Сварка аргоном
Сварочный процесс, выполняемый в среде защитного газового облака, является современной технологией, универсальность которой дает возможность соединять черные и цветные сплавы металлов различной толщины и характеристик. Аргонодуговая методика электросварки объединяет в себе 2 метода выполнения работ: газовую сварку и электродуговую. С помощью защиты сварочного процесса инертным газом удается стыковать как детали больших размеров промышленного назначения, так и миниатюрные ювелирные изделия.
Что это такое?
Сварка аргоном подразумевает обязательное применение в процессе выполнения работ электрической дуги и инертного газа. Задачей такой технологии является надежное обеспечение защиты сварочной ванны от окисления поверхности металлических кромок, которое возникает под действием кислорода во время плавления металла и ухудшает прочность сварочного шва.
Аргон относится к классу инертных газов, но если сравнивать его с гелием, то стоимость у аргона значительно ниже, и расход его гораздо меньше.
По этой причине аргон завоевал популярность и широко используется для проведения сварочных работ. Инертный газ аргон обладает определенными свойствами, которые заключаются в следующем:
- газ в несколько раз тяжелее воздуха, поэтому при сварке кислород активно вытесняется из полости сварочной ванны – так происходит защита металла от окисления;
- аргон инертен с химической точки зрения, поэтому он не вступает в реакцию с другими веществами, в том числе и с металлом.
Выполнение сварочного шва в среде аргона допускается с использованием вольфрамовых неплавящихся или обычных плавящихся электродов. Выбор типа электрода зависит от того, какие материалы предполагается соединять путем сварки. Облегчают задачу подбора электродов специальные справочники, где указан тип материала и рекомендуемый диаметр электрода, а также его разновидность. Аргонодуговая сварка обладает своими определенными преимуществами и рядом недостатков. Преимуществами метода являются:
- в результате эффективной защиты сварочный шов получается прочным, в нем отсутствуют шлак и посторонние примеси;
- во время сварочного процесса металл прогревается умеренно, поэтому свариваемые заготовки не деформируются, что дает возможность работать даже с самыми сложными и ответственными конструкциями;
- появляется возможность соединять не только однородные по составу материалы, но и разнородные металлические сплавы, которые нельзя соединить в других условиях;
- за счет применения электрической дуги образуется высокотемпературный режим, который позволяет выполнять работу в интенсивном темпе.
Недостатки, присущие электросварке в газовом аргонном облаке:
- сварочное оборудование подлежит точной и сложной настройке;
- методика выполнения сварочных работ довольно сложная, требующая знаний теории и практических навыков, поэтому для новичка-сварщика она не подходит.
Электросварка металлов, проводимая в защитном инертном газовом облаке, обладает эксклюзивностью, и ни один другой способ соединения металлов не имеет таких высококачественных результатов, которые получаются при использовании данной методикой.
Описание видов
Аргоно-электрическая ручная сварка, проводимая в среде инертного газа, регламентируется стандартами ГОСТ 14771, который устанавливает характеристику соединительных швов, определяет толщину металлических заготовок, устанавливает характеристику материалов, соединяемых между собой. В требованиях стандарта заложены нормативы, касающиеся выполнения работ с применением тех или иных электродов, использования присадок. Если сварка выполняется неплавящимся видом электрода, то к нему дополнительно используется флюс, а в случае, когда сварку выполняют плавящимся электродом, присадка не потребуется.
Аргонодуговая электросварка выполняется с поддувом газа, что позволяет укрепить шов не только снаружи, например, при сваривании трубы, но и изнутри. Поддув инертного газа укрепляет все слои сварочного шва, начиная от его корня, при этом расплавленный наплыв металла ложится мягче, а шов получается более стабильным и крепким. Такая методика электросварки выполняется несколькими способами.
ММА
Аргонная сварка, которая выполняется вручную с применением электродов с вольфрамом. Сварщик самостоятельно осуществляет передвижение газовой горелки и контролирует процесс подачи электродной проволоки, которая относится к типу неплавящейся. Процесс происходит непосредственно в поле электрической дуги, которое образуется от электрода.
При подаче переменного электротока импульсная точечная сварка соединяет только сталь, обогащенную углеродом.
Применяя постоянный ток, можно соединять не только углеродистую, но и нержавеющую разновидности сплавов, в том числе и алюминий.
TIG
Применяется как для ручной, так и для автоматической сварки с использованием инертного газа и вольфрамовых электродов. На переменном электротоке допускается соединять алюминий и сплавы с его содержанием. Если выбрать постоянный электроток, то появляется возможность соединять нержавеющий и углеродистый типы сплавов. При автоматическом режиме сварочных работ применяется плавкий электрод, причем передвижение горелки и подача сварочной проволоки может управляться дистанционно. В современных промышленных условиях сваривание труб из нержавеющих сплавов выполняют роботизированные аппараты.
MIG
Аргонная сварка полуавтоматического типа с применением плавящихся сварочных электродов. Данная технология предусматривает использование переменного тока. Соединению подлежат углеродистая и нержавеющая сталь, а также алюминий и его сплавы. Аргонодуговая сварка механического типа с плавящимися электродами также относится к MIG-группе.
Полуавтоматическим сварочным аппаратом с применением аргона сваривают изделия из нержавейки.
Терминология сварочных процессов с применением инертного газа для новичка может показаться сложной, но опытные специалисты легко в ней разбираются. При выполнении сварочных работ с аргоном необходимо ориентироваться на стандарты ГОСТ – их выполнение гарантирует получение надежного и аккуратного сварного шва, который соответствует критериям качества.
Режимы
Под режимом сварочного процесса следует понимать выбор направления электротока и его полярности при настройке сварочного оборудования. Определение режима электросварки зависит от физических свойств и химических характеристик металла, с которым предстоит работать. Например, для соединения конструкций из прочной стали выбирают постоянный электроток прямой полярности, а для сварки мягкого алюминия и его сплавов потребуется выбрать постоянный ток с обратной полярностью.
Важным параметром является и сила электротока, которая определяется в зависимости от толщины металлических заготовок, толщины сварочного электрода и выбранной полярности электротока.
Перечисленные параметры настроек сварочного аппарата и характеристик металла взаимосвязаны. Нередко опытные сварщики путем многолетней практики определяют наилучшее соотношение параметров, которые более всего подходят для соединения металлов. Параметры настройки режимов сварочного аппарата представлены в таблице.
Сила электротока, Ампер
Размер сварочного электрода, мм
Толщина соединяемых заготовок, мм
150–200
3
2–3,5
80–120
2
1,5–2
60–80
1,6
0,8 –1,5
40
1,6
0,3–0,8
Качественный сварочный шов возможно выполнить в том случае, если все параметры настроек сварочного аппарата выбраны правильно, а сварочная дуга используется короткая. При выполнении работ в среде инертного газа необходимо следить за его расходованием. Наиболее экономным вариантом расхода является ламинарная подача газа, то есть при подаче газообразное вещество выходит равномерно, без пульсирующих порций и перемешиваний.
Оборудование и оснащение
Принцип работы при выполнении аргонного сварочного соединения заключается в том, что используется широкий перечень необходимого для этой цели оборудования.
Как правило, универсальные аппараты для электрогазосварки аргонного типа оснащаются всеми необходимыми приспособлениями, их выпуск серийный.
Все оборудование, которым работает сварщик при аргонодуговой сварке, можно разделить на 3 типа:
- оборудование специализированное, которое используется для однотипных заготовок из металла;
- специальные приспособления, выполняющие определенные функции и применяемые для сварки однотипных заготовок;
- оборудование универсальное, которое подходит для выполнения всех типов сварочных работ.
Для выполнения сварки в среде аргона одного только сварочного аппарата недостаточно, для осуществления процесса потребуется подготовить следующее оборудование:
- газовая горелка, имеющая керамическое сопло;
- трансформаторы, один из которых используется для сварочного аппарата с напряжением электротока до 70 В, а второй потребуется для подпитки устройств коммутации;
- осциллятор, который присоединяется параллельным способом к точке электропитания и используется для розжига дуги при работе с неплавящимися присадочными прутками;
- проволока-присадка или вольфрамовые электроды;
- газовые баллоны, где содержится смесь с инертным газом;
- рукав для подачи аргона и редуктор;
- контактор, который обеспечит подачу электротока на газовую горелку;
- переключатель в виде реле, используемый для подключения или выключения осциллятора с контактором;
- электрогазовый клапан, необходимый для подачи переменного либо постоянного электротока;
- держак для закрепления сварочного электрода;
- электрофильтр для осциллятора, контролирующий импульсы высоковольтного типа;
- стабилизатор электротока;
- защитная маска, спецодежда и перчатки для сварщика.
Современные технологии сварочных работ в среде инертных газов дают возможность выполнять сварочные соединения заготовок с толстыми кромками.
Для этой цели применяются специальные приспособления, например, горелка, которая может использовать одновременно несколько электродов с вольфрамом, что обеспечивает получение прочного шва и значительно ускоряет процесс выполнения сварочных работ.
Используемые марки аргона
Марки инертного газа регламентируются нормативами ГОСТ 10157-79, согласно которому выделяют 3 вида смесей с различным процентным содержанием основного компонента – аргона:
- марка А – на 99,99% состоит из аргона и предназначается для соединения редкоземельных металлов, таких как цирконий или титан, содержащих химически активные компоненты, а также подобная газовая смесь используется для сборки конструкций особой важности, где качество сварочного шва определяют высокие стандарты;
- марка Б – на 99,96% состоит из аргона и применяется для соединения магниевых или алюминиевых металлосплавов, растворимых в газовой среде;
- марка В – на 99,90% состоит из аргона и используется для соединения нержавеющего типа стали, а также позволяет соединять высокопрочные и жароупорные сплавы, в том числе и чистый алюминий.
Все марки газа, применяемые для выполнения аргонодуговой сварки, сертифицируются и соответствуют нормам стандартов ГОСТ.