Аргонодуговая сварка tig. гост, видео, технология и оборудование

Достоинства и недостатки

У каждой технологии существуют свои плюсы. Не является исключением и рассматриваемый способ сваривания металлов. Поэтому для лучшего понимания такого понятия, как TIG сварка, что это такое и для чего она нужна, расскажу для начала об ее достоинствах. Итак, во время этого процесса:

• не происходит разбрызгивание расплавленного металла; 
• снижается внутренняя напряженность, которая обязательно появляется при сварке, когда не используется защитная газовая среда; 
• удается соединить между собой детали из большинства известных металлических сплавов; 
• образуется достаточно узкая зона прогрева, из-за чего металлические заготовки практически не деформируются; 
• оказывается минимальное негативное воздействие на природу.

ТИГ-сварка не вредит природе

Кроме того, после сваривания металлов данным методом обычно не приходится осуществлять механическую доработку созданного шва. Однако у этого способа также существуют минусы, зная которые удастся лучше понять популярный тип сварки TIG, что это за метод. Итак, к недостаткам относится:

• сложность сварочного процесса при ветре, потому что происходит выдувание аргона, из-за чего возрастает расход инертной газовой среды; 
• необходимость выполнения скрупулезной подготовки заготовок, чтобы на металлических кромках не было грязи, масляных и жирных остатков; 
• сложность работы на труднодоступных участках, потому что используемые горелки не предназначены для сварки в таких местах, так как недопустимо, чтобы они находились под острым углом к заготовке;

На заметку!

Некоторые сварщики увеличивают или уменьшают вылет электрода, но любой из вариантов снижает скорость сварочного процесса и уменьшает качество шва.

Большой вылет электрода уменьшает скорость ТИГ-сварки

необходимость зачистки места за пределами сварочной зоны, где происходит розжиг электродуги при активации функции «TIG lift» в сварочном аппарате, так как в этой точке всегда будет оставаться след.

Технология сварки аргоном

Суть технологии сварки аргоном заключается в создании дуги между изделием и графитовым стержнем, и удержание её в процессе работы. Тут важную роль играет неплавящийся электрод. Вольфрамовый электрод представляет собой стержень не большой длины, установленный в сварочную горелку. Небольшой конец вольфрамового стержня выступает за пределы сопла горелки. Аргон подаётся через сопло горелки в зону сварки.

Зажигание дуги производится не так как в ручной дуговой сварке плавящимся электродом. Касаться электродом изделия, для замыкания дуги запрещено. Это может испортить электрод. Зажигание происходит на расстоянии от свариваемого металла. Нажатием на кнопку расположенную на горелки произойдёт загорание дуги. Этот процесс выполняет осциллятор, задача которого состоит в зажигании дуги и поддержании стабильного горения дуги. Вместе с нажатием на кнопку в зону сварки подаётся защитный газ.

В зажженную дугу подаётся присадочный материал. Подача осуществляется плавно, свободной рукой, без резких движений. Движение при сварке – продольное. Наклон горелки должен быть в сторону формирующегося шва. Таким образом, шов полностью закрывается защитным газом. Не стоит растягивать дугу, иначе это может привести к ухудшению качества соединения. Не стоит резко начинать сварку после зажигания дуги. Должно пройти примерно 1-1,5 секунд, для того что бы пошёл газ. Точно также не стоит резко обрывать сварку.

Режимы сварки TIG

При выборе режимов сварки TIG, первым делом следует учитывать метал который предстоит варить. От этого будет зависеть не только полярность, а и род тока. Так при сварке углеродистых, высоколегированных сталей, а также цветные металлы, варят на постоянном токе прямой полярности. Алюминий является исключением. Алюминий обычно варят на переменном токе. На переменном токе происходит эффективное разрушение оксидной плёнки. Хотя на постоянном токе с обратной полярностью алюминий тоже можно варить.

В таблице ниже приведены основные режимы аргонодуговой сварки углеродистых сталей:

Толщина свариваемого металла, мм	Род тока	Ток сварки, А	Напряжение, В	Диаметр электрода и присадочной проволоки, мм	Скорость сварки, см/мин	Расход аргона, л/мин
1,0	Постоянный ток прямой полярности	30-60	11-15	2/1,6	12-28	2,5-3,0
1,0	Переменный ток	35-75	12-16	2/1,6	15-33	2,5-3,0
1,5	Постоянный ток прямой полярности	40-75	11-15	2/1,6	9-19	2,5-3,0
1,5	Переменный ток	45-85	12-16	2/1,6	14-23	2,5-3,0
4,0	Постоянный ток прямой полярности	85-130	12-15	4/2,5	—	10,0

Основные режимы сварки алюминия и его сплавов на переменном токе приведены в таблице ниже:

Толщина свариваемого металла, мм	Диаметр электрода и присадочной проволоки, мм	Ток сварки, А
1-2	2/1,6	50-70
4-6	3/2,5	100-130
6-10	5/3,5	220-300
11-15	6/4	280-360

Во время сварки, особенно алюминия, необходимо соблюдать основные правила:

• Электрод и присадка располагаются перпендикулярно по отношению к материалу;
• Следует избегать колебания электрода в поперечной плоскости;
• Длина дуги – от 1,5 до 2,5 миллиметра;
• Сварка выполняется справа налево.

Оборудование для сварка металла аргоном

Аппараты для сварки металла аргоном могут идти в цельном блоке, так из отдельных блоков. Но как бы то ни было, у всех у них один и тот же принцип работы. Состоит оборудование для аргонодуговой сварки из:

• Источник сварочного тока. Может быть постоянным, переменным или комбинированным. Последнее время все аппараты поддерживают выбор рода тока;
• Осциллятор. Как уже выше говорилось: поджигает дугу, а при переменном токе поддерживает стабильное горение; 
• Установка для управления сварочным процессом. Позволяет регулировать параметры сварки;
• Горелка с рукавом. Предназначена для держания графитового электрода и подача аргона в зону сварки;
• Приспособление для подачи аргона в аппарат, и дальнейшее поступление его через рукава к горелке.

Преимущество сварки стали аргоном

Аргонодуговая сварка стали имеет массу преимуществ. Вот самые основные:

• Сварка тонколистового металла любого состава;
• Выполнение сварки цветных металлов и их сплавов;
• Сварка титана и его сплавов;
• Качественный шов.

Недостатки аргонодуговой сварки металлов

К недостаткам следует отнести:

• Низкая скорость сварки;
• Высокая стоимость аргона.

Несмотря на это всё, аргонодуговая сварка стали на сегодняшний день занимает высокую популярность. Видь с её помощью можно сварить абсолютно любой металл, даже в домашних условиях.  А аргон надёжно защитит сварной шов от всех внешних неблагоприятных факторов.

Классификация аргоновой сварки по видам

Разделение проводится на основе уровня механизации процесса. Аргонные сварки бывают трех видов:

• Ручные. И присадочная проволока, и сама горелка перемещаются сварщиком. Для такой работы применяются исключительно неплавящиеся вольфрамовые электроды.
• Полуавтоматические. В этом случая горелка контролируется сварщиком, а подача проволоки – механизмом.
• Автоматические. Горелка и проволока перемещаются механически, а работу автомата контролирует оператор. В наши дни уже нередко встречаются установки, которые работают даже без вмешательства людей. Роботизированные системы задействованы, к примеру, при сварке труб.

Влияние полярности тока на процесс сварки TIG

Сваривание металлов при помощи технологии TIG может осуществляется различными способами. Режиме аргонодуговой сварки зависят от полярности. Этот параметр определяет характер взаимодействия инертного газа и электрода. Выделяют 2 разновидности полярности:

1. Прямая: повышенный ввод тепловой энергии в свариваемое изделие. Отличается узкой зоной расплавления.
2. Обратная: повышенный ввод тепла в электрод. Зона расплавления отличается небольшой глубиной.

Обратная и прямая полярности отличаются несимметричностью выделения тепла. Этот параметр характеризуется напряжением в отдельных областях дуги и видом тока.

Постоянный ток

Во время сваривания деталей при постоянном токе применяется прямая полярность. Сварка в этом режиме имеет следующие преимущества:

1. Низкий расход электрической энергии.
2. Позволяет обрабатывать узкие участки деталей.
3. Увеличение скорости и эффективности сваривания.

Сварка при постоянном токе отличается высокой сложностью технологического процесса, поэтому она используется редко.

Переменный ток

Во время сваривания заготовок при переменном токе используется обратная полярность. В этом режиме смена полюсов осуществляется в автоматическом режиме. Переменный ток обеспечивает стабильность горения электрической дуги. Он позволяет очистить поверхность металлов от оксидной пленки, что улучшает качество шва. Сварка при переменном токе отличается низкой сложность технологического процесса и часто используется на крупных производствах.

Технология выполнения и параметры

Существует много видео сваривания металлов в различных режимах TIG. Для начала необходимо очистить кромки от ржавчины, масла или краски. Выбирается величина сварочного тока, толщина электрода и давление в подаче аргона.

Электрод затачивается так, чтобы риски оставались параллельно оси стержня. Чем они будут меньше, тем качественнее будет шов. После наждачного круга рекомендуется полировка кончика электрода. Когда предстоит сварка тонких металлов, выбираются соответствующие электроды и производится острая заточка их кончика. При работе с толстыми свариваемыми частыми, угол заточки можно увеличивать.

Сила тока напрямую влияет на степень проплавки и ширину шва. Вот несколько рекомендаций для основных ситуаций:

Толщина металла, мм	Сила тока, А	Диаметр электрода, мм
1	45-55	1,5
2	80-90	2
3	120-150	3,2
4	170-190	5

Среди видов розжига дуги выделяется три способа:

• проведение иглой по металлу;
• точечное касание, называемое Lift TIG;
• бесконтактный розжиг.

Ведение дуги производится по-разному, в зависимости от требуемого результата. Для получения тонкого и ровного шва необходимо соблюдать зазор между иглой и поверхностью в 3 мм. Увеличение этого расстояния приведет к расширению сварочной ванны, и уменьшению степени проплавки. Шов выполняется справа налево, без колебательных движений. Эта технология применяется для соединения тонких частей.

Когда работа ведется с толстыми пластинами, то выполняется разделка кромок под 45°. Корневой шов ведется ровно. Заполняющий и накладной швы выполняются поперечно-колебательными движениями с дополнительной присадкой проволоки. Вылет иглы при стыковых соединениях должен быть 5 мм. Для угловых выставляется индивидуально, исходя из диаметра сопла и доступности к зоне сварки. Соответственно необходимо увеличить подачу аргона, чтобы защитить сварочную ванну.

Техника ручной аргонодуговой сварки

При ручной аргонодуговой сварке вольфрамовый электрод с одной стороны затачивают
на конус. Длина заточки составляет два-три диаметра электрода.

Электрическая дуга зажигается на специальной угольной пластине. Не рекомендуется
зажигать дугу на основном металле из-за возможности загрязнения и оплавления
конца электрода.

Для
возбуждения дуги можно применить источник питания с повышенным напряжением холостого
хода или дополнительный источник питания с высоким напряжением (осциллятор),
т.к. потенциал возбуждения и ионизация инертных газов значительно выше, чем
кислорода, азота и паров металла. Дуговой разряд инертных газов отличается высокой
стабильностью.

Для защиты металла шва от окисления со стороны корня, с обратной стороны, рекомендуется
обеспечивать поддувание защитных газов. При сварке трубопроводов защитный газ
продувают внутри трубы.

Ручную дуговую сварку, как мы уже говорили выше по тексту, выполняют без резких,
колебательных движений электрода из-за возможного нарушения газовой защиты.
Сварочную горелку располагают под углом 75-80° к свариваемому изделию (см. рисунок
слева). Присадочную проволоку располагают под углом 90° относительно оси мундштука
горелки. Пи этом угол между сварным изделием и проволокой составляет 15-20°.
Сварку выполняют “углом вперёд”.

Используемые сварочные материалы

Для TIG сварки требуются следующие материалы:

• защитные газы;
• электрические проводники (электроды);
• присадочные прутки и проволоки.

Сварочные материалы обеспечивают стабильное горение электрической дуги и получение сварных беспористых швов с высокой устойчивостью к механическим воздействиям.

Защитные газы

Защитные газы для TIG сварки оказывают влияние на перенос металлов, форму и физические характеристики шва. Они позволяют увеличить скорость и эффективность сварки. Чаще всего в качестве защитного газа используется аргон. Он имеет невысокую теплопроводность и низкий потенциал ионизации. При сварке деталей в аргоновой среде шов получается глубоким и узким.

Также в качестве защитного газа для ТИГ сварки может использоваться гелий. Он легко проводит тепло и обладает высоким потенциалом ионизации. При сваривании изделий в гелиевой среде увеличивается ширина шва. Данный инертный газ обеспечивает стабильное смачивание свариваемых заготовок по краям.

Электроды

Электроды для аргонодуговой сварки состоят из прочного вольфрама, являющегося одним из самых тугоплавких химических элементов. Они улучшают качество шва слабо нагреваются при горении электрической дуги. В следующей таблице представлен расход вольфрамовых электродов при аргонодуговой сварке деталей из различных материалов:

Расход электродов

Свариваемый материал	Толщина поверхности, мм	Диаметр электрических проводников, мм	Расход на 100 м шва, г
При ручном сваривании	При автоматическом сваривании
Нержавеющие стали с высокой теплостойкостью	1	1,5	8,3	3,9
2	2	23,4	10,9
3	3	83,3	39
4	4	132,2	125
5	5	165	156
Сплавы магния и алюминия	2	2	23,4	10,9
4	3	83,3	39
5	4	132,2	156
7	5	165	156

Вольфрамовые электроды для аргонной сварки не требуют применения присадок и различных проволок. Для улучшения технических характеристик электрических проводников необходимо проводить их предварительную заточку. Эта процедура обеспечит стабильное горение дуги во время сваривания заготовок.

Общие вопросы

Аргонодуговой сваркой называют сварку с образованием электрической дуги в среде аргона. Одним из электродов является поверхность детали. Второй электрод может быть плавящимся или неплавящимся. Неплавящийся электрода, как правило, изготавливается из вольфрама. В нормативных документах аргонодуговая сварка может обозначаться следующими аббревиатурами:

• РАД – ручная аргонодуговая сварка. В данном случае используется неплавящийся электрод.
• ААД – аргонодуговая сварка, ведущаяся неплавящимися электродами, но в автоматическом режиме.
• ААДП – автоматическая сварка плавящимися электродами.

Инертный газ для создания защитной среды выбран по причине отсутствия химического взаимодействия с металлом и с другими газами. Так как аргон тяжелее воздуха, то он вытесняет атмосферный кислород и водород из зоны формирования шва, что исключает появление пор и трещин в металле, а также препятствует образованию слоя оксидной пленки.

Технология сварки сводится к тому, что между электродом из вольфрама и поверхностью образуется дуга. Через специальное сопло горелки в зону сварки попадает газ. В отличие от сварки плавящимся электродом здесь присадка исключена из электрической цепи, а подается в зону ванны отдельно в виде прутка. Ручная сварка отличается от автоматической тем, что в первом случае сварщик сам держит горелку и вносит присадку, а во втором – процесс автоматизирован. Технология отличается и по способу образования дуги.

По ряду причин дуга не может быть образована обычным касанием электрода, поэтому в установке предусмотрена параллельная работа осциллятора. Необходимо понимать, что сварка может вестись как постоянным, так и переменным током. По способу подключения электрода разделяют прямую и обратную полярность. Перед проведением подготовительных работ необходимо подобрать нужные параметры для каждого конкретного метала.

Выше были рассмотрены основные вопросы, так как многие параметры подлежат стандартизации. ГОСТ на аргонодуговую сварку не ограничивается одним только документом. Определены нормативы для горелок, обработки и размеров швов, работы с алюминием, для присадочной проволоки, для оборудования и электродов. Но, прежде чем представить перечень этих документов, разберемся в вопросе стандартизации.

Общая информация

Аппараты TIG имеют множество названий: от «аргонный аппарат» до «установка аргоно-дуговой сварки». Но, несмотря на множество терминов, за всеми ними кроется вполне определенный тип сварочного оборудования. Все аппараты TIG — это устройства, предназначенные для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде аргона. Сварка TIG используется повсеместно как среди любителей, так и среди профессионалов. Этот метод позволяет сваривать все типы металлов, получая качественные эстетичные швы.

Аппарат DC и AC/DC: в чем разница?

Большинство аппаратов для TIG сварки работают на постоянном токе (DC), поскольку в данном режиме дуга легче поджигается, горит стабильнее и в целом позволяет получить швы лучшего качества. Но иногда для выполнения особо сложных работ необходимо использовать переменный ток (AC). Профессионалы особенно часто сталкиваются с необходимостью сварки именно на переменном токе.

Производители прекрасно знают об этом. Поэтому с развитием технологий инженеры смогли создать аппараты, способные работать сразу в двух режимах: и AC, и DC. Т.е., такие устройства могут варить как на переменном токе, так и на постоянном. Сварщик сам решает, какой ток выбрать для выполнения тех или иных задач.

Так у мастеров появилось больше возможностей в работе при использовании аппаратов AC DC. Такие аппараты незаменимы при работе с металлами, на поверхности которых есть окисная пленка. При сварке на переменном токе эта пленка не препятствует формированию шва, чего нельзя добиться при использовании обычного TIG DC аппарата.

Сварочные аппараты для сварки с аргоном

В работе могут использоваться разные по конструкции приборы. Так, в профессиональной сфере чаще задействуют крупногабаритные трансформаторные модели, которые хорошо переносят внешние негативные факторы и отличаются низкой чувствительностью к влажности. В мастерских и домашних хозяйствах более распространены инверторные аппараты, отличающиеся легкостью, компактностью и высокой эргономикой. Сам принцип инверторной сварки предполагает необходимость преобразования частоты тока от номинальных 50/60 Гц до 100 КГц в среднем.

К универсальным аппаратам этой группы можно отнести модели серии AC/DC. Аргонодуговая сварка на таком оборудовании может производиться в условиях постоянного и переменного тока с режимами TIG и MMA. В частности, большинство современных инверторов средней мощности позволяют выполнять сварку в следующих форматах:

• Механизированным способом в газовой среде.
• С подключением порошковой проволоки.
• Ручным дуговым способом.

В каждом случае, независимо от режима, подбираются также индивидуальные характеристики сварки в параметрах тока и напряжения. Расширенный функционал оборудования может предусматривать настройку скорости подачи проволоки и величину индуктивности.

Преимущества и минусы

ТИГ сварка имеет в своем арсенале множество достоинств:

1. При нагревании металл деформируется минимально.
2. Аргон намного тяжелее молекул кислорода, содержащихся в воздухе, поэтому он вытесняет их из сварочной ванны, не допуская окисления.
3. Все виды работ выполнить нетрудно, исполнитель, даже не имея большого опыта, быстро справляется с поставленной задачей.
4. Шов получается ровным и аккуратным, не требуется последующая обработка.
5. Легко соединяются тугоплавкие металлы и алюминиевые конструкции, считающиеся на производстве проблемными.
6. Минимальное негативное воздействие на экологию окружающей среды.

Welding TIG имеет и ряд негативных свойств:

• на открытом воздухе при порывах ветра ее невозможно применить, так как инертный газ выдувается из сварочной ванны;
• требуется тщательная предварительная подготовка кромок деталей;
• проблемы сварки в труднодоступных местах из-за конструкции горелки.

Новички часто задают вопрос — что это за название TIG lift, эта функция поджога дуги, когда электрод касается металла, а затем отводится на нужное для качественной сварки расстояние. В момент отведения возбуждается сварочная дуга, но на поверхности остается след, который нужно зачистить после окончания работ.

Это интересно: Cварочный инвертор — для чего он нужен и как его использовать?

Преимущества и недостатки

Любой технологический процесс обладает сильными и слабыми сторонами. Преимущества аргоновой TIG сварки:

1. Благодаря использованию защитного газа шов получается равномерным, без поров, трещин, пустот. Аргон защищает нагреваемую поверхность от оксидной плёнки, образующейся при взаимодействии горячего металла с кислородом.
2. Уменьшаются внутренние напряжения, образующиеся во время сваривания без защитного газа.
3. Металл не разбрызгивается.
4. После сваривания изделия не нуждаются в дополнительной обработке.
5. ТИГ сваркой можно соединять большинство известных металлов, сплавов.
6. Достаточно попробовать поработать оборудованием 2–3 раза, чтобы освоить навык создания качественных, красивых швов.

Недостатки TIG сварки:

1. Используя оборудование на открытом воздухе, нужно закрывать место соединения от ветра. Потоки воздуха сбивают направления движения защитного газа, ухудшают качество шва.
2. Нужно тщательно подготавливать рабочую поверхность.
3. Нельзя выбирать острый угол наклона горелки относительно заготовки. Это осложняет рабочий процесс.
4. На месте, где зажигается электрическая дуга, остаётся отметка, которую нужно будет счистить.

Учитывая недостатки ТИГ оборудования, можно подготовиться к возможным сложностям во время эксплуатации сварки.

Красивые швы сварки

Как правильно варить аргоном

Сперва настройте аппарат. На самых простых моделях установите силу тока и расход газа. Режимы зависят от толщины металла.

В более продвинутых версиях задайте такие настройки (для примера подберем параметры для сварки стали толщиной 1.5 мм):

предпродувка газом 0.5 с;

сила стартового тока 30 А;

основной ток 45-55 А;

спад тока для заварки кратера до 25 А;

постпродувка газом 5 с.

Зажигать дугу можно двумя способами, что зависит от возможностей аппарата. Контактный метод требует касания кончиком электрода по изделию. Иногда вольфрамовая игла прилипает, из-за чего быстрее тупится, приходится тратить время на повторную заточку. Бесконтактный поджиг работает при высокочастотном импульсе (встроенный осциллятор), возбуждая электрическую дугу без касания. Это удобнее, игла тупится реже.

Аргоновая сварка проводится в такой последовательности:

1. Включите инверторный аппарат TIG.
2. Присоедините массу к изделию.
3. Вставьте в горелку заточенный вольфрамовый электрод.
4. Откройте баллон с газом.
5. Поднесите горелку к изделию на расстоянии 3-5 мм от поверхности до кончика иглы.
6. Наденьте маску, нажмите кнопку подачи тока. Удобнее всего варить с режимом 4Т. Тогда не требуется постоянно держать кнопку подачи тока зажатой.
7. Когда загорится электрическая дуга, подержите ее на стыке, чтобы образовалась лужица металла. Круговыми движениями электрода добейтесь сплавления сторон. Держать горелку нужно под углом 45 градусов относительно поверхности.
8. Медленно ведите иглу справа налево, аккуратно подавая второй рукой присадочную проволоку. Присадку подают перед электродом.
9. При окончании шва нажмите на кнопку, но не отпускайте ее. Сварочный ток снизится, чтобы закрыть кратер, избежав образования свища в конце.