Аргоновая сварка металлов и сплавов. Изучаем технологию сварки аргоном

Нередко возникает потребность сварить материалы, которые при обычных видах сварки не соединяются, к примеру, алюминий, медь, титан и так далее. Поэтому, чтобы создать прочную неразъемную конструкцию из этих металлов, применяется сварка аргоном. Что такое аргонная сварка, как она работает? На эти и другие вопросы ответы в этой статье.

Процесс – аргонодуговая сварка происходит в среде инертного газа аргона, отсюда и название сварочного процесса. Использование аргона в сварке при соединении двух металлов – это защита от окисления, которая может произойти за счет соприкосновения с кислородом в воздухе. То есть, аргон покрывает зону сварки и не дает кислороду проникнуть в зону сопрягаемых поверхностей.

Сам режим сварки может производиться ручным способом, полуавтоматическим и автоматическим. Существует классификация режимов, которые зависят именно от вышеописанных способов и вида электрода, участвующего в процессе сварки. Два вида электродов: плавящийся и неплавящийся. Ко второму виду относится вольфрамовая проволока, с помощью которой можно гарантировать прочное и надежное соединение двух металлов, даже разнородных.

Итак, классификация режимов сварки аргонодуговой:

• Ручная сварка аргоном, где используется неплавящийся электрод – его маркировка РАД.
• Аргоновая сварка автоматическая, где применяется неплавящийся элемент – ААД.
• Аргонно дуговая сварка автоматического типа, где используется плавящийся электрод – ААДП.

Техника сварки аргоном

Знание некоторых правил облегчит проведение процесса сварки аргоном и позволит добиться высокого качества сварного шва.

• Чем длиннее сварочная дуга, тем шире шов и меньше его глубина, что снижает качество шовного соединения. Поэтому рекомендуется неплавящийся электрод держать как можно ближе к стыку свариваемых деталей.
• Чтобы создать узкий и глубокий шов, необходимо придерживаться только продольного движения электрода и горелки. Отклонения в сторону (поперечные движения) уменьшают качество сварочного соединения. Поэтому при сварке аргоном необходима аккуратность и внимание сварщика.
• Присадочная проволока и неплавящийся электрод должны находиться только в зоне сварки, прикрытыми аргоном. Это не даст возможности кислороду и азоту проникнуть внутрь зоны.
• Подача присадочной проволоки должно проводиться плавно и равномерно. Резкая подача – это разбрызгивание металла в большом количестве. Процесс подачи не самый простой, все приходит с опытом.
• Есть такой показатель – проплавленность. В аргонной сварке он определяется самим сварочным швом. Если он имеет округлую и выпуклую форму, то это говорит о низком его качестве. Проплавление поверхности было проведено недостаточно.
• Присадочная проволока подается перед горелкой с неплавящимся электродом. К тому же ее подача производится под углом. Эти требования обеспечивают ровность сварочного шва и его небольшую ширину. Просто так удобно контролировать сам сварочный процесс.
• Нельзя начинать и заканчивать сварку аргоном резко, потому что это открывает доступ кислорода и азота в зону сваривания. Поэтому рекомендуется сварку начинать после 15-20 секунд, как будет начата подача в стык соединения двух металлов инертного газа. И заканчивать (убирать присадочную проволоку) до того, как будет выключена горелка. На это обычно дается 7-10 секунд.

Внимание! Заканчивать сварочный процесс нужно снижением силы тока при помощи реостата, который входит в состав сварочного аппарата. Просто отводить горелку – это значит, открыть доступ в зону сваривания азота и кислорода.

Стыки свариваемых металлических деталей перед началом работ необходимо очистить и обезжирить.

Режимы аргонной сварки

Сварка аргоном пройдет качественно, если правильно выбрать оптимальный режим проведения процесса.

• От свойств свариваемых металлов будет зависеть выбор полярности и направления тока. Так со стальными конструкциями в аргонной сварке используется постоянный ток прямой полярности. Для сваривания алюминия или бериллия применяется постоянный ток обратной полярности.
• Сила свариваемого тока выбирается на основе трех составляющих: диаметра используемого электрода, типа металла свариваемых деталей и их толщины, полярности. Взаимосвязь всех параметров определяется табличными значениями. Некоторые мастера выбор делают с учетом собственного опыта. Вот одна из таблиц, которая определяет режим работы аргонодуговой сварки титана.

• Как уже было сказано выше, чем короче сварочная дуга, тем качественнее получается шов. Та же самая зависимость напряжения дуги и ее длины.
• Расход инертного газа зависит от показателя силы и равномерности его потока, выходящего из горелки. Специалисты рекомендуют создавать поток ламинарного типа. То есть, газ подается без пульсаций.

Правильно подобрать определенный режим – дело непростое. Поэтому еще в процессе обучения нужно изучать теорию и овладевать практическими навыками.

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.

Недостатки:

• 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.

Принцип работы сварочного оборудования

В состав сварочного оборудования входят:

• Сварочный аппарат любого типа для дуговой сварки, у которого напряжение холостого хода: 60-70 вольт.
• Контактор силовой, с помощью которого напряжение будет подаваться от сварочного аппарата на горелку.
• Осциллятор. Этот прибор преобразует сетевое напряжение 220 вольт и частотой колебания 50 Гц в напряжение 2000-6000 вольт с частотой 150-500 кГц. Эти параметры электрического тока позволяет легко зажечь дугу.
• Устройство обдува зоны сварки аргоном.
• Горелка керамическая.
• Баллон для аргона, он с горелкой соединяется через редуктор и шланг.
• Электрод неплавящийся и присадочная проволока.

Как работает аргонная сварка, можно посмотреть видео, но принцип таков. Сначала производится настройка сварочного режима и очистка соединяемых металлов. В правую руку берется горелка, в левую присадочная проволока, она не подключена к электроэнергии. На рукоятке горелки есть специальная кнопка, с помощью которой можно подавать защитный газ в зону сваривания. Включается подача газа за 20 секунд до начала производства сварочных работ.

Горелку нужно опустить так, чтобы между неплавящимся электродом и свариваемыми поверхностями осталось маленькое расстояние – в пределах 2 мм. Кстати, электрод вставляется в горелку таким образом, чтобы из нее торчал конец длиною не более 5 мм. Внутри горелки есть защелка, в которую вставляется электрод любого диаметра.

Включается сварочный аппарат, и напряжение подается на электрод. Между ним и стыкуемыми металлами возникает дуга. Из сопла горелки в это время подается аргон, который собой покрывает зону сваривания. Сварщик в сварочный стык подает присадочную проволоку, которая под действием электрической дуги расплавляется и покрывает собой зазор между деталями. При этом производится медленное движение вдоль шва.

Нельзя зажигать электрод при помощи соприкосновения его со свариваемыми металлами. Для розжига специально используется осциллятор, как это показано на видео.

Виды сварочного оборудования

Для аргонной сварки используются четыре вида оборудования.

1. Ручная (показана на видео) – это когда сварщик собственными руками держит и горелку, и присадочную проволоку.
2. Механизированный вариант – сварщик держит горелку, а проволока подается механизированным способом.
3. Автоматическая сварка аргонодуговая – сварщик отсутствует, его заменяет оператор, который следит за процессом, потому что и подача горелки, и подача присадочной проволоки происходит в автоматическом режиме.
4. Роботизированный сварочный процесс. Задается программа, которая полностью отвечает за проводимый процесс.

Самое важное достоинство аргонодуговой сварки – это возможность сваривать детали тех металлов, которые другими способами соединить невозможно. И в быту такие ситуации встречаются нередко, к примеру, стыковка труб из нержавейки. Обязательно посмотрите видео на этой странице сайта.

Аргонодуговое сваривание – это сварка с применением инертного газа аргона, который доставляется к специальной горелке по шлангам . Подача аргона позволяет оттеснить воздух и надежно предохранить электрод , дугу и всю сварочную ванну от окисления и насыщения азотом. Также эта особенность аргонодуговой сварки позволяет использовать аргон при сваривании металлических изделий и сплавов, которые обладают структурным сходством к газам, которые находятся в воздухе. Такими металлами могут быть цирконий, магний, алюминий и титан .

Аргонодуговое сваривание отличается на автоматическую и ручную аргонодуговую сварку . При проведении сварочных работ ручной сваркой горелкой управляет сварщик, а при автоматическом сваривании струю горелки и присадочную проволоку подает и направляет специальный механизм. Часто присадочной проволокой является электротехнический провод нужной толщины . Когда горелка включается, между кончиком неплавящихся электродов и свариваемой деталью образуется электрическая дуга. Дуга расплавляет свариваемую деталь вместе с присадочной проволокой.

Используя сварочные аппараты самых различных конструкций можно использовать аргонодуговое сваривание при монтаже трубопроводов. Стыки труб свариваются по кругу или с помощью трубной решетки. Такое сваривание называется орбитальным. Это означает, что при работе свариваемое изделие остается неподвижным, а вокруг него вращается только сварочный электрод. Стоит заметить, что сваривание аргоном может производиться в различных положениях , а это немаловажно при сваривании трубопроводов. Сваривание труб может производиться в различных положениях, поэтому проведение таких работ требует от сварщика большой маневренности.

Проведение сварочных работ по своей методике отличается от толщины свариваемого металла и от материала, из которого деталь сделана. Например, если толщина металла небольшая, аргонодуговое сваривание можно производить без использования присадочной проволоки . В таком случае существует большая вероятность получить сварочный шов высокого качества, а также большую глубину прогрева изделия, что очень важно при сварке.

Некоторые виды металлов не могут быть сварены обычной сваркой. В случае использования электродов шов получается не прочным и не может обеспечить плотного соединения. Для цветных металлов, легированной стали и сплавов требуется аргонно-дуговая сварка.

• Чем способ сварки в среде аргона отличается от остальных?
• Что включает в себя технология проведения сварочных работ с применением защитной среды аргона?
• Какие меры безопасности потребуется соблюдать?

Технология аргонодуговой сварки

Выполнение сварочных работ всегда требовало определенного профильного образования. Но современные технологии позволили настолько упростить этот процесс, что благодаря специальному оборудованию удается получить качественный результат даже в домашних условиях. Принцип работы аргонно-дуговой сварки также отличается простотой, что позволяет использовать его даже непрофессиональным рабочим.

Основное отличие сварки с аргоном от обычного электродного метода заключается в том, что работы проводятся с использование защитного облака создаваемого с помощью аргона. При этом температура в столбе дуги достигает 2000°C, что позволяет использование вольфрамовой неплавящейся проволоки в качестве основного расходного материала.

Другими особенностями технологического процесса являются:

• Электрод необходимо располагать как можно ближе к поверхности обрабатываемого металла. Это позволяет обеспечить необходимую температуру сварочной ванны при аргонно-дуговой сварке и обеспечить необходимую толщину шва и глубину провара. Чем дальше электрод от металла, тем ниже качество наложенного шва.
• Направленность движений - вести электрод необходимо вдоль шва. Отсутствие колебательных движений помогает создать эстетически привлекательный шов. При этом от мастера требуется практика, чтобы создать все необходимые условия для достаточного провара.
• Сущность технологических процессов аргонно-дуговой сварки сводится к тому, чтобы в момент наложения шва на него не воздействовал кислород и азот, выделяющийся во время сгорания металла. Необходимо следить за тем, чтобы электрод и присадочный материал постоянно находились в защитном облаке аргона.
• Скорость подачи проволоки должна быть равномерной. Должны отсутствовать рывки, при которых наблюдается разбрызгивание металла. Техника электродуговой сварки в среде аргона подразумевает последовательность действий мастера: правильно выбранный угол подачи присадочной проволоки впереди горелки, строгое соблюдение направленности нанесения шва и точные настройки относительно интенсивности подачи газа на горелку.
• Скорость сварки - наложение сварного шва осуществляется медленно. При этом необходимо учитывать возможные металлургические процессы, присущие этому методу обработки. К примеру, подача газа на поверхность детали должна начаться на 10-15 сек. раньше, а закончится, спустя 7-10 сек после наложения сварного шва. Заваривание кратера осуществляют с помощью реостата (снижая силу тока на дугу). Расчет расхода аргона при сварке выполняют с помощью специальных таблиц и норм. Основные положения можно узнать в ГОСТ 14771 76.

Большинство нюансов связанных с выполнением работ мастер узнает с помощью практики. Некоторую помощь можно получить из специальных справочников и пособий для проведения сварочных работ в среде защитных газов. Производители оборудования также стараются заинтересовать потенциального покупателя и предоставляют множество полезной информации и расчеты режимов сварки в инструкции по эксплуатации.

Особенности методики аргонно-дуговой сварки заключаются в правильном комбинировании: подачи проволоки, воздействия вольфрамового электрода, интенсивности подачи аргона и скорости наложения шва. Регулировать все эти составляющие станет проще по мере получения опыта.

Оборудование для аргонодуговой сварки

Сварочные работы в защитной среде газов выполняют как с помощью фирменных установок предназначенных непосредственно для аргонно-дуговой сварки, так и модифицированными аппаратами, используемыми для других работ. В любом случае требуется использование специального оборудования, каждое из которых имеет свое предназначение. А именно:

Практика показала, что начинающим мастерам легче удается достичь необходимого качества, используя сварочный инвертор аргонно-дуговой сварки. Инвертор дает стабильную дугу, что облегчает процесс нанесения сварного шва.

Автоматическая аргонодуговая сварка

Для облегчения рабочего процесса предусмотрена автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся электродом. Потребитель может приобрести установку с разным коэффициентом автоматизации. Принято различать следующие установки:

Механизированная сварка в России используется чаще всего. Поэтому, при выполнении сварных работ большое значение играет человеческий фактор, а именно квалификация мастера.

Присадочные материалы для аргонодуговой сварки

Присадочные прутки для аргонодуговой сварки используются для наполнения сварной ванны при подаче аргона. Этот материал применяют при обработке металлов имеющих свойства, которые усложняют наложение шва. В зависимости от характеристик и состава, электроды для сварки в среде аргона могут быть обязательны при работах с чугуном, алюминием, никелем, титаном и другими цветными металлами и также легированной и жаропрочной сталью.

В зависимости от основного материала различают следующие присадки:

Сварочная проволока для аргонодуговой сварки нержавеющей стали имеет свои особенности, учитываемые при работе с этим материалом. Особенно важно следить за тем, чтобы сварочная ванна не выходила за пределы защитного облака аргона.

Техника ручной аргонодуговой сварки

Процесс выполнения работ достаточно простой, ему можно научиться самостоятельно. При наличии качественного оборудования для ручной аргонодуговой сварки наложение шва не составит труда даже в бытовых условиях. При сварке в среде аргона ручным методом потребуется соблюдать определенные рекомендации:

• Наложение шва должно проходить исключительно по направленности обрабатываемой комки. Колебательные движения утолщают шов и снижают его прочность.
• Необходимо следить за достаточной скоростью движения дуги. От мастера требуется обеспечить должную глубину провара металла.
• Качественная ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом зависит от равномерной подачи проволоки и выставления соответствующего режима работы.

Максимально удобно выполнять ручную сварку с помощью инверторного оборудования с механической подачей присадочного материала.

Как правильно варить аргонодуговой сваркой

Для аргонно-дуговой сварки нужно соблюдение следующих условий:

Область применения аргонодуговой сварки

Технологический процесс проведения работ позволяет использовать этот метод для ремонта и изготовления деталей и конструкций любых цветных металлов и тугоплавких сталей. В настоящее время благодаря особенностям оборудования сварные работы с использованием защитной среды аргона можно проводить как в промышленных условиях, так и в быту.

Можно условно обозначить сферы применения метода сварки в аргоне по разновидности обрабатываемых металлов. А именно:

• Аргонодуговая сварка алюминия - сложность обработки алюминиевого сплава с помощью обычного электродного метода состоит в том, что металл имеет хорошую теплопроводность и не меняет свой цвет при нагревании. Обеспечить высокое качество шва на алюминии можно только в среде защитных газов. Сварка алюминиевых сплавов требует использования присадочных материалов, проволока в таком случае будет иметь однородный состав.
• Сварка нержавейки - еще один материал, сложно поддающийся процессу обработки. Недостатком электродного метода в данном случае выступает то, что в процессе нанесения шва по нержавеющей стали приходится преодолевать пленку окиси. Работы выполняют с использование проволоки из нержавейки или без присадочного материала. Угол наклона горелки во втором случае будет составлять около 90° градусов. Выбирая режимы аргонодуговой сварки нержавеющей стали необходимо учитывать, что этот металл склонен к растрескиванию, поэтому требуется, чтобы шов остывал медленно при постоянной подаче газа.
• Аргонодуговая сварка чугуна - это оптимальное решение задач ремонта, как сантехнических труб, так и других изделий. Возможно использование для мелкого ремонта дефектов чугунных поверхностей возникших в процессе литья.
• Сварка титана в среде аргона - практически единственный способ обработки титановых сплавов. Сложность заключается в том, что даже при нагревании до 450° градусов титан образует оксид и окалину насыщенную кислородом. Это способствует образованию трещин и не дает провести качественное наложение сварного шва другим способом. При сварке титана используют специальные накладки, способствующие подаче аргона с тыльной стороны обрабатываемой детали.
• Углеродистые стали - существуют особенности обработки и этих металлов. Режим сварки углеродистых сталей подразумевает использование проковки шва при достижении им температуры каления и обеспечения медленного остывания обрабатываемой поверхности.
• Медь - особенностью меди является высокая теплопроводность. Поэтому аргонно-дуговая сварка меди выполняется при условии увеличенной подачи аргона около 150-200 л/час.

Техника безопасности при аргонодуговой сварке

Проведение работ с использованием среды защитного газа регламентируются согласно ГОСТ 12.3.003-86. В ГОСТе требования, предъявляемые к промышленному применению, но их рекомендуется соблюдать и в бытовых условиях.

В первую очередь ограничения связаны с вредными веществами, образующимися в процессе выполнения работ и другими потенциально опасными ситуациями.

Некоторые положения этого ГОСТ приведены ниже:

Маска для сварки или специальные очки являются обязательным условием для выполнения работ. Хорошо зарекомендовали себя маски «хамелеоны». Сварочные маски со стеклами «хамелеонами» самостоятельно меняют затемнение в зависимости от воздействия излучения.

Комплектующие и расходные материалы

Помимо приобретения установки понадобится купить расходники для аргонно-дуговой сварки и постоянно следить за их наличием и исправностью. Так для выполнения работ понадобится:

• Смесь для сварки - хотя основной процент имеет доля аргона, он не подается на горелку в чистом виде. Качественная аргоновая смесь имеет от 10 до 50 процентов углекислоты в своем составе. Допустимо использование составов с гелием. Перед приобретением следует уточнить у консультанта, для каких целей используется смесь.
• Баллоны - могут быть использованы повторно. Время от времени необходимо проверять баллоны на отсутствие разгерметизации. Некоторые сервисные центры могут заправить необходимую смесь в уже приобретенные баллоны. Так как для некоторых металлов необходим большой расход газа (для меди потребуется интенсивность подачи в 150-200 л. / в час) приобретать необходимо комплектующие с достаточным объемом.
• Шланги - можно купить сварочный рукав различной длины и дополнительными функциями. Перед приобретением шлангов следует убедиться в том, что выбранный рукав подходит к сварочной установке. Рукав аргонно-дуговой сварки подсоединяется к редуктору.
• Редуктор - осуществляет контроль над расходом и подачей аргона. Редуктор устанавливается на баллон и автоматически понижает или повышает давление при работе с определенными типами металлов.

Недостатки аргонодуговой сварки

Как и у любого метода, у аргонодуговой сварки есть свои недостатки. К ним относится:

• Большое количество дополнительно используемого оборудования.
• Сложность правильного подбора, режима выполнения работ. Для начинающего мастера выбрать необходимые параметры крайне сложно. При работе с некоторыми металлами требуется импульсная сварка, на другие шов наносится точечным методом с перерывами. Может потребоваться использование постоянного или переменного напряжения.
• Невозможность полной защиты шва при сквозняке или сильном ветре.

При этих недостатках у метода проведения сварочных работ в среде аргона есть и свои положительные стороны.

Преимущества аргонодуговой сварки

На выбор аргонно-дуговой сварки должны повлиять преимущества, которые не могут быть достигнуты ни одним другим методом обработки металла. А именно:

• Незначительный нагрев поверхности металла. Для титана и чугуна и других цветных металлов сильное прогревание критично. Использование метода сварки с использованием аргона позволяет выполнить сварные работы качественно.
• Высокая скорость проведения работ.
• Возможность обработки металлов, не поддающихся сварке другим способом.
• Качественный ровный и тонкий шов.
• Возможность выполнения работ в домашних условиях без профильного образования. Согласно статистике большинство из тех, кто выбирает аппарат аргонодуговой сварки для дома, не является специалистом.

Возможности аргонодуговой сварки практически безграничны, а техника наложения шва настолько проста, что позволяет выполнить работы даже без профильного образования и практики. Именно это и объясняет популярность оборудования.

Научиться правильно варить алюминий довольно трудно. Нередко за такую работу не берутся даже мастера со стажем. Проблема в том, что алюминий является весьма капризным материалом и работа с ним требует применения инвертора высокого качества.

Конечно же, можно обойтись практически любым сварочным полуавтоматом, но по-настоящему качественные сварные швы позволяют получать только аппараты, имеющие специальную функцию сварки данного металла. Если внешний вид тоже имеет значение, то лучше варить алюминий агрегатом со специальной опцией импульсной сварки. Обычно алюминий варится в среде аргона. Современные инверторы позволяют делать все качественно и в кратчайшие сроки.

Какие требования необходимо соблюдать при сварке алюминия аргоном?

При варке алюминия обычно применяется чистый аргон. Можно использовать смесь данного газа с гелием. 2-ой вариант лучше подходит для работы с толстыми листами. Алюминий варится с использованием специальной алюминиевой проволоки со сплошным сечением.

Важно уделить особое внимание конструкции горелки. Во-первых, ее нужно устанавливать на прямой шланг, безо всяких скручиваний и перегибов. Во-вторых, длина этого шланга должна быть не больше 3 м. Проблема в том, что алюминий варится аргоном с использованием очень мягкой проволоки. Вместо обычного канала в горелку лучше установить тефлоновый, предназначенный специально для работы с алюминием.

В случае если 3 м шланга для вас мало, приблизьте сварочный инвертор к обрабатываемому материалу. Если это невозможно, можно будет только при помощи агрегата с отдельно подающим механизмом. Наконечники должны иметь больший диаметр, чем для стали. Связано это с тем, что при нагревании алюминий сильнее расширяется.

Нужно подобрать правильные электроды. Лучшие результаты показывает сварка алюминия аргоном с использованием таких электродов:

1. ОК 96.20, ОК 96.10.
2. ОЗАНА-1, ОЗАНА-2.
3. Неплавящихся изделий на вольфрамовой основе.

1-ая марка электродов стала широко использоваться немногим более 10 лет назад. Такие электроды применяются преимущественно для работы с техническим алюминием. Также их можно использовать для сварки сплавов и литейного брака. Они позволяют поддерживать ровное горение дуги. Свойства готового шва максимально приближены к свойствам исходного материала, а шлаковая корка удаляется без лишних усилий.

У электродов 2-го типа присутствует щелочно-солевое покрытие. Их используют при работе с разнообразными сплавами алюминия. В большинстве случаев приходится проводить предварительный подогрев в среднем до 200-300°С.

Варить алюминий аргоном можно с использованием неплавящихся вольфрамовых электродов. Они позволяют поддерживать дугу на стабильном уровне. Такие электроды могут иметь диаметр 2-6 мм. Для каждого конкретного случая нужно подбирать подходящий диаметр электродов в отдельном порядке. Зависит он, прежде всего, от толщины обрабатываемого изделия. Лучше всего показывают себя вольфрамовые электроды с разного рода присадками.

При варке алюминия аргоном используются довольно дорогостоящие электроды, поэтому к их выбору нужно подходить со знанием дела и обязательным учетом особенностей предстоящей работы.

Для варки алюминия аргоном вам понадобится следующее:

1. Сварочный аппарат и подходящие электроды.
2. Алюминиевая проволока.
3. Газосварка и нагревательный прибор.

Вернуться к оглавлению

Основные особенности сварки алюминия

Главной сложностью сварки алюминия является оксидная пленка, образующаяся на поверхности металла в процессе обработки. Температура плавления этой пленки достигает 2050 градусов, а непосредственно алюминий плавится при гораздо более низких температурах.

В соответствии с технологией нужно сначала пробивать эту пленку, а уже после этого плавить непосредственно металл. Лучше всего для выполнения такой задачи подходит импульсная сварка. Алюминий имеет хорошую теплопроводность и низкую температуру плавления. Из-за этого в процессе проведения сварочных работ деталь может зажечься. Чтобы этого избежать, нужно предварительно немного подогреть заготовку. Благодаря этому будет дополнительно увеличена глубина провара алюминиевой детали.

Принципиальная схема поста для полуавтоматической сварки плавящимся электродом: СГ — сварочная горелка, Р — редуктор баллонный, Б — баллон со сжатым газом, МП — механизм подачи сварочной проволоки, БУ — блок управления полуавтоматом, ИП — источник питания.

Чтобы было легче разбить оксидную пленку, нужно предварительно обработать деталь металлической щеткой. Такая обработка не займет много времени, зато деталь будет лучше и быстрее проплавляться. Зачищать рекомендуется непосредственно перед началом выполнения сварочных работ.

В процессе сварки алюминия следите за тем, чтобы дуга имела постоянную длину. Данное правило актуально не только для алюминия, а и для любых других металлов. Если дуга будет длиннее, чем нужно, заготовка не расплавится. Если же она будет короче, металл зажжется. Подходящая длина дуги определяется с учетом химического состава материала, т.к. у разных сплавов теплопроводность тоже различается. В среднем в случае с алюминием применяется дуга длиной 1,2-1,5 см.

Еще одной сложностью, с которой вам придется столкнуться в процессе варки алюминия, является заваривание кратера в конце шва. Проблема возникает из-за того, что алюминий достаточно быстро остывает. Решить данную проблему позволяет специальный полуавтомат. Сначала он дает повышенный ток, который позволяет пробить окисную пленку. В дальнейшем ток снижается, что позволяет безо всяких проблем заварить упомянутый кратер.

Вернуться к оглавлению

Какие способы сварки существуют

Для варки алюминия было разработано множество различных способов, подразумевающих использование различных материалов, оборудования и защитных сред.

Наибольшее распространение получили следующие методы:

1. Сварка в инертной газовой среде с использованием вольфрамового электрода.
2. Сварка при помощи полуавтомата с автоматизированной подачей проволоки.
3. Сварка плавящимися электродами без защитных газов.

Важным условием данной работы является разрушение окисной пленки, образующейся на поверхности алюминия. Для ее разрушения подойдет переменный или постоянный обратный ток. Алюминий нельзя варить на постоянном прямом токе, т.к. в подобных условиях окисная пленка не поддастся катодному распылению и не разрушится.

Вернуться к оглавлению

Какие аппараты подходят для сварки алюминия

Для сварки алюминия аргоном можно использовать ряд сварочных аппаратов. Все они делятся на несколько групп, а именно:

1. Универсальные агрегаты.
2. Специальные модели.
3. Специализированное оснащение.

Универсальные модели выпускаются серийно, они наиболее востребованы среди покупателей и используются чаще всего. Подобная сварка применяется в производственных условиях на специально оснащенных площадках.

Для сварки алюминия в среде аргона можно использовать различные специальные присадки. Они делают работу более простой и качественной.

Агрегаты, позволяющие варить алюминий аргоном с использованием неплавящихся вольфрамовых электродов, имеют следующее оснащение:

1. Источник переменного/постоянного тока.
2. Горелку либо комплект специально предназначенных для такой работы устройств.
3. Устройство, способное обеспечить стартовое усиление дуги или же такое, которое позволяет стабилизировать переменную дугу.
4. Аппаратуру, позволяющую управлять сварочным циклом.
5. Устройство, предназначенное для компенсации и регулирования постоянного тока.

В настоящее время существует ряд новых методов сварки алюминия аргоном, разработанных специально для расширения диапазона толщины материалов, которые можно варить, улучшения показателей производительности при получении сварочных соединений, в том числе и улучшения провара.

В процессе работы дуга перемещается шагами или с определенной скоростью. Эти перемещения могут быть синхронизированы с импульсами тока сварки. Благодаря этому проплавление будет максимально эффективным по всем направлениям. Снижение тока позволяет исключить риск перегрева металла и благодаря этому практически полностью избавиться от деформаций.

Вольфрамовые электроды позволяют получать качественные сварные швы и выполнять работу с довольно большой скоростью. Для выполнения работы понадобится лишь специальное оборудование и дополнительные блоки, никаких труднодоступных и дорогостоящих агрегатов не нужно.

Чаще всего сварка аргоном выполняется при помощи инверторного агрегата. Такие аппараты получили широкое распространение как в быту, так и на производстве. Применение инверторного сварочного аппарата является оптимальным вариантом. Даже не имея особого опыта проведения сварочных работ, вы сможете разобраться в технологии без особых усилий. И эти знания определенно вам пригодятся. Во-первых, вы сможете выполнять свои личные задачи, а во-вторых, при желании, оказывать услуги сторонним заказчикам.

Проблема быстрого соединения металлических заготовок перестала существовать после изобретения сварки дугой короткого замыкания, прогресс на этом не остановился, и была изобретена . Лёгкие и мощные инверторы позволяют избежать воздействия кислорода на шов, этого можно достичь применением инертного газа в процессе сварки. Таким способом варятся металлы и сплавы, в том числе и быстро окисляемые, которые иным способом не удаётся соединить. Мы расскажем об этом процессе, выясним, что для него нужно и обсудим технологию аргонно дуговой сварки с применением инверторных аппаратов.

Самыми востребованными, по многим отзывам, являются инверторные сварочные аппараты, которые мало весят, обладают достаточной мощностью и такими возможностями, как сварка в среде аргона. Они недорого стоят и с покупкой горелки и баллона приобретают очень широкие возможности, позволяя сваривать сплавы алюминия, титан, нержавеющую и легированную сталь. Есть много разновидностей сварочной проволоки и прута, которые придают шву прочность и высокое качество соединения даже разнородных металлов. Единственным препятствием является агрессивное воздействие окисляющего, атмосферного кислорода, которое и устраняет среда инертного газа.

Простое обучение позволяет быстро приобрести необходимые навыки, а стоимость оборудования быстро окупится потому, что стоимость такой работы при заказах в сторонних мастерских чрезвычайно высока. Для того чтобы понять как правильно варить аргоном, нужно знать методы работы и аппаратуру, позволяющую выполнять подобные операции. В этих целях используются следующие методики:

• инверторная сварка в защитной среде способом TIG с использованием тугоплавкого вольфрамового электрода и ручной подачей проволоки в зону сварки;
• полуавтоматическая сварка методом MIG с подачей плавящейся проволоки в сварочную ванночку с регулируемой скоростью.

Наименее затратным является аргонно-дуговая сварка методом TIG, поскольку инверторы MMA+TIG более доступны по цене, но обычно в комплектацию не входит горелка и шланг подачи газа. Также придётся приобретать вольфрамовые электроды и присадочную проволоку, которая подаётся вручную в зону сварки. Высокая универсальность метода позволяет сваривать алюминиевые сплавы, нержавеющую сталь, чугун и листовой металл, что необходимо при ремонте кузовов автомашин.

Более дорогая аппаратура метода MIG/MAG даёт возможность подавать автоматически сварочную проволоку различной толщины с регулируемой скоростью в зону плавления. Эта проволока и является электродом, и её подбирают наиболее близкой по составу к свариваемым деталям. Подача осуществляется со специального встроенного барабана через еврорукав на горелку, которая оснащена насадками различного внутреннего диаметра для прохода проволоки. С этим оборудованием возможна как сварка аргоном, так и активным газовым составом.

Важно отметить, что работу с использованием инертных газов необходимо производить в помещениях, где нет сквозняков, чтобы избежать перерасхода газа и ухудшения качества шва.

Оборудования для аргонной сварки

Соединение металлов и сплавов стало основной инженерной задачей для конструкторов аппаратуры в течение длительного времени. Первые опыты, естественно, связаны с оборонной промышленностью, но прогресс в этой области, подсказал гражданское использование аргона для сварки в обычных житейских целях. У потребителя возникает проблема сварки разнородных, и быстро окисляющихся деталей на открытом воздухе и здесь аргонная сварка является выходом из сложного положения. Необходимо отметить, что для этого вида работ нужно определённое, не очень дорогое оборудование, которое обеспечивает надлежащее качество сварочного шва, а именно:

1. газовый баллон, с двумя редукторами и манометрами для обеспечения подачи инертного газа или смеси в зону сварочной ванночки;
2. соединительный шланг, для подачи смеси в зону расплава металлов или сплавов с герметичным соединением;
3. горелки, разного назначения при методе TIG или MIG, но обеспечивающие подачу инертного газа в зону плавления металла или сплава.
4. евроразъём различного назначения;
5. вольфрамовые электроды (TIG) или сварочная проволока (MIG) для обеспечения бесперебойного процесса;
6. встроенный в инвертор сварочный осциллятор для высокочастотного возбуждения дуги короткого замыкания.

Газовый баллон служит для подачи газов через редукторы, которые обеспечивают подачу смеси в нужных пропорциях в зону плавления сварочной ванночки. Для обеспечения этого процесса используется один или два баллона с газом и манометрами. Газы смешиваются для стали и сплавов алюминия в составе 99,98% аргона, 0,01% азота и 0,002% кислорода. Также часто используется гелий, который обеспечивает высокую температуру плавления материалов, и глубокое проваривание шва.

Соединительный шланг в методе TIG используется как способ подачи инертного газа к месту сваривания металлов. В методе MIG используют еврорукав, который, кроме подачи инертного газа, служит каналом для движения сварочной проволоки в зону расплава. Горелки обладают разными конструктивными особенностями, и если в методе TIG, это керамический держатель вольфрамового тугоплавкого электрода с соплом подачи инертного газа, то метод MIG служит ещё и для подачи сварочной проволоки в зону плавления.

Важно, что вольфрамовые электроды нуждаются в очистке потому, что загрязнения значительно ухудшают качество сварки металлов и сплавов.

Цель сварки аргоном и свариваемые материалы

Понять что такое аргоновая сварка можно на примере соединения алюминия и бронзовых заготовок, которые не свариваются обычной электродной дуговой сваркой ни при каких обстоятельствах. Целью сварочной технологии такого уровня является изолировать сварочную ванночку от воздействия кислорода, образующего оксидную плёнку, и соединить, например, нержавеющую сталь в единое целое. Прошедшие обучениеопытные сварщики знают, как варить аргоном сложные сплавы, чугун и титан. Мы расскажем о возможностях аргонодуговой сварки на примере соединения разнообразных металлов и их сплавов, а также листового проката, а именно:

• под аргоном можно варить чугун, конструкционные стали и листовой металл;
• нержавеющие металлы, в том числе пищевого и медицинского назначения;
• алюминиевые сплавы с соответствующей проволокой и присадками;
• титан, медь, а также оцинкованную сталь, бронзу и иные сплавы.

Аккуратного шва, титана, нержавеющих сталей и листового металла, достичь можно только сваркой под аргоном, но даже в этом случае понадобится максимальная очистка от загрязнений, масел и оксидного слоя.

Инвертор создаёт импульсный высокочастотный ток, который вместе с инертным газом позволяет разрушать окисный слой и делает возможным получать тонкий и прочный сварочный шов. Этим способом удаётся соединить разнородные металлы, осуществлять кузовной ремонт автомобилей, сваривать тонкие оцинкованные листы, а для экономии дорогой аргон можно сочетать с углекислым газом. Для работы с чистыми металлами и магниевыми сплавами используется также инертный гелий, а азот предпочтителен для медных сплавов. Все эти защитные газы выпускаются в разной степени чистоты до 99,9% высшей категории, до 99,5% первой категории и до 99% технической категории.

Технология сварки аргоном и последовательность операций

Рассмотрим технологию сварки методом TIG с использованием инверторного сварочного аппарата. Изделия такого рода обычно выпускаются в компоновке ММА+TIG и имеют соответствующие разъёмы для подключения газовых шлангов, а горелка подключается через разъём с использованием еврорукава. Последовательность сварки заключается в выполнении следующих действий:

• на баллоне открывается вентиль и устанавливается расход аргона от 6 до 8 литров в минуту в зависимости от толщины металла и тока сварки;
• если применяется смесь, то она используется в соотношении 80% аргона и 20% углекислого газа;
• в горелке крепится тугоплавкий вольфрамовый электрод, выступающий на 3−5 мм от среза сопла;
• подбирается соответствующая свариваемым деталям проволока, и фиксируются заготовки;
• включается инвертор и кнопкой горелки запускается сварочный процесс, при этом импульс с осциллятора поступает с задержкой на 1−2 секунды;
• добиваются возникновения сварочной ванночки, в которую вручную подаётся сварочная проволока.

Сварка аргоном требует навыка, приобретаемого путём обучения на курсах или самостоятельно. Если возникают трудности и вопросы, то лучше обратиться за консультацией к специалистам, либо подобрать подходящий режим работы экспериментальным путём.

При аргоновой сварке методом MIG необходимо применение сварочной проволоки размещённой на барабане с регулируемой скоростью подачи через еврорукав в зону действия дуги. Диаметр проволоки (от 1 до 4 мм) подбирается индивидуально в зависимости от толщины свариваемых деталей, на горелке имеются сменные насадки под различный размер. Аргон подаётся немного раньше, чтобы избежать окисления заготовок в сварочной ванночке и облегчить розжиг дуги короткого замыкания. Расход проволоки, являющейся электродом, зависит от скорости сварки аргоном и подбирается индивидуально.

Необходимо помнить об использовании сварочной маски типа Хамелеон, спецодежды и рукавиц, а также соблюдать правила техники безопасности.

Заключение

Возможности современной техники делают процесс сварки в среде аргона более чем доступным методом работ. Обучиться этому процессу несложно, а выгода окажется очень ощутимой потому, что затраты на расходные материалы не очень велики. Мы надеемся, что смогли быть вам полезными, рассказав об аргоновой сварке двумя самыми популярными методами.