баллонах. В одном таком баллоне емкостью 40 л содержится 6 м3 аргона. Для сварки используется аргон марок А, Б, В и Г. В аргоне марки А содержится 99,98% аргона и 0,01% азота, а также 0,005% кислорода. В аргоне марки Б содержится 99,95% аргона и 0,04% азота, 0,005% кислорода. В аргоне марки В находится 99,9% аргона и 0,08% азота, 0,015% кислорода. В аргоне марки Г содержится 95-97% аргона и 3-5% кислорода. Кроме того, для сварки может использоваться смесь аргона с гелием (марка Е, в которой содержится 35-40% аргона и 60-65% гелия).

Схема процесса аргонодуговой сварки

Чтобы соединить поверхности из металла, их нужно основательно прогреть, что можно сделать при помощи огня. При этом в процесс вступает кислород, который находится в воздухе, и происходит процесс окисления металлов. Это провоцирует ухудшение качества получаемых соединений: в составе швов появляются пузырьки, в результате чего соединения теряют прочность и разрушаются.

Аргонодуговая сварка металлов позволяет избежать образования таких пузырьков за счет использования сварочной ванны, защищающей образовываемый шов от примесей и газов. Кроме аргона, для этих целей может использоваться и гелий, обладающий теми же свойствами. Но поскольку гелий стоит дороже аргона и расходуется быстрее, то для сварки лучше всего использовать аргон.

Существует несколько видов аргонодуговой сварки металлов:

  • ручная сварка;
  • механизированная;
  • автоматическая (производится на больших производствах без участия человека при помощи роботов).

Схема поста механизированной аргонодуговой сварки

При механизированной аргонодуговой сварке металла проволока подается посредством машины, но сама горелка при этом удерживается сварщиком.

Схема ручной аргонодуговой сварки

Ручная аргонодуговая сварка металла выполняется сварщиком, который производит перемещение горелки и подачу проволоки, применяемой для сварки. При этом применяются исключительно вольфрамовые электроды. Для выполнения шва используется аргонодуговая сварка с постоянным и переменным током.

Схема сварки постоянным током

Если аргонодуговая сварка осуществляется с применением постоянного тока, то на анодном и катодном конце величина выделяемого тепла является разной. Для обеспечения нагрева металл, приводящего к расплавлению, и исключения перегрева электрода, используется прямой вид полярности. В этом случае само изделие служит анодом, а электрод является катодом. Такая схема подходит для всех сплавов, кроме алюминиевых (для них используется сварка с переменным током).

Схема сварки переменным током

Когда аргонодуговая сварка производится в режиме переменного тока, то осциллятор после розжига дуги начинает выполнять роль стабилизатора, который подает импульсы в моменты замены полярности, что обеспечивает стабильное горение сварочной дуги.

Преимущества и недостатки аргонодуговой сварки

К преимуществам технологии аргонодуговой сварки можно отнести:

  • сохранение размеров и форм свариваемых изделий, поскольку нагрев производится до невысокой температуры;
  • обеспечение максимальной защиты зоны сваривания от попадания воздуха, так как аргон плотнее и тяжелее воздуха;
  • простая техника осуществления такой сварки, которую могут освоить все желающие;
  • высокая скорость проведения сварочных работ;
  • возможность соединить разные виды металлов, которые при помощи других типов сварки не соединяются.

К недостаткам аргонодуговой сварки относится то, что:

  • этот процесс не должен проводиться при ветре или сквозняке, поскольку часть газа улетучивается, и качество сварного шва снижается (то есть аргонодуговую сварку можно проводить только в помещениях с отличной вентиляцией);
  • сварочное оборудование, применяемое для такой сварки, имеет сложную конструкцию, что усложняет настройку режимов сварки;
  • если в процессе соединения используется высокоамперная дуга, то нужно продумать дополнительное охлаждение элементов, которые стыкуются при помощи этого процесса;
  • невысокая производительность в случае использования ручной сварки;
  • в случае применения автоматической сварки при помощи этого метода формирование коротких или разноориентированных швов не всегда возможно.

Особенности сварки в среде аргона

При сварке аргоном нужно правильно выбрать материал электрода, присадочной проволоки и режим сварки. Для обеспечения высокой устойчивости к износу и повышенной прочности, мягкая зона (область шва) делается максимально узкой. Это делает процесс аргонодуговой сварки металла более сложным, но зато способствует существенному усилению конструктивных элементов в области соединения.

Технология аргонодуговой сварки основана на соединении металлических поверхностей в среде защитного газа. При этом, в качестве рабочего элемента применяется горелка, а в центральную часть вставляется электрод из вольфрама. Фиксируется он при помощи специального держателя. Для подачи защитного газа сама горелка оснащается соплом, сделанным из керамики. Формирование шва осуществляется при помощи присадочной проволоки, которая должна иметь состав, соответствующий составу свариваемой поверхности.

Прочность аргонодуговой сварки металла зависит от качества сварного шва, который, в свою очередь, зависит от:

  • длины сварочной дуги: чем она длиннее, тем шире шов и меньше его глубина, что существенно снижает качество сварного соединения;
  • внимательности сварщика, поскольку узкое и глубокое сварное соединение получается только в том случае, если электрод и горелка двигаются в одном направлении;
  • плавности подачи присадочной проволоки, что является достаточно сложным процессом и приходит к сварщикам только вместе с опытом;
  • угла подачи присадочной проволоки, что обеспечивает ровность сварного соединения и дает возможность контролировать процесс сварки.

Нельзя начинать и заканчивать аргонодуговую сварку металла резко, поскольку в этом случае в область сваривания проникает азот и кислород. Чтобы этого не произошло, начинать сварку рекомендуется через 15-20 с, когда будет начата подача в стык двух свариваемых поверхностей аргона. Убирать присадочную проволоку нужно за 7-20 с до того, как будет выключена сама газовая горелка.

Аргонодуговая сварка может проводиться при помощи неплавящихся и плавящихся электродов. Неплавящиеся электроды обычно делают из вольфрама, который характеризуется тугоплавкостью. Сварка неплавящимися электродами обозначается TIG.

При сварке плавящимися электродами розжиг дуги происходит при прикосновении изделия и электрода. Проволока, которая касается металлической поверхности, начинает искрить и вокруг нее начинается испарение паров железа, что понижает степень ионизации аргона и розжиг дуги происходит легко.

Сварка плавящимся электродом - широко используемый метод, который характеризуется высокой производительностью, надежной защитой зоны образования шва, отсутствием шлаковой корки и возможностью проводить процесс в различных положениях. При этом в качестве плавящегося электрода используется сварочная проволока, которая по химическому составу близка к основному металлу. Производится этот процесс на постоянном токе обратной полярности. Сила сварочного тока при этом зависит от скорости подачи проволоки.

Из-за угара и разбрызгивания для сварки плавящимся электродом характерен высокий процент потерь. Разбрызгиванию способствует вид переноса электродного металла, который зависит от параметров режима сварки: крупнокапельный, мелкокапельный, смешанный. В случае крупнокапельного переноса образуется небольшое количество брызг из-за нечастых длительных коротких замыканий дугового промежутка. Это способствует надежному соединению крупных капель с поверхностью свариваемого металла.

Наименьшие потери при разбрызгивании приходятся на мелкокапельный перенос электродного металла. В некотором диапазоне сварочных токов перенос металла становится мелкокапельным (струйным). В этом случае капля не увеличивается и не растягивается при соприкосновении с металлом. Это не провоцирует коротких замыканий, образования брызг и взрывов.

Смешанный перенос электродного металла дает максимальное образование брызг (на потери может приходиться 20-30%). Это связано с короткими замыканиями дугового промежутка, образованием в межэлектродном промежутке капель, которые имеют разную массу и характеризуются различной скоростью перемещения. Сварка в этом диапазоне сварочных токов, где возникает смешанный перенос электродного металла, не выполняется.

Техника ручной аргонодуговой сварки

Для проведения аргонодуговой сварки металла следует подготовить:

  • газовый баллон с аргоном;
  • горелку с вольфрамовым электродом;
  • источник питания;
  • присадочную проволоку.

При сварке вольфрамовым электродом он устанавливается в держатель горелки таким образом, чтобы выступать на 2-5 мм. Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины подлежащих соединению металлических деталей и характера сварного шва. Вокруг держателя этого электрода размещается сопло, при помощи которого осуществляется подача электрода в область сварки.

При проведении сварки вольфрамовым электродом поверхность зоны сварки следует тщательно очистить от оксидной пленки и грязи, для чего может применяться химический или механический способ очистки, а потом проводиться обезжиривание. Затем следует привести горелку в рабочее положение: для этого источник питания подключается к электросети, при помощи кнопок на горелке начинается подача газа, высокочастотным импульсом производится розжиг дуги. Потом следует начать процесс выполнения сварного шва, причем газ должен начать подаваться примерно за 20 с до подачи тока, чтобы обеспечить создание защитного слоя.

Нельзя допускать касания вольфрамового электрода к свариваемой поверхности: он должен находиться за 2 мм от нее для создания малой сварочной дуги, которая сможет обеспечить проплавление металла по толщине. После разжигания дуги сварщик должен приступить к формированию шва в защищенной аргоном области. Для этого при помощи находящейся в правой руке горелки он должен медленно вести дугу по линии шва, а левой рукой навстречу движению горелки подавать в область сварки присадочную проволоку.

При проведении сварки вольфрамовым электродом нельзя резко подавать присадочную проволоку. Так как это может привести к разбрызгиванию металла и формированию неровной линии сварного шва. После окончания работ аргон нужно прекращать подавать не сразу, чтобы еще не остывший металл не успел окислиться на воздухе.

Область применения

Технология аргонодуговой сварки применяется во многих сферах человеческой деятельности, где требуется соединять металлические конструкции. Основной областью применения этого метода является соединение изделий из цветных металлов и легированных сталей. В случае небольшой толщины свариваемых изделий аргонная сварка может производиться без присадки.

Этот способ обеспечивает отличное качество сварных швов и дает возможность точно поддерживать глубину проплавления металла. Данный метод хорошо подходит для сварки неповоротных стыков труб. Сварка неплавящимся электродом применяется как основной способ соединения различных алюминиевых и титановых сплавов, плавящийся электрод хорошо подходит для сварки алюминия и нержавеющих сталей.

Этот метод сваривания позволяет продлить срок службы автомобильных запчастей. При помощи аргонодуговой сварки можно нарезать резьбу, латать трещины. Чтобы успешно использовать этот метод, сварщик должен обладать определенным опытом и знать, как себя ведут при нагревании различные сплавы и металлы.


Заказать услугу
Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.