Практически все отрасли, такие как пищевая, химическая, теплоэнергетическая, нефтеперерабатывающая, авиационная и даже космическая промышленности, неизменно полагаются на TIG сварку. Это связано с тем, что в данных областях требуются высокая точность и прочность соединений. Использование данной технологии позволяет производить не только крупные резервуары и трубопроводы, но и создавать сложные конструкции из листового металла, нагружаемые узлы и множество других элементов.
Аргонодуговая сварка: принцип, технология, применение и особенности
Изначально аргонодуговую сварку стали изучать как метод сварки в среде инертного газа, и постепенно начали использовать разные газы, а также их смеси. С появлением инверторных источников сварочного тока стала популярной английская аббревиатура TIG (Tungsten Inert Gas), что переводится как «аргонодуговая сварка». Анафем показано, что современное и правильное название данной технологии звучит как сварка неплавящимся электродом в защитном газе.
Аргон, как газ, стал основой для другой значимой технологии соединения металлов — полуавтоматической сварки с использованием плавящихся электродов в среде защитного газа. В последние годы стали применяться не только различные газы, но и сварочная проволока с обмазкой, а также методы сварки под флюсом, однако аргону отводится особая роль в этих процессах. В данной статье мы рассмотрим все аспекты, связанные с аргоном и его использованием в сварке.
Газ аргон
Первоначальные эксперименты по извлечению азота из атмосферного воздуха давали разнородные результаты по плотности, что зависело от особенностей проведенных методик. Это можно было объяснить только наличием в смеси еще одного газа-примеси. Вскоре удачно удалось выделить этот газ, который оказался неизвестным ранее, и ему было дано имя — аргон.
Будучи открытым, аргон вызывал у ученых много вопросов, и на долгое время его возможности оставались неподдаются пониманию. Ученым понадобилось 25 лет, чтобы осознать его важность, и только с открытием гелия удалось добавить его в соответствующую таблицу. Если раньше только аргон не находил места в периодической таблице Менделеева, то теперь и гелий ждал своего часа. В конечном итоге, эти невернувшиеся газы были отнесены к нулевой группе, расположенной между галогенами и щелочными металлами.
Аргон, как элемент, характеризуется заполненной электронооболочкой, что обуславливает его одномолекулярную структуру и крайне высокую химическую инертность. Газы инертные по своей природе имеют большую молекулярную массу. Аргон является наиболее легким среди них, однако его плотность в 1,38 раза выше плотности воздуха. С точки зрения химических свойств, важных для сварщиков, нужно отметить, что аргон не растворяется в большинстве металлов, это свойство исключает его негативное влияние на состав сварного шва.
О технологии TIG-сварки
TIG сварка представляет собой метод соединения материалов при помощи вольфрамового неплавящегося электрода в атмосфере инертного газа. Создаваемая электродуга формируется между электродом и соединяемыми элементами. В качестве дополнения может использоваться присадочная проволока, желательно, чтобы она имела идентичный состав с основными соединяемыми деталями. Данная технология позволяет минимизировать окисление металла в процессе сварки благодаря защитной газовой среде, что обеспечивает получение ровного, тонкого и надежного шва.
Первые эксперименты с вольфрамовой сваркой проводились еще в середине XIX века. В 1920-х годах данный метод стал активно использоваться американским технологом Чарльзом Коффиным, который применял довольно простое оборудование, которое не соответствовало уровням производственной масштабируемости. Однако в 1940-х годах TIG метод пришел на промышленные заводы, что открыло новые горизонты для сварки, например, алюминия и его сплавов, ранее недоступных для соединений с помощью обычных сварочных технологий. Таким образом, TIG сварка стала настоящим прорывом в самолетостроении и позднее распространилась в ракето- и космическом производстве. Представители многих других отраслей быстро оценили преимущества данного метода.
Плюсы и минусы метода
- Возможность сварки элементов из различных металлов.
- Формирование равномерного шва. В сварных соединениях исключены неровности и пустоты. Степень ровности достижения достигается за счет защиты от окисления, предоставляемой инертным газом.
- Отсутствие необходимости в дальнейшей обработке шва после завершения сварки. Не потребуется выполнять шлифование и выравнивание в области соединений.
- Сниженное внутреннее напряжение, возникающее в материалах при традиционных методах сварки.
- Нет образования плавильных брызг.
- Можно использовать данную технологию для большинства металлов и сплавов.
- Сварка требует тщательной подготовки соединяемых деталей.
- Не рекомендуется проводить сварочные работы на открытом воздухе из-за риска выдувания инертного газа ветром, что может вызвать ухудшение качества соединения.
- Операторам может быть неудобно работать с горелкой, так как средство нельзя держать под острым углом по отношению к соединению.
- Оператор обязан плавно перемещать дугу, в противном случае задержки могут привести к образованию следов, которые затем придется зачищать.
Какие металлы можно варить методом TIG
Метод TIG подходит для сварки практически всех металлов и их сплавов, включая высоколегированные, нержавеющие и дуплексные стали, алюминий, медь, никель, титан и другие. Можно также осуществлять соединение различных металлов, создавать изогнутые швы сложной формы и выполнять сварку в труднодоступных местах.
Оборудование для аргонодуговой сварки особенно востребовано при работе с алюминием. Следует отметить, что сварка алюминия является более сложной задачей, чем сварка железа. При контакте с кислородом на поверхности алюминия формируется тонкая оксидная пленка, температура плавления которой значительно выше, чем у чистого алюминия. Технология TIG сварки с подачей аргону позволяет вытеснять кислород, что предотвращает окисление алюминия в процессе соединения.
Технологические возможности позволяют также без труда сваривать любые тонкостенные заготовки и мелкие детали. Аргонодуговая сварка обеспечивает высокую чистоту наплавленного металла и формирует гладкие швы с плавным переходом к источникам деталей.
Ресанта САИ-250 АД AC/DC
- Мощность, Вт: 900
- Min/Max ток, А: 150/250
- Максимальный диаметр электрода, мм: 5
Ресанта САИ-200АД
- Степень защиты: IP21S
- Min/Max ток, А: 15/200
- Максимальный диаметр электрода, мм: 4
Чем TIG сварка отличается от MIG/MAG и ММА
Основное отличие TIG сварки от других методов заключается в использовании неплавящегося электрода из вольфрама. В ручной дуговой сварке (MMA — Manual Metal Arc) используются плавящиеся электроды с покрытием. Что касается полуавтоматической сварки в среде инертного или активного газа (MIG/MAG — Metal Inert/Active Gas), то в этом случае в качестве электрода выступает непрерывно подающаяся из катушки проволока.
Метод TIG сварки позволяет соединять почти все металлы и сплавы, включая трудно плавимые и разнородные, например, сталь и алюминий. Четкий обзор сварочной ванны и дуги повышает точность работы, что крайне важно при выполнении ответственных соединений.
В отличие от метода MMA, TIG сварка исключает разбрызгивание металла, не образует шлак и шлаковые включения. Это имеет положительное влияние на прочность и безотказность соединений. Благодаря данной технологии можно создавать качественные, герметичные швы, которые не требуют дополнительной финишной обработки и способны выдерживать значительные нагрузки.
Примечanje для специалистов заключается в том, что TIG сварка не создает дыма, искр и копоти. Однако тщательная подготовка заготовок все равно является обязательной, поскольку загрязнения, такие как масло, влага или пыль, могут негативно сказаться на качестве шва, делая его неоднородным и непригодным для дальнейшей эксплуатации.
Горелка для TIG сварки
Горелка TIG одновременно фиксирует электрод и обеспечивает подачу тока и газа. На вентильных горелках газ подается открытием вентиля, в то время как на горелках с кнопкой — простым нажатием кнопки.
При выборе горелки необходимо учитывать величину тока, на котором будет производиться сварка. Вес горелки также является важным критерием выбора, ведь сварщикам предстоит удерживать инструмент в руках довольно продолжительное время. Удобные и легкие горелки, как, например, модель TIG TP 17 SNAKE, будут предпочтительнее.
Бюджетный вариант вентильной горелки — модель TECH TS 17 V от бренда Сварог. Она оснащена воздушным охлаждением и подходит для токов до 140 ампер. Для решения более сложных задач можно обратить внимание на кнопочную горелку с водяным охлаждением — КЕДР TIG-500 EXPERT. Этот инструмент предназначен для сварки на токе до 550 А. В среднем ценовом сегменте стоит рассмотреть модель TECH TS 18 с кнопкой, которая предназначена для работы на токах до 320 А.
Важно регулярно заменять расходные части горелки, такие как сопло, цанга, держатель цанги и газовая линза, чтобы обеспечить надежность и долговечность сварочного процесса.
Обзор популярных моделей аппаратов для TIG сварки
Выбор оборудования для сварки — это решающий аспект, влияющий на успех всего процесса. Для достижения качественных результатов в технологии TIG можно использовать не только специализированные сварочные аппараты, но и устройства, подходящие для MMA сварки. В данном случае возбуждение дуги будет производиться при прикосновении электрода к поверхности заготовки.
Одним из распространенных решений для небольших ремонтных и производственных мастерских является инверторный аппарат КЕДР UltraTIG-200, который работает на постоянном токе. Он отличается компактностью и удобством в эксплуатации, а его максимальный сварочный ток составляет 200 ампер. Аналогичные характеристики предлагает и аппарат СВАРОГ REAL TIG 200. Обе модели подходят как для MMA, так и для TIG сварки, что делает их универсальными.
Если рассматривать бюджетные решения, то надо обратить внимание на более дорогие модели, например, КЕДР MultiTIG-2000P DC. Данный аппарат обеспечивает широкий функционал и содержит импульсный режим, позволяющий детально настраивать сварочные параметры, включая динамические характеристики дуги. Также имеется удобная панель для настройки параметров.
Для выполнения сложных промышленных задач можно выбрать модель КЕДР UltraTIG-200P AC/DC, которая позволяет работать на переменном и постоянном токе. Еще одна востребованная профессиональная модель — Cebora WIN TIG DC 180M, в которой собраны все необходимые функции для качественной работы и надежного выполнения сварочных швов.
Оборудование для сварки ТИГ
Для успешного выполнения сварочных работ с использованием технологии TIG необходимо специализированное оборудование. Наилучшим вариантом будет инвертор, который поддерживает соответствующую функцию. Если сварщик не имеет достаточной квалификации, лучше выбрать аппарат с осциллятором, который поможет выполнять сварку простых металлов, таких как сталь или чугун. При необходимости соединять более сложные материалы, такие как магний или алюминий, опытному специалисту лучше всего использовать профессиональный инвертор с функцией автоматического переключения на постоянный ток.
Для обеспечения качественной аргонодуговой сварки нужен следующий набор инструментов:
- инвертор;
- осциллятор;
- горелка;
- вольфрамовый электрод;
- баллон с газом (аргоном);
- соединительные провода;
- редуктор;
- присадочная проволока.
Инвертор — это прибор, который преобразовывает переменный ток в постоянный, способствует экономии электроэнергии, обладает высокой эффективностью и легко управляется. Эти устройства пришли на смену громоздким трансформаторам, которые не всегда удобны в использовании. Кроме того, инверторы более компактны, что делает их мобильными и повышает эффективность сварочного процесса. Для аргоновой сварки требуется инвертор, который поддерживает возможность подключения горелки и шлангов для подачи газа из баллона.
Осциллятор представляет собой устройство, которое генерирует высокое напряжение, позволяющее разжигать электродугу без непосредственного контакта электродного стержня с поверхностью металла, тем самым обеспечивая ее стабильность. Осциллятор можно интегрировать в инвертор либо использовать как отдельный прибор. Применяя это устройство, можно достигать аккуратного и равномерного шва без зазоров и дефектов.
Неотъемлемой частью сварки является вольфрамовый электрод, который также требует бережного использования. Кончик электрода должен регулярно затачиваться, для чего существуют определенные правила, зависящие от типа тока. Например, если планируется работа с переменным током, кончик стержня стоит заточить в сферической форме, тогда как при постоянном токе — конусообразной. Установлены и правила углов заточки, которые следует учитывать в зависимости от величины подачи тока.
Обратить внимание нужно и на тип сварочной горелки. Различают два основных типа — для металлов с толщиной меньше 3 мм и для более толстых. Горелки для тонких материалов обладают небольшим запасом мощности и не требуют системы охлаждения, в то время как горелки для сварки толстой стали должны обеспечиваться системой охлаждения.
При выборе сварочного аппарата обязательно нужно принимать во внимание условия, в которых он будет использоваться. Это определяет набор необходимых функций, включая:
- изменение полярности;
- критерии напряжения;
- способность проваривать толстые металлы;
- наличие специальных режимов (переменный и постоянный ток, работа с вязкими металлами);
- возможность применения на производственных площадках.
На современном рынке представлено множество моделей оборудования для сварки методом TIG. Потребители могут выбрать как простые аппараты для ручной сварки, так и более сложные системы с компьютерным управлением и дисплеем для удобного контроля сварочного процесса.
Техника безопасности при сварке
Хотя аргонодуговая сварка считается менее опасной для здоровья сварщика по сравнению, например, с электродуговой, игнорировать правила безопасности во время сварочного процесса не следует.
Для защиты лица и кожи от ожогов, искр и частиц расплавленного металла применяется специальный защитный снаряжение. Это включает:
- специальную одежду и обувь;
- маску (реже щиток для защиты лица);
- перчатки.
Одежда изготавливается из плотных, но дышащих тканей, таких как брезент, молескин или спилок. Обувь должна быть высокой и с прорезиненной подошвой. Защитная маска имеет важное значение, так как она не только защищает голову, но и глаза от ярких вспышек, возникающих в процессе сварки. Стандартные маски и щитки имеют стекло с постоянным затемнением, что, однако, создает некоторые неудобства, так как их нужно постоянно сдвигать, чтобы видеть объект. Наиболее популярные маски с хамелеоновой технологией оснащены светофильтрами, которые затемняются только под воздействием вспышек, и считаются наиболее комфортными и безопасными для работы.
Что касается перчаток, то они сделаны из тех же тканей, что и рабочая форма. Тем не менее, сварщики предпочитают войлочные или спилковые перчатки, так как в условиях высоких температур брезентовые перчатки быстро изнашиваются и недостаточно защищают от искр.
Помимо обязательного использования защитной одежды, правила безопасности требуют тщательной проверки всего оборудования. Перед началом сварочных работ необходимо убедиться в правильном заземлении аппарата, надежном креплении электрода и шланга для подачи газа. Аргонный баллон должен располагаться на расстоянии не менее 5 метров от источника тепла и быть надежно зафиксированным, чтобы исключить риск падения во время работы. Соблюдение всех обозначенных правил является гарантией эффективной и безопасной работы аргонодуговой сварки.
