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.

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.

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.

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.

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.

Применяя постоянный ток, можно соединять не только углеродистую, но и нержавеющую разновидности сплавов, в том числе и алюминий.

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.

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.

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.

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.

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.

Принцип работы при выполнении аргонного сварочного соединения заключается в том, что используется широкий перечень необходимого для этой цели оборудования.

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.

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.