Аргонная tig сварка (ошибки, выбор электродов и др.)

Недостатки

Аргоновая сварка всем хороша, но наша статья объективна, так что расскажем и о минусах:

Сварка на открытом воздухе при ветреной погоде затруднительна, поскольку газ буквально выдувается из сварочной зоны (проблема решается установкой ветрозащитных щитов, но при этом расход газа существенно увеличиться).
В отличие от других видов сварки, тиг сварка требует тщательной подготовки металла. Кромки нужно зачистить, не должно быть никаких следов масла и грязи, поверхности должны быть обезжирены. Если проигнорировать этот этап, то шов получится пористым и некачественным.
Горелка устроена таким образом, что работа в труднодоступном месте может превратиться в настоящую проблему. Мастера предлагают увеличивать вылет стержня или обрезать электрод, но все это приводит к перегреву или другим неприятностям.
Если вы используете в своем аппарате функцию «TIG lift», при этом разжигаете дугу вне сварочной зоны, то на поверхности металла могут образоваться следы, которые нужно потом зачищать. Но это скорее минус, связанный с неопытностью сварщика.

Блоки (панели) управления установками для сварки ТИГ

Блоки (панели) управления установками для сварки ТИГ могут быть, как очень простыми, так и очень сложными с различными функциями. Самый простой блок управления позволяет регулировать только ток сварки. В то время как расход защитного газа настраивается регулятором, вмонтированном в горелку ТИГ. Современные блоки управления позволяют включать защитный газ до зажигания дуги и продолжать его подачу некоторое время после выключение тока сварки. Последнее обеспечивает защиту вольфрамового электрода и остывающей сварочной ванны от воздействия окружающего воздуха. Блоки управления установками для сварки ТИГ могут также обеспечивать контроль нарастания и снижения тока сварки, а также импульсный режим сварки (пульсацию тока). Регулирование времени плавного нарастания тока до номинального уровня при зажигании дуги предохраняет вольфрамовый электрод от разрушения и попадания частичек вольфрама в сварной шов. Регулирование времени плавного снижения тока при окончании сварки предотвращает образование кратера и пористости.

При импульсном режиме сварки устанавливаются два уровня тока: ток импульса и ток базы. Значение тока базы выбирается из условия поддержания горения дуги. Плавление основного металла осуществляется током импульса, в то время как во время паузы сварочная ванна остывает (вплоть до полной кристаллизации в зависимости от параметров импульсного режима). Длительности импульса и паузы могут регулироваться.

При импульсной сварке шов выглядит, как ряд наложенных друг на друга сварных точек, причем степень их перекрытия зависит от скорости сварки.

Состав оборудования и область применения сварки TIG

Каждый вид сварки имеет своё предназначение, преимущества и недостатки, а также набор необходимого оборудования и расходных материалов для качественного поведения работ с наилучшим результатом. В перечень оборудования для сварки TIG входят следующие компоненты:

инвертор ММА+TIG с переходником для газовой смеси и евроразъёмом, с регулировкой выходных параметров, с входным питанием АС 220/380 В и током от 10 А до 180 А;
еврорукав, используемый для подачи инертного газа, управляющих сигналов и сварочного тока;
шланги подачи газа от баллонов;
баллоны, снабжённые редукторами и манометрами;
горелка с кнопкой управления и цанговым зажимом вольфрамового электрода;
сварочная или присадочная проволока, по составу близкая к рабочему материалу;
инертный газ или его смесь с СО₂ для создания защитной среды в сварочной ванночке;
тугоплавкие вольфрамовые электроды.

Сварка tig применяется в промышленности, строительстве и бытовых нуждах. Большие возможности метода позволяют использовать его при сварке не только различных металлов, но и их сочетаний, а также сплавов. Постоянным и переменным импульсным током можно сплавлять следующие материалы:

конструкционные и углеродистые стали;
различные сплавы алюминия;
сталь нержавеющую, в том числе для санитарно-гигиенических и пищевых нужд;
сплавы титана;
медь, латунь и бронзу, а также их сочетания;
оцинкованный металл и никелированные поверхности.

Очень важно подбирать сварочную и присадочную проволоку наиболее близкой по составу к свариваемому материалу, сплавам и разнородным сочетаниям.

Для обеспечения хорошего качества сварки нужно следить за чистотой вольфрамового электрода и регулярно его затачивать, поскольку от него в большей степени зависит толщина и чистота шва, выполненного методом ТИГ.

Применение

Достоинства сварки ТИГ металлов находят ей применение в отраслях:

машино- и приборостроение;
пищевое производство;
нефтяная промышленность;
химическая промышленность;
буровые вышки;
строительство металлоконструкций для высотных зданий;
каркасные конструкции из стали;
трубопроводы;
авиация;
космонавтика;
самолетостроение;
кораблестроение.

Сварка аргоном ТИГ применяется и для менее глобальных решений. Ее нередко используют в бытовых условиях. Примером являются монтаж в автомобиль кондиционера, заделывание трещин в радиаторе машины. Во всех домах найдется кухонная посуда и металлические сушители для полотенец, изготовленные этим способом.

Такое широкое распространение сварка аргоном TIG получила благодаря тому, что при ее помощи можно сваривать, как углеродистую сталь, так и цветные металлы, сохраняя отличное качество шва.

Преимущества и минусы

ТИГ сварка имеет в своем арсенале множество достоинств:

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

Welding TIG имеет и ряд негативных свойств:

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

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

Общая информация

Что такое автоматическая аргонодуговая сварка или ручная аргонодуговая сварка TIG? Давайте начнем с самой аббревиатуры. TIG означает «tungsten –Inertgasschweißen» (адаптивный перевод «вольфрам-защитный инертный газ»). В этой аббревиатуре заложена вся суть данного метода сварки: в работе применяется вольфрамовый электрод и защитные газы.

Вольфрамовый электрод — ключевой компонент TIG сварки. Он обладает уникальными свойствами: плавится при относительно небольшой температуре (около 3500 градусов по Цельсию), так что его можно без проблем использовать со всеми видами алюминия и стали. При этом «плавление» номинальное. Сам электрод считают неплавящимся, а это значит, что его необходимо периодически затачивать, чтобы дуга была стабильной и ее было легче вести. Сам стержень фиксируется в горелке, при этом нет нужды беспокоиться о длине электрода, поскольку неиспользуемая длина находится в специальном колпачке.

На конце горелки расположено сопло, в котором держится электрод, и вокруг горелки осуществляется подача защитного газа с помощью специальной кнопки. В большинстве случаев в качестве защиты используют газ аргон. Если не использовать аргон, то в сварочную ванну попадет кислород и качество шва будет неудовлетворительным. Соединение будет пористым и непрочным, не исключено образование трещин. Все эти проблемы и предотвращает газ.

Необходимо зажечь дугу. Она будет плавить предварительно разделанные кромки. Если есть возможность расположить детали как можно ближе друг к другу, то это хорошо. Шов получится очень надежным и герметичным. Если имеет место работа с зазорами или нужно сварить крайне прочный шов, способный переносить существенные механические нагрузки, то сварщики используют присадочную проволоку.

В качестве присадочного материала нужно использовать проволоку, изготовленную из того же металла, который требуется сварить. С помощью такой технологии можно легко сварить алюминий, с которым у новичков обычно много проблем. При высокой температуре на поверхности алюминия образуется окисная пленка, которая препятствует формированию качественного шва. В худших случаях пленка просто не дает сделать сварочную ванну и вести шов. С помощью тиг сварки можно решить эту проблему, поскольку защитный газ не дает пленке формировать на поверхности металла.

НАПЛАВКА НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ В СРЕДЕ ЗАЩИТНОГО ГАЗА С ПРИСАДКОЙ ХОЛОДНОЙ ПРОВОЛОКИ

TIG = сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа

При сварке TIG материал детали разогревается и плавится с помощью неплавящегося электрода. Электрическая дуга зажигается между электродом и деталью. Сварочная ванна и электрод защищены потоком защитного газа, поступающим через сопло. Электрод расположен в центре газового сопла. В качестве защитного газа используются аргон, гелий или смеси из этих газов.

Обычно возбуждение дуги происходит бесконтактным способом, за счет импульсов высокого напряжения (высокочастотное возбуждение).

Большинство металлов свариваются постоянным током (DC). Только алюминий, в основном, сваривается переменным током (AC).

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ МЕТОДА СВАРКИ TIG

Преимущества:

Высокая универсальность метода
Может использоваться для самых различных материалов
Может использоваться для выполнения сварочных швов во всех положениях
Мощная, устойчивая дуга
Высокое качество наплавки
Гладкие и ровные сварные швы
Отсутствие разбрызгивания металла
Отсутствие шлака
В некоторых случаях не требуется присадочного металла
Высокая скорость сварки при работе с материалами с толщиной до 3 – 4 мм (механизированная сварка горячей проволокой)

Единственный недостаток метода TIG – это его низкая экономическая эффективность при работе с материалами толщиной более 4 мм.

ИМПУЛЬС TIG

Так как предустановленная сила тока не всегда идеально соответствует условиям работы в течение всего процесса сварки, часто используется пульсирующий сварочный ток. Например, при сварке труб в стесненных условиях необходимо частое изменение силы тока. Если достигается слишком высокая температура, появляется опасность вытекания жидкого металла из сварочной ванны. При слишком низкой температуре не происходит достаточного расплавления материала детали.

Относительно низкий сварочный ток (базовый ток I_G) увеличивается по круто восходящей линии до значительно большей величины (величины тока импульса I₁) и снова падает по истечении предустановленного периода (рабочего цикла) до величины базового тока I_G. Этот процесс повторяется снова и снова.

Во время сварки небольшие участки в зоне сварки быстро расплавляются и затвердевают. При использовании этого метода значительно легче управлять процессом наплавления сварного шва.

Этот метод также используется при сварке тонколистового металла. Каждая точка расплавления перекрывает следующую, таким образом, формируется аккуратный и ровный шов.

Когда используется импульсный метод TIG при ручной сварке, сварочный пруток прилагается на каждом пике силы тока (это возможно только в диапазоне самой низкой частоте 0,25 – 5 Гц). Более высокая частота импульсов используется обычно при автоматической сварке и служит, в основном, для стабилизации сварочной дуги.

Вместо заключения

Сварка tig — технологичный и современный способ сварки, открывающий новые возможности даже для опытного мастера. Сварка аргоном с применением вольфрамового электрода или присадочной проволоки позволяет сварить различные типы металлов, от тонких до толстых. Вам доступна быстрая и качественная сварка меди, алюминия, чугуна и титана. Больше не нужно тратить уйму времени, пытаясь решить все проблемы, связанные с особенностями каждого металла.

TIG сварка — это выбор профессионалов своего дела. Эта технология востребована во многих сферах деятельности человека и постоянно требуются мастера со знанием этой технологии. Применяя в своей работе наши рекомендации вы сможете приступить к сварке и успешно завершить ее. Но не останавливайтесь на достигнутом, изучайте как можно больше теории, чтобы затем применить ее на практике. Желаем удачи в работе!

Техника безопасности

Нарушения правил безопасности ведет к профзаболеваниям исполнителей, возникновению предпосылок к несчастным случаям и травматизму на производстве. При больших объемах сварочных работ они должны проводиться в специальных помещениях или отгороженных кабинах, где устраивается вентиляция для удаления вредоносных газов.

При строительстве зданий устраиваются огороженные площадки, при этом высота щитов должна быть не менее двух метров, сварка в пожароопасных местах производится с неукоснительными соблюдениями требований пожаробезопасности. Оборудование на открытых участках защищается от осадков навесами или укрывается плотным брезентом.

Важно! Аргонодуговую сварку запрещено производить, когда идет дождь, особенно это опасно при грозе, т. к

вероятность поражения электроразрядом высокой силы многократно возрастает.

При сварке цветных металлов выделяется огромное количество вредоносных газов и пыли, что негативно сказывается на здоровье сварщиков, поэтому нужно обеспечить эффективную вытяжку и приточную вентиляцию в помещении. При их оборудовании надо учесть, что вредные примеси удаляются от места проведения сварки под углом и в противоположную от исполнителя сторону.

В. И. Никаноров, образование: ПТУ, специальность: оператор аргонодуговой сварки, опыт работы: с 1995 года: Начинающие сварщики должны помнить, что здоровье зависит только от вас самих, поэтому никогда не соглашайтесь работать в местах необорудованных надежной вентиляцией — молоко не спасет вас от отравления вредоносными отходами сварки, скопления их в организме».

Преимущества и недостатки

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

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

Недостатки TIG сварки:

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

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

Красивые швы сварки

Заточка электродов

Главным элементом в сварке является вольфрамовый электрод. За электродами для ТИГ сварки необходим постоянный уход. Он заключается в регулярной заточке его кончика. Это обеспечивает хороший сварочный шов.

Существует правило – при сварке с постоянным током кончик электрода затачивают конусообразно, а с переменным током – сферически. Длину конуса можно вычислить, удвоив значение диаметра электрода. Для устойчивости конец конуса следует слегка притупить.

Значения углов заточки электродов для TIG сварки:

при небольшой величине тока – 10-20°;
среднем – 20-30°;
для тока большой величины – 60-120°.

Если угол заточки менее 20°, то сокращаются возможности электрода, а при угле более 90° горение дуги может утратить устойчивость. На нее также отрицательно влияют риски, которые возникают на поверхности при заточке.

Чтобы сделать их минимальными, TIG электроды надо затачивать вдоль. Точение происходит с помощью болгарки, мелкозернистым абразивным кругом, наждаком, вращая электрод в руке. Чтобы сделать заточку равномерной, стержень закрепляют в шуруповерте или электродрели. При этом надо устанавливать небольшие значения оборотов вращения. Для защиты от пыли следует надевать маску.

Преимущества и недостатки метода

К основным преимуществам относятся:

Вытеснение аргоном воздуха из зоны, где происходит сварка. Благодаря этому шов получается без дефектов.
Возможность сваривания разных металлов.
Высокое качество шва.
Невысокий нагрев деталей, что исключает их деформацию.
Работа с металлами, плохо поддающимися сварке.
Возможность работы с конструкциями разных габаритов.
Пожаробезопасность.
Отсутствие отходов.
Изоляция от влияния внешней среды.
Стабильность электрической дуги.
Универсальность.
Возможность работы с тонкими металлическими листами.
Небольшая зона нагрева изделия.
Обучение, что такое сварка ТИГ, не представляет трудности.
Защита поверхности от оксидной пленки.
Отсутствие необходимости дополнительной обработки после сваривания.
Хороший контроль за состоянием сварочной ванны.
Возможность делать наплавку при восстановительных и реставрационных работах.
Возможность применения прямой и обратной полярностями.
Компактность инвертора с этой функцией.
Различные режимы ТИГ сварки.

Недостатки метода:

Невысокая производительность.
Небольшая скорость процесса.
Высокая стоимость применяемого оборудования.
Наличие профессиональных навыков.
Неэффективность работы на сквозняке или при большой силе ветра. Приходится устанавливать специальные щиты и увеличивать подачу аргона, что приводит к его перерасходу.
Необходимость предварительной подготовки поверхностей.
Затрудненность работы в труднодоступных местах.

При условии, что недостатки не являются слишком значимыми, применение данного метода является оправданным.

Как варить TIG сваркой

Выбирая правильный режим, сварщик уже имеет 50% успеха в прочном соединении конструкции. В таблице приведены варианты подборки диаметра электрода и силы тока, которые напрямую зависят от толщины соединяемых деталей.

Толщина заготовки, мм	Величина тока, ампер	Размер электрода, мм
1	44—56	1,5
2	79—91	2,0
3	121—150	3,2
4	165—190	5,0

Затем устанавливают вариант полярности: прямую при постоянном токе и обратную при переменном его значении. На качество и скорость сварки влияет острота заточки, а ее угол меняется для соединения толстых металлов.

Чтобы активировать дугу сварщик проводит прутком по поверхности конструкции (принцип зажигания спичек) или используется TIG lift. Бесконтактный вариант возбуждения возможен только при эксплуатации профессионального аналогичного типа оборудования.

Как варить TIG сваркой

Запомните самое главное: 50% успеха — это правильный режим TIG. От этого зависит, насколько оправдаются ваши старания по подбору электрода. Но об этих особенностях мы поговорим позднее. Для начала расскажем о подготовке металла.

Очистите кромки от грязи, краски, масла и коррозии (если имеется). Даже если вам кажется, что кромки не нуждаются в очистке, все равно не игнорируйте этот этап. Затем нужно выбрать силу тока. От этого будет зависеть то, насколько хорошо проплавится металл. Ниже таблица с рекомендациями по установке силы тока.

Затем нужно установить полярность. Если вы работаете на постоянном токе, то используйте прямую полярность. Если вам предстоит тиг сварка переменным током, то соответственно обратную полярность.

Также нужно хорошо заточить электрод. Конец электрода следует отполировать. Если вам нужно сварить тонкий металл, то выбираются специальные электроды для тонкого металла, которые затем затачиваются до остроты. Если предстоит сварка тиг толстого металла, то можно изменять угол заточки.

Чтобы зажечь дугу можно провести электродом по поверхности металла (метод чирканья, по аналогии со спичками), можно включить функцию TIG lift, упрощающую поджиг дуги, или пользоваться методом бесконтактного поджига. Мы рекомендуем использовать именно третий метод, но он доступен только при работе с профессиональными дорогими аппаратами.

А теперь поговорим немного про оборудование, которое обязательно вам понадобиться, если вы решите заниматься этим видом сварки профессионально. Для начала приобретите или узнайте, если на вашем рабочем месте аппарат, в котором доступны разные режимы TIG сварки, кабель для крепления на массу, газовый баллон и редуктор

Это очень важно

Также неплохо было бы узнать о том, какая горелка используется в вашем аппарате. Есть два типа: первый применяется при работе с тонкими металлами (до 3 миллиметров), второй соответственно для всех остальных металлов. Горелка для тонких металлов отличается малой мощностью, поэтому с ней удобнее работать, она быстро остывает. А вот горелка второго типа нуждается в дополнительной системе охлаждения. Например, система водяного охлаждения, когда в горелку встроена трубка с подачей холодной воды и спирта, чтобы вода не замерзла, когда система охлаждения долго не используется.

Преимущества и недостатки аргонодуговой сварки

Одним из методов сварки металлов является ММА, при котором работа производится плавящимися покрытыми электродами, переменным или постоянным (AC/DC) выходным током. Кроме того, широко используется полуавтоматическая сварка MIG/MAG в среде защитного или активного газа. Следующей, промежуточной по ценовой категории, является TIG сварка, которую иначе называют аргонодуговым методом. В нём процесс сварки металлов дугой короткого замыкания производится неплавким вольфрамовым электродом в среде защитного газа, препятствующего окислению на открытом воздухе.

В качестве источника АС/DC-тока используется сварочный инвертор, оснащённый евроразъёмом, через который подаётся газ и выходной ток к горелке, а также проходят управляющие сигналы. В отличие от метода MIG, где электродом служит подвижная проволока, в сварке TIG используется тугоплавкий электрод из вольфрама с высокой температурой плавления. Через горелку с сеткой подаётся газ, а затем с задержкой в 1 секунду — напряжение. Это делается для того, чтобы сварка начиналась в среде защитного газа, который подаётся под давлением и будучи тяжелее воздуха препятствует окислению заготовок.

Лучше понять, что такое TIG-сварка, поможет оценка достоинств и недостатков данного способа соединения металлов, особенно в сравнении с методами MMA и MIG. К преимуществам аргонодуговой сварки относятся следующие параметры:

возможность работать как с тонкостенными деталями, так и с заготовками значительной толщины;
работа в AC/DC-режимах;
широкие диапазоны регулировки параметров сварочного тока;
использование негорючих газов, что повышает безопасность работ;
тугоплавкие электроды многоразового использования;
надёжный, цанговый зажим горелки для сменных электродов различной толщины;
наличие осциллятора для улучшенного розжига дуги;
возможность работы с прямой и обратной полярностью.

У этого метода есть и определённые недостатки, которые не оказывают существенного влияния на рабочий процесс. Они заключаются в следующем:

невысокая скорость сварки по сравнению с другими методами;
необходимость работы в закрытых помещениях, чтобы исключить перерасход газа;
малая мобильность;
ручная подача сварочной проволоки.

Важно знать, что сварочные работы являются источником повышенной опасности, и необходимо пользоваться специальной одеждой, крагами и защитной маской Хамелеон или идентичной ей.

Список источников