Аргон: температура, состояния, сварка

Преимущества и недостатки

К преимуществам аргонодуговой сварки можно отнести:

Невысокая температура нагрева, что сохраняет размеры и форму двух свариваемых изделий.
Газ аргон является инертным, то есть, он тяжелее и плотнее воздуха, что обеспечивает максимальную защиту зоны сваривания.
Тепловая мощность дуги достаточно высокая, что позволяет сам процесс сварки проводить за короткий промежуток времени.
Сам процесс прост, поэтому научиться ему несложно.
Этот сварочный процесс позволяет соединить разные виды металлов, которые другими вилами сварки не состыковать.

При сквозняках и ветре часть аргонной защиты улетучивается, что снижает качество сварочного шва. Поэтому рекомендуется весь процесс проводить в закрытых помещениях с хорошей вентиляцией.
Сварочное оборудование достаточно сложное, к тому же непросто провести настройку режимов сварки.
Если в процессе соединения необходима высокоамперная дуга, то нужно продумать дополнительное охлаждение стыкуемых металлов.

Сварка алюминия по принципу аргонной сварки

Принцип аргонной сварки алюминия основан на том, что данный газ предупреждает процесс окисления, вытесняя кислород из сварочной рабочей ванны. В результате алюминиевая присадочная проволока легко плавится и получается качественный шов.

Принцип работы с данным металлом предполагает использование только переменного тока.

Работа с постоянным током при аргонной обработке алюминия возможна при условии использования чистого гелия в качестве инертного газа.Но такой вариант дороже и технологически сложнее.

Подготовка алюминиевых заготовок:

обезжирить металл при помощи растворителя;
зачистить поверхность от оксидной пленки – зачистка может быть механической либо химической;
дать очищенным поверхностям полностью просохнуть.

Оборудование для ручной сварки

Для проведения ручной домашней сварки нужно собрать аппарат из отдельных элементов. Основное оборудование — горелка для аргонодуговой сварки, сварочный инвертор, баллоны с газом, специальная одежда.

Ниже мы рассмотрим особенности этого оборудования, а потом узнаем о том, как из него собрать полноценный сварочный аппарат для аргонодуговой сварки.

Аргоновый инвертор

Главный элемент установки — это сварочный инвертор с функцией аргонодуговой сварки. Главной функцией этого устройства является преобразование переменного электрического тока из розетки в постоянным электрический ток, который потом поступает на аргоновую горелку (этот ток используется для создания электрической дуги).

Главный параметр аргонового инвертора — это сила тока. Этот параметр может контролировать сам сварщик с помощью специальной панели, а контроль нужно осуществлять с умом:

Чем выше будет сила тока, тем качественнее будет проводиться сварка. При слабом токе электрическая дуга будет очень маленькой, поэтому ею нельзя будет проводить сварку толстых металлических объектов.
Величина силы тока влияет на сохранность электрода — чем больше будет ток, тем активнее будет проходить разрушение электрода.

Аргоновая горелка

Горелка — вторая по значимости деталь после инвертора. С помощью горелки создается электрическая дуга, а также происходит регулирование подачи аргонового газа.

Главный элемент аргоновой горелки — это вольфрамовый съемный электрод, который не плавится под воздействием высоких температур, создаваемых электрической дугой. Горелка подключается к инвертору напрямую с помощью специального аргонового рукава.

При выборе аргоновой горелки обратите внимание на напряжение. Этот показатель должен совпадать с напряжением, которое генерируется аргоновым инвертором

Охлаждение аргоновой горелки обычно осуществляется воздушным методом (с помощью атмосферного воздуха).

Помимо этого существуют специальные горелки, у которых охлаждение осуществляется водяным способом. К горелке подводится специальная охлаждающая жидкость, которая снимает «излишки» тепла за счет испарения. После проведения работ пар вновь переходит в жидкое состояние из-за конденсации.

Дополнительное оборудование

Аргоновый рукав. Имеет вид провода, который подключается сразу к трем элементам. К баллону с аргоном, к газовой горелке и к инвертору. Имеет вид двухкамерной установки — посередине располагается первая камера с электрическим проводом, который подключается к электроду; вторая камера представляет собой пустое пространство, которое заполняется аргоном.
Баллон с аргоном

Этот элемент является третьим по важности после инвертора и горелки. Подключается баллон к рукаву с помощью специальной газового провода

В большинстве случаев провод дополнительно оснащается специальным запирающим механизмом, который позволяет контролировать подачу аргона и уровень давления в сварочной установке. При покупке баллона с аргоном будьте внимательны. Не перепутайте аргон с другим газом. Обычно баллон с аргоном окрашен в желтый или белый цвет.
Защитная одежда. При проведении сварочных работ создается очень яркий свет и большое количество тепла. Поэтому перед проведением работ сварщик должен обязательно надеть защитную одежду.

Сборка сварочного аппарата

Поставьте на пол или на любую плоскую устойчивую поверхность инвертор. Подключите его к розетке, но не включайте его.
Подсоедините к рукаву горелку и баллон с аргоном (аргоновый газ не подавайте в систему). Подключите рукав к инвертору.
Посмотрите напряжение на горелке. Этот параметр указан на самой горелке или в сопровождающих документах. Выставите тот же показатель напряжения на инверторе.
Наденьте защитную одежду, а потом включите инвертор и подайте газ в систему

Попробуйте создать электрическую дугу, обратите внимание на подачу газа из сопла. Если все хорошо, то можно приступать.
Сам процесс осуществляется стандартным образом

Поместите два металлических элемента рядом и с помощью аппарата произведите их сварку. При необходимости для создания шва используйте пруток.

Определение сварки аргоном

В этом виде сварки электрическая дуга горит в среде инертного газа аргон, который защищает свариваемые поверхности от воздействия кислорода.

Иногда аргон заменяют гелием: он имеет аналогичные свойства, но стоит дороже, поэтому используется реже. Принцип работы в гелиевой и аргонной среде одинаковый.

Область применения

Данный вид сварки широко применяется не только на разных производствах в дуговой, плазменной или лазерной сварке. Домашние умельцы активно используют его в быту, для соединения высоколегированных сплавов и редкоземельных металлов. Газосварка является достаточно опасной, и хранить такое оборудование в гараже не стоит, но это не касается аргона, т.к. он полностью безопасен и не взрывается.

В продаже есть стальные баллоны с этим газом емкостью от 15 до 40 л. Если варить надо нечасто, можно приобрести небольшой резервуар, которого хватит надолго. Так как вредные токсины при работе с таким оборудованием не выделяются, рядом с ним неопасно находиться посторонним людям.

Общий принцип технологии

Инертный газ защищает место проведения сварочных работ от негативного воздействия кислорода. Из-за разности потенциалов между электродом и деталью появляется электрическая дуга и создается высокая температура. Кромки деталей начинают плавиться, в результате чего образуется сварочная ванна. В эту зону постоянно подают присадку, а также аргон под давлением: он защищает свариваемые материалы от окисления.

Принцип сварки основан на соединении поверхностей металлов в среде защитного газа.

Чтобы понять, как правильно варить аргоном, надо разобраться со строением главного рабочего элемента оборудования. Это горелка, в которой закреплены вольфрамовый неплавящийся электрод и сопло, через которое подается аргон. При небольшой толщине соединяемых заготовок сварка может выполняться без использования присадочного материала.

Подключение к электросети выполняют 2 способами:

прямая полярность (на заготовку подают минус, а на рабочий стержень – плюс);
обратная (здесь все наоборот, но это приводит к неустойчивому горению дуги и преждевременному износу вольфрама).

Свойства газа и влияние на металл

Благодаря физико-химическим характеристикам аргон не вступает в химические соединения с другими веществами: даже при высоких температурах он не взаимодействует с кислородом. Его возможно применять при сваривании разных металлов и сплавов в промышленных и домашних условиях. Инертный аргон практически полностью изолирует в сварочной ванне расплавленный материал от кислорода, имеющегося в воздухе, поэтому шов не окисляется.

Основные свойства аргона:

почти на 40% тяжелее компонентов, входящих в состав воздуха, поэтому легко вытесняет их из зоны проведения сварочных работ;
не принимает участия в непосредственной сварке металлов и никак не влияет на их структуру;
в случае использования обратной полярности выступает в качестве электропроводной среды.

Особенности использования инвертора

При выполнении аргонодуговой сварки в промышленных и домашних условиях используют инвертор. Это оборудование служит для преобразования переменного тока в постоянный. В отечественных электросетях часто бывают скачки напряжения, но современные инверторы хорошо к этому приспособлены и обеспечивают стабильные выходные показатели.

При выполнении аргонодуговой сварки используют инверторы.

Используемые в данном виде сварки аппараты отличаются небольшим весом и габаритами, высокой надежностью и простотой обслуживания. Все это позволяет начинающим сварщикам легко освоить используемое оборудование и сам процесс аргоновой сварки.

Инверторная сварка нержавеющей стали в среде аргона, по сравнению с другими способами соединения таких сплавов, отличается простотой. Здесь сварщику надо только правильно двигать горелку вдоль шва.

Промышленное

-Аргон используется для создания среды для дуговой сварки металлов, избегая вредного воздействия, которое может вызвать присутствие кислорода и азота. Он также используется в качестве покрывающего агента при очистке металлов, таких как титан и цирконий.

-Лампочки накаливания обычно наполнены аргоном, чтобы защитить нити накала и продлить срок их службы. Он также используется в люминесцентных лампах, подобных неоновым; но они излучают сине-пурпурный свет.

-Он используется в процессе обезуглероживания нержавеющей стали и в качестве пропеллента в аэрозолях.

-Он используется в ионизационных камерах и счетчиках частиц.

-Также в использовании различных элементов для легирования полупроводников.

-Позволяет создать атмосферу для роста кристаллов кремния и германия, широко используемых в области электроники.

-Его низкая теплопроводность позволяет использовать его в качестве изолятора между листами стекла некоторых окон.

-Он используется для консервации пищевых продуктов и других материалов, подвергающихся упаковке, поскольку защищает их от кислорода и влаги, которые могут оказать вредное воздействие на содержимое упаковки.

Физические и химические свойства

Свойства аргона типичны для члена VIII группы.

При обычной температуре Ar пребывает в газообразном состоянии. Молекула включает в себя единственный атома, химическая формула весьма простая: Ar. Температура кипения весьма низка : -185,8 °С при атмосферном уровне давления.

Растворимость в воде низкая — всего 3,29 мл на 100 мл жидкости

Плотность аргона при нормальных условиях составляет 1,78 кг/м3. Молярная теплоемкость газа- 20,7 Дж/Кмоль.

Характеристики аргона и других инертных газов

Газ практически полностью инертен. На сегодняшний день ученым удалось получить лишь два его соединения — CU(Ar)O, и гидрофторид аргона. Соединения существуют лишь при сверхнизких температурах. Предполагается, что Ar может входить в состав неустойчивых в нормальном состоянии молекул эксимерного типа. Такие молекулы могут существовать лишь в возбужденном состоянии, например, в ходе электроразряда высокой интенсивности. Такие соединения возможны с ртутью, кислородом и фтором.

Электроотрицательность по шкале Полинга равна 4,3.

Ионный радиус составляет 154, радиус ковалентности — 106 Пм. Ионизационный порог- 1519 кдж/моль

Атомная и молекулярная масса

Такие важные параметры, как атомная и молекулярная массы, показывают, насколько масса молекулы вещества и масса его атома соответственно превышают значение, равное одной двенадцатой доле массы атома водорода.

Ввиду того, что молекула Ar состоит из единственного атома, молекулярная и атомная масса аргона идентичны и составляют 39,984.

Структура аргона и его свойства

Изотопы

В природных условиях Ar встречается в качестве трех устойчивых изотопов

36Ar– процентная доля этого изотопа составляет 0,337% в ядре 18 протонов и 18 нейтронов;
38Ar- его доля всего 0,063%, в ядре 18 протонов и 20 нейтронов;
40Ar – наиболее распространен, его доля составляет 99,6%, в ядре так же 18 протонов, но уже 22 нейтрона.

Искусственным путем удавалось получать изотопы с массовым индексом от 32 до 55, наиболее стабильным из них оказался 39Ar, период полураспада которого составляет 268 лет.

Большая процентная доля 40Ar среди изотопов, встречающихся в природе, вызвана постоянным образованием его в ходе реакции распада изотопа калий-40. На 1000 кг калия в ходе таких реакций за год образуется не более 3100 атомов 40Ar. Но, поскольку эти реакции идут постоянно в течение сотен миллионов лет, изотоп накопился в природе в существенных объемах.

Доминирование тяжелого изотопа в природе обуславливает тот факт, что атомный вес Ar превышает атомный вес калия, находящегося в таблице следом за ним. При создании Периодической системы такого противоречия не было, поскольку аргон был обнаружен и свойства его были исследованы значительно позже, в первом десятилетии XX века. Первоначально Ar был помещен в первую группу таблицы, восьмая группа была выделена позднее.

https://youtube.com/watch?v=6Lol_kZJQFY

Ионы

Как и другие инертные газы (такие, как He и Ne), Ar подвержен ионизации. При возбуждении атомов и сообщении им высоких энергий возникают молекулярные ионы Ar₂+.

Молекула и атом

Для инертных газов эти понятия идентичны, поскольку эти элементы не желают вступать в химическую связь даже с себе подобными. Молекула включает в себя один атом, химическая формула газа не отличается от обозначения элемента: Ar.

Молярная масса

Молярная масса аргона составляет 39,95 г/моль.

Существуют несколько методов ее вычисления:

С применением относительной атомной массы M и коэффициента пропорциональности к, выражающего соотношение между относительной массой и молярной. Этот коэффициент является универсальной константой и равен для всех элементов. Молярная масса M выражается как произведение коэффициента пропорциональности на относительную массу.
С использованием молярного объема. Потребуется найти объем, занимаемый при обычных условиях некоторой массой газа, далее рассчитать массу 22,4 литров вещества при таких же условиях.
С применением уравнения Менделеева-Клапейрона, моделирующего идеальный газ.

pV = mRT / M,

проведя преобразования, получим выражение для молярной массы:

M=mRT/pV

где

p – давление в паскалях,
V –объем в кубометрах
m – масса в граммах,
Т — температура в Кельвинах,
R – константа, значение которой 8,314 Дж/(моль×К).

На чем основан принцип аргонной сварки

Благодаря такой технологии удается соединять металлы, работа с которыми считается наиболее сложной. Этот способ вобрал в себя лучшее из двух классических методов: дугового электрического и газового. Принцип аргонной сварки используется для защиты сварочной рабочей ванны от газов и примесей. В качестве защитной оболочки выступают инертные газы.

Основные качества аргона:

Гораздо тяжелее, чем воздух. Благодаря этому он легко занимает всю сварочную ванну, защищая зону плавления от других газов.
Инертен, поэтому не вступает в реакцию с другими элементами, но, что важнее всего, никак не взаимодействует со свариваемыми поверхностями – на этом и строится принцип аргонной технологии.

Минусы:

сложное оборудование, нуждающееся в точной настройке;
возможность работы только при наличии большого практического опыта.

Плюсы:

Шов высокого качества из-за отсутствия примесей.
Подходит для соединения заготовок даже очень сложных конструкций благодаря умененному нагреву металла, что исключает деформацию.
Можно варить однородные и разнородные металлы и сплавы.
Использование дуги с высоким температурным режимом даёт высокую скорость работы.

Техника безопасности при работе с аргоном

Сам по себе не являясь ядовитым, аргон при неправильном использовании может нанести серьезный вред здоровью или даже создать угрозу жизни.

Аргон замещает кислород воздуха и создает смесь, непригодную для дыхания. Человек может пострадать или даже погибнуть от удушья. Сжиженный аргон имеет очень низкую температуру и при контакте с незащищенной кожей приводит к тяжелым обморожениям.

Газоразрядная трубка с аргоном

Во избежание неприятных последствий при работе с газом следует неукоснительно соблюдать следующие правила:

При работе в атмосфере аргона обязательно использовать изолирующий противогаз.
При работе на полуавтоматах с подачей аргона обеспечить вентиляцию рабочей зоны.
Использовать газоанализатор, содержание кислорода в воздухе должно быть не ниже 19%.
Спецодежда должна полностью закрывать коду, быть чистой и целой.

Перед началом работы также следует осмотреть баллоны, шланги и запорную арматуру на предмет отсутствия механических повреждений и утечек газа.

Источник

Особенности и принципы

дуговой сварокРазница в неучастии аргона в горении и плавлении

Сварка аргоном ведётся 4 классическими способами:

Ручной режим неплавящимся вольфрамовым электродом с подачей присадочной проволоки – РАД.
Автоматизированная – горелка подаётся суппортом автоматически к сварным кромкам, электрод неплавящийся – ААД.
Автоматическая сварка плавящимся электродом (проволокой) – ААДП.
Механизированная сварка плавящимся электродом – МАДП.

Поверхностное наплавление металлической основы, классификация:

Автоматизированная наплавка: вольфрамовый электрод и присадка – ААДН.
Автоматическая наплавка плавящимся электродом – ААДПН.
Механизированная наплавка плавким электродом – МАДПН.

Смеси защитных газов

Иногда является целесообразным употребление газовых смесей. За счет добавок активных газов к инертным удается повысить устойчивость дуги, увеличить глубину проплавления, улучшить формирование шва, уменьшить разбрызгивание, повысить плотность металла шва, улучшить перенос металла в дуге, повысить производительность сварки. Существенное значение при выборе состава защитного газа имеют экономические соображения.

Смесь аргона и гелия. Газовые смеси гелий-аргон применяются в основном для сварки цветных металлов: алюминий, медь, никелевых и магниевых сплавов, а также химически активных металлов. Оптимальным является соотношение 35 – 40% аргона и 60 – 65% гелия. Так в полной мере реализуются преимущества обоих газов: аргон обеспечивает стабильность дуги, гелий – высокую глубину проплавления.

Смеси аргона с кислородом или углекислым газом. Благодаря добавке окислительных газов обеспечивается существенное снижение поверхностного натяжения жидкого металла расплавляемой электродной проволоки, уменьшение размеров образующихся и отрывающихся от электрода капель. Расширяется диапазон токов при сохранении стабильного ведения процесса сварки. Обеспечивается лучшее формирование металла шва и меньшее разбрызгивание, лучшая форма провара и меньшее излучение дуги, по сравнению со сваркой в чистом аргоне, а также в чистом углекислом газе. При добавлении кислорода наблюдается снижение критического тока, при котором крупнокапельный перенос металла переходит в мелкокапельный.

В таблице ниже приводятся основные характеристики газовых смесей для сварки МИГ/МАГ.

Толщина металла	Вид переноса	Рекомендуемый защитный газ	Достоинства
Углеродистые стали
До 2 мм.	С короткими замыканиями	Ar + СО₂ Ar + СО₂ + О₂	Легкое управление ванной при сварке во всех пространственных положениях. Хорошее проплавление.
2 – 3 мм	Ar + (8…25)% СО₂ Ar + He + СО₂
Более 3 мм	СО₂ Ar + (15…25)% СО₂
Ar + 25% СО₂	Подходит для больших токов и высоких скоростей сварки
Ar + 50% СО₂	Применяется при сварке во всех пространственных положениях. Обеспечивает глубокое проплавление. Допускает высокие скорости сварки.
СО₂	Глубокое проплавление и высокая скорость сварки (однако, возможны прожоги).
Струйный	Ar + (1…8)% СО₂	Высокая стабильность дуги. Хорошее сплавление, внешний вид и форма шва. Легкое управление ванной.
Более 2 мм	Импульсный	Ar + (2…8)% О₂ Ar + (5…20)% СО₂	Стабильный управляемый мелкокапельный перенос.
Низко- и высоколегированные стали
До 2,5 мм	С короткими замыканиями	Ar + (8…20)% СО₂	Высокая стабильность дуги. Хорошее сплавление, внешний вид и форма шва. Легкое управление ванной.
Более 2,5 мм	Струйный	Ar + 2% О₂ Ar + (5…10)% СО₂	Снижение вероятности подрезов. Глубокое проплавление и хорошие механические свойства шва.
Импульсный	Ar + 2% О₂ Ar + 5% СО₂	Стабильный управляемый мелкокапельный перенос.
Нержавеющая сталь, никель, никелевые сплавы
До 2 мм	С короткими замыканиями	Ar + (2…5)% СО₂	Легкое управление ванной. Предупреждает возникновения прожогов.
Более 2 мм	Ar + (2…5)% СО₂	Низкое содержание СО₂ в смеси уменьшает науглероживание, которое может способствовать возникновению межкристаллитной коррозии в некоторых сплавах. Применяется для всех положений сварки.
Струйный	Ar + (1…2)% О₂ Ar + (2…5)% СО₂	Хорошая стабильность дуги. Низкая вероятность подрезов.
Более 2 мм	Импульсный	Ar + (1…2)% О₂	Стабильный управляемый перенос в широком диапазоне режимов сварки.
Медь, медно-никелевые сплавы
До 3 мм	С короткими замыканиями	He + 10% Ar He + 25% Ar Ar + He	Хорошая стабильность дуги и легко управляемая сварочная ванна.
Более 3 мм	Струйный	He + Ar He или Ar	Высокое тепловложение. Сварка в чистом гелии применяется для больших толщин.
Импульсный	He или Ar	Стабильный управляемый мелкокапельный перенос.
Алюминий
До 12 мм	Струйный, Импульсный	Ar	Стабильная дуга и перенос металла. Разбрызгивание незначительное или отсутствует.
Более 12 мм	He + (20…50)% Ar Ar + He	Высокое тепловложение. Хорошее проплавление. Минимальная пористость.
Магний, титан и другие, химически активные металлы
Весь диапазон толщин	Струйный	Ar	Обеспечивается более стабильная дуга, чем в смесях, где преобладает гелий
Ar + (20…70)% He	Более высокое тепловложение и сниженная вероятность возникновения пористости.

Аргоновые горелки и их особенности

На горелке закреплены электрод (к нему подается напряжение), а также сопло (через него во время сварки аргон попадает в рабочую зону).

При выборе горелки учитывают следующие критерии:

мощность и силу тока, которые максимально допустимы для рассматриваемой модели;
наличие в комплекте держателя для вольфрамового стержня;
материал, из которого сделано сопло (лучше, если оно будет керамическим);
способ охлаждения (это важно при работе с толсто- и тонкостенными заготовками);
возможность ее использования с разными сварочными аппаратами;
длину электрокабеля.

При выборе горелки учитывают мощность и силу тока. Когда запускается горелка, сразу начинает циркулировать жидкость в системе охлаждения, подается аргон. После создания защитного слоя образуется газовая дуга и разогреваются кромки заготовок. В это время начинают подавать присадочный материал. На следующем этапе вдоль стыка заготовок продвигают горелку с электродом и присадку.

Плавящиеся электроды

Плавящиеся вольфрамовые стержни чаще всего используют при полуавтоматической и автоматической аргонодуговой сварке. Дуга образуется между поверхностью свариваемых изделий и присадочным материалом. Система охлаждения (воздушная или жидкостная) зависит от производительности оборудования. Принцип работы горелки и конструкция сопла такие же, как и в случае использования неплавящихся электродов.

Неплавящиеся электроды

При выполнении ручной аргоновой сварки используют неплавящиеся вольфрамовые стержни. Они позволяют качественно соединять детали из металлов и сплавов, отличающихся высокой химической активностью, например из титана, алюминия, магния, нержавейки.

При выполнении аргоновой сварки используют электроды.

Крепление электрода выполняется в токоподводящей цанге горелки, через рядом расположенное сопло подается инертный газ. В зависимости от толщины заготовок, которые будут соединяться, выбирают силу тока и диаметр рабочего стержня.

При выполнении таких работ не образуются брызги. Для равномерного распределения аргона на горелку устанавливают сетчатый фильтр. Полуавтоматическая горелка дополнительно имеет маховик, при помощи которого поднимают и опускают электрод, а токопроводящая цанга фиксируется резьбовым соединением, чтобы можно было менять вольфрамовые стержни.

Аргонодуговая технология

Технология сварки аргоном основана на принципе электродугового воздействия на металл с применением защитного газа. Как уже отмечалось, аргон является инертным газом. К тому же он почти на 40% тяжелее воздуха, поэтому вытесняет его из сварочной зоны, не давая металлу вступать в окислительную реакцию с кислородом

Это особенно важно для цветных металлов, которые сильно подвержены процессу окисления, вследствие чего шов не будет отличаться хорошей надежностью

Вот такой получается качественный шов

Особенностью аргонодугового процесса является подача аргона. Для разных металлов она должна начинаться в разное время, например:

для сварки алюминия за 1 секунду до начала термического воздействия;
для сварки титана за 1 секунду до начала термического воздействия. Также титан должен остывать в среде аргона.

Обычно в роли неплавящегося электрода выступает вольфрам, который имеет температуру плавления, превышающую 3000°С. При сварке алюминия вольфрамовый электрод должен непременно остывать в аргоне, иначе он окисляется, и дальнейшие действия с ним невозможны.

Иногда аргон применяют и для работы с черными металлами. В этом случае сварочный цикл отличается от работы с углекислотой. «Аргоновый» шов получается более ровным и эстетичным, данный газ нет смысла применять для потоковой сварки. Если же вас заинтересовала информация про работу с углекислотой, то более подробно о данном процессе можно прочитать в статье: как правильно вести сварку полуавтоматом с углекислотой.

Режимы

Токовую нагрузку определяют, исходя из вида металла и толщины заготовки, учитывая диаметр плавящегося электрода или присадочной проволоки. Основные рабочие параметры:

Параметры тока (переменный, постоянный, полярность прямая или обратная определяется только для постоянного);
Используемый диаметр вольфрамового электрода;
Напряжение свободногорящей сварочной дуги;
То с какой скоростью идет процесс;

К второстепенным параметрам относятся:

Положение электрода;
Положение самой свариваемой детали;

Сварочный ток – чем больше его значение, тем больше провар. Его параметры колеблются в пределах от 10 до 1000 А.

Расход защитных газов в среднем варьируется от 3 до 20 л/мин. В некоторых случаях может достигать значений и в 50 л/мин.

Скорость сварки от 23 до 123* м/ч (*для автоматических способов). В большинстве случаев значение находятся в пределах 23 – 61 м/ч.

Напряжение на дуге в пределах от 5 до 32В, в основном в пределах 9-14В. Ампераж устанавливают, руководствуясь специальными таблицами.

Общие данные режимов сварки стали

Сварочный ток можно выбрать, учитывая диаметр электрода, и свойства свариваемого металла изделия, размеров изделия.

Особенности сварочных работ в среде аргона

Сварка в среде аргона имеет особенности, присущие только этому способу. Например, при аргонодуговом tig-сваривании алюминия в силовой цепи аппарата возникает постоянная составляющая. Электродуга имеет разную проводимость при изменении полярности тока. При прямой полярности сопротивление дуги низкое, для ее поддержания достаточно небольшого напряжения. При обратной полярности сопротивление дуги увеличивается и необходимо увеличение напряжения. Если сила тока недостаточна, дуга становится своего рода выпрямителем. В некоторых случаях величина постоянной составляющей достигает 60-70%. Это приводит к нестабильности горения дуги. Происходит рост сопротивления магнитопровода трансформатора и падение мощности электродуги. В таком режиме невозможно расплавить окислы алюминия, имеющие высокую температуру плавлении. Качество сварочного шва ухудшается.

Поэтому необходимо, чтобы сварка аргоном проводилась на оборудовании со встроенными схемами для зажигания дуги или подавления постоянной составляющей. Это могут быть различные стабилизаторы, импульсные возбудители, конденсаторы и т.д.

Еще одна особенность — необходимость правильной заточки вольфрамового электродного стержня. Его острие, обращенное к детали, должен быть правильно заточенным. Лучше это делать на алмазном круге, не допуская перегрева вольфрама. В противном случае он будет крошиться во время работы.

Рекомендации по заточке

Выбор режима

Чтобы при соединении черных и цветных металлов, их сплавов шов получался качественным, надо правильно выбирать режим аргоновой сварки. Для этого возможно регулировать силу тока в используемом оборудовании.

Ток и полярность

Для данного вида сварки может использоваться постоянный или переменный ток. При работе с обратной полярностью надо быть готовым к тому, что дуга будет гореть плохо и понадобится слишком большое напряжение. Заряженные частицы движутся в сторону положительного потенциала, а т.к. это электрод, то он будет перегреваться и быстро сгорит.

При аргоновой сварке можно пользоваться постоянным или переменным током.

При выборе силы тока учитывают такие параметры:

вид тока (постоянный или переменный);
диаметр вольфрамового стержня;
толщину соединяемых заготовок.

Есть специальные таблицы, при помощи которых быстро и просто определяют необходимые значения. Например для деталей толщиной 1-2 мм понадобится переменный ток 20-100 А или постоянный, при увеличении толщины до 4 мм – 65-160 А: переменный ток 140-220 А, постоянный – 250-340 А.

Высота напряжения

Чтобы получить качественное соединение, при работе аргонной сваркой рекомендуется выставлять напряжение не более 14 В. Это позволяет получать дугу длиной 1,5-3 мм, что является оптимальным показателем для соединения изделий разной толщины, обеспечивает хорошую глубину провара, т.е. прочный и надежный шов.

Скоростной режим

Каждый мастер решает сам, с какой скоростью удобно вести горелку. Этот параметр подбирается на месте в индивидуальном порядке. Главное не делать это быстро, т.к. сварка цветных металлов и сплавов – это достаточно сложная задача, не терпящая спешки.

Каждый мастер выбирает свой скоростной режим.

Расход газа

Расход газа будет зависеть от размеров создаваемого шва, диаметра используемого электрода, материала соединяемых деталей. Кроме того, влияют скорость подачи аргона, внешние условия (например, при сильном ветре расход увеличивается). Рассчитать, сколько понадобится защитного газа для выполнения определенной задачи, поможет только практика.

Можно ориентироваться на приблизительный расход инертного газа при работе с разными металлами:

алюминий – 15-20 л/мин;
медь – 10-12 л/мин;
титан – 35-50 л/мин;
никель -10-12 л/мин.

Для сварки чистый аргон не используется: в нем есть до 5% кислорода.

Расстояние до детали

При выборе данного параметра все зависит от толщины свариваемых изделий и способа их стыковки. Если работа выполняется встык, то электрод от детали надо держать на расстоянии 3-5 мм. При соединении заготовок под углом это расстояние увеличивают до 5-8 мм.

Расстояние до детали зависит от толщины свариваемых изделий.

Подготовка оборудования к сварке

Конструкция располагается на ровной сухой поверхности так, чтобы вентилятор не закрывался.
При помощи воздушного шланга производится соединение источника газовой смеси с редуктором или впускным отверстием аппарата.
Для заземления конструкции следует использовать кабель сечением не меньше 6 мм2. Он подключается к специальному заземляющему контакту на панели инвертора. Некоторые модели аппаратов имеют специальную арматуру и для зануления.
Горелка с держателем вводится в созданную инфраструктуру также посредством соединительных контакторов с заземлением. Держатель соединяется с плюсовым разъемом, а обратный кабель направляется к минусовому контуру.
Проверить напряжение в сети мультиметром и в дальнейшем на полученные показания делать акцент при выполнении настроек аппарата.

Какие аппараты применяются для аргонодуговой сварки

Чтобы понять, как работает аргонная сварка, стоит рассмотреть устройства, которые применяются при ее проведении. Оборудование может иметь разное управление и определенный принцип работы, от которого зависит скорость получения сварного шва, а также его качество.

При проведении аргонодуговой сварки могут применяться следующие аппараты:

Сварочные трансформаторные устройства. Они работают на использовании переменного тока;
Аппараты, выполняющие роль выпрямителей и генераторов. Они применяются для обеспечения выпрямленного (постоянного) тока при проведении сварочных работ;
Универсальные устройства. Они предназначены для сварочных работ при постоянном и переменном токе.

Аргон