Сварка неплавящимся электродом в защитных газах: настройка параметров

Самой популярной технологией для создания неразъемного соединения между двумя металлическими деталями на сегодняшний день является сварка. Без нее не обходится ни одно производство или промышленное хозяйство. В зависимости от применяемых материалов и аппаратов, существует много классификаций и разновидностей данной технологии. Рассмотрим одни из самых востребованных методов – ручная и механизированная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом.

Что такое аргонная сварка

Способ сцепления двух металлических деталей, который реализуется за счет образования электрической дуги и применения дополнительного газа — аргона называется аргоннодуговая сварка.

Весь процесс происходит за счет того, что дуга обеспечивает высокую температуру, плавит металл рабочего изделия и специальный присадочный пруток, образовывая при этом сварной шов. Аргон, в свою очередь, исполняет роль изолятора и защищает расплавленную металлическую массу в сварочной ванне от окисления.

Если же туда опадает кислород или любой другой газ из внешней среды, возникает окисление, которое негативно влияет на качество спайки. Некоторые металлы могут вступить в реакцию и воспламениться. Аргон обладает такими химическими качествами, которые не позволяют кислороду соединиться с металлом.

Аргонная сварка может производиться двумя способами:

• плавящимся электродом, который используется для поджога и одновременно является паяльным материалом. То есть, проводник плавится и предоставляет массу для образования шва. Это происходит за счет состава его покрытия. Подробнее про метод электродом можно прочесть здесь.
• неплавящимся электродом, в котором сам проводник изготовлен из вольфрама – материала, который очень сложно поддается плавке, даже под воздействием высоких температур. Во время работы, температура среды около 2000 градусов, а для плавления вольфраму необходимо не менее 3600 градусов. Такой прут используется исключительно для поджога и создания дуги. Дополнительный материал, являющийся припоем, подается вручную отдельно.

Сплавление в среде аргона реализуется по двум технологиям:

1. TIG – ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом;
2. MIG – автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся электродом.

Эти методики можно применять и в домашнем хозяйстве, так как они самые простые, и в производстве. Но для более профессионального варения применяются еще другие, высокоточные технологии.

Сварочный аппарат

Дуговая сварка  в защитном газе неплавящимся электродом осуществляется посредством специального оборудования – сварочного аппарата.  Он состоит из следующих элементов:

• газовая установка, обеспечивающая своевременную и равномерную подачу аргона;
• источник питания, который делится на два вида – инверторы и трансформаторы.
• механизм подачи проволоки, которая выполняет роли припоя;
• горелка;
• дополнительные комплектующие.

Что касается источников питания, то инверторы более востребованы, нежели трансформаторы. Это связанно с тем, что они могут работать как в режиме постоянного, так и переменного тока.

Инвертор используется в любых условиях промышленности или дома. Работают они от обычной электрической розетки в 220В.

Во время работы в среде аргона, крайне нежелательны перепады напряжения, поэтому инвертором варить намного лучше, качественнее и быстрее, чем трансформатором.

Горелка – это основная деталь, которая должна присутствовать для данного способа скрепления деталей. Ее конструкция может быть разной, так как для вольфрамовой пайки и сварки плавящимся проводником применяются немного разные детали.

Наконечник горелки (сопло) отвечает за ряд параметров, основной из которых подача защитного газа в процессе пайки. Ее скорость зависит от диаметра сопла, чем он меньше, тем подача сильнее.

Чаще всего он изготавливается из керамики, чтобы не плавиться и не поддаваться деформации под воздействием высокой температуры в рабочей среде.

Газовый баллон может быть любого объема, от этого и зависит частота прерываний дуги для заправки.

Кроме сварочного аппарата для работы понадобятся средства индивидуальной защиты – рукавицы, роба и маска, которая нужна для защиты глаз от ультрафиолетовых ожогов.

Дополнительные материалы

Дуговая сварка в защитном газе неплавящимся электродом требует, кроме основного аппарата, дополнительные аксессуары. Рассмотрим самые необходимые:

• присадочные прутки, выполненные из различного материала, подходят для создания качественного шва на различных металлах – цветных, стальных, нержавеющих и т.д. Для изделия из разных металлов существуют соответствующие прутки – алюминиевые, нержавеющие, чугунные, медные и множество других. Они служат дополнительным материалом, которые выполняют роль припоя. То есть, неплавящийся проводник обеспечивает сварочную дугу и высокую температуру, а прут плавится для создания дорожки. Присадочные прутки применяются в режиме ручной дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах. Примеры использования прутьев для разных видов сплавов можно увидеть в таблице:

• проволока – это дополнительный материал, который применяется в качестве припоя для автоматической аргонодуговой сварки неплавящимися электродами. Она подается в механизированном режиме из катушки, установленной в сварочном аппарате. Так же, как и прутья, проволока выполняется из разных материалов, для применения на различных металлах.
• газ является основным расходным материалом. Механизированная аргонодуговая сварка плавящимся проводником или проволокой не может быть без инертного газа, выполняющего основную защитную функцию. Вместо аргона, в силу его высокой стоимости, иногда сварщики заменяют его на гелий или углекислый газ. Его состав определяется типом металла, который подлежит свариванию. Баллоны бывают разного литража, на 5, 10, 20, 40 литров и так далее. Объем газа в баллоне зависит от давления. Например, в 10-ти литровом баллоне при давлении 150атм находится 10х150=1500 литров аргона(1атм).

• дополнительные аксессуары – это шланги, фитинги и прочие детали, необходимые для работы. Они имеют особенность снашиваться поэтому требуют периодической замены. Выбирая длину шланга, рекомендуется пространство между установленным аппаратом и рабочей зоной.

Все вышеописанные материалы необходимо приобретать в соответствии с качеством металла и местом работы. Необходима тщательно следить за исправностью и пригодностью каждого из них. Эти дополнения являются незаменимой и важной частью рабочего процесса.

Настройка параметров для сварки

Механизированное скрепление деталей электродом подразумевает применение инертной среды для защиты шва от окисления, которое провоцирует возникновение дефектов.

Кроме ровного и качественного шва мастеру необходимо внимательно следить за тем, чтобы ванная не выходила за пределы газового облака. Таким образом, сначала включается газ, а затем уже совершается поджог и возбуждение дуги. Это самый важный момент.

Если сделать наоборот, то расплавляющийся металл смешается с кислородом и из-за окисления шов в итоге получится некачественным. Так же и заканчивается работа. Сначала убирается дуга, а газ еще подается около 10 секунд для того, чтобы материал кристаллизовался без окисления.

По возможности рекомендовано газ подавать с двух сторон от сварки, чтобы обеспечить надежную защиту. Таким образом, снижается риск реакции с кислородом.

Механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом и неплавящимся, настройки производятся в соответствии с моделью аппарата. Как правило, они прописаны в инструкции, или же их можно посмотреть в общепринятых сварочных таблицах.

  При ручной технологии, мастер сам контролирует подачу проволоки. Ее нужно держать перед горелкой четко по направлению дорожки под определенным углом.

Этот угол зависит от толщины шва и скорости расплавления металла, которая, в свою очередь, зависит от вида металла, из которого выполнены свариваемые изделия.

Самое сложное при настройках режима – это величина тока. Она выставляется и регулируется, отталкиваясь от многих факторов.

Во-первых, большую роль играет тип металла, например, тонколистовые пластины нужно сваривать на низких токах, чтобы избежать пропала или деформации. Во-вторых, важно учитывать тип шва и расположение деталей во время работы.

При совершении вертикального шва, ток должен быть низким, чтобы и дугу удержать, и в то же время не допустить растекание расплавленной металлической массы.

Новичку важно учесть, что настройки для разных типов сварочных работ и материалов будут разными.

Как правильно варить аргонодуговой сваркой

Чтобы правильно соединить два изделия в одно целое, нужно учесть три основных фактора:

1. Правильные настройки, от которых напрямую зависит весь процесс. То есть нужно отрегулировать подачу прута, газа, тока, чтобы удерживать нужную дугу.
2. Мастерство сварщика. Когда все настройки совершены, необходимо определенное мастерство и «набитая рука», благодаря чему мастер сможет удерживать дугу при непрерывном создании качественного шва. При неправильной подаче прута и периодической потере дуги нет смысла надеться на «правильное» соединение.
3. Рабочее место – это один из залогов успешной работы аппаратом. Важно, чтобы мастеру ничего не мешало под рукой, чтобы было место совершать маневры и установить агрегат. Кроме этого стол должен быть из жаропрочного материала, как и окружающая среда. Необходимо особое внимание уделить тому месту, где будет располагаться деталь. Для качественного соединения ее нужно зафиксировать, иначе сдвиги повлияют на шов. Также нужна хорошая вентиляция, так как при сварке выделяется много вредных веществ, но важно, чтобы не было сквозняка, который может негативно отразиться на работе.

Советы от специалистов

Специалисты с многолетним стажем сварки в инертных газах, с использованием плавящегося и неплавящегося проводника подготовили для новичков ряд советов:

• газ лучше подавать с другой стороны сварочной дорожки, это значительно повысит качество, но, правда, увеличит расход;
• чтобы снизить финансовые затраты на дополнительные комплектации, можно приобрести не чистый аргон, а смесь его с другими газами;
• успех зависит от количества попыток, поэтому не стоит расстраиваться, что не получается с первого раза, необходимо много тренироваться;
• не стоит забывать о правильных настройках аппарата;
• перед пайкой больших изделий, нужно провести пробный шов на небольших заготовках или на участке, который является не столь важным или невидимым;
• более точную информацию по настройкам на разные режимы работы можно узнать у производителя аппарата. То есть, перед эксплуатацией необходимо прочитать инструкцию и проконсультироваться со специалистом.

На видео показано практически, что такое монолитное соединение деталей прутьями и как совершается ровный и красивый шов с помощью неплавящегося электрода.

• Сварка труб из полипропилена стала популярной в странах СНГ по нескольким причинам. Материалы стоят не так…
• Часто при сварке металлов сварщики сталкиваются с непроваром сварного шва. Это процесс, когда расплавленный металл не…
• Чтобы получить прочные соединения металлических изделий и надежных швов, нужно в совершенстве владеть технологией проведения сварочных…

Источник: https://svarkaed.ru/svarka/vidy-i-sposoby-svarki/gazovaya-i-gazozashhitnaya-svarka/svarka-neplavyashimsya-elektrodom.html

Сварка неплавящимся электродом для дуговой и аргонодуговой сварки, тугоплавкие электроды

Дуговая сварка неплавящимся электродом осуществляется в защитной атмосфере инертного газа и представляет собой один из высокоэффективных методов выполнения дуговой сварки путем плавления металла.

Применяется такая технология в большинстве случаев для работы с металлоконструкциями из алюминия, магния, а также их сплавов, нержавеющей стали, никеля, меди и ряда иных металлов с неферромагнитными качествами.

Виды неплавящихся электродов

Для дуговой сварки металлоконструкций применяются неплавящиеся электроды. Это расходный материал для сварочных работ, который не имеет металлической природы и свойств, присущих металлам. Подобный метод сварных операций был изобретен очень давно руками Н. Н. Бенардоса.

Разновидности сварочных электродов.

Сегодня при выполнении соединений конструкций из металла применяются три основных типа неплавящихся стержней:

1. Угольный неплавящийся электрод активно применяется при воздушно-дуговой резке металлов с целью устранения с поверхности изделий разного рода дефектов.
   При этом сварку нужно проводить на токах силой, не более 580 Ампер. Также такой расходный материал для сварки используют при создании соединений металлических деталей в тонкостенных конструкциях из стали и цветных металлов. Угольные сварные электроды бывают круглыми и плоскими, сложенными вдоль линии варки или подающимися в сварную ванну. Они могут применяться вместе с присадкой или без нее, что определяется технологией проведения сварных работ.
2. Графитовые стержни актуальны при сварке цветных металлов, а также их сплавов.
   Но особенно часто они применяются при работе с медными проводами. Графитовые расходники доступны по стоимости и довольно распространены на отечественном рынке, так как характеризуются рядом неоспоримых достоинств. Среди них: низкий износ, высокая стойкость к температурному воздействию, отличная способность к обработке.
3. Вольфрамовый сварной электрод изготавливается в виде стержня с диаметром 1-4 мм и наиболее часто применяется в производстве и быту.
   Такой расходный материал отличается высокой тугоплавкостью, то есть, плавится при более высоких температурах, нежели иного рода стержни. Он позволяет сваривать разнообразные металлы без применения защиты в виде газа. Хотя вполне реально осуществлять сварку вольфрамовым электродом и при таких условиях, если в этом есть необходимость. В зависимости от состава, изделия делят на несколько групп: лантанированные, иттрированные, торированные, стандартные.

• Все описанные виды электродов для сварных работ причисляются к классу неплавящихся, так как в процессе выполнения сварочных работ стержень либо вовсе не плавится, либо плавится незначительным образом.
• При любом варианте развития событий материал стержня практически не участвует в процессе образования наплавленного металла и сварного соединения.

Сварка неплавящимися электродами

Схема сварки в среде защитного газа.

Неплавящиеся электроды активно применяются на крупных предприятиях:

• при необходимости осуществить сварку тонколистового металла;
• для проведения сварных работ со сталями всех классов, цветного металла, а также их сплавов;
• при необходимости получить высококачественные сварные соединения разнородных металлов.

Преимущества, которыми характеризуется сварка неплавящимся электродом:

• высокие показатели устойчивости дуги, вне зависимости от полярности тока;
• возможность получить швы с долей участия основного металла 0-100%;
• возможность регулировать химический состав и геометрию соединений при изменении скорости подачи, угла наклона, профиля, марки присадочного материала.

Недостатками такого метода сварных работ считаются следующие моменты:

• неважные показатели эффективности использования электроэнергии;
• необходимость применять специальные устройства для обеспечения начального возбуждения дуги;
• высокая скорость охлаждения изготовленных швов.

Но для полноценной характеристики сварки неплавящимся электродом важно понимать технологическую суть процесса. Операция осуществляется путем подачи защитного газа через сопло в зону дуги, которая горит между расходным материалом и изделием.

Газ выполняет защитную функцию, предохраняя несгораемые сварочные электроды и расплавленный основной металл от негативного влияния активных атмосферных газов. Кромки свариваемого изделия плавятся под воздействием теплоты дуги и образуют сварной шов, кристаллизируясь.

При использовании сварочного аппарата и неплавящихся электродов важно правильно установить полярность. Она может быть прямой или обратной. В первом случае нужно установить массу на минус, держатель – на плюс. Во втором масса устанавливается на плюс, а держатель – на минус.

Марка и назначение неплавящихся электродов.

От правильности выбора режима полярности зависит форма проваренного металла:

• работа с помощью постоянного тока при прямой полярности позволит создать глубокий и узкий сварной шов;
• широкого и поверхностного шва можно достичь путем выбора постоянного тока и обратной полярности.

1. Защитный газ для аргонодуговой сварки с применением электродов непременно должен демонстрировать инертность к рабочим металлам, поэтому при работе вольфрамовыми электродами в качестве такого вещества используют аргон, гелий, смесь аргона и гелия.
2. Если сварочные работы ведутся над проводами из меди или с помощью медных электродов со вставкой из гафния, можно воспользоваться азотом.
3. Если работать приходится с металлом большой толщины, то обеспечить плавление основного металла и получить актуальные геометрические параметры сварного шва можно при варении по зазору или с разделкой кромок с добавлением присадки.

Итоги

• Применение неплавящихся электродов для дуговой сварки при работе с металлоконструкциями из алюминия, магния, их сплавов, никеля, нержавеющей стали, меди и ряда иных неферромагнитных металлов и позволяет получить действительно прочные и долговечные сварные швы.
• Это крайне важно для таких производственных сфер, как металлургия, электрохимическая промышленность и электротермическое производство.

Источник: https://tutsvarka.ru/vidy/svarka-neplavyashhimsya-elektrodom

Сварка плавящимся электродом в среде защитного газа – инструкция

1. Введение.
2. Сварка плавящимся электродом в газовой защитной среде.
3. Доступные режимы сварки.
4. Циклическая сварка короткой дугой.
5. Сварка оптимизированной короткой дугой.
6. Крупнокапельный процесс сварки.
7. Режим импульсной сварки.
8. Режим струйного переноса.

9. Ротационный перенос металла.

Процесс GMAW-сварки используется для сплавления металлических изделий электрической дугой, которая горит между обрабатываемым изделием и плавящейся, непрерывно подаваемой проволокой. Для защиты зоны сварки подается газ через сварочную горелку, как показано на рисунке ниже.

Кислород оказывает неблагоприятное влияние на сварочный шов (появление шлаковой прослойки, коррозии, снижается механическая прочность и т.д.). Именно для защиты сварочного соединения от влияния атмосферы используется защитный газ. 
Защитный газ позволяет также:

• стабилизировать сварочную дугу;
• улучшить перенос сварочной капли;
• улучшить глубину провара шва;
• обеспечить зачистку сварочному соединению;
• повысить производительность сварочного цикла;
• снизить вероятность прожига металла.

В процессе сварки плавящейся присадочной проволокой формируется шов за счет проплавления электродной проволоки и основного металла. Поэтому размер и форма шва (не считая тип и сечение металла, метод и скорость сварки и т.д.) будут зависеть от переноса присадочной капли и характера расплавления сварочной ванны.

От переноса расплавленной капли зависит качество будущего сварочного соединения. Этим процессом можно управлять, применяя разные сварочные процессы и настройки аппарата.

MIGMIG-сварка может выполняться различными методами и с разными настройками:

• струйный перенос металла;
• крупнокапельный перенос металла;
• циклическая сварка короткой дугой
• сварка оптимизированной короткой дугой;
• импульсный режим сварки;
• ротационный режим сварки – непрерывно вращающийся перенос капли.

Каждый из вышеописанных методов обладает своими преимуществами и недостатками, о которых мы подробнее поговорим ниже в этой статье.

В режиме циклической сварки короткой дугой (короткими периодическими замыканиями) используется присадочный материал сечением от 0,5 до 1,6 мм, с рабочим током от 100 до 200 Ампер и напряжением от 15 до 22 Вольт.

Рисунок режима циклической сварки короткой дугой

На рисунке выше показан процесс сварки, когда в один из периодов коротких замыканий 8 и 9 расплавленный металл силой поверхностного натяжения стягивается в каплю на торце электрода. В результате создается правильная сфера и правильные условия для сплавления со сварочной ванной. При этом достигается максимальная величина напряжения и длина дуги. Во время сварочного цикла скорость подачи присадочного материала постоянная, при этом есть изменения в плавлении проволоки в 3 и 4 периодах ниже скорости подач. В результате чего кончик электрода приближается с каплей к сварочному шву до короткого замыкания (период 4 – напряжение и длина дуги уменьшаются). При этом капля расплавленной проволоки переходит в сварочный кратер и процесс повторяется. Короткое замыкание резко увеличивает ток сварки, в результате происходит разрыв перемычки жидкого металла между основным металлом и электродом (8 период). В этот момент капля отрывается и разрушается, происходит разбрызгивание металла. Высокий ток пытается перейти через узкую перемычку между ванной и каплей, приводя к выплеску металла. Что снизить разбрызгивание, нужно добиться плавного переходного процесса – сжимающего усилия (период 6-7). Этого можно добиться настройкой индуктивности, которая будет определять величину увеличения сжимающего усилия. При низкой индуктивности электрод будет брызгать за счет того, что капля сильно и быстро сжимается. При высокой индуктивности, время отделения капли увеличивается, с плавным переходом в сварочный шов. Как результат, шов формируется чистым и гладким. Ниже приведена таблица воздействия величины индуктивности на качество сварки.

Минимальный “Pinch Effect”	Максимальный “Pinch Effect”
Максимальная индуктивность: большая глубина проплавления более жидкая сварочная ванна гладкий сварной шов ровный валик сварного шва	Минимальная индуктивность: используется только при сварке открытых участков устойчивой дугой более выпуклый валик сварного шва усиленное брызгообразование температура дуги ниже

Циклическая сварка короткой дугой применяется для тонкостенных металлов, может использоваться для сварки полуавтоматом для любого пространственного положения.

Данный режим сочетает сварку циклическую короткой дугой с высокой скоростью подачи присадочной проволоки. В результате достигается мощная короткая дуга (током до 300 Ампер и напряжением до 26 Вольт). Такой режим обеспечивает низкую степень окисления наплавляемого металла с минимальным тепловложением.

Данный метод сварки характеризуется изменением величины сварочной дуги (от 22 до 28 Вольт) и сварочного тока от 200 до 290 Ампер. В результате меняется перенос присадочного металла и характер расплавления, происходит переход от сварки короткими замыканиями короткой дугой к сварке с редким коротким замыканием или без него. Нерегулярный перенос в ванну присадочного металла затрудняет сварку в потолочных положениях, ухудшается характеристика дуги, увеличивается разбрызгивание металла и угар. Крупнокапельный перенос осуществляется при небольшой плотности тока, с крупной каплей больше самого электрода. Применение защитных газов позволяет исключить разбрызгивание металла, кроме углекислого газа. Конец присадочной проволоки расплавляется в среде углекислого газа энергией дуги, которая передается через расплавленную каплю. При этом увеличивается разбрызгивание металла, шов формируется волнистый и грубый, дуга неустойчива.

Чтобы снизить разбрызгивание, нужно держать кончик электрода ниже поверхности заготовки, ближе к сварочной ванне, в пределах плотности сварочной дуги. При этом достигается быстрый глубокий провар металла.

Такой метод сварки характеризуется мгновенным изменением мощности сварочной дуги. Теплота, выделяемая дугой, недостаточная для расплавления присадочной проволоки с той скоростью, с которой она подается. В результате этого уменьшается длина дуги. В период импульса тока осуществляется быстрое расплавление проволоки с формированием сварочной капли. Резкое увеличение электродинамической силы приводит к сужению шейки капли, сбрасывая ее в сварочную ванну в любых пространственных положениях. В результате формируются качественные швы без разбрызгивания, с контролируемой дугой. При импульсном режиме сварки применяется одиночный импульс или группа импульсов, разными или одинаковыми параметрами. В первом случае первые или первый импульсы ускоряют расплавление проволоки, а сброс капли в сварочный шов обеспечивают последующие импульсы. При этом металл в шов переносится мелкими каплями без разбрызгивания. При импульсной сварке наблюдается электромеханическая вибрация, которая позволяет удалить газовые пузырьки из сварочного шва, обеспечивая ему высокую плотность. Изменяя ток импульса и дуги, можно управлять размером и формой шва, скоростью расплавления проволоки и другими параметрами. Контролируемое тепловложение обеспечивает качественную сварку тонкостенных цветных и черных металлов. Импульсная сварка алюминия позволяет снизить пористость на поверхности металла за счет применением проволоки большего диаметра. Напряжение дуги в импульсном режиме от 28 до 35 Вольт, а пиковый ток может достигать 300-350 Ампер, гарантируя высокое кратковременное тепловложение в обрабатываемый металл.
Данный метод сварки характеризуется высокой плотностью постоянного тока (с импульсами или без импульсов) на обратной полярности в среде инертных газов с мелкокапельным переносом присадочного металла. При этом наблюдается непрерывный перенос струей присадочного металла в ванну с конца электрода. Стабильная ровная дуга с направленным потоком капель по оси от кончика электрода в сварочный шов. Гладкая поверхность шва, контролируемая глубина проплавления. Перенос сварочного металла изменяется с капельного на струйный при резком возрастании величины сварочного тока до «критических» величин для данного сечения электрода.

Получить струйный перенос при прямой полярности тока нет возможности. В режиме струйного переноса диаметр сварочных капель будет меньше или равняться диаметру электрода.

Скорость плавления присадочного материала достигает 42-340 мм/с. Струйный метод переноса металла осуществляется при высокой стабильности дуги с рабочим напряжением 28-40 Вольт и сварочным током 290-450 Ампер.

Широко используется для качественного соединения металлов сечением свыше 7 миллиметров.

Данный метод непрерывно вращающегося переноса сварочного металла формируется при создании длинного столба жидкости на кончике расплавляющегося электрода. В результате высоких токов 450-650 Ампер и напряжения 40-50 Вольт на дуге с большим вылетом электрода, создается высокая температура сварочной капли.

В итоге электрод начинает плавиться без воздействия дуги. В этом случае расстояние до токоведущего мундштука всего 25-35 миллиметров. Продольное магнитное поле, конически расширяясь, начинает вращать столб жидкости вокруг своей оси.

Сварочные капли начинают переходить по радиальному направлению в свариваемый металл, формируя широкое и плоское проплавление.

Источник: https://www.triton-welding.ru/article.html?itemid=7

Разновидности и особенности сварки неплавящимся электродом в среде защитного инертного газа

При сваривании неплавящимся электродом дуга возникает между электродом, находящимся в горелке, из которой подается защитный газ, и изделием. Для образования шва при этом в сварочную ванну подается присадочный материал. Если сварка ручная, то присадка подается непосредственно сварщиком, если автоматическая, процесс происходит без его участия.

Данный способ сваривания используется для сваривания неферромагнитных материалов, среди которых: магний, алюминий, цирконий, никель, титан, бронза, медь, нержавеющая сталь и другие.

При ручной сварке специалист сам управляет горелкой и присадочным материалом, что избавляет изделие от непроваров и других дефектов сварочного шва.

Область применения метода

Этот метод применяется в основном для сваривания тонкостенных цветных металлов. Он используется в производстве велосипедов, изготовлении различных заготовок. С его помощью изготавливаются различные предметы интерьера из нержавеющей стали и других материалов. Последующая обработка шва делает его практически незаметным.

Неплавящиеся электроды и их типы

На сегодняшний день при изготовлении металлоконструкций с помощью описываемого способа используются такие виды электродов:

• вольфрамовые. Наиболее распространенный вид, используемый при сварке неплавящимся электродом. Представляет собой стержень диаметром 1-4 мм. Вольфрам имеет очень высокую температуру плавления, что позволяет применять этот материал для изготовления электродов. Делятся на стандартные, иттрированные, лантанированные, торированные;
• угольные. Часто применяются для сварки изделий из цветных металлов и сталей, имеющих малую толщину стенок и для воздушно-дуговой резки металлов. Используются как с присадкой, так и без, могут складываться по линии сварки или подаваться непосредственно в сварочную ванну. Сварочный процесс при использовании этих материалов проводится на токе величиной не больше 580 А;
• графитовые. Особенно активно эти электроды применяются при работе с кабелями из меди. Отлично приспособлены к обработке, устойчивы к температурному воздействию и не подвержены быстрому износу. Благодаря всем этим качествам, весьма распространены на отечественном рынке.

Схема сварки неплавящимся электродом

Технология, особенности и оборудование необходимое для сварки

Способ сваривания неплавящимся электродом чаще всего применяют для соединения металлов с толщиной не более 5-6 мм, но это не значит, что его нельзя использовать для сваривания более толстостенных металлов. При сварке без применения присадки шов формируют, оплавляя кромки металла, при использовании присадки она подается в место формирования шва по тому же принципу, что и сварочная проволока при газосварке.

Оборудование, необходимое для сварки неплавящимся электродом, включает в себя:

• источник сварочного тока, на котором расположен регулятор силы тока, и вольтметр с амперметром для контроля процесса регулирования;
• TIG-горелку и рукав, которые подсоединяются к сварочному источнику. По рукаву на горелку подается защитный газ, в случае с использованием водяного охлаждения подается также охлаждающая жидкость;
• газовый баллон с защитным газом, подсоединенный с помощью рукава к источнику сварочного тока и оборудованный регулятором расхода и расходомером газа;
• обратный кабель для соединения изделия с источником сварочного тока.

При автоматической сварке используются автоматизированные системы для подачи изделий и управления инструментами для сварки.

Аргонная сварка неплавящимся электродом выполнятся переменным (TIG-AC) и постоянным (TIG-DC) токами. При сварке постоянным током может применяться обратная и прямая полярности.

Если электрод подключен к плюсовому полюсу источника сварочного тока, то полярность является обратной, и в таком случае для сваривания применяются электроды большего диаметра, чем при прямой.

Сваркой на переменном токе пользуются в основном для соединения беррилия, магния и алюминия, имея при этом не такую хорошую стабильность дуги, как на прямом токе, что, впрочем, исправляется наличием режима импульсной сварки на некоторых сварочных аппаратах.

В процессе сваривания длина дуги должна составлять 1,5-3 мм, её напряжение — 22-34 В. Размер вылета неплавящегося электрода не должен быть больше 3-5 мм, а в случае со стыковыми и угловыми швами — не более 5-7 мм.

В роли защитного газа чаще всего используются аргон или смесь аргона с гелием, они немного ухудшают стабильность сварочной дуги, но при этом усиливают её энергию, тем самым увеличивая скорость сварки.

Для сваривания изделия толщиной до 10 мм применяют левый тип положения горелки для того, чтобы защитный газ имел прямой доступ к месту формирования шва.

Для сварки более толстостенных материалов способ меняют на правый.

Недостатки и преимущества

Среди достоинств данного метода соединения следует указать:

• высокую скорость сварки;
• по окончании сварочных работ шов не требует дополнительной обработки;
• простота освоения техники сваривания при этом методе;
• прочность соединения, благодаря использованию аргона в качестве защитного газа;
• металл не деформируется при сварке, так как прогревается на минимальной площади;
• большое количество свариваемых металлов.

Из недостатков можно отметить:

• неудобство сваривания деталей под острым углом из-за формы сварочной горелки;
• затрудняется выполнение работы при сквозняках или на улице при ветреной погоде, так как нарушается правильная подача защитного газа в зону формирования шва;
• металл перед процессом сварки требует тщательной подготовки.

Источник: https://elsvarkin.ru/texnologiya/neplavyashhimsya-elektrodom/

Особенности сварки металлов неплавящимися электродами

На производстве часто требуется надежно сварить материалы, которые в природе не соединяются — для этого и используется сварка неплавящимся электродом или аргоно-дуговая. Она может быть автоматической аргонодуговой или ручной, при этом второй вариант могут использовать недипломированные специалисты для своих нужд, например, при мелком ремонте в гараже.

Что такое аргонная сварка?

Электрическую дуговую сварку в 1881 году изобрел русский инженер Н. Н. Бенардос, ему же принадлежат лавры точечного, а также шовного сплавления различных металлов.

Аргон защищает нагреваемый металл от взаимодействия с кислородом, исключая его негативные воздействия на качество сварочных швов.

Аргоно-дуговую сварку используют для соединения таких металлов: титана с чугуном, сталь с медью и других, в том числе золото, серебро, соединение которых при помощи других видов сварки невозможно. Популярность такой сварки объясняется следующими преимуществами:

• Качество сварного шва.
• Большая долговечность.
• Доступность аппаратов в розничной торговле.

При использовании надежного оборудования швы получаются невидимыми по факту, что важно для ремонтируемого изделия, кроме этого, повышается прочность деталей.

Неплавящиеся электроды

Изготавливаются они из чистого графита или вольфрама, а также с добавлением редкоземельных элементов. Такие сплавы имеют улучшенную характеристику, а изделия отлично выдерживают длительную токовую нагрузку. Как правило, диаметр варьируется в пределах от 0,5 до 10 мм.

При использовании постоянного тока, при условии, что полярность прямая, металл соединяемых пластин или деталей плавится на максимальную глубину, при этом около 85% энергии тепла расходуется по прямому назначению, а 7% уходит на непосредственный нагрев самого электрода. Оставшиеся 8% расходуются на образование электрической дуги.

Алюминий сваривают неплавящимися электродами и при обратной полярности, но здесь потери тепловой энергии возрастают до 50%, поэтому для соединения с заготовками из стали данный режим не подходит. Добавив стабилизатор и компенсатор тока можно подключать оборудование к источникам переменного тока.

Разновидности и предназначение

Для аргоно-дуговой сварки используются специальные электроды — они не имеют свойств, присущих обычному металлу и относятся к расходному материалу.

Так выглядят электроды для сварки аргоном по категориям, поэтому их трудно перепутать во время приобретения.

Угольные

Аналогичные электроды используются во время воздушно-дуговой резке металла, чтобы удалить имеющиеся дефекты поверхности, при этом сила тока не превышает 580 A.

Угольные электроды применяют и для сварки тонкостенных деталей, изготовленных из цветного металла.

Конфигурация круглая или плоская, применяются вместе с присадками или без, что определяется технологией проведения аналогичных работ.

Графитовые

Они весьма актуальны при работе с цветными металлами или их сплавами, например, если необходимо прочное соединение медных проводов. Аналоги из графита доступны по цене и имеют широкое распространение на внутреннем рынке России из-за таких достоинств: стойкость к воздействию высокой температуры, весьма низкий износ, отличная обрабатываемость.

Вольфрамовые

Выбирая электроды, надо ориентироваться на следующие параметры:

• легирующие добавки и общий химический состав;
• диаметр, от которого зависит толщина шва;
• геометрия законцовки — от нее зависят основные характеристики всего процесса;
• качество затачивания.

Каждому сварщику нужно учитывать, что материал стержня не принимает участия в процессе образования сварочного шва, его оплавления в результате длительного использования весьма незначительны.

Оборудование

На практике чаще применяют первый вариант — универсальный аппарат аргоно-дуговой сварки, а специальное оборудование предназначено для больших объемов, в основном механизированных. Универсальные агрегаты просты в использовании независимо от того ручного или автоматизированного они действия — применяются на производственных предприятиях или в частном гараже.

Состоит такой аппарат из следующих элементов:

1. Источника постоянного или переменного тока, в продаже встречаются и комбинированные аппараты.
2. Горелки, подходящие к любой величине тока.
3. Первичную дугу поджигает система с повтором колебаний или осциллятор.
4. Специальные приспособления для постоянной подачи инертного газа (аргона).
5. Средства управления процессом дуговой сварки.

Особенности сварки металлов неплавящимся электродом и аргоном

Для надежного соединения деталей и повышения прочности шва надо соблюдать следующие особенности:

• Электрод должен как можно глубже проникать между деталями, а дуга при этом — минимальной длины. Шов получится меньше по ширине, а качество соединения намного выше.
• Стержень из вольфрама двигается посредине зазора, т. к. сдвиг в любую сторону понижает качество шва.
• Запрещается резкая подача присадки, во избежание разбрызгивания и перерасхода металла.
• Проволока подается под постоянным углом и без колебаний.
• При завершении работы запрещается обрыв шва путем отведения электрода из зоны плавления, дуга гасится с помощью реостата.
• Газ подают за 20 секунд до начала, а выключают за 10 секунд до окончания процесса.
• Режим сварки зависит от толщины деталей, учитывается и диаметр неплавящегося электрода.

До проведения работ поверхности тщательно очищаются до характерного блеска, при необходимости дополнительно обрабатываются растворителем.

Плюсы и минусы

Достоинства:

• аргон не контактирует с металлом в расплавленном виде;
• этот инертный газ на 38% тяжелее, поэтому надежно закрывает место, где происходит сварка и не допускает молекулы воздуха;
• если сравнивать стоимость с другими аналогичными газами, то использование аргона намного выгоднее;
• при использовании аргонодуговой сварки расход газа в три раза меньше, чем аналогичные действия с гелием.

Благодаря перечисленным преимуществам аргонная сварка приобрела популярность, особенно при соединении алюминия с другими металлами.

Недостатки:

• сложность проведения в ручном режиме, требуются опыт и профессионализм исполнителя;
• нельзя допустить колебаний электрода;
• ручная дуговая сварка в защитных газах малопроизводительна, а автоматический вариант не всегда приемлем.

Настройка параметров

В первую очередь выбирают оптимальный режим, благодаря которому качество и эффективность сварки получается выше. Направление тока, полярность выбирают, учитывая свойства свариваемых металлов, а величина тока зависит от марки и химического состава деталей, учитывают и диаметр используемого электрода. Правильные параметры опытные мастера выбирают по справочнику.

Напряжение напрямую зависит от длины дуги, поэтому работы производят при минимуме аналогичных размеров и пониженном напряжении, так как при увеличении ухудшается качество соединения.

Выводы

В статье приведены нюансы использования аргоно-дуговой сварки, преимущества и недостатки, а также даны рекомендации по настройке аппаратуры. Прежде чем приобретать аппарат для аналогичной сварки, надо досконально изучить негативные и положительные стороны проведения работ, а также проконсультироваться с опытными пользователями.

Источник: https://svarka.guru/vidy/thermo/dugovaya/neplavjashhimisja-jelektrodami.html

Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом: характеристика, технология, как и где применяется

Это действенный способ сварки когда требуется соединение неразъёмного типа деталей. Всё промышленное производство пользуется именно этой популярной техника.

Это довольно популярная технология – существует большое количество разных видов и типов (из-за разных видов техники и используемых деталей).

Аргонодуговая механическая и ручная варка неплавящимся электродом считается наиболее использованным способом.

Сварка аргоном

Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом проходит путём сварки 2-х материалов, благодаря формированию электрической дуги используя дополнительные запасы аргона. Данная дуга при высокой температуре даёт возможность плавить.

Так же плавится особый присадочный пруток после чего образуется сварочный шов. Масса, которая плавилась под аргоном в ванне не окисляется, аргон в этот момент становится изолятором, защищая его.

Без этого него произошло бы окисление, а это ведёт к плохой спайке.

Вступая с другими в контакт и может произойти возгорание. Аргон же владеет характеристиками позволяющим не соприкасаться кислороду с металлом. Продуманная техника запускает аргон ещё до начала сваривания.

Существует два метода использования аргона:

• используется паяльный материал – плавящий электрод, который так же применяется для поджога. Таким образом проводник плавится образуя особую массу при появлении швов. Появление спровоцировано особым покрытием. Детальнее про этот способ прочитайте тут.
• используется сложно расплавляемый материал (может использоваться высокая температура) – неплавящийся электрод – имеющий вольфрамовый проводник. Температура среды может достигать примерно 2000 градусов. Варя с вольфрамом температура должна быть не меньше 3600 градусов. При создании дуги (поджог) применяется именно такой прут. Припой отдельно подаётся вручную.

Двумя способами пользуются при сплавлении в аргоновой среде:

• MIG – аргонодуговая спайка, которая производится механически используя неплавящийся электрод;
• TIG – аргонодуговая спайка производится ручным методом с применением неплавящегося электрода.

Эти способы довольно простые, используются в хозяйстве. Так же применяются в производстве. Технологии с высокой точностью подходят только при профессиональной варки.

Техника

Сварочник – то чем пользуется при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом. При таком соединение– в защитной среде и неплавящимся электродом. Этот инструмент имеет такие комплектующие:

• установка для подачи аргона равномерно, в нужный момент;
• инверторный или трансформаторный источник питания;
• припой при помощи подачи провода;
• горелка;
• требуемые по ситуации материалы.

Большей популярностью считается инвертор, а не трансформатор. Проходят в устойчивом порядке и непостоянного тока. Инвертором пользуются в своем хозяйстве или в промышленности.

Подключить питание можно к любой розетке. Избегайте перепада напряжения при сварке в аргоновой среде. Это плюс в сторону инвертора, а не трансформатора, – с ним намного удобнее.

Основной деталью является горелка. При таком методе скрепления, горелка именно то что необходимо. Пайка с вольфрамом или проводником существуют разные виды её конструкций.

Сопло (наконечник горелки) соответствует при спайке за подачу в защищаемой среде. Скорость выдачи зависит от сопла (диаметра). Меньше будет – сильнее станет.

Керамическое сопло встречается чаще, так как он не плавится и стойкий от деформации при высокой температуры.

Когда баллон заправляется его частота прерывания дуги отталкивается от самого баллона. В то же время, баллон имеет разный объем.

Кроме сварочника требуются особые защитные орудия: роба, рукавицы, маска. Спаивая что-либо могут появиться ультрафиолетовые ожоги так что не пренебрегайте защитой – особенно маской.

Необходимое при варке

Обязательно нужны дополнительные предметы для дуговой спайке в защитной среде неплавящимся электродом.

Вот необходимые элементы:

• прутики (присадочные). Материал – разнообразный, может применяться в соединение с такими видами, как: цветной, нержавеющий,и прочие. Если у вас спайка с применением разных деталей, то используйте – алюминиевые, нержавеющие и другие. Используются как детали для припоя. Прут готов расправляться при появлении дорожки. Неплавящийся проводник поддерживает большой жар для дуги. Прутки (присадочные) используются при включении ручной дуговой варки с неплавящимся электродом в защитном промежутке. Как использовать прутья ниже рассмотрите табличку.
• проволока – используется вместо припоя при автоматической спайки с неплавящимся электродом. Её подача производится катушкой через сварочник. Проволока отличается, как и прут при разных видах металла.
• газ это базовый расходник. Он выполняет защитную функцию с механическом соединением аргоной дугой плавящимся проводником. Его заменяют гелем или углекислым веществом (из-за дороговизны). Определение состава выполняется путём сопоставления вида металла. Литраж баллона – 5, 10, 20, 40 и более литров. Так же от давления в баллоне зависит его объём. К примеру, при давлении 150атм в баллоне (10 л.) имеется 10×150=1500 литров аргона (1атм).
• нужное при варке: фитинги, шланги и другое. Их лучше периодически заменять. При покупке шланга обратите внимание на его длину так как он должен хорошо взаимодействовать со сварочником и зоной для работы.

Дополнительные аксессуары для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом выбираются в сочетании с металлом, качеством и зоной сварки. Обязательно наблюдайте за каждым, они обязаны быть пригодны и исправны при склейке. Аксессуары это важные предметы при сваривании.

Требуемые настройки спайки

Окисляющиеся швы, которые приводят к деформации, используется соединение деталей механизированным путём с электродом применяется при инертной среде при защите швов упомянутых выше.

Мастеру нужно обращать внимание на качество и ровность швов, и не забывать, что ванная находилась в защитном облаке. Важный момент – изначально включить газ, потом происходит поджог, а затем возбуждение дуги.

Если нарушить порядок, то металл (плавленый) пойдёт на контакт с воздухом из-за чего произойдёт окисление, а в следствии некачественных швов. В том же порядке, который был описан вверху нужно производить окончание.

Смотря какой тип сварочника – совершают настройки при механической сварки в защитной среде и плавящимся (неплавящимся) электродом. В инструкции должно быть написаны нужные настройки. Или прочитайте в табличках.

При ручном методе сварки, мастер самостоятельно настраивает требуемую ему подачу провода. Провод удерживают спереди горелки прямо по курсу дорожки под нужным углом.

Наклон угла зависит от толщины шва и скорости плавления. А оно зависит от металла используемый.

Режим выдачи аргона является неизменной величиной, которая описана в табличках. В них ГОСТ расписаны употребление разнообразных газов при ручном или автоматическом способе соединения.

Сложнейшим в настройке режима является величина тока. Его настройка (регулировка) сопоставляется при многих факторах. Таким фактором вам станет тип металла.

К примеру – тонколистовые пластинки свариваются на низкой величине тока для избегания пропален или деформации. Другим факторам может быть вид шва, расстояние деталей при склейке.

Новеньким следует помнить про разные типы аргонодуговой сварки неплавящимся электродом и про их настройки.

Аргонодуговая сварка и её правила

При корректной аргонодуговой сварке неплавящимся электродом помните 3 базовых пункта:

1. Корректные настройки без которых что-то может пойти наперекосяк. Регулируйте выдачу аргона, тока для удержания требуемой дуги.
2. Благодаря профессиональности сварщика, после нужных настроек, он может придержать дугу в постоянной выработке идеального шва. Так что для этого вам и нужна твёрдая рука и навыки профессионала. Если прут будет подан неправильно, а дуга будет периодически пропадать – то будет вероятность неправильного соединения.
3. Место для склейки это залог удачного шва. Мастеру не должно что-то мешать. Необходимо пространство для движений и для установки инструмента. Плоскость на которой будет проводиться склейка (стоять аппарат и прочее) обязан быть прочным при появлении высоких температур в окружающей среде. Найдите подходящее место для необходимых под рукой деталей. Помните про качественную вентиляцию. Небезопасные вещества выделяются, когда проводятся склейка. Не должно быть сквозняков – они плохо сказываются на конечном результате.

Профессионалы советуют

С инертным газом (аргоном) при плавящемся и неплавящимся проводником советуют:

• для лучшего качества подавайте его с другой стороны дорожки, хотя может сказаться на расходах;
• для снижения цены на аргон, купите не чистый, а смешанное с дополнительными веществами;
• не надейтесь на успех с первой попытки, для этого могут потребоваться тренировки;
• не упускайте из виду корректные настройки сварочника;
• при спайке с большим материалом, проведите пробный шов на ненужном куске металла;
• у производителя сварочника узнайте про настройке для нужно вам режима работы. Другими словами, прочтите инструкцию и (или) спросите совета у профессионала.

Выше, вы посмотрите видео, где показывают про монолитное скрепление деталей используя прутья. А так же что делать для идеального шва, благодаря неплавящемуся электроду.

Источник: https://prosvarku.info/tehnika-svarki/argonodugovaya-svarka-neplavyashchimsya-ehlektrodom