Аргонная сварка является технологическим процессом на многих производственных и ремонтных предприятиях. В среде этого газа производится сварка цветмета, таких как медь, алюминий, дюраль и чугун, также варится сталь и другие черные металлы.
В обычных условиях без подачи газа образуется много пор, металл окисляется, делая соединение непрочным и недолговечным. Аргон защищает зону сваривания от проникновения в нее загрязненного воздуха, исключая образование дефектов.
Особенности аргонной сварки
К особенностям аргонной сварки следует отнести то, что в газовой среде можно варить любые металлы, не только цветные. Обычная сталь не критична к окислению, но в среде инертного газа шов получается более качественный.
В основном процесс идентичен, как и в случае обычной дуговой или полуавтоматической с подачей проволоки. Разница состоит в технологии. Для получения идеального результата накладывать расплав необходимо прерывисто, захватывая по сантиметру за раз. Так расплавленный металл лучше растекается.
Аргонно-дуговая сварка в зависимости от метода и скорости выполнения процесса соединения двух деталей из цветных металлов подразделяется на 2 вида:
- автоматическую;
- ручную.
Обе разновидности выполняются плавящимся электродами или неплавящимися. Во втором случае также используют присадочную проволоку или пруток в зависимости от толщины свариваемых деталей.
На предприятиях активно применяется именно автоматическая аргонно-дуговая сварка, потому что она позволяет получать швы высокого качества за достаточно короткое время толщиной не более 1 см и строго по ГОСТ. В качестве электрода используется проволока из похожего сплава, которая автоматически подаётся к месту сваривания. Одновременно с ней подаётся и аргон, который защищает место сваривания от окисления и образования раковин. Такой способ удобен тем, что не придется каждый раз менять электрод.
Также аргонно-дуговая сварка выполняется при помощи специальных плавящихся электродов. Они изготавливаются из вольфрама. При их выборе необходимо обращать внимание на процентное содержание дополнительных компонентов, так как универсальных не существует. В продаже различные их виды в зависимости от типа свариваемых материалов.
Также применяется аргонно-дуговая сварка неплавящимися электродами, как показано на фото. Они изготавливаются из вольфрама, металла, который имеет высокую температуру плавления, поэтому в зоне искрения не плавится. Он используется для нагрева присадочного материала, подаваемого к месту соединения.
Ниже представлены основные разновидности таких электродов, предназначенные для работы с различными металлами.
- WP (зеленые) 99,5% вольфрам Алюминий, магний
- WY (темно-синий) Иттрированный, до 2,2% оксидной добавки Ниобий, тантал, молибден, титан, никель, медь, бронза
- WL-20, WL-50 (синие, зеленые) Добавлен оксид лантана Высоколегированные стали, медь, алюминий, бронза
- WZ-8 (белые) Содержат оксид циркония Алюминий, бронза, магний, никель
- WT-20 (красные) Содержат оксид тория Нержавеющие стали, молибден, тантал, медь, кремниевая бронза, никель, титан
Техника сварки аргоном
Принцип сваривания цветных металлов аргонно-дуговым способом основан на создании электрического разряда между плавящимся или неплавящимися электродом и свариваемой поверхностью. Электрод помещен в керамическое сопло, куда также подаётся аргон. Все это находится в держаке.
Если используется неплавящийся электрод, то одновременно в зону плавления или ванну подаётся присадочная проволока. Инертный газ, являясь более лёгким, чем кислород, вытесняет его, что исключает азотирование и прочие нежелательные процессы. На присадочный материал ничего не подаётся, поэтому он потенциально безопасен. Попадая в зону сваривания, он плавится вместе со соединяемыми деталями, образуя единый однородный соединительный шов.
Чтобы аргонно-дуговая сварка была качественной, а место соединения деталей прочным и однородным, необходимо соблюдать технологию выполнения работы. Также следует правильно подавать напряжение на электрод. На него подаются высокочастотные и высоковольтные импульсы, благодаря чему промежуток между ним и деталью успешно ионизируется, за счёт чего и образуется дуга.
Многие уверены, что она формируется при контакте, но это неверно. Именно благодаря предварительной ионизации газа в пространстве достигается такая высокая чистота сварного шва и его однородность. Формирует эти импульсы на электрод специальный прибор, называемый осциллятор. Он подключается к цепи питания постоянного напряжения от сварочного трансформатора.
Особенность осциллятора заключается в том, что он даёт возможность качественно сваривать детали на переменном токе. Это достигается за счёт его работы в качестве стабилизатора в моменты отрицательной полярности. Такой процесс обеспечивает надежное и стабильное горение дуги.
Техника сваривания аргонодуговой сваркой происходит следующим образом:
- Мастер подготавливает соединяемые детали. Снимает кромки с одной или с двух сторон, или оставляет зазор между ними, очищает поверхность от окиси и грязи металлической щеткой.
- После подготовки деталей работник включает аппарат аргонно-дуговой сварки и подносит горелку к детали, не касаясь ее электродом.
- Далее, нужно включить подачу газа из баллона и импульсов на электрод формируется дуга.
- В процессе горения искры работник подаёт присадочный материал.
Выполнять сварку таким методом следует точечно, чтобы успевала образоваться так называемая ванна. При сваривании вертикальных швов необходимо двигаться снизу-вверх. Подробный процесс сваривания деталей можно просмотреть на видео.
Режимы аргонной сварки
Для получения качественного сварного соединения цветных и черных металлов, необходимо правильно выбирать режимы аргонно-дуговой сварки. Это делается на основе опыта, также можно посмотреть в справочных таблицах. Соответственно, оборудование должно обладать возможностью изменять ток под конкретные нужды.
Выбор тока и полярности
Для сваривания цветных металлов в среде аргона используется ток постоянной или переменной полярности. Ни в коем случае нельзя работать обратной его величиной, потому что в процессе возникнут сложности, связанные с плохим горением дуги и чрезмерно высоким напряжением.
Выбор силы тока
Выбор величины тока для сварки опирается на три главных фактора: род тока, диаметр электрода и толщина свариваемых деталей. Чтобы не держать все эти цифры в голове, составим таблицу. В ней расписаны все величины в зависимости от тех или других критериев.
Диаметр электрода (мм) Переменный ток (А) Постоянный ток прямой полярности (А)
1 – 2 20 – 100 65 – 160
3 100 – 160 140 – 180
4 140 – 220 250 – 340
5 200 – 280 300 – 400
6 250 – 300 350 – 450
Напряжение
Для качественного сваривания деталей различной толщины при использовании аргонно-дуговой сварки, рекомендуется выставлять напряжение не более 14 В. При таком значении обеспечивается длина дуги порядка 1,5-3 мм, что является оптимальной величиной. Также обеспечивается хорошая глубина провара, что является главным критерием прочности соединения деталей.
Скорость выполнения сварки
Она сугубо индивидуальна, поэтому выбирается мастером на месте. Главное, не спешить, потому что сварка цветных металлов весьма капризна.
Количество аргона
Также с выбором диаметра электрода рассчитывается и расход подаваемого защитного газа. Это делается исходя из типа металла, из которого изготовлены свариваемые детали, толщины и ширины шва. Это определяется на практике.
Расстояние от электрода до детали
Оно зависит от толщины свариваемого металла и способа его стыковки. Например, для соединения встык достаточно 3-5 мм. Если детали свариваются под углом, то рекомендуемое расстояние должно быть не менее 0.5 см и не более 8 мм.
Преимущества и недостатки
Аргонно-дуговая сварка имеет как особенности, так и недостатки. Разумеется, положительных моментов в ей больше, и они заключаются в следующем:
- Можно сваривать не только медь и алюминий, но и сталь.
- Шов получается аккуратным с эстетической точки зрения, при соблюдении техники подачи прутка и воздействия дугой.
- Аргонно-дуговую сварку цветных и черных металлов можно выполнить дома своими руками при наличии необходимого оборудования и расходников.
- Соединение получается прочным по всей глубине стыка, если предварительно были хорошо подготовлены детали. Снята фаска под углом 45 градусов, предусмотрен зазор и удалена оксидная пленка с поверхности.
- Таким способом можно сваривать тонкие детали без провара и прочих нежелательных дефектов.
- При автоматизации процесса сварки она выполняется не только качественно, но и быстро.
К недостаткам можно отнести:
Сложность процесса. Не имея подходящего оборудования, выполнить качественную сварку не получится. К тому же необходимо обладать определенным опытом, чтобы правильно подавать пруток и управлять дугой. Поэтому новичку в том деле придется неплохо поучиться.
Цена профессионального оборудования будет достаточно высокой, но можно собрать компоненты по отдельности, что обойдется несколько дешевле.
Виды сварочного оборудования
Аргонодуговая сварка является особым методом соединения деталей из различных металлов, который позволяет получать высокое качество шва, его привлекательный вид и прочность. Поэтому для выполнения подобных сварочных работ необходимо специальное оборудование. В продаже имеются несколько его разновидностей в зависимости от уровня механизации:
- Для ручной. В продаже имеется масса аппаратов для сварки плавящимися и неплавящимися электродами.
- Для механизированной в основном применяется сварка проволокой в аргонно-дуговой среде.
- Для автоматизированной используются аппараты с автоматической подачей присадочного материала, устанавливаются на производствах.
- Для роботизированной используются специальные аппараты, которые не только подают проволоку и управляют процессом горения дуги, но и контролируют сваривание.
В состав оборудования для ручной сварки входит:
- Источник тока постоянного или переменного.
- Осциллятор, устройство для формирования импульсов для поджига дуги путем ионизации промежутка между горелки и деталью.
- Горелка с держателем для электрода и соплом для подачи газа.
- Рукав, по которому будет подаваться газ и ток к горелке с поддувом.
- Устройство для управления подачи газа с включением сварочного тока.
- Баллон с газом.
- Маска и защитный костюм для тела, огнестойкие диэлектрические перчатки.
В основном, процесс сварки при помощи аргона не сложен, если выполнять все правильно, но имеют место свои особенности, которые стоит учитывать. С такой сваркой справится и начинающий мастер, если будет соблюдать основные требования.
Что касается безопасности, то аргон по своим свойствам, безвреден для организма человека, но вдыхать его все же не рекомендуется, потому что он легче кислорода и вытесняет его. При вдыхании будет ощущаться удушье, но при работе оно не выделяет никаких вредных веществ. В процессе работы не оказывает сильного негативного влияния, но выполнять ее следует в хорошо проветриваемом помещении.