Аргонодуговая сварка
Аббревиатуры, применяемые для обозначения аргонодуговой сварки:
РАД – ручная аргонодуговая сварка, совершаемая неплавящимся электродом;
ААД – автоматическая аргонодуговая сварка, совершаемая неплавящимся электродом;
ААДП – автоматическая аргонодуговая сварка, совершаемая плавящимся электродом;
Обозначения аргонодуговой сварки, проводимой при помощи вольфрамового электрода:
TIG, или Tungsten Inert Gas (Welding) – сварка вольфрамом, совершаемая в среде инертных газов;
GTAW, или Gas Tungsten Arc Welding – газовая дуговая сварка вольфрамом.
Немного о характеристиках аргонодуговой сварки
Известно, что аргон - это элемент, практически не вступающий в химические взаимодействия с расплавленными металлами и газами в области горения дуги. Так как он тяжелее воздуха на 38%, происходит вытеснение последнего из зоны сварки, посредством чего сварочная ванна надежно ограждается от контакта с атмосферой.
В процессе аргонодуговой сварке возникает возможность крупнокапельного или струйного переноса электродного металла. В условиях крупнокапельного переноса процесс сварки весьма неустойчив и характеризуется с значительным разбрызгиванием. Технологические показатели данного способа сварки хуже, чем их аналог при полуавтоматической сварке, проводимой в углекислом газе, поскольку в результате меньшего давления в дуге капли принимают большие размеры. При крупнокапельном переносе диапазон токов велик. Так, например, при проволоке диаметром d = 1,6 мм он составляет Iсв = 120–240А. Если сила тока Iсв больше 260А, то совершается резкая смена режима на струйный перенос. Вследствие этого улучшается стабильность процесса сварки и снижается разбрызгивание. Но нередко такие токи не соответствуют обязательным технологическим требованиям. Именно поэтому в целях обеспечения надежности процесса рекомендуется обращаться к импульсным источникам питания дуги, обеспечивающим переход к струйному переносу, где ток Iсв ≈ 100А.
Технология аргонодуговой сварки, совершаемой неплавящимся электродом
В процессе сварки дуга горит между изделием и неплавящимся вольфрамовым электродом, который располагается в горелке, через сопло которой поступает защитный газ. В электрическую цепь не включен присадочный материал, который проникает в область дуги со стороны.
Аргонная сварка называется ручной, если горелка и присадочный пруток вручную управляются сварщиком, и автоматической, если горелка и присадочная проволока двигаются без участия сварщика.
Данный способ сварки подразумевает зажигание дуги, которое не может быть осуществлено касанием электрода изделия. Во-первых, это объясняется тем, что аргон имеет весьма солидный потенциал ионизации, вследствие чего сложно ионизировать отрезок дуги за счет искры, которая обычно возникает между свариваемым изделием и электродом. В процессе аргонной сварки плавящимся электродом после прикосновения проволокой изделия в области дуги возникают пары железа, обладающие возможностью ионизации в 2,5 раза ниже, чем аргон, который позволяет зажечь дугу. Во-вторых, касание предмета электродом из вольфрама становится причиной его загрязнения и интенсивного оплавления. Потому в ситуации с аргонной сваркой неплавящимся электродом зажигание дуги осуществляется с параллельным источнику питания подключением устройства, носящего название «осциллятор».
Данное приспособление испускает на электрод высокочастотные высоковольтные импульсы, ионизирующие дуговой отрезок и обеспечивающие возгорание дуги после появления сварочного тока. В случае, если процедура аргонной сварки происходит в условиях переменного тока, после зажигания дугового отрезка осциллятор переходит в режим стабилизатора и отсылает дуге импульсы в промежуток смены полярности. Этот механизм предотвращает деионизацию дуги и обеспечивает ее устойчивое горение.
Сварка на постоянном токе на аноде и катоде создает разное количество тепла. Ток до 300А выделяет 70% тепла на аноде и 30% на катоде, из-за чего обычно используется прямая полярность, позволяющая максимально проплавлять свариваемое изделие и не так сильно разогревать электрод. Практически все разновидности стали, а также титан и другие материалы, соединяются в процессе сварки на прямой полярности. Исключение составляет алюминий, который, как правило, сваривается при переменном токе, что гарантирует лучшее разрушение оксидной пленки.
Эффективность борьбы с пористостью нередко достигается путем добавления к аргону кислорода, чье количество составляет 3–5% от основного газа. В результате более активной становится защита металла. Известно, что чистый аргон не может предотвратить загрязнения металла, проникновение в него влаги и других включений, которые появляются в зоне сварки из кромок или присадочного металла. Однако кислород, вступающий в химические реакции с негативными элементами, создает условия для их выгорания и превращения в соединения, которые впоследствии поднимаются на поверхность сварочной ванны. Все это является превентивной мерой пористости.
Область применения и положительные черты аргонодуговой сварки
Главная область использования аргонодуговой сварки неплавящимся электродом – это соединения, получаемые из легированных сталей и цветных металлов. Небольшая толщина является условием для проведения аргонной сварки без присадки. Данный способ гарантированно предоставляет результат высокого качества: он позволяет верно выдерживать глубину проплавления материала, что является весьма важной особенностью в условиях сварки тонкого металла, а также при доступе к поверхности изделия лишь с 1 стороны. Аргонодуговой способ сварки применяется при соединении неповоротных стыков труб, в этих целях были разработаны конструкции сварочных автоматов. Этот вид сварки иногда именуют орбитальной.
Сварка, совершаемая неплавящимся электродом представляет собой один из главных способов соединения сплавов титана и алюминия.
Аргоновая сварка плавящимся электродом применяется в условиях сварки нержавеющих сталей и алюминия. Но все-таки область ее использования относительно невелика.
Недостатки аргонодуговой сварки
Таковыми можно назвать невысокую производительность ручного типа аргонной сварки. В то время как применение автоматической сварки ограничивается короткими и разноориентированными швами.