Аргонная сварка цветного металла



Использование аргонодуговой сварки неплавящимся электродом при работе с цветными металлами и сплавами

При соединении деталей из цветных металлов, а также нержавеющей стали применяют либо аргонодуговую сварку, либо специальные электроды вместе с аппаратами для ручной дуговой. Реже – ацетиленовые посты, горелки с флюсами и присадками. Первый способ более предпочтителен: при меньших затратах получаются швы высокого качества.

Особенности сварки цветных металлов

Алюминий, медь, бронза, титан – материалы, значительно отличающиеся от стали и чугунов. При расплавлении жидкие сплавы способны поглотить множество вредных примесей, содержащихся в воздухе, что приводит к появлению дефектов – порам. Это значит, что зону сварки требуется надежно защищать. Углекислый газ, применяемый при полуавтоматической сварке черных металлов, не годится, поскольку алюминий при контакте с кислородом, содержащимся в смеси, будет образовывать пленку – оксид. Вредные процессы будут происходить также при работе с другими сплавами. Поэтому применение инертных газов – аргона или его заменителя гелия – обязательно. Такие смеси не вступают в реакцию с иными элементами (в отличие от активного углекислого газа), а только не дают проникнуть к сварочной ванне кислороду и посторонним примесям.

Преимущества аргонодуговой сварки цветных металлов

Кроме АДС, при работе с алюминием, медью и прочими сплавами можно использовать другие виды сварки: ручную дуговую и газовую. В первом случае понадобятся специальные электроды, во втором – ацетиленовый пост, горелка, присадочный материал и набор различных флюсов (паст), которые должны будут заменять инертный газ.

Минус использования алюминиевых и медных электродов – высокая их стоимость и необходимость правильного хранения при определенной температуре и влажности.

АДС – более универсальный вид сварки, позволяющий работать со всеми видами сталей, чугунов, цветных металлов при наличии оборудования с переключателем AC/DC.

При соблюдении технологии можно получить качественные и аккуратные швы.

Технология

Нормативные документы, принятые в России и ряде стран СНГ:

  • ГОСТ 14771-76 – общие сведения о сварке в защитных газах;
  • ГОСТ 14806-80, ГОСТ 27580-88 – АДС алюминия и его сплавов. Типы соединений, размеры элементов;
  • ГОСТ 10157-79 – о составе аргоновых смесей;
  • ГОСТ 23949-80 – о вольфрамовых электродах.

Принципы подготовки кромок к сварке аналогичны методам работы с черными металлами. Важным условием считается очистка алюминиевых поверхностей от прозрачной окисной пленки перед началом работ. Рекомендуется обезжиривать поверхности растворителями.

Основа технологии ручной АДС неплавящимся электродом заключается в расплавлении кромок вольфрамовым стержнем, присадочный материал подается вручную.

Маркировка вольфрамовых электродов по DIN EN 26848 (международный стандарт):

  • зеленый – WP: практически чистый вольфрам (более 99%);
  • серый – WC: присутствует примесь церия. Универсальные прутки для сварки любых металлов;
  • красный – WT: добавлен диоксид тория. Также считаются универсальными;
  • темно-синий – WY: в прутке есть диоксид иттрия. Для работы на постоянном токе прямой полярности. Используют при сварке титана, меди, сталей;
  • белый – WZ: с оксидом циркония. Пруток для работы на переменном токе – с алюминиевыми сплавами;
  • золотистый или светло-синий – WL: присутствует оксид лантана. Универсальные электроды. Такие стержни подтачивать требуется реже всего.

Примерная стоимость вольфрамовых электродов на Яндекс.маркет

Электроды затачивают под острыми углами при сварке сталей, меди, титана. А при работе с алюминием особая заточка не требуется: при первом поджиге дуги на кончике образуется шарик, который будет затем воздействовать на сварочную ванну.

По ГОСТам вольфрамовые прутки нужно затачивать так, чтобы угол конуса был в диапазоне 27-30 градусов.

Необходимое оборудование и материалы. Подготовка вольфрамового электрода

Для работы понадобятся:

  • сварочный аппарат – разные марки предназначены для проведения работ с разными материалами. Если аппарат на выходе выдает постоянный ток, то варить алюминий им не получится. Производители выпускают универсальное оборудование с переключателем AC/DC. С его помощью допускается сварка любых сплавов;
  • баллон – для хранения и перевозки инертного газа аргона. Отличается серой окраской. Емкость от 5 до 40 литров;
  • редуктор – требуется для понижения давления на выходе из баллона до рабочих значений;
  • шланг и два хомута – для подсоединения баллона;
  • вольфрамовые электроды – неплавящиеся стержни, необходимые для расплавления кромок. Бывают специализированные (например, для работы с алюминием) и универсальные (подходят для всех сплавов). Отличаются друг от друга диаметрами, которые подбирают в зависимости от силы тока. Маркируются разными цветами.

Присадка выбирается в зависимости от типа свариваемых материалов: алюминиевая проволока, прутки из нержавейки, латунные, медно-никелевые стержни. На кончиках указана марка, состав используемого сплава нужно определить по каталогу.

Важно: при выборе сварочного аппарата нужно учитывать, что для работы с медью и алюминием (особенно с толщинами более 5-7 мм) требуется мощное промышленное оборудование – около 350-500 А на выходе.

Это ограничивает универсальность АДС, поскольку такие устройства нуждаются в питании 380 вольт.

Примерная стоимость сварочных аппаратов с переключателем AC/DC на Яндекс.маркет

До начала работы необходимо приготовить вольфрамовый пруток. Следует понимать, что при неправильной заточке могут возникнуть проблемы:

  • блуждающая дуга (хаотично перескакивает с одной кромки на другую) – проявляется при неравномерной заточке, наличии крупных рисок на поверхности;
  • непровар шва – угол слишком тупой;
  • электрод во время сварки быстро плавится – острый угол заточки.
Читайте также:  Крепеж для утеплителя на потолок

Заточку производят на обычном точильном станке (круги с разной зернистостью) или с использованием болгарки.

Процесс сварки

Особенно важно правильно настроить аппарат. Силу тока, напряжение и диаметр вольфрама требуется подбирать в зависимости от типа материалов и их толщин. Установка вылета стержня из сопла зависит от типа соединения, рекомендуется придерживаться значений 1-2 мм. Но при сварке угловых швов приходится выдвигать больше. Если вольфрам быстро сгорает, нужно уменьшить вылет.

У многофункционального аппарата требуется на передней панели выбрать режим «TIG».

Баланс переменного тока (от +5 до -5) – настраивается при работе с алюминиевыми сплавами. Если варится «чистый» AL, то рекомендуется устанавливать отрицательные значения – подбирать путем экспериментов. В остальных случаях – от 50/50 до положительных цифр.

Опция «Заварка кратера» нужна для плавного угасания дуги после завершения шва. Помогает избежать дефектов. Устанавливается в зависимости от толщины детали. Например, если работа ведется с заготовкой 2 мм, достаточно установить значение 2-3 секунды.

Также необходимо настроить предварительную продувку перед сваркой и задержку отключения газа после отпускания кнопки. Это нужно, чтобы в процессе не появлялись дефекты – ни в начале шва, ни в его окончании. В неостывшем металле (без газовой защиты) могут появляться поры.

Режимы 2Т/4Т – 2Т используются чаще всего: после нажатия кнопки ток подается на электрод, после отпускания прекращает. 4Т – для длительной работы: после нажатия первый раз ток подается, при первом отпускании продолжает подаваться. Для выключения требуется нажать и отпустить кнопку второй раз.

Последовательность примерно одинакова при работе со всеми типами сплавов.

  1. Подготовка материалов: требуется тщательно зачистить кромки, сделать скосы под сварку (если металл толстый), обезжирить поверхность ацетоном. Особенно важно подготавливать алюминий – на его поверхности образуется окисная пленка, которая мешает проведению работ.
  2. Детали фиксируются зажимами, делается несколько прихваток.
  3. Теперь можно проварить все швы.
  • зажигание дуги – если поджиг контактный, необходимо зажать кнопку на горелке и коснуться электродом одной из кромок детали. После этого быстро отвести вольфрам на 1-2 мм до возникновения дуги. Если поджиг бесконтактный, то прислонение к металлу не потребуется;
  • когда дуга уже горит, следует подвести вольфрам к стыку свариваемых кромок, дождаться образования сварочной ванны (ямки), присадочный материал аккуратно подавать в зону сварки. Допускаются небольшие поперечные колебания электродом. Присадка должна расплавиться и «улечься» в сварочную ванну. После этого нужно двигаться дальше вдоль кромок;
  • газ должен свободно обдувать место сварки, но не слишком сильно, чтобы не мешать расплавлению металла.

Справка: тонкие листовые материалы допускается варить без присадки. Для этого требуется устанавливать вольфрамовый электрод под таким углом, чтобы одна из кромок сама наплавлялась на вторую.

Аргонодуговая сварка – сложный процесс, требующий от сварщика внимательности и аккуратности. Соблюдение технологии необходимо для получения качественных и красивых швов.

Источник

Что можно варить аргонной сваркой: особенности технологии

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Особенности технологии аргонной сварки
  • Металлы, которые можно варить аргонной сваркой
  • Основные виды аргонной сварки
  • Порядок выполнения работ при аргонной сварке
  • Особенности аргонной сварки различных металлов

Что можно варить аргонной сваркой? Да практически все! И это радует, ведь соединить детали из различных цветных металлов и сплавов обычными методами иногда не представляется возможным.

С другой стороны, технология аргонной сварки достаточно сложна и обладает своей спецификой. Поэтому прежде чем приступать к работе, нужно как можно более тщательно изучить особенности данного способа металлообработки.

Особенности технологии аргонной сварки

Прежде чем говорить об аргонно-дуговой сварке, следует разобраться с тем, что представляет собой сам процесс соединения заготовок. Металлические поверхности свариваемых деталей предварительно прогреваются за счет воздействия пламени. При таком способе обработки находящийся в воздухе кислород вступает в реакцию с материалом, что вызывает его окисление. При этом следует иметь в виду, что окисление цветных металлов и легированных сталей занимает меньше времени по сравнению с обычными металлами.

Из-за этого качество соединений снижается: швы заполняются многочисленными пузырьками, что приводит к потере ими прочности и разрушению. Сварка не подходит для работы с заготовками из алюминия, поскольку этот сплав при нагреве горит и разрушается.

В процессе аргонно-дуговой сварки используется сварочная ванна, защищающая детали от воздействия газов и примесей. В качестве защитной оболочки тут выступают инертный газ аргон.

При сварочных работах могут использоваться другие инертные газы, например, гелий, обладающий аналогичными характеристиками. Однако недостатками гелия являются высокая стоимость и больший расход в сравнении с аргоном.

Аргон не вступает в химические реакции с другими элементами, включая обрабатываемые металлические заготовки. Этот газ весит больше воздуха, поэтому вытесняет его из сварочной ванны, предотвращая воздействие ненужных газовых примесей.

Читайте также:  Газ для сварки кемпингом

Рекомендуем статьи по металлообработке

Аргонную сварку производят при помощи плавящихся либо неплавящихся (например, вольфрамовых) электродов. Для определения типа и диаметра электродов используются специальные таблицы. Выбор того или иного расходника зависит от свариваемых материалов.

Металлы, которые можно варить аргонной сваркой

Итак, что можно варить аргонной сваркой? Чаще всего именно она применяется для работы с материалами, в составе которых присутствует алюминий или нержавеющая сталь. Именно этой технологии отдают предпочтение работники станций технического обслуживания автомобилей. Использование аргонной сварки позволяет продлить срок использования деталей авто.

Аргонной сваркой можно варить отдельные элементы трансмиссии, радиаторы, трубки кондиционера и других детали, изготовленные из алюминиевых сплавов.

Технические особенности автомобильных запчастей не позволяют воспользоваться другими методами обработки, например, плазменным напылением или пайкой.

Можно варить аргонной сваркой детали, изготовленные из дюралюминия, титана, чугуна, меди, силумина, других цветных и черных металлов. Поскольку материалы обладают своими особенностями, то качественно выполнить работы и получить надежное сварное соединение помогает профессионализм и опыт сварщика, знакомого с химическими реакциями металлов при нагреве.

Также с помощью аргонно-дуговой сварки создают уникальные кованые изделия (ворота, ограждения, мебель, люстры и т. п.). Из-за большого количества мелких элементов готового изделия его финишная шлифовка затруднительна. Используемая же технология оптимизирует процесс изготовления, а готовые детали не нуждаются в дальнейшей обработке.

Для получения качественных сварных соединений помимо аргона необходимо пользоваться присадками. Благодаря своему опыту сварщики могут подобрать оптимально подходящие расходные материалы для более быстрой и профессиональной работы.

Основные виды аргонной сварки

Выбор разновидности сварки зависит от обрабатываемого металла. Ручная аргонная сварка с использованием штучных электродов обладает следующими особенностями:

  • получением тонкого аккуратного сварного шва;
  • высокой скоростью обработки металла;
  • относительно невысокой температурой работы;
  • отсутствием необходимости в присадках.

В промышленности широко применяется ручная или автоматическая аргонодуговая сварка с использованием штучных вольфрамовых электродов и присадочной проволоки. Эта технология более сложная и трудоемкая, но при этом обладает рядом преимуществ:

  • использование автоматического оборудования в разы увеличивает производительность труда по сравнению с ручным способом;
  • можно варить аргонной сваркой заготовки из легированной и углеродистой стали;
  • сварочный шов отличается высоким качеством.

Выбор той или иной технологии сварки зависит не только от имеющегося оборудования, но и от материала, из которого выполнены заготовки. В большинстве случаев ручная и автоматическая или полуавтоматическая сварка может использоваться для сваривания аналогичных металлов.

Для аргонной сварки более предпочтительным является использование оборудования с постоянным и переменным током. Высокая стоимость оборудования окупается возможностью применения его для работы практически с любыми металлами.

Порядок выполнения работ при аргонной сварке

Аргонной сваркой с неплавящимися вольфрамовыми электродами можно варить детали, изготовленные из нержавеющей стали и цветных металлов (алюминия, титана, магния).

Электрод размещается в токоподводящей цанге горелки с керамическим соплом, направляющим инертный газ в свариваемую область. Аппарат имеет систему водяного охлаждения. При выборе диаметра электрода необходимо руководствоваться требуемой силой тока, зависящей от толщины обрабатываемого изделия. Поскольку в процессе сварных работ брызги не образуются, горелка закрывается сетчатым фильтром, который равномерно распределяет аргонный поток.

Механизированная горелка, которую можно использовать при аргонной сварке, имеет также маховик, поднимающий и опускающий вольфрамовый электрод. Токоподводящая цанга закреплена резьбовым соединением, что позволяет использовать стержни разного диаметра.

Полуавтоматическое или автоматическое оборудование оснащено горелкой с плавящимся электродом. В процессе работы сварочная дуга поддерживается между обрабатываемой деталью и присадочной проволокой. Система охлаждения аппарата зависит от его производительности и может быть воздушной или жидкостной. Конструкция сопла и принцип работы аналогичны оборудованию с неплавящимися стержнями.

Во время аргонной сварки сварщикам необходимо придерживаться следующих правил:

  1. Обрабатываемая поверхность должна быть тщательно очищена от грязи, масла, жиров, краски и т. д., поскольку наличие загрязнений отрицательно скажется на качестве полученного шва. Способы очистки могут быть как механическими, так и химическими.
  2. За 20 секунд до начала работы газ подается в зону сварки. Присадочная проволока и горелка размещаются в непосредственной близости от обрабатываемой поверхности. Дуга активируется поступающей электроэнергией.
  3. Горелка должна перемещаться вдоль, а не поперек линии соединения деталей. Проволока не должна подаваться быстро, чтобы избежать образования металлических брызг. Присадку следует проводить впереди горелки, поступательно добавляя или убирая ее.
  4. Чем короче сварочная дуга, тем уже, глубже и эстетичнее будет шов. Этот момент особенно важен при использовании неплавящихся электродов.
  5. Необходимо следить за нахождением горелки и присадочной проволоки внутри защитной газовой оболочки.
  6. Для того чтобы заварить кратер, следует понизить напряжение, а не убирать горелку. Подачу газа в зону сварки следует прекратить спустя 15 секунд после окончания работы.

Немного о режиме работы сварочного аппарата. Выбирая порядок работы оборудования, необходимо учитывать имеющиеся исходные данные.

Выбор направленности и полярности тока зависит от обрабатываемого металла. Аргонной сваркой можно варить детали из стали, включая нержавейку, на оборудовании с током прямой направленности. Для цветных металлов, магния и алюминия используется аппаратура, работающая на переменном токе с обратной полярностью.

Читайте также:  Как повесить гипсокартон на дюбель

На расход инертного газа влияют два основных фактора: условия работы и скорость подачи аргона. Если аргонная сварка ведется на открытом воздухе при сильном ветре, расход увеличивается. В связи с этим, обработку следует выполнять в защищенном от ветра месте.

Особенности аргонной сварки различных металлов

Итак, аргонной сваркой можно варить различные металлы, главное – знать и учитывать их особенности, поскольку без этого невозможно получить качественное сварное соединение.

Нержавеющая сталь

Изделия из нержавеющей стали достаточно сложны в обработке. Распространенной проблемой являются трескающиеся и расходящиеся сварные швы. Во избежание этого для соединения деталей используется аргонодуговая сварка. При работе с нержавейкой необходимо помнить о некоторых нюансах:

  • присадка и неплавящийся электрод перемещаются исключительно вдоль, а не поперек сварного шва;
  • повысит качество соединения, но при этом увеличит расход газа обдувание области сварки с лицевой и изнаночной стороны;
  • присадка должна располагаться в зоне действия защитного газа;
  • вольфрамовый стержень не должен касаться поверхности соединяемых заготовок, в том числе при активации дуги (это делается с помощью специальных пластин).

После окончания работы с изделиями из нержавеющей стали подача газа прекращается спустя 10–15 секунд, чтобы дать шву остыть и предотвратить окисление.

Можно варить аргонной сваркой трубы из нержавейки. Сама обработка аналогична работе с листовыми изделиями, но сварочное соединение должно обдуваться газом с наружной и внутренней стороны.

Обдув снаружи вопросов не вызывает, а для того, чтобы подавать газ изнутри, следует:

  • закрыть одну из свариваемых труб пробкой;
  • стык скрыть изолентой;
  • во вторую трубу медленно впустить аргон и закрыть ее;
  • удалить изоленту и продолжить сварку так же, как и при работе с другими листовыми изделиями.

Алюминий

Что можно варить аргонной сваркой? Именно эта технология позволяет без проблем соединять изделия из алюминия. Проблематичность сварки этого металла обусловлена его свойствами: при контакте с воздухом он вступает в химическую реакцию с кислородом, в результате чего поверхность сразу покрывается оксидной пленкой. После механического удаления пленки она вновь появляется спустя непродолжительное время.

Образующийся на поверхности детали оксид алюминия тугоплавок, разрушить его можно переменным током или током с обратной полярностью.

Помимо создания защитной среды, использование аргона в данном случае разрушает оксидную пленку. При сваривании деталей из тонколистовой стали расходуется около 6 л/мин инертного газа, из толстолистовой – около 15 л/мин.

Независимо от используемой технологии сварки важно предварительно тщательно очистить обрабатываемую заготовку. Последовательность действий по очистке будет следующей:

  • с помощью растворителя обезжирить поверхности соединяемых деталей;
  • удалить оксидную пленку механическим или химическим способом;
  • просушить чистую поверхность.

После такой подготовки качество сварного шва будет намного выше.

При использовании для сварки гелия необходимо оборудование с постоянным током. К недостаткам технологии относятся:

  • более высокая стоимость гелия по сравнению с аргоном;
  • повышенный расход инертного газа;
  • технически работа с гелием сложнее работы с аргоном.

Отличие меди от других цветных металлов заключается в ее химических свойствах – металл более устойчив к воздействию агрессивной среды. Работая с ней, профессиональные сварщики пользуются смесью аргона с гелием, плавящимися или неплавящимися вольфрамовыми электродами, а также оборудованием с постоянным током.

При обработке деталей толщиной более 4 мм их предварительно нагревают до +800 °С. Изделия из меди можно варить аргонной сваркой с использованием медной или медно-никелевой присадочной проволоки. Вместо нее пользуются прутками из аналогичных материалов. В процессе сварки образуется стабильная и устойчивая сварочная дуга.

Поскольку медь обладает высокой теплопроводностью, кромки соединяемых заготовок должны быть обязательно разделаны. При работе с заготовками толщиной менее 12 мм можно ограничиться разделыванием одной кромки, при сваривании более толстых деталей следует обработать обе кромки.

Титан

Также можно варить аргонной сваркой изделия из титана. Для этого используют вольфрамовые электроды.

При толщине деталей от 0,5 до 1,5 мм достаточно одного электрода. Присадки при этом не нужны, заготовки соединяются встык. Более толстые изделия свариваются с использованием присадочной проволоки.

Предварительно с кромок соединяемых заготовок необходимо полностью удалить насыщенный кислородом альфированный слой. Присадочную проволоку нужно обработать вакуумным отжигом при температуре +900…+1000 °С в течение четырех часов.

Титан можно варить аргонной сваркой на оборудовании с постоянным током прямой полярности. Для соединения заготовок толще 10–15 мм используется погруженная дуга:

  • после того как образуется сварочная ванна, расход инертного газа повышается до 40–50 л/ч;
  • электрод погружают в сварочную ванну;
  • возникающее давление сварочной дуги оттесняет расплавленный металл, а дуга горит внутри образовавшегося углубления.

Такая технология позволяет увеличить проплавляющую способность дуги.

В заключение отметим, что варить аргонной сваркой можно изделия из различных металлов, главное – учитывать существующие нюансы и особенности каждого из свариваемых материалов. Изучить их помогут специальные справочники.

Источник

Оцените статью
toolgir.ru
Adblock
detector