Для сварки толстых деталей рекомендуется снимать фаску под углом 45°. Таким образом обеспечивается качественное соединение, которое способствует надежному провару. Для фиксации положения деталей относительно друг друга следует использовать прихватки или струбцины, что гарантирует стабильность во время сварки.
Советы начинающему аргонщику: как сделать все быстро и правильно
В области производства металлоконструкций часто возникает необходимость сварки различных металлов и сплавов, которые невозможно соединить стандартными методами. В таких случаях идеальным решением становится использование аргоновой сварки. Для обеспечения защиты свариваемых поверхностей от воздействия кислорода в воздухе применяется инертный газ аргон, который предотвращает окисление. Сварка может производиться в различных режимах: ручном, полуавтоматическом и автоматическом. При этом допускается использование как плавящихся, так и неплавящихся электродов, в зависимости от специфики сварочных работ.
В процессе создания металлических конструкций часто требуется обработка различных металлов или сплавов, таких как алюминий, который активно используется для быстрого возведения конструкций (например, ангаров и складов), а также медь и титан. Начинающим сварщикам необходимо учесть следующие важные моменты:
- При удлиненной сварочной дуге, шов получается широким и малопроникающим. Используя неплавящиеся электроды, сварку надо осуществлять как можно ближе к свариваемым поверхностям, что способствует лучшему качеству шва.
- Для формирования тонкого и глубокого шва движение горелки с электродом должно быть строго продольным. Поперечные движения значительно ухудшают качество шва, поэтому аргонщику необходимо уделять особое внимание точности и аккуратности своих движений.
- Важно, чтобы электроды и присадочная проволока находились в области воздействия аргона во время сварки. Если этого не соблюсти, то внутри сварочной зоны может происходить окисление из-за попадания кислорода из воздуха, что негативно скажется на качестве соединения.
- Плавная и медленная подача присадочной проволоки может быть сложной задачей для новичков. При резкой или слишком быстрой подаче может возникнуть разбрызгивание металла, однако эти навыки со временем приходят с опытом.
- Важно начинать и заканчивать сварку с паузой – примерно через 15-20 секунд после включения подачи аргона и за 7-10 секунд до выключения горелки. Ключевым моментом является то, что сварочный аппарат отключается путем уменьшения тока с использованием реостата – нельзя просто отводить горелку, так как это приведет к попаданию кислорода в зону сварки и, как следствие, к окислению металлов.
Другие рекомендации по сварке аргоном
При сварке металлоконструкций из нержавеющей стали рекомендуется использовать постоянный ток прямой полярности. Для алюминия, напротив, необходим постоянный ток обратной полярности. Сила тока должна определяться на основании соответствующих табличных данных, принимая во внимание толщину свариваемых деталей, диаметр электрода и тип металлов. Трудность, с которой сталкиваются начинающие сварщики, заключается в правильном выборе силы тока; поэтому в процессе обучения особенно важно запоминать табличные значения. Опытные сварщики могут определять силу тока на глаз, основываясь на собственных навыках, однако новички должны избегать такого подхода.
Процесс подачи газа обычно не вызывает сложности, но нужно следить за тем, чтобы поток был ровным, без пульсаций, поскольку неравномерный поток может привести к окислению расплавленного металла. В частности, если ток газа будет пульсирующим, то существует риск попадания кислорода, что может привести к воспламенению металлов, таких как медь и алюминий.
В чем преимущества и особенности дуговой аргоновой сварки
Аргонная сварка с использованием вольфрамовых электродов в среде инертного газа предлагает множество достоинств, предоставляя ей преимущества перед другими методами, такими как ручная дуговая сварка и полуавтоматическая сварка:
- Аргон упрощает зажигание дуги, делает ее более концентрированной и стабильной, позволяя избежать брызг. Кроме этого, аргон защищает сварочную ванну от воздуха и способствует формированию шва без пленки окислов.
- Присадочная проволока подается с одной стороны, что означает, что через нее не проходит сварочный ток. Это фактически минимизирует образование дыма и упрощает контроль за тепловложением и сварочной ванной.
- Малые по диаметру электроды с конусной заточкой способствуют более высокой концентрации и стабильности горения дуги, что дает возможность укладывать аккуратный и тонкий шов с хорошим проплавлением.
- Сварка аргоном требует относительно небольших токов и низкого напряжения на дуге, а также обеспечивает невысокое и хорошо контролируемое тепловложение, что делает этот метод подходящим для работы с мелкими и тонкостенными деталями толщиной от 0,5 мм.
Метод сварки аргоновой является универсальным. С его помощью можно соединять конструкционные стали, нержавеющую сталь, а также сплавы меди, алюминия, магния, титана и никеля. В качестве недостатка технологии чаще всего указывают лишь низкую производительность. Однако когда работа производится в домашних условиях с небольшими объемами, это не составит особой проблемы и особенно заметно при сварке толстых металлов.
Что нужно для аргоновой сварки
Начинающему аргонщику понадобится набор оборудования и инструментов, включая сварочный аппарат, необходимые приборы для баллона, расходные материалы и сопутствующие приспособления для сварки.
- Инверторный аппарат с системой TIG Lift или Lift-Arc, что подразумевает контактное зажигание, при котором дуга зажигается в момент касания электрода заготовки на малом стартовом токе. Для бытовых и полупрофессиональных нужд достаточно инвертора с током до 200 А.
- Баллон с чистым аргоном и соответствующие приборы. Это может быть регулятор с манометром низкого давления, установленным до 2 атм. Если возникнет необходимость, можно приобрести редуктор с расходомером или ротаметром для точного контроля расхода газа.
- Сварочная горелка, предназначенная для работы с аргоновой сваркой. При выборе горелки необходимо учитывать диаметр электрода и максимальную величину сварочного тока, с которым она может эффективно работать. Эти параметры должны соответствовать характеристикам сварочного аппарата. Газовое сопло на горелке подбирается в зависимости от диаметра электрода.
- Вольфрамовые электроды, которые различаются по диаметру и легирующим компонентам, что обозначается цветом наконечника. Их выбор зависит от толщины металла и типа свариваемого сплава. Например, чистый вольфрам (зеленые электроды) чаще всего используется для сварки на переменном токе с алюминием, а для сварки на постоянном токе наиболее подходящими являются электроды с добавлением лантана и церия (золотые и серые).
- Сварочная проволока, необходимая в случае сварки с добавлением присадки. Ее выбор также зависит от химического состава свариваемого металла, а диаметр проволоки определяет толщину заготовки.
Не забывайте о средствах индивидуальной защиты: маска и перчатки, а также вспомогательные приспособления для сварки. Полезными могут оказаться магнитные угольники при работе с конструкционными сталями, а также струбцины, используемые для нержавеющей и цветной стали. Эти инструменты помогут в сборке заготовок перед сваркой и осуществлении прихваток.
Для заточки электрода вам потребуется станок с алмазным кругом. Процесс заточки должен осуществляться так, чтобы риски шли вдоль оси электрода, что исключит блуждание дуги. Кончик электрода притупляется с закруглением около 0,5 мм, при этом высота конуса должна оставаться в пределах двух диаметров электрода.
Электроды и защитные газы
Для сварки алюминия используются исключительно неплавящиеся электроды и защитные газы — например, вольфрамовый или угольный электрод в комбинации с аргоном.
Именно аргон обеспечивает высшее качество соединения алюминия, создавая исключительно эффективную защитную среду на протяжении всего процесса. Аргон не допускает проникновения кислорода или любых других негативных факторов, способных ухудшить результат сварки. Кроме того, его также используют для подогрева металлических поверхностей до и после процесса сварки.
При выборе электрода необходимо иметь в виду, что они бывают трех маркировок:
- WT 20 (с красным наконечником);
- WC 20 (с серым);
- WL 15 (с жёлтым).
Подробная инструкция по сварке алюминия аргоном
Многолетний опыт сварщиков сформировал жесткие правила и рекомендации, которые очень важно соблюдать, особенно если вы только начинаете свой путь в сварочном деле.
Кроме того, важно провести предварительные тренировки. Попробуйте выполнить несколько тестовых швов на пробной заготовке, и только после этого переходите к полноправной работе, что повысит качество вашей работы.
Ниже представлена подробная инструкция по сварке алюминия аргоном на примере соединения двухмиллиметровых листов.
Подготовка металла к работе
Первоначально необходимо подготовить металл к сварочным работам. Если речь идет о толстых деталях, то прежде чем начать сварку, их нужно тщательно очистить с помощью наждачной шкурки. Заготовки небольшой толщины также обрабатываются наждаком или специализированной металлической щеткой.
Внимание! Даже если вы используете щетку, она должна быть предназначенной исключительно для работы с алюминием, чтобы избежать нежелательных загрязнений.
После этой обработки удаляются окислы, а также проводится обезжиривание металлических поверхностей, что позволит устранить главного врага в соединении алюминия — оксидную пленку. Для этой цели идеально подойдут чистящие средства на основе ацетона или любые другие растворители.
Если предполагается сварка деталей толщиной более 4 мм, дополнительно потребуется подготовка кромок: нужно создать скошенные поверхности под углом от 30 до 45 градусов, в зависимости от толщины материала. В противном случае, исходя из специфики алюминия, может не обеспечиваться должная глубина проварки и, как следствие, надежное соединение.
В некоторых случаях прибегают к использовании флюса для обработки алюминия перед сваркой.
Настройка аппарата для сварки
Перед тем как включить аппарат, необходимо правильно его настроить, следуя данным рекомендациям:
- Подключите аргон и настройте его подачу, опираясь на манометр баллона. Для работы в помещениях оптимально установить расход на уровне 7-8 литров газа в минуту. Если работа производится на.open air — расход газа следует увеличить;
- Выбор электрода важен: для соединения вышеупомянутых листов подойдут электроды диаметром от 1,6 до 2,4 мм. В процессе установки вылет электрода должен составлять около 2 мм. Во время сварки важно следить за концом электрода: если он формирует правильный шар, то процесс идет корректно. Если же возникают какие-либо проблемы, возможно стоит отрегулировать питание – недостаток подаваемого тока может быть причиной нестабильной работы.
Возбуждение сварочной дуги
Успешное возбуждение сварочной дуги возможное лишь при использовании хорошо заточенного электрода.
Внимание! Контакт электрода с металлом или присадкой строго запрещен. Если это произойдет, необходимо вновь произвести заточку или заменить электрод.
В правой руке держите горелку, а в левой — проволоку. С момента включения оборудования начнется подача газа и тока, что в свою очередь вызовет образование дуги между поверхностью заготовки и электродом. Дуга будет плавить как присадочную алюминиевую проволоку, так и края детали, приводя к формированию сварочного шва.
Электрод нужно располагать строго вертикально относительно обрабатываемой поверхности и зажигать дугу в самой начальной части сварочного шва. Чем ближе будет находиться электрод к свариваемой поверхности, тем меньшей будет длина дуги, что также влияет на качество работы.
Создание сварочной ванны
Не стоит спешить с подачей присадочной проволоки в зону сварки сразу после возбуждения дуги. Сначала необходимо создать сварочную ванну в области нагрева металла, что занимает всего несколько секунд. Однако в это время нужно следить за тем, чтобы алюминий не перегревался, так как это может негативно сказаться на структуре соединения.
Запомните! Опытные сварщики рекомендуют ориентироваться на следующее: ванна образуется за столько же секунд, сколько составляет толщина металла в миллиметрах.
Правильно заточить вольфрамовый электрод
Эффективность заточки вольфрамового электрода, а именно способ и угол заточки, существенно влияют на стабильность дуги, ее поведение и, соответственно, качество сварного шва, а также на срок службы электронагревательного элемента.
Для заточки рекомендуется использовать круги с мелким абразивным зерном, идеальным вариантом будут алмазные круги. Также можно применять шлифовальные круги с зернистостью 40 и меньше (с размером абразивов менее 400 мкм), так как в этом случае риски от абразивных материалов будут менее глубокими, а процесс заточки не приведет к значительным потерям вольфрама. Глубокие канавки на поверхности электрода могут привести к потере энергии и нестабильному поведению дуги. Рекомендуется в процессе заточки использовать один и тот же круг, не перемешивая его с другими материалами, поскольку частицы различных металлов могут попасть на поверхность электрода и повлиять на его рабочие характеристики.
Заточка вольфрамового электрода должна производиться в продольном направлении (вдоль оси электрода), а не поперек, что тоже важно. Элементы вольфрама во время производства имеют структуру зерна, расположенного вдоль оси. Заточка поперек зерна приводит к ухудшению электрических характеристик, так как электроны сталкиваются с большим сопротивлением, что может стать причинами нестабильности дуги. Если же риски от заточки располагаются вдоль, то электроны текут равномерным потоком, что приводит к лучшей стабильности дуги и меньшему нагреву электрода, что продлевает срок его службы.
В процессе заточки следует следить за тем, чтобы не допустить перегрева. Признаком перегрева становится изменение цвета на поверхности электрода, что указывает на образование оксидов, обладающих большим сопротивлением, и, следовательно, затрудняющих зажигание дуги.
Угол заточки вольфрамового электрода играет решающую роль в процессе сварки аргоном.
Чем тупее угол заточки (более 30°):
- сложнее зажечь дугу;
- шов получается более узким;
- необходимость в более высокой силе сварочного тока;
- возможность блуждания дуги возрастает;
- глубина проплавления металла увеличивается;
- удлиненный срок службы электродов из вольфрама.
Чем острее угол заточки, тем:
- легче зажечь дугу;
- шире шов;
- требуется меньшая сила сварочного тока;
- уменьшается вероятность блуждания дуги;
- глубина проплавления металла снижается;
- срок службы электрода из вольфрама уменьшается.
В процессе аргонной сварки на переменном токе в конце неплавящегося электрода выделяется большое количество тепла, что приводит к его плавлению. Именно поэтому важно делать небольшое притупление, формируя каплю расплавленного вольфрама на конце.
Сохранять чистоту
Чистота поверхности — один из самых важных аспектов для любого процесса сварки, но для аргонной сварки этот фактор имеет особое значение. Загрязнение поверхностей может привести к образованию пор, что в свою очередь потребует дополнительных трудозатрат на их устранение. Особенно важно учитывать это при TIG сварке ценных металлов, таких как титан, алюминий и медь.
Перед началом сварки поверхность должна быть тщательно очищена с помощью чистой, сухой и мягкой ткани, дополненной очищающими и обезжиривающими средствами, способными удалить масла, смазку и грязь. Для работы с титаном и его сплавами желательно использовать бесворсовую ткань и нитриловые перчатки, которые устойчивы к воздействиям масел и жиров. При выборе очищающих средств стоит обратить внимание на отсутствие хлора в их составе, так как он может вызвать негативные последствия для здоровья.
При высоких температурах сварочной дуги хлор испаряется, что приводит к его попаданию в дыхательные пути сварщика.
Дополнительно важно правильно обращаться с присадочными материалами. Храните прутки (или отрезанные куски от бухты проволоки) в чистом, сухом и закрытом контейнере. Это предотвращает окисление и поддерживает должные условия, соответствующие рекомендациям производителей по влажности и температуре. Правильное хранение основных материалов имеет критическое значение. Перекрестное загрязнение частичками другого материала, который находится рядом или при проведении зачистных работ в непосредственной близости к месту TIG сварки, может привести к образованию первоначальных дефектов в сварном шве. Для предотвращения загрязнения следует использовать только специализированные абразивные материалы и щетки, предназначенные для данного типа металла. Также помните, что абразивная пыль титана и магния представляет собой потенциальную огненосную опасность и может негативно воздействовать на восстанавливаемость других металлов. Храните абразивные материалы для этих компонентов вдали от открытого огня и отдельно от других материалов.
Во время выполнения работ, связанных со сваркой нержавеющей стали, обязательно используйте оборудование и инструменты, предназначенные исключительно для этой группы металлов. Нержавеющие стали должны быть защищены от возможного контакта или загрязнения свинцом, цинком, медью и ее сплавами, а также обычными и низколегированными сталями. Более полную информацию об общих требованиях при сварке нержавеющей стали можно получить, ознакомившись с видео.
Сущность сварочного процесса
Сила тока играет решающую роль в качестве сварного шва и производительности, оставаясь основным и важнейшим параметром в процессе сварки.
Тепло, необходимое для создания надежного соединения, выделяется электрической дугой, которая возникает между электродом и свариваемым металлом. Для формирования и поддержания горения электрической дуги служит специализированное устройство – генератор, который подает необходимое количество тока. Выделяют два типа таких приборов.
Генератор переменного тока – это трансформатор.
Ток, получаемый от устройства, принимает форму квадратной волны, которая изменяет свою полярность с частотой, определяемой параметрами генератора. В этом случае выпрямитель выполняет преобразование сетевого тока в подходящий для сварки переменный ток.
Генератор постоянного тока – это инвертор или выпрямитель.
Начать решать можно будет с любого, но рекомендуется начинать именно с постоянного тока. В этом случае ток имеет форму постоянной волны под большим напряжением. Здесь переменный ток сети преобразуется в постоянный. Существует два варианта соединения полюсов инвертора со свариваемым материалом:
с прямой полярностью, когда электрод соединяется с отрицательным полюсом инвертора, а деталь — с положительным;
с обратной полярностью, когда электрод присоединяется к «плюсу», а деталь — к «минусу».
При сварке с прямой полярностью: увеличивается количество тепла, подводимого к изделию, но снижается в электроде; зона расплавления металла становится узкой, но глубокой. Это основной режим TIG-сварки, применяемый для всех видов сложных металлов и сплавов.
В случае обратной полярности: подводимый к изделию ток снижается, тогда как в электроде он возрастает. Ширина сварочной ванны остается большой, но глубина её значительно снижается. Кроме того, происходит эффект катодной чистки поверхности металла, когда разбивается оксидная пленка, что улучшает слияние кромок и формирование шва.
Алюминий и магний, а также их сплавы эффективно варятся с использованием переменного тока.
Существуют также генераторы, которые производят импульсный постоянный ток – импульсные инверторы. Эти механизмы способны изменять амплитуду тока сварки путем наложения на базовый постоянный ток прямоугольной волны. Таким образом, получается периодическое колебание дуги. Использование импульсного режима позволяет контролировать глубину, в основном применяемого для тонких изделий, что помогает обеспечить требуемую температуру, избегая прожига самого металла и не нарушая глубины провара.
Регулировка параметров процесса на сварочном аппарате
Перед началом работы необходимо установить параметры так, чтобы шов вышел нужного размера и высокого качества, в зависимости от материала, его толщины и источника рабочего газа.
Каждому сварочному аппарату прилагается таблица настройки параметров. Ориентируясь на таблицу, следует установить режим TIG и задать основные показатели:
- определить величину силы тока;
- указать время продувки газом перед началом – 0,5 сек., и в конце – 1,5 сек.;
- задать величину тока для поджига дуги – 25% от рабочего тока;
- установить период нарастания до рабочего тока в диапазоне 0,2–1,0 сек.;
- выбор времени спада тока и его параметра для заварки кратера зависит от толщины конструкции.
По таблице настройки необходимо выставить расход газа в нормальных условиях – 8-10 литров в минуту.
Начинать сварку следует на аналогичной пробной детали. Если дуга получилась нестабильной и гаснет, требуется увеличить ток. В случае прожига металла или возникновения наплывов – ток следует уменьшить.
Обучающие тренировки для начинающих
Упражнение 1
После изучения теоретического материала, новичку в сварочном деле стоит перейти к практике. Основная задача – привыкнуть к удерживанию горелки и строчки присадочной проволоки, чтобы «набить руку».
На первом этапе новичок должен тренироваться на листе черной стали. Его необходимо обработать шлифмашинкой или другим инструментом, чтобы обозначить небольшие прямые линии, по которым будет производиться сварка. Начинать необходимо без добавления присадки. Медленно и аккуратно ведите горелкой вдоль линии, избегая зажигания дуги. Затем, когда будете готовы, зажгите дугу и проведите горелку от одного конца линии до другого. Добейтесь ровного нитяного шва, учась контролировать ванну и не прожигать металл.
Упражнение 2
После того, как вы научитесь вести шов, переходите к работе с присадочной проволокой. Первоначальная тренировка будет заключаться в приваривании самого прутка. Зажгите дугу и, когда металл листа начнет плавиться, подайте пруток в сварочную ванну. Затем остановите процесс, дайте металлу немного застыть и аккуратно оторвите пруток. Повторяйте это упражнение не менее нескольких раз. После того, как появится уверенность, переходите к тренировкам по выполнению сварочного шва с добавлением присадки.
Сварка TIG является популярным методом соединения металлов, и ее освоение вполне возможно для начинающего сварщика. С практикой и терпением приходят опыт и мастерство.
