Технология сварки нержавейки аргоном

Pulse

В обиходе называется импульсным режимом. Отлично подходит для тонкостенных деталей, а если нужно перейти на другой материал, то просто незаменим для алюминиевых сплавов. Достоинство – даже при увеличенной силе тока нельзя получить провал сварочной ванны, то есть у вас не получится на этом месте отверстие. Также функция дает отличные показатели по снижению пористости шва, он получается более однородным.

Таблица соотношений режимов и толщины листов

Инверторная сварка в аргоне

Инверторный способ – самый востребованный вид аргонодуговой технологии. Он применяется и в промышленных целях, и в домашнем обиходе. Инвертор для аргонодуговой сварки – тип аппарата дуговой сварки, который преобразует ток из постоянного в переменный. Дополнительным преимуществом является его способность к адаптации к скачкам напряжения источника электричества.

Если говорить в общем, то работать с инвертором по аргону проще и удобнее, чем с другим оборудованием для сварки нержавейки: нужно только двигать горелкой вдоль шва. Если соблюдать все технологические требования, шов получается узким и ровным. Без присадочной проволоки такие швы тоже можно делать, но в этом случае требуется очень плотное соединение краев заготовок.

Основные сферы применения

Чаще всего к аргонодуговой сварке прибегают для реставрации поврежденных автомобильных дисков (они обычно делаются из легких сплавов на основе алюминия). Все трещины и неровности завариваются очень бережно, а какие-либо неровности и шероховатости не образуются.

Обратите внимание, что случай автомобильных дисков здесь очень важен. Альтернативные методы (за исключением очень дорогих) в данном случае практически бесполезны из-за особенностей плавления алюминия

Да, вы можете заделать трещины и локальные повреждения с помощью обыкновенной электрической дуги. Но в этом случае на месте швов образуются небольшие пузырьки и шероховатости, из-за которых диск очень быстро растрескается вновь.

Для генерации электрической дуги обычно применяются электроды на основе вольфрама. Электрод размещается в специальной камере внутри сварочной горелки (обычно располагается прямо в центре керамического сопла, через которое также происходит подача инертного газа).

Вольфрамовые электроды

Кратко рассмотрим особенности вольфрамовых электродов:

• Вольфрам обладает очень интересными физическими свойствами — он плавится при температуре почти 3500 градусов по Цельсию (а кипит при температуре почти 6000 градусов). Благодаря этому такой электрод сохраняется свою устойчивость, прочность и целостность при генерации электрической дуги, которая обладает более высокой температурой.
• При проведении сварочных работ происходит постепенное оплавление вольфрамового электрода, однако происходит это очень медленно. Исследования в области металлургии показывают, что при соблюдении всех основных правил проведения аргонодуговой сварки расход вольфрама составляет менее 0,01 г на 1 метр сварного шва.
• Помимо исключительно вольфрамовых электродов существуют также усиленные электроды для проведения аргонодуговой сварки. Главным химическим элементом подобных электродов является все тот же вольфрам, однако помимо этого в состав сплава могут входить и некоторые другие элементы — лантан, иттрий, цирконий и многие другие. Эти элементы выполняют различные функции — увеличивают температуру плавления вольфрамового электрода, увеличивают его устойчивость, снижают расход вольфрама.

Аргонодуговая сварка в домашних условиях

Дефекты сварочных швов.

При всей сложности технологии аргонодуговой сварки по госту со множеством технических условий, ее можно осуществлять и дома. Обязательным условием для этого является инверторный аппарат, который в некоторых случаях можно заменить трансформаторным аппаратом. В дополнение понадобятся баллон с аргоном, редуктор, маска. Все это прекрасно, но покупные аргоновые сварочные аппараты дорогие, а дома чаще всего нужно произвести работу в небольшом объеме.

• Источником тока в домашнем сварочном наборе выступает трансформатор.
• Источником аргона будет баллон с элементами подачи: клапанами и редукторами.
• Осциллятор нужен для поджигания дуги высокочастотным импульсом.

Самодельный аргоновый сварочный аппарат можно сделать с помощью следующих инструментов:

• болгарка, электродрель, сварочный аппарат;
• ножовка по металлу; отвертка, плоскогубцы, гаечные ключи;
• напильник, набор для резьбы, нож, штангенциркуль, микрометр;
• вольтметр, амперметр, тестер, микрометр.

Самодельный источник тока состоит из выпрямителя и сварочного трансформатора, которые можно совместить с осциллятором. Магнитопровод можно взять от старого трансформатора. Начальную обмотку сделать из тонкого медного провода с диаметром не более 0,8мм. Вторичная обмотка выполняется из толстого провода с диаметром не менее 3,5 мм.

Вторым по важности элементом является газовая горелка. Корпус лучше сделать из латуни, сопло – из меди

Прокладку между соплом и корпусом соорудить из резины, стойкой к высоким температурам. Медная трубка для подведения аргона проводится через отверстие в корпусе с плотной запайкой шва. Эта же медная трубка будет служить проводником тока к электроду. Ручка крепится гайками, а изготавливается из эбонита. Штуцер с дросселем на резьбе крепится на конце медной трубки.

Электрод из вольфрама нужно заточить под углом в 45°. Примерная длина электрода 25 – 30 см. Следует отметить, что аргонная технология дома – задача трудоемкая и непростая. Так что решение должно приниматься в формате «стоит ли овчинка выделки». Иными словами, так ли много у вас сварочных дел по дому, чтобы заняться сборкой самодельной системы аргонодуговой сварки? Сварочные аппараты для ручной дуговой сварки в продаже есть, с самым широким ценовым диапазоном.

Определение сварки аргоном

В этом виде сварки электрическая дуга горит в среде инертного газа аргон, который защищает свариваемые поверхности от воздействия кислорода.

Иногда аргон заменяют гелием: он имеет аналогичные свойства, но стоит дороже, поэтому используется реже. Принцип работы в гелиевой и аргонной среде одинаковый.

Область применения

Данный вид сварки широко применяется не только на разных производствах в дуговой, плазменной или лазерной сварке. Домашние умельцы активно используют его в быту, для соединения высоколегированных сплавов и редкоземельных металлов. Газосварка является достаточно опасной, и хранить такое оборудование в гараже не стоит, но это не касается аргона, т.к. он полностью безопасен и не взрывается.

В продаже есть стальные баллоны с этим газом емкостью от 15 до 40 л. Если варить надо нечасто, можно приобрести небольшой резервуар, которого хватит надолго. Так как вредные токсины при работе с таким оборудованием не выделяются, рядом с ним неопасно находиться посторонним людям.

Общий принцип технологии

Инертный газ защищает место проведения сварочных работ от негативного воздействия кислорода. Из-за разности потенциалов между электродом и деталью появляется электрическая дуга и создается высокая температура. Кромки деталей начинают плавиться, в результате чего образуется сварочная ванна. В эту зону постоянно подают присадку, а также аргон под давлением: он защищает свариваемые материалы от окисления.

Принцип сварки основан на соединении поверхностей металлов в среде защитного газа.

Чтобы понять, как правильно варить аргоном, надо разобраться со строением главного рабочего элемента оборудования. Это горелка, в которой закреплены вольфрамовый неплавящийся электрод и сопло, через которое подается аргон. При небольшой толщине соединяемых заготовок сварка может выполняться без использования присадочного материала.

Подключение к электросети выполняют 2 способами:

• прямая полярность (на заготовку подают минус, а на рабочий стержень – плюс);
• обратная (здесь все наоборот, но это приводит к неустойчивому горению дуги и преждевременному износу вольфрама).

Свойства газа и влияние на металл

Благодаря физико-химическим характеристикам аргон не вступает в химические соединения с другими веществами: даже при высоких температурах он не взаимодействует с кислородом. Его возможно применять при сваривании разных металлов и сплавов в промышленных и домашних условиях. Инертный аргон практически полностью изолирует в сварочной ванне расплавленный материал от кислорода, имеющегося в воздухе, поэтому шов не окисляется.

Основные свойства аргона:

• почти на 40% тяжелее компонентов, входящих в состав воздуха, поэтому легко вытесняет их из зоны проведения сварочных работ;
• не принимает участия в непосредственной сварке металлов и никак не влияет на их структуру;
• в случае использования обратной полярности выступает в качестве электропроводной среды.

Особенности использования инвертора

При выполнении аргонодуговой сварки в промышленных и домашних условиях используют инвертор. Это оборудование служит для преобразования переменного тока в постоянный. В отечественных электросетях часто бывают скачки напряжения, но современные инверторы хорошо к этому приспособлены и обеспечивают стабильные выходные показатели.

При выполнении аргонодуговой сварки используют инверторы.

Используемые в данном виде сварки аппараты отличаются небольшим весом и габаритами, высокой надежностью и простотой обслуживания. Все это позволяет начинающим сварщикам легко освоить используемое оборудование и сам процесс аргоновой сварки.

Инверторная сварка нержавеющей стали в среде аргона, по сравнению с другими способами соединения таких сплавов, отличается простотой. Здесь сварщику надо только правильно двигать горелку вдоль шва.

Оборудование для аргонодуговой сварки

Сварочные работы в защитной среде газов выполняют как с помощью фирменных установок предназначенных непосредственно для аргонно-дуговой сварки, так и модифицированными аппаратами, используемыми для других работ. В любом случае требуется использование специального оборудования, каждое из которых имеет свое предназначение. А именно:

• Сопла для сварки – предназначены для обеспечения работы горелки. Так как при нагревании температура сварочной ванны достигает 2000° градусов, для производства сопел используется специальный термоустойчивый материал. Практика показала, что керамическое сопло для аргонодуговой сварки является оптимальным решением этого вопроса. В зависимости от толщины и структуры металла может понадобиться разный диаметр сопла.

Горелка – конструкция горелки для аргонодуговой сварки может быть разной в зависимости от метода проведения работ. Так, наложение сварного шва может осуществляться как плавящимся, так и неплавящимся электродом. Популярностью пользуется и сварочная горелка с водяным охлаждением. Водяное охлаждение горелки позволяет поддерживать необходимую температуру сварной ванны и не допускать перегрева электрода.

Осциллятор – это устройство обеспечивает поджигание дуги с помощью бесконтактного метода. Преимуществом использования осциллятора является возможность поддержания стабильной дуги при использовании переменного тока. Сварочные аппараты для аргонодуговой сварки не могут обойтись без осциллятора, так как зачастую приходится обрабатывать металлы без возможности непосредственного прикосновения электродом к поверхности. Особенностью осциллятора является то, что он генерирует разряд с мощностью 4-8 кВт, достаточный для пробивания дугового промежутка.

Балластный реостат – еще одна необходимая деталь. Балластный реостат помогает регулировать силу тока подаваемого на дугу и подбирать оптимальные параметры при работе с различными металлами. Профессиональный инверторный сварочный аргонодуговой аппарат для сварки, часто имеет встроенный балластный реостат. Не помешает реостат и при работе начинающего мастера на оборудовании бытового предназначения.

Источник напряжения – существуют как трансформаторные установки, так и сварочные инверторы для аргонно-дуговой сварки. Инверторный вариант более предпочтителен. Инвертор создает равномерное напряжение необходимой частоты, что обеспечивает условия для качественного наложения сварного шва. Инверторная установка аргонодуговой сварки может работать как от напряжения в 220В, так и от 380В. Максимальная производительность достигается при подключении к трехфазной сети.

Дополнительные аксессуары – для выполнения сварных работ на профессиональном уровне не обойтись без сварочного поста. Сварочный пост часто называют столом, но он представляет собой нечто большее. Сварочный пост – это полностью укомплектованное рабочее место, существенно облегчающее процесс выполнения работ и увеличивающий качество результата. Стол для сварки может быть как стационарным, так и передвижным. Пост обеспечивает своевременный отвод отработанных газов, а также дает защиту от случайного попадания искры на поверхности находящиеся рядом.

Практика показала, что начинающим мастерам легче удается достичь необходимого качества, используя сварочный инвертор аргонно-дуговой сварки. Инвертор дает стабильную дугу, что облегчает процесс нанесения сварного шва.

Виды аргонной сварки по технологии выполнения

В зависимости от способа выполнения, существует несколько видов сварки аргоном.

Ручная

При таком методе сварщик использует только неплавящиеся вольфрамовые стержни, самостоятельно подает горелку и присадку.

При ручном методе сварщик самостоятельно подает горелку.

Механизированная

Этот вид еще называют полуавтоматическим, т.к. здесь исполнитель работ вручную ведет только горелку, а присадочная проволока подается механизированным способом. Такой принцип часто используют при выполнении аргоновой сварки деталей из нержавеющей стали полуавтоматом.

Полностью автоматическая

Применение автоматического вида аргонной сварки предусматривает, что оператор дистанционно управляет подачей проволоки и горелки. Самые современные системы полностью роботизированы и работают без участия человека. Создание нержавеющих трубопроводов при таком способе проходит эффективнее. Автоматическая сварка неплавящимся электродом в среде аргона чаще всего применяется в разных отраслях промышленности, в домашних условиях использовать этот вид нерационально.

Автоматическая сварка применяется в разных отраслях промышленности.

Режим AC/DC TIG и его особенности

Это технология с использованием вольфрамовых электродов рекомендуется для сваривания деталей, к которым выдвигают высокие требования качества. В частности, это работа с изделиями, состоящими из тонкого металла. Часто применяется для работы с трубопроводами, которые служат для работы под давлением жидкостей.

Особенности технологии:

• чтобы вольфрам не попал в сварочную ванну необходимо использовать бесконтактный поджог дуги. Если такой вариант работы невозможен, то рекомендуется выполнять работу на угольной плите и только потом переносить дугу на металл. Таким образом вы сможете избежать проблем при работе;
• работать можно на переменном и постоянном токе;
• режим сварки подбирается исходя из толщины металлических деталей, которые необходимо соединить между собой;
• уровень легирования проволоки всегда должен быть выше основного металла;
• для того, чтобы избежать окисления не делайте электродом колебательные движения.

Обдув электрода позволяет существенно и гарантированно уменьшить окисление. Сварка полуавтоматом по технологическому процессу практически не отличается от простого соединения поверхностей. Просто в этом способе проволока из нержавейки подается не вручную, а механическим путем. Работа в режиме «MIG» проходит легче и быстрее.

Техника работы в режиме полуавтомат позволяет работать с разными поверхностями:

• для металла с большой толщиной используется метод струйного переноса;
• для изделий с тонкими ластами металла подходит сварка короткой дугой;
• универсальная технология — импульсная сварка. Она является самым выгодным вариантом для соединения деталей.

Технология ММА

Одной из самых популярных и востребованных методик считается сварка с покрытыми электродами. Такой вариант сварки очень часто используется любителями в домашних условиях. Он идеально подходит для сварки, если к качеству конечного результата не предъявляются серьезные требования. Здесь необходимо лишь правильно выбрать электроды, которые могут быть двух видов:

• двуокись титана с рутиловым покрытием. Они подходят для сварки на постоянном и переменном токе. Отличаются низким уровнем разбрызгивания при работе и надежной дугой, которая обеспечивает качественное и постоянное горение;
• основное покрытие, которое делается карбонатами магния и кальция. Подходят для работы на постоянном токе.

Для проведения качественной сварки важно правильно подобрать электроды. Именно от них многое зависит

Делать это лучше по соответствиям ГОСТу «10052». В документе имеются четкие указания по разным типам. Такой подход позволит вам узнать необходимую информацию и начать работу правильно.

Если вам известна марка стали вашего изделия, то обратитесь к стандартам, и вы легко найдете соответствующий ей электрод. Также немаловажны механические параметры, которые следует изучить до начала работы

Важно знать уровень коррозионной устойчивости. Сварка пищевой нержавейки требует тщательной подготовки и грамотного подхода для получения качественного результата

Оборудование для аргонодуговой сварки

Сварочные работы в защитной среде газов выполняют как с помощью фирменных установок предназначенных непосредственно для аргонно-дуговой сварки, так и модифицированными аппаратами, используемыми для других работ. В любом случае требуется использование специального оборудования, каждое из которых имеет свое предназначение. А именно:

• Сопла для сварки – предназначены для обеспечения работы горелки. Так как при нагревании температура сварочной ванны достигает 2000° градусов, для производства сопел используется специальный термоустойчивый материал. Практика показала, что керамическое сопло для аргонодуговой сварки является оптимальным решением этого вопроса. В зависимости от толщины и структуры металла может понадобиться разный диаметр сопла.

• Горелка – конструкция горелки для аргонодуговой сварки может быть разной в зависимости от метода проведения работ. Так, наложение сварного шва может осуществляться как плавящимся, так и неплавящимся электродом. Популярностью пользуется и сварочная горелка с водяным охлаждением. Водяное охлаждение горелки позволяет поддерживать необходимую температуру сварной ванны и не допускать перегрева электрода.

• Осциллятор – это устройство обеспечивает поджигание дуги с помощью бесконтактного метода. Преимуществом использования осциллятора является возможность поддержания стабильной дуги при использовании переменного тока. Сварочные аппараты для аргонодуговой сварки не могут обойтись без осциллятора, так как зачастую приходится обрабатывать металлы без возможности непосредственного прикосновения электродом к поверхности. Особенностью осциллятора является то, что он генерирует разряд с мощностью 4-8 кВт, достаточный для пробивания дугового промежутка.
• Балластный реостат – еще одна необходимая деталь. Балластный реостат помогает регулировать силу тока подаваемого на дугу и подбирать оптимальные параметры при работе с различными металлами. Профессиональный инверторный сварочный аргонодуговой аппарат для сварки, часто имеет встроенный балластный реостат. Не помешает реостат и при работе начинающего мастера на оборудовании бытового предназначения.
• Источник напряжения – существуют как трансформаторные установки, так и сварочные инверторы для аргонно-дуговой сварки. Инверторный вариант более предпочтителен. Инвертор создает равномерное напряжение необходимой частоты, что обеспечивает условия для качественного наложения сварного шва. Инверторная установка аргонодуговой сварки может работать как от напряжения в 220В, так и от 380В. Максимальная производительность достигается при подключении к трехфазной сети.
• Дополнительные аксессуары – для выполнения сварных работ на профессиональном уровне не обойтись без сварочного поста. Сварочный пост часто называют столом, но он представляет собой нечто большее. Сварочный пост – это полностью укомплектованное рабочее место, существенно облегчающее процесс выполнения работ и увеличивающий качество результата. Стол для сварки может быть как стационарным, так и передвижным. Пост обеспечивает своевременный отвод отработанных газов, а также дает защиту от случайного попадания искры на поверхности находящиеся рядом.

Практика показала, что начинающим мастерам легче удается достичь необходимого качества, используя сварочный инвертор аргонно-дуговой сварки. Инвертор дает стабильную дугу, что облегчает процесс нанесения сварного шва.

Обработка титана

Титан в расплавленном состоянии бурно реагирует с тремя компонентами воздуха: кислородом, водородом, азотом. Необходимо снизить их содержание в защитной атмосфере до минимума. Газ должен быть качественным, если нужен надежный шов. Он должен остывать в защитной атмосфере, чтобы не образовывались трещины. Для сварки титана в промышленных объемах используются герметичные камеры. При ручной сварке необходимо экранировать рабочую зону, чтобы облако инертного газа не смещалось со шва, аргон или гелий, смеси должны быть первого или высшего сорта. Защитный газ за счет высокой плотности вытеснит воздух. Используется сварочное оборудование, генерирующее постоянный ток. Сварка цветного металла проводится током прямой полярности. Основная термическая нагрузка концентрируется на поверхности заготовки, корень шва углубляется, дуга поддерживается стабильно, металл меньше разбрызгивается.

Что лучше — инвертор или полуавтомат

Если сравнивать два вида аппаратов, то становится очевидным, что инвертор работает с электродами, а полуавтомат — с электродной проволокой, как с порошковым покрытием, так и омедненной. В последнем случае требуется использовать защитный газ для обдува места горения электрода, благодаря чему создается более качественный и эстетичный шов, чем при сварке обычным электродом. Полуавтоматы больше подходят для работы с нержавеющей сталью, алюминием и другими “трудными” металлами.

К тому же, полуавтоматом можно сращивать тонкие металлические детали, например, при кузовном ремонте автомобилей, чего нельзя делать обычным инвертором. Особенно удобно работать полуавтоматом в труднодоступных местах, поскольку длина электродной проволоки не мешает при работе. При работе инвертором порой сложно добраться до какого-либо места соединения из-за длины электрода. В таких случаях его приходится укорачивать, на что уходит время. Необходимость постоянной замены электрода сильно снижает производительность труда.

Но инверторы имеют огромное преимущество перед полуавтоматами – это мобильность и компактные размеры. Аппарат без проблем перемещается с одного места работы на другое, к примеру, при установке длинного забора или монтаже рекламных щитов. Поэтому инвертор можно считать более универсальным прибором. Полуавтомат же скорее относится к стационарному оборудованию, которое используется в пределах участка цеха или мастерской, поскольку он имеет большую массу, чем инвертор, и его неудобно постоянно перемещать вместе с баллоном и шлангами.

3 Инверторный аргоновый аппарат – он самый удобный!

Инверторное оборудование считается самым оптимальным вариантом аргонодуговой сварки. Оно может использоваться с газовым баллоном (применяется неплавящийся электрод) и без него (обычный покрытый сварочный стержень). Для домашней эксплуатации такой аппарат, согласитесь, является настоящей находкой. Инверторный аргоновый агрегат рекомендован для соединения изделий из нержавеющей стали, магния, титана, алюминия и их сплавов, а также из любых других активных с точки зрения химии металлов.

Инверторное оборудование с газовым баллоном

Указанные материалы при нагреве в атмосфере очень сильно окисляются. Если толщина свариваемых поверхностей невысока, процесс ведется без присадочной проволоки. Инверторы дают возможность работать в автоматическом и ручном режиме на переменном или постоянном токе. Как правило, инверторное аргонодуговое оборудование функционирует на постоянном токе, который, вкупе с прямой полярностью, обеспечивает безупречное распространение тепла, выделяемого сварочной дугой.

При сварке «нержавейки» всегда лучше работать на постоянном токе. Данный режим гарантирует отличное качество соединения и продолжительную эксплуатацию вольфрамовых стержней. А вот алюминиевые изделия обычно варят переменным током. При прямой полярности в этом случае наблюдается эффективное расплавление поверхностного слоя, при обратной же фиксируется активное распыление (катодное) тугоплавкой пленки оксидов, затрудняющей сварку. Переменный ток рекомендован специалистами и при сваривании нержавеющих конструкций, в которых имеются примеси алюминия.

Сварка нержавеющих конструкций

Если инверторный аргонодуговой аппарат работает с вольфрамовым катодом, он должен быть снабжен таким источником энергии, который бы при любых внешних воздействиях гарантировал стабильность тока, используемого для сварочного процесса. Кроме того, необходимо обеспечить возможность регулирования источника в широких интервалах, так как на финальной стадии сварки нужно избежать риска появления кратера. А для этого следует уменьшать в несколько раз мощность рабочего сварочного режима.