Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

При необхідності формування нероз'ємного з'єднання деталей з нержавійки, титану, сталі, міді, алюмінію та інших кольорових металів і сплавів на їх основі частіше вдаються до аргоновой зварюванні, що представляє досить важкий специфічний процес. Аргонная сварка поєднує ознаки газової і зварки. З останньої технологічний процес об'єднаний тим, що обов'язково повинна використовуватися електрична дуга, з газовою ж зварюванням загальне -в використанні газу і ряду технологічних прийомів формування нероз'ємного з'єднання.

Принципи зварювання аргоном

Плавлення крайок елементів, що з'єднуються і присадочного матеріалу, за допомогою яких формується зварний шов, забезпечується завдяки високій температурі, яка створюється при горінні електричної дуги. Аргон виконує захисні функції.

Зварювання більшості кольорових металів і сплавів на їх основі, а також легованих сталей має особливості, які полягають в тому, що в розплавленому стані, при взаємодії з киснем та іншими елементами в навколишньому повітрі, відбувається активне окислення цих металів. Дана обставина негативно відбивається на якості формованого зварного шва, який в підсумку виходить неміцним, з порами в структурі - повітряними бульбашками, значно ослабляють з'єднання. Ще гірше на алюміній, розплавлений при зварюванні, впливає навколишнє повітря. Під впливом кисню з навколишнього простору починається горіння металу.

Оптимальний спосіб захисту зони формується з'єднання при зварюванні кольорових металів і легованих сталей - це використання аргону. Характеристики цього газу пояснюють високу ефективність застосування цього газу:

  • Аргон на 38% важчий за повітря.
  • Газ легко витісняє повітря із зони зварювання, створюючи надійний захист.
  • Інертний газ практично не вступає в реакції з розплавленим металом і іншими газами в зоні горіння зварювальної дуги.
  • При зварюванні аргоном на зворотній полярності потрібно враховувати, що від атомів газу легко відокремлюються електрони, потік яких перетворює газове середовище в струмопровідну плазму.

Сварка в середовищі аргону виробляється з використанням як плавляться, так і неплавких електродів. Діаметр стрижнів з вольфраму підбирається за довідниками, відповідно до характеристиками деталей, що з'єднуються.

типи:

  • Ручна. Виконується неплавким вольфрамовим електродом (РАД).
  • Автоматична в середовищі аргону з плавляться (ААД).
  • Автоматична в середовищі аргону з плавкими електродами (ААДП).

За міжнародною класифікацією апарат аргонодугового зварювання або зварювання за допомогою електрода з вольфраму в інертних газах позначається TIG (Tungsten Inert Gas).

Основні особливості

Робочим органом зварювального апарату є пальник. У центральну її частину вставляють вольфрамовий електрод з вильотом 2-5 мм. Всередині пальника електрод фіксується спеціальним тримачем, в який можна вставити вольфрамовий стрижень. Для подачі захисного газу пальник оснащують керамічним соплом. Шов формується за допомогою присадочного дроту, склад якої повинен відповідати складу металу, що зварюється.

Основні етапи зварювання з використанням електрода з вольфраму:

  • Поверхні деталей, що з'єднуються ретельно очищаються від забруднень, слідів жиру і масла і окисної плівки. Очищення проводиться обов'язково, а виконуватися може механічним способом або за допомогою хімічних засобів.
  • До з'єднуються деталей підключають «масу», що робиться безпосередньо (в разі великих габаритів) і через металеву поверхню робочого столу. Присадний дріт подається окремо, а не включається в зварювальну електричний ланцюг.
  • На апараті виставляється сила струму. Цей параметр вибирають в залежності від характеристик деталей, що з'єднуються.
  • Після включення струму пальник з електродом підноситься до зварюваних деталей максимально близько і без контакту з поверхнями. Оптимальна відстань розташування пальника від з'єднуються заготовок (має витримуватися при зварюванні) - 2 мм. Утримання електрода на цій відстані дозволить добре проплавити з'єднуються частини і отримати акуратний шов.
  • Подача захисного газу включається заздалегідь - за 15-20 сек. до початку зварювання. Вимикається подача аргону через 5-10 сек. після закінчення зварювання.
  • Пальник і присадний дріт повільно ведеться лише вздовж формованого шва, без поперечних коливань. Присадний дріт, що розташовується попереду пальника, плавно вводиться в зону дії дуги. Через різких рухів розплавлений метал сильно розбризкується.
  • У процесі зварювання електрична дуга запалюється, а електрод не повинен торкатися до з'єднувальних поверхонь. Дане правило повинне дотримуватися, так як потенціал іонізації аргону вкрай високий, що заважає ефективно використовувати іскру від торкання електрода для його зниження. Коли плавиться електрод торкається до з'єднувальних деталей, з'являються пари металу, потенціал іонізації яких набагато нижче в порівнянні з аргоном, що і спрощує процес запалювання дуги. Якщо вольфрамовим електродом доторкнутися до поверхні, що з'єднуються, дуга забруднюється і виконання зварювання утруднюється.

Для запалювання дуги використовується осцилятор, що перетворює надходить з електромережі струм зі звичайними параметрами в високочастотні імпульси напругою 2000-6000 В і частотою струму 150-500 Гц. Такі імпульси дозволяють запалити електричну дугу без дотику деталей, що з'єднуються і електрода.

Устаткування і оснащення

Для зварювання аргоном потрібне особливе устаткування:

  • Інвертор або звичайний зварювальний трансформатор, потужності якого повинно вистачати для зварювання (зокрема, може бути використаний трансформатор з потужністю холостого ходу 60-70 В).
  • Силовий контактор, через який на пальник подається напруга.
  • Осцилятор.
  • Спеціальний регулятор, який відповідає за час обдування аргоном зварювальної зони (газ повинен бути поданий за кілька секунд до процесу, а подача його припиняється через кілька секунд після закінчення зварювання).
  • Пальник з керамічним соплом і затискачем для фіксації вольфрамового електрода.
  • Балон газу і редуктор, який регулює рівень тиску аргону, який подається в зону зварювання.
  • Присадні прутки і електроди з вольфраму.
  • Випрямляч, який виробляє постійний електрострум напруги 24 В, що подається на комутуючі пристрої.
  • Додатковий трансформатор, який відповідає за подачу напруги до коммутирующим пристроїв.
  • Реле, що відповідає за включення / відключення осцилятора, контактора, електрогазового клапана, якому потрібна напруга 24 або 220 В.
  • Індуктивно-ємнісний фільтр, який забезпечує захист апарату від негативного впливу високовольтних імпульсів.
  • Амперметр для вимірювання величини струму.
  • Автомобільний акумулятор (можна несправний) ємністю 55-75 Ah, необхідний для зниження постійної складової зварювального струму, яка обов'язково виникає при зварюванні з використанням змінного струму (до зварювального ланцюга акумулятор підключається послідовно).
  • Зварювальні окуляри.

В марці готового зварювального апарату повинна бути абревіатура TIG. Використовувати його можна після додаткової комплектації пальником, газовим балоном, елементами, які керують подачею захисного газу.

вибір режиму

Важливі параметри - полярність і напрямок електроструму. На їх вибір впливають властивості матеріалів, що підлягають зварюванню. Змінний струм або зворотна полярність вибирається при необхідності виконання зварювання деталей з алюмінію, магнію, берилію, інших кольорових металів. Вибір пояснюється тим, що з використанням такого електроструму ефективно руйнується оксидна плівка, завжди присутня на поверхні цих матеріалів.

Характерна зварювання алюмінію, оксидна плівка якого на поверхні має високу температуру плавлення. При зварюванні алюмінієвих деталей на струмі зворотної полярності оксидна плівка ефективно руйнується за рахунок активної бомбардування іонами аргону поверхні з'єднуються деталей й. Струмопровідна плазма, в яку перетворюється аргон, спрощує виконання зварювання і підвищує її якість. При виконанні процесу з використанням змінного струму для досягнення ефекту з'єднуються деталі є катодом.

Для зварювання в захисних газах часто застосовується осцилятор. У разі використання змінного струму цей пристрій полегшує запалювання зварювальної дуги, а коли та загориться, грає роль стабілізатора. Коли змінюється полярність змінного струму, можлива деионизация (загасання) дуги. Щоб уникнути цього осцилятор при зміні полярності електроструму формує електричні імпульси, подаючи їх на зварювальну дугу.

На вибір струму впливають:

  • Властивості оброблюваного матеріалу.
  • Геометричні розміри заготовок.
  • Розміри використовуваних електродів.

Для вибору параметра рекомендується звернутися до спеціальної літератури.

Важливий параметр - витрата аргону, який вибирається в залежності від швидкості подачі присадочного матеріалу і швидкості зносять повітряних потоків. Мінімальним значення параметра буде, якщо зварювання здійснюється в приміщенні, де немає протягів. Якщо роботи ведуться на відкритому повітрі і при сильному поривчастим бічному вітрі, потрібно збільшити витрату газу і для його подачі в зону зварювання використовувати конфузорно сопла, з яких газ надходить через дрібнопористий сітки.

Крім аргону, в захисну суміш часто додається трохи кисню (3-5%). В даному випадку кисень вступає в реакцію з шкідливими домішками (волога, бруд, інш.) На поверхні, що з'єднуються. В результаті домішки згорають або перетворюються в шлак, який спливає на поверхню шва.

Кисень не використовується для зварювання міді, так як виходить оксид міді. Дане з'єднання, реагуючи з воднем з навколишнього повітря, утворює водяну пару, який прагне вийти назовні з металу шва. Через це в звареному шві утворюється безліч пір, що негативно позначається на його якості.

Плюси і мінуси методу

переваги:

  • Можливість отримання надійного з'єднання завдяки ефективному захисту області виконання робіт.
  • Незначний нагрів зварювальних частин, що дозволяє використовувати технологію для зварювання складних по конфігурації заготовок (вони не деформуються при цьому).
  • Можливість використання для матеріалів, які іншими способами не можуть бути зварені.
  • Серйозне збільшення швидкості робіт за рахунок високотемпературної електричної дуги.

недоліки:

  • Складне обладнання.
  • Необхідність в спеціальних знаннях і досвіді.

Метод забезпечить якість і надійність зварних з'єднань, рівномірність проплавку з'єднуються частин. З цією технологією деталі з кольорових металів невеликої товщини можуть зварюватись і без присадного дроту.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Металообробка