чем варит аргонная сварка
Что такое аргоновая сварка, технология сварки
Принятое в быту выражение «сварка аргоном» является принципиально неверным. Сам по себе аргон является инертным газом и непосредственном соединении двух металлических деталей не участвует. Есть другое понятие – сварка в инертной среде, где аргон или другой газ служат защитой и препятствуют инициализации негативных процессов. Таким способом в наши дни сваривают различные сплавы металлов, включая и цветные.
Что такое аргоновая сварка
Гибридная технология, сочетающая газовый и электрический способы сварки, дает возможность работать с самыми разными объемами и материалами. Она отлично зарекомендовала себя в сварке чугуна, стали, меди и других металлов. С ее помощью хорошо свариваются большие стальные трубы и миниатюрные бронзовые крючки от вешалки. Работа с нержавеющей сталью – еще один пример универсальности оборудования и технологии.
Без изучения теории сварочного мастерства невозможно стать хорошим специалистом. Это особенно актуально для сложных технологий, к которым относится и аргоновый метод. Чтобы в деталях понять суть, преимущества и особенности аргонового способа сварки, необходимо усвоить физику процессов, которые происходят во время работы. Для того, чтобы две металлические заготовки соединить между собой, необходимо некоторые их части расплавить. А сделать это можно только при помощи нагрева.
Повышение температуры предусматривает использование огня, который в свою очередь нуждается в кислороде. Последний вступает в химические реакции окисления. И чем быстрее металл окисляется, тем сложнее его сваривать. Окисление относится к числу нежелательных явлений при сварке металлов.
В процессе химической реакции внутри металла образуется множество мелких пузырьков, которые очень сильно ухудшают механические характеристики шва. А работать с алюминием практически невозможно: при достаточном количестве кислорода он попросту сгорает.
Аргон призван изолировать рабочую зону от внешней среды. Основная его функция – вытеснять из этой области кислород. Он тяжелее атмосферного воздуха и замещает собой весь объем вокруг сварочной дуги. Инертные газы отлично справляются с поставленной задачей. Помимо аргона в сварке применяется гелий. Но его используют гораздо реже из-за более высокой стоимости и расхода.
Еще один важный нюанс – при работе с гелием необходимо защищать специальной одеждой все части тела. Еще реже применяется азот: он востребован при сварке меди. Основным компонентом для сварки в защищенной инертной среде остается аргон. Отсюда и пошло разговорное название технологии.
Основные свойства аргона
Классификация аргоновой сварки по видам
Разделение проводится на основе уровня механизации процесса. Аргонные сварки бывают трех видов:
Что нужно для сварки аргоном
Метод сварки металла с использованием инертного газа подразумевает большие возможности в плане выбора оборудования и материалов. Иногда начинающих сварщиков это сбивает с толку. Но на самом деле их опасения сделать неправильный совершенно напрасны. Большинство представленного на потребительском рынке оборудования и принадлежностей универсальны и пригодны для выполнения широкого спектра работ.
Установки, предназначенные для аргонно-дуговой сварки, делится на три группы:
Кроме аппарата нужна и дополнительная оснастка:
Для работы потребуется два трансформатора: основной и вспомогательный. Осциллятор подключается в цепь параллельно с источником питания. Он требуется для подачи импульса высокой частоты, с помощью которого поджигается дуга между металлом и неплавящимся вольфрамовым стержнем. В бытовой сети напряжение составляет 220 В, а частота – 50 Гц. После осциллятора эти показатели составляют 6 000 вольт и 500 000 Гц.
Чтобы работать с заготовками большой толщины или с целью повышения производительности сварочного оборудования, необходима дополнительная оснастка:
Пульсирующая подача тока дает возможность делать микропаузы в работе, которые способствуют кристаллизации расплава и улучшению качества шва.
Сварка инвертором в аргоне
Инверторы применяются и на промышленных предприятиях, и в домашних мастерских. На рынке представлен целый класс оборудования для аргонодуговой сварки, которые преобразуют входящее переменное напряжение в постоянное. Инвертеры отлично приспособлены к скачкам напряжения, которыми повсеместно грешат отечественные сети энергоснабжения.
Инвертор для аргонодуговой сварки отличается небольшим весом, компактными размерами и надежностью. Он подходит для работы в разных условиях и неприхотлив в обслуживании. Именно на таком оборудовании проще всего обучаться начинающим сварщикам.
Аргоновые горелки
Горелка подает к вольфрамовому стержню напряжение и служит для образования защиты из инертного газа вокруг рабочей зоны. Важно уделить максимум внимания при ее выборе, впрочем, как и подбору расходных материалов. Как уже упоминалось выше аргонодуговая технология основана на использовании вольфрамовых электродов, которые не плавятся, и инертных газов. Из этого следуют основные критерии, по которым нужно подбирать горелку:
Работу горелки поэтапно можно расписать так:
Неплавящиеся электроды
Ручная аргонодуговая сварка, как правило, комплектуется неплавящимися вольфрамовыми электродами. Они лучше всего подходят для сварки нержавеющей стали и цветных металлов с высокой химической активностью – алюминия, титана, магния.
Электрод крепится в токоподводящей цанге горелки с керамическим соплом, которое направляет потоки инертного газа к рабочей зоне. Система оснащена водяным охлаждением. Диаметр электрода напрямую зависит от силы тока, которая выбирается в зависимости от толщины заготовки. В силу того, что во время сваривания металлов таким способом отсутствуют брызги, то горелки комплектуются сетчатым фильтром, который служит для равномерного распределения потока инертного газа.
Механизированная горелки имеет несколько иную конструкцию. Помимо уже перечисленных элементов дополнительно она оснащается маховиком для подъема и опускания вольфрамового электрода. Токоподводящая цанга крепится при помощи резьбового соединения для смены стержней разного диаметра.
Плавящиеся электроды
Полуавтоматическая и автоматическая аргонодуговая сварка чаще всего комплектуется горелкой с плавящимся электродом. При работе аппарата дуга поддерживается между свариваемой поверхностью и присадочной проволокой. В зависимости от производительности установки система охлаждения бывает воздушной или жидкостной. Конструкция сопла и принцип работы полностью идентичны с аналогами, укомплектованными неплавящимися стержнями.
Как правильно варить аргоном
Начинающим сварщикам не лишним будет усвоить основные правила и порядок выполнения операций при работе с аргоновой сварки:
Режимы
Режим работы сварочного аппарата необходимо выбирать внимательно, учитывая при этом все исходные данные. От этого во многом зависит результат. Итак:
На первый взгляд может показаться нерациональным, но в аргоновой смеси присутствует кислород. Его доля небольшая и не превышает 5% общего объема. Казалось бы, что это отрицательно повлияет на качество шва. Но нет. В малых дозах кислород выполняет положительную функцию: он сжигает мелкие вредные примеси. Они вступают в реакцию с газом и сгорают.
Делаем аргоновую сварку в домашних условиях
Хотя технология аргонодуговой сварки относится к числу сложных и характеризуется множеством технических нюансов, многие домашние умельцы умудряются выполнить работы с использованием подручных средств. Для этого обязательно нужно иметь инверторную сварку, хотя в некоторых случаях допускается ее замена ретроспективной трансформаторной установкой. Естественно, необходимо иметь баллон с инертным газом, маска и редуктор.
Помимо этого, для реализации идеи самодельного аргонового аппарата понадобятся инструменты:
Источник тока можно сделать из сварочного трансформатора, и выпрямителя, которые в данном случае нужно будет совместить с осциллятором. Первичную обмотку необходимо выполнить из медного провода толщиной до 0,8 мм. Для вторичной обмотки потребуется медь куда большего диаметра – не тоньше 3,5 мм.
Газовая горелка по значимости будет следующей. Для корпуса желательно использовать латунь, а само сопло можно выточить из меди. Для герметизации стыка между этими двумя компонентами подходит термостойкая резина. Тем более, что прокладку из гибкого материала сделать несложно.
Аргон будет подаваться к горелке по медной трубке, которая заводится в отверстие в корпусе, а стыковочный шов запаивается. Эта же магистраль станет отличным проводником тока, который необходим для розжига и поддержания дуги. Вольфрамовый электрод должен иметь острый конец, который шлифуется под углом примерно 45 градусов. Ориентировочная длина стержня будет составлять 25-30 см.
Важно понять, что в домашних условиях сделать оборудование для аргонодуговой сварки – это достаточно сложная задача. И далеко не всегда «овчинка будет стоить выделки». Если оборудование будет использоваться редко, то затраты на его изготовление могут никогда не окупиться. Очень часто намного практичней воспользоваться услугами специалиста со своим оборудованием или же приобрести уже готовый аппарат бюджетного ценового сегмента.
Какие металлы варят аргоном?
Принцип работы аргонодуговой сварки обуславливает широкий спектр ее применения. Имеется ввиду не только сфера использования, но и обрабатываемые материалы. С ее помощью можно соединять чугун, сталь (включая нержавеющую), титан, алюминий, а также другие черные и цветные металлы.
Работаем с алюминием
Без аргона соединить две алюминиевые заготовки не то что проблематично, а практически невозможно. Распространенный в быту и производственной сфере металл – один из наиболее сложных в этом плане. Трудности обусловлены свойствами алюминия. при малейшем контакте с кислородом на его поверхности моментально образуется защитная пленка, представляющая собой оксид алюминия.
Сама по себе она не проблема. Дело в другом: температура плавления оксида намного выше по сравнению с алюминием. Инертный газ тяжелее воздуха и направляясь в рабочую зону, он вытесняет оттуда кислород, препятствуя окислению металла и образованию защитной пленки. При таких условиях сам алюминий и присадочная проволока плавятся при подходящей температуре, а сварочный шов получается достаточно прочным и внешне приятным.
Подразумевается использование переменного тока. Обратная полярность заметно повышает температуру плавления за счет катодной очистки оксида металла. И наоборот. Прямая полярность дает возможность сформировать короткую и стабильную дугу. Тем не менее мощности недостаточно, чтобы разрушить оксидную пленку. Вывод: необходима обратная полярность, поскольку в этом случае повышается качество сварного шва.
Не исключено использование постоянного тока при сваривании алюминиевых заготовок. Но в таком случае необходим другой инертный газ – гелий. А он намного дороже гелия и расходуется куда активнее. Помимо этого, работать постоянным током очень сложно с точки зрения техники исполнения.
При любых технологиях сваривания алюминиевых деталей предварительная обработка поверхности очень важна. Ею нельзя пренебрегать, независимо от уровня мастерства сварщика. Очистка проводится в следующем порядке:
Варим медь
Высокая устойчивость к агрессивной среде и коррозии отличает медь от других цветных металлов с точки зрения химической активности. При работе с ней опытный сварщики используют не чистый аргон, а его смесь с гелием (добавляется в меньших долях). Вольфрамовые электроды используются как плавящиеся, так и неплавящиеся. Ток выбирается постоянный.
Когда необходимо варить заготовки толщиной от 4 мм и больше, то требуется их предварительный разогрев до температуры 800 градусов Цельсия. Присадочная проволока может быть из чистой меди или медно-никелевого сплава. Нередко она заменяется аналогичного состава прутками. Дуга при работе образуется устойчивая и стабильная.
Из-за высокой теплопроводности свариваемые кромки нужно в обязательном порядке разделывать. Если толщина заготовок не превышает 12 мм, то достаточно разделать одну из двух кромок. При большей толщине желательно обработать обе стороны.
Преимущества и недостатки
Минусов аргонная сварка имеет немного и перечислить их не составит никакого труда:
Преимущества на этом фоне выглядят куда внушительней:
Из списка видно, что недостатки относятся к числу незначительных и решаемых проблем. В то время как преимущества обусловлены особенностями оборудования и технологий. Эксклюзивные возможности, которые нельзя получить с использованием любой иной технологии.
Что можно варить аргонной сваркой
Вопросы, рассмотренные в материале:
Что можно варить аргонной сваркой? Да практически все! И это радует, ведь соединить детали из различных цветных металлов и сплавов обычными методами иногда не представляется возможным.
С другой стороны, технология аргонной сварки достаточно сложна и обладает своей спецификой. Поэтому прежде чем приступать к работе, нужно как можно более тщательно изучить особенности данного способа металлообработки.
Особенности технологии аргонной сварки
Прежде чем говорить об аргонно-дуговой сварке, следует разобраться с тем, что представляет собой сам процесс соединения заготовок. Металлические поверхности свариваемых деталей предварительно прогреваются за счет воздействия пламени. При таком способе обработки находящийся в воздухе кислород вступает в реакцию с материалом, что вызывает его окисление. При этом следует иметь в виду, что окисление цветных металлов и легированных сталей занимает меньше времени по сравнению с обычными металлами.
Из-за этого качество соединений снижается: швы заполняются многочисленными пузырьками, что приводит к потере ими прочности и разрушению. Сварка не подходит для работы с заготовками из алюминия, поскольку этот сплав при нагреве горит и разрушается.
В процессе аргонно-дуговой сварки используется сварочная ванна, защищающая детали от воздействия газов и примесей. В качестве защитной оболочки тут выступают инертный газ аргон.
При сварочных работах могут использоваться другие инертные газы, например, гелий, обладающий аналогичными характеристиками. Однако недостатками гелия являются высокая стоимость и больший расход в сравнении с аргоном.
Аргон не вступает в химические реакции с другими элементами, включая обрабатываемые металлические заготовки. Этот газ весит больше воздуха, поэтому вытесняет его из сварочной ванны, предотвращая воздействие ненужных газовых примесей.
Рекомендуем статьи по металлообработке
Аргонную сварку производят при помощи плавящихся либо неплавящихся (например, вольфрамовых) электродов. Для определения типа и диаметра электродов используются специальные таблицы. Выбор того или иного расходника зависит от свариваемых материалов.
Металлы, которые можно варить аргонной сваркой
Итак, что можно варить аргонной сваркой? Чаще всего именно она применяется для работы с материалами, в составе которых присутствует алюминий или нержавеющая сталь. Именно этой технологии отдают предпочтение работники станций технического обслуживания автомобилей. Использование аргонной сварки позволяет продлить срок использования деталей авто.
Аргонной сваркой можно варить отдельные элементы трансмиссии, радиаторы, трубки кондиционера и других детали, изготовленные из алюминиевых сплавов.
Технические особенности автомобильных запчастей не позволяют воспользоваться другими методами обработки, например, плазменным напылением или пайкой.
Можно варить аргонной сваркой детали, изготовленные из дюралюминия, титана, чугуна, меди, силумина, других цветных и черных металлов. Поскольку материалы обладают своими особенностями, то качественно выполнить работы и получить надежное сварное соединение помогает профессионализм и опыт сварщика, знакомого с химическими реакциями металлов при нагреве.
Также с помощью аргонно-дуговой сварки создают уникальные кованые изделия (ворота, ограждения, мебель, люстры и т. п.). Из-за большого количества мелких элементов готового изделия его финишная шлифовка затруднительна. Используемая же технология оптимизирует процесс изготовления, а готовые детали не нуждаются в дальнейшей обработке.
Для получения качественных сварных соединений помимо аргона необходимо пользоваться присадками. Благодаря своему опыту сварщики могут подобрать оптимально подходящие расходные материалы для более быстрой и профессиональной работы.
Основные виды аргонной сварки
Выбор разновидности сварки зависит от обрабатываемого металла. Ручная аргонная сварка с использованием штучных электродов обладает следующими особенностями:
В промышленности широко применяется ручная или автоматическая аргонодуговая сварка с использованием штучных вольфрамовых электродов и присадочной проволоки. Эта технология более сложная и трудоемкая, но при этом обладает рядом преимуществ:
Выбор той или иной технологии сварки зависит не только от имеющегося оборудования, но и от материала, из которого выполнены заготовки. В большинстве случаев ручная и автоматическая или полуавтоматическая сварка может использоваться для сваривания аналогичных металлов.
Для аргонной сварки более предпочтительным является использование оборудования с постоянным и переменным током. Высокая стоимость оборудования окупается возможностью применения его для работы практически с любыми металлами.
Порядок выполнения работ при аргонной сварке
Аргонной сваркой с неплавящимися вольфрамовыми электродами можно варить детали, изготовленные из нержавеющей стали и цветных металлов (алюминия, титана, магния).
Электрод размещается в токоподводящей цанге горелки с керамическим соплом, направляющим инертный газ в свариваемую область. Аппарат имеет систему водяного охлаждения. При выборе диаметра электрода необходимо руководствоваться требуемой силой тока, зависящей от толщины обрабатываемого изделия. Поскольку в процессе сварных работ брызги не образуются, горелка закрывается сетчатым фильтром, который равномерно распределяет аргонный поток.
Механизированная горелка, которую можно использовать при аргонной сварке, имеет также маховик, поднимающий и опускающий вольфрамовый электрод. Токоподводящая цанга закреплена резьбовым соединением, что позволяет использовать стержни разного диаметра.
Полуавтоматическое или автоматическое оборудование оснащено горелкой с плавящимся электродом. В процессе работы сварочная дуга поддерживается между обрабатываемой деталью и присадочной проволокой. Система охлаждения аппарата зависит от его производительности и может быть воздушной или жидкостной. Конструкция сопла и принцип работы аналогичны оборудованию с неплавящимися стержнями.
Во время аргонной сварки сварщикам необходимо придерживаться следующих правил:
Немного о режиме работы сварочного аппарата. Выбирая порядок работы оборудования, необходимо учитывать имеющиеся исходные данные.
Выбор направленности и полярности тока зависит от обрабатываемого металла. Аргонной сваркой можно варить детали из стали, включая нержавейку, на оборудовании с током прямой направленности. Для цветных металлов, магния и алюминия используется аппаратура, работающая на переменном токе с обратной полярностью.
На расход инертного газа влияют два основных фактора: условия работы и скорость подачи аргона. Если аргонная сварка ведется на открытом воздухе при сильном ветре, расход увеличивается. В связи с этим, обработку следует выполнять в защищенном от ветра месте.
Особенности аргонной сварки различных металлов
Итак, аргонной сваркой можно варить различные металлы, главное – знать и учитывать их особенности, поскольку без этого невозможно получить качественное сварное соединение.
Изделия из нержавеющей стали достаточно сложны в обработке. Распространенной проблемой являются трескающиеся и расходящиеся сварные швы. Во избежание этого для соединения деталей используется аргонодуговая сварка. При работе с нержавейкой необходимо помнить о некоторых нюансах:
После окончания работы с изделиями из нержавеющей стали подача газа прекращается спустя 10–15 секунд, чтобы дать шву остыть и предотвратить окисление.
Можно варить аргонной сваркой трубы из нержавейки. Сама обработка аналогична работе с листовыми изделиями, но сварочное соединение должно обдуваться газом с наружной и внутренней стороны.
Обдув снаружи вопросов не вызывает, а для того, чтобы подавать газ изнутри, следует:
Что можно варить аргонной сваркой? Именно эта технология позволяет без проблем соединять изделия из алюминия. Проблематичность сварки этого металла обусловлена его свойствами: при контакте с воздухом он вступает в химическую реакцию с кислородом, в результате чего поверхность сразу покрывается оксидной пленкой. После механического удаления пленки она вновь появляется спустя непродолжительное время.
Образующийся на поверхности детали оксид алюминия тугоплавок, разрушить его можно переменным током или током с обратной полярностью.
Помимо создания защитной среды, использование аргона в данном случае разрушает оксидную пленку. При сваривании деталей из тонколистовой стали расходуется около 6 л/мин инертного газа, из толстолистовой – около 15 л/мин.
Независимо от используемой технологии сварки важно предварительно тщательно очистить обрабатываемую заготовку. Последовательность действий по очистке будет следующей:
После такой подготовки качество сварного шва будет намного выше.
При использовании для сварки гелия необходимо оборудование с постоянным током. К недостаткам технологии относятся:
Отличие меди от других цветных металлов заключается в ее химических свойствах – металл более устойчив к воздействию агрессивной среды. Работая с ней, профессиональные сварщики пользуются смесью аргона с гелием, плавящимися или неплавящимися вольфрамовыми электродами, а также оборудованием с постоянным током.
При обработке деталей толщиной более 4 мм их предварительно нагревают до +800 °С. Изделия из меди можно варить аргонной сваркой с использованием медной или медно-никелевой присадочной проволоки. Вместо нее пользуются прутками из аналогичных материалов. В процессе сварки образуется стабильная и устойчивая сварочная дуга.
Поскольку медь обладает высокой теплопроводностью, кромки соединяемых заготовок должны быть обязательно разделаны. При работе с заготовками толщиной менее 12 мм можно ограничиться разделыванием одной кромки, при сваривании более толстых деталей следует обработать обе кромки.
Также можно варить аргонной сваркой изделия из титана. Для этого используют вольфрамовые электроды.
При толщине деталей от 0,5 до 1,5 мм достаточно одного электрода. Присадки при этом не нужны, заготовки соединяются встык. Более толстые изделия свариваются с использованием присадочной проволоки.
Предварительно с кромок соединяемых заготовок необходимо полностью удалить насыщенный кислородом альфированный слой. Присадочную проволоку нужно обработать вакуумным отжигом при температуре +900…+1000 °С в течение четырех часов.
Титан можно варить аргонной сваркой на оборудовании с постоянным током прямой полярности. Для соединения заготовок толще 10–15 мм используется погруженная дуга:
Такая технология позволяет увеличить проплавляющую способность дуги.
В заключение отметим, что варить аргонной сваркой можно изделия из различных металлов, главное – учитывать существующие нюансы и особенности каждого из свариваемых материалов. Изучить их помогут специальные справочники.
Почему следует обращаться именно к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.