Аргонодуговая сварка

Сварка в аргоне, основные положения

 Аргонодуговая сварка является частным случаем сварки в среде защитных газов. В качестве защитного газа применяется инертный газ – аргон. Перечень оборудования для аргонодуговой сварки обычно включает:

• Источник сварочного тока.
• Источник защитного газа (баллон с аргоном, снабженный редуктором давления и манометром).
• Сварочная горелка.
• Сварочный кабель расчетного сечения (в зависимости от максимального паспортного сварочного тока).
• Напорный рукав (шланг) для подачи аргона к сварочной ванне.
• Кабель управления.

 Обычно три последние позиции объединяются в один кабель-пакет, присоединяемый к источникам тока и газа с одной стороны, а с другой стороны присоединяется горелка.

{product id=58} {product id=520} {product id=519} {product id=506} {product id=508} 

 Горелка состоит из рукоятки с клавишей управления и сварочной головки. В основании сварочной головки находится цанговый зажим, предназначенный для установки неплавящегося (вольфрамового) электрода. Электрическая дуга загорается и поддерживается между этим электродом и свариваемым изделием. Электрическая цепь замыкается благодаря подключению заземляющего кабеля к изделию с помощью специального зажима. Сварочный шов формируется в результате расплавления кромок свариваемых деталей и металла присадки, вводимой в зону горения дуги.

 {product id=131} {product id=134} {product id=111} {product id=659} {product id=123} 

В качестве присадки используется пруток или проволока, материал которой близок по составу материалу свариваемого изделия. Вольфрамовый электрод горелки не плавится и применяется только для розжига и поддержания сварочной дуги. Для создания сварочной дуги заданных параметров вольфрамовому электроду придается специальная форма – рабочей части электрода придается форма конуса с геометрическими параметрами: высота конуса равна двум – трем диаметрам основания (стержня электрода).

{product id=1289} {product id=1162} {product id=1118} {product id=1151} {product id=1120} 

 Инертный газ аргон обладает повышенными диэлектрическими характеристиками по сравнению с воздухом, поэтому для зажигания дуги в аргоне требуется электрический разряд гораздо большей мощности. По этой причине источник сварочного тока для сварки в аргоне должен обладать повышенной мощностью, или применяется дополнительный источник тока розжига дуги – осциллятор.

 При аргонодуговой сварке неплавящимся вольфрамовым электродом на переменном токе возникает постоянная составляющая сварочного тока, достигающая при определенных условиях сварки 50% от уровня переменного тока электрической сварочной цепи. Величина постоянной составляющей сварочного тока зависит от применяемых сварочных режимов, электрических параметров металла свариваемого изделия, геометрической формы и  размеров неплавящегося электрода горелки. При увеличении постоянной составляющей сварочного тока горение дуги становится нестабильным, ухудшается качество поверхности сварного шва (появляется «чешуйчатость», подрезы) и снижаются прочностные характеристики сварного соединения.

{product id=540} {product id=541} {product id=542} {product id=543} {product id=544} 

 

 При аргонодуговой сварке алюминия и алюминиевых сплавов отрицательное влияние постоянной составляющей сварочного тока сказывается особенно сильно. Для получения качественных сварных соединений в аргоне необходимо устранение этого нежелательного фактора при помощи оптимизации сварочных параметров и тщательного подбора вольфрамовых электродов для сварки изделий, изготовленных из определенного металла.

 При ручной дуговой сварке плавящийся электрод двигается в трех плоскостях: по оси шва, вдоль собственной оси и поперек формирующегося шва. Технология аргонодуговой сварки отличается от ручной дуговой сварки тем, что при сварке в аргоне происходит только прямолинейное движение присадочного прутка и электрода (по оси сварного шва). Это позволяет добиться прочного и эстетичного сварного соединения при сравнительно небольших геометрических размерах шва.

{product id=1256} {product id=1257} {product id=1258}

Для получения качественного сварного соединения в аргоне необходимо предотвратить процесс насыщения сварного шва и вольфрамового электрода кислородом и азотом окружающего воздуха. Это достигается блокированием поступления воздуха атмосферы созданием надежной аргоновой защитной среды в зоне сварочной ванны. Для обеспечения химической чистоты неплавящегося электрода розжиг дуги производится не на металле свариваемого изделия, а на специальной угольной пластине. Гашение дуги следует выполнять дистанционно.

 При аргонодуговой сварке деталей значительной толщины необходимо особое внимание уделять наложению корневого шва. При наложении корневого шва должно достигаться полное проплавление кромок свариваемых деталей. Качество проплавления контролируется по форме получаемого шва: при недостаточности проплавления металл шва имеет овальную или округлую форму, вытянутая же в сторону направления ведения шва форма металла свидетельствует о хорошем проплавлении. Для предотвращения разбрызгивания металла во время сварки необходимо обеспечить плавную подачу присадочной проволоки или прутка в сварочную ванну.

 Для оптимизации процесса формирования сварного шва в аргоне разработана технология, предусматривающая предварительный подогрев  материала. Разогрев производится электрическими нагревательными элементами, питающимися от специального трансформатора. Нагревание присадочной сварочной проволоки до 800…1200°С позволяет поднять производительность сварки в 1,5…2 раза, снизить сварочный ток на 30% и уменьшить разбрызгивание расплавленного металла присадки.

Аргонодуговая сварка применяется для сварки практически любых металлов и сплавов (черных и цветных металлов, чугуна, нержавеющей стали, меди и медных сплавов, алюминия, титана). Благодаря блокированию контакта с кислородом и азотом воздуха исключается окисление металла шва и насыщение его примесями. Сварной шов удается получить небольших геометрических размеров, чистый и прочный.

Особенности аргонодуговой сварки различных металлов

 При сварке конструкционной и нержавеющей стали необходимо поддерживать угол 90° между осью подаваемого присадочного материала и осью электрода. Подача присадочной проволоки должна осуществляться равномерно и непрерывно. Подача в зону сварки аргона должна продолжаться после гашения дуги до тех пор, пока температура шва не снизится до 400°С.

 Сварка в аргоне титана и сплавов на его основе обусловлена способностью этого материала к активному реагированию при нагревании с окружающими газами. Для минимизации последствий этого явления сварочная горелка комплектуется соплом, обеспечивающим увеличение площади газовой защиты.

Обратная сторона свариваемого изделия (в зоне сварного шва) закрывается защитными медными пластинами, имеющими каналы для подачи аргона. Если необходима сварка изделий, имеющих сложную форму, применяется сварочная камера, снабженная штуцером для подачи аргона, смотровым окном и рукавами с крагами для сварщика. Кромки свариваемых деталей перед сваркой необходимо зачищать. При этом удаляется наружный слой металла, насыщенный кислородом. Сварка титана производится на постоянном токе прямой полярности. Перед сваркой присадочный материал должен отжигаться не менее 4 часов при температуре 900…1000°С.

 

Преимущества сварки металлов в аргоне

 

• Аргонодуговая сварка позволяет получить непревзойденное качество сварного соединения, недостижимое при других способах сварки.
• Экологичность. При сварке в аргоне выделяется минимум газов, окислов металлов и испарений. Минимизировано разбрызгивание металла, позволяющее проводить сварку не только на сварочных полигонах и постах.
• Экономичность. Получение сварного шва, не требующего дополнительной обработки – очистки от шлака и брызг металла.