Для чего предназначена сварка tig



TIG-сварка: особенности технологии

8 лет на рынке металлопроката

Работаем с ИП, частными лицами, Управляющими Компаниями и другими организациями

Доставим продукцию к назначенному времени

Доставка по Санкт-Петербургу и Ленинградской области

Сварка – один из самых популярных способов соединения металлических деталей. С совершенствованиями технологий появляются новые методы сваривания элементов, обеспечивающие повышение прочности шва. Одним из таких способов является TIG-сварка (или ТИГ-сварка). Разберемся в особенностях и преимуществах технологии.

О технологии TIG-сварки

Сварка TIG — технология соединения деталей при помощи неплавящегося электрода в среде инертного газа. Как правило, используется вольфрамовый электрод. Электродуга образуется между электродом и поверхностями соединяемых деталей. Дополнительно используют присадку. Желательно, чтобы проволока была из того же материала, что и соединяемые элементы. Такая технология позволяет предупреждать окисление металла в области сварки за счет защитной среды и получать ровный, тонкий и надежный шов.

История появления

Первые опыты с вольфрамовой сваркой происходили еще в середине девятнадцатого столетия. В 20-х годах прошлого века метод начал применять американский технолог Чарльз Коффин. Экспериментатор использовал достаточно простое оборудование, не подходящее для масштабных промышленных работ.

В промышленных условиях методику начали применять в 40-х годах прошлого столетия. Технология позволила сваривать алюминий и прочие сплавы, которые раньше невозможно было соединять при помощи сварки. ТИГ-сварка стала настоящим прорывом в области самолетостроения, а в последующем, и ракетостроения. Достаточно быстро преимущества TIG-сварки оценили и представители прочих областей промышленности.

Плюсы и минусы метода

В чем секрет такой востребованности? Самое главное достоинство ТИГ-сварки – совместимость с любыми видами металлов. Специалисты получили возможность сваривать магний, медь, алюминий, никель, причем, можно соединять детали из разных металлов.

Преимущества:

  1. Можно сваривать детали из разных металлов.
  2. Равномерный шов. В сварном соединении отсутствуют неровности и пустоты. Равномерность соединения достигается за счет защиты от окисления, которую образует инертный газ.
  3. Нет необходимости обрабатывать шов после сварки. Не нужно проводить шлифование и выравнивание в зоне соединений.
  4. Снижено внутреннего напряжения, возникающего в металлах при классической сварке.
  5. Отсутствуют плавильные брызги.
  6. Можно использовать технологию для большинства металлов и сплавов.

Также стоит отметить простоту технологии. Обучиться TIG-сварке можно за несколько часов. Что касается недостатков, то отмечают следующие моменты:

  1. Перед проведением сварки требуется тщательная подготовка соединяемых деталей.
  2. Сварку не рекомендуется делать на открытом воздухе, так как инертный газ может выдуваться ветром, что приведет к снижению качества соединения.
  3. Проводить сварочные работы не слишком удобно для оператора, так как горелку нельзя держать под острым углом относительно соединения.
  4. Оператор должен плавно перемещать дугу, в случае задержки образуются отметины, которые потом придется зачищать.

Основные принципы тигельной сварки

Основное отличие метода от других видов сварки – использование аргона. Горение этого инертного газа в электрической дуге обеспечивает отсутствие окислений. Аргон имеет удельный вес больше, чем у воздуха, поэтому в сварочной ванне обеспечивается надежная защита от проникновения других атмосферных газов. При отсутствии кислорода не может образовываться оксидная пленка, что и обеспечивает равномерность сварного соединения, отсутствие пор, неровностей и прочих дефектов. Аргон является самым дешевым инертным газом, именно поэтому его наиболее часто используют при тигельной сварке.

Прочность шва обеспечивается за счет использования вольфрамового электрода. Этот металл имеет температуру плавления более 4000С. При проведении сварочных работ электрод не плавится, что позволяет работать с различными видами металлов и сплавов. Перед работой необходимо проводить заточку вольфрамового элемента, чтобы получать четкий и тонкий шов.

Дополнительно используется присадочная проволока. Это позволяет получать шов с повышенной прочностью. Как правило, присадку выбирают из материала, аналогичного свариваемому элементу. Площадь сечения проволоки определяют толщиной свариваемых деталей.

Оборудование для ТИГ-сварки

Горелка для тигельной сварки оснащается керамическим соплом. В центральной части расположен вольфрамовый элемент, по бокам подается аргон. Подача газа регулируется специальной кнопкой, расположенной на горелке.

Электрод поджигает дугу, за счет горения производится соединение кромок свариваемых металлов. Для повышения качества шва используется поддув, подающий защитный газ к другой стороне соединения.

Для проведения TIG-сварки можно использовать обычный инвертор с горелкой, поддерживающей функцию подачи газа. Однако лучше использовать специальное оборудование. В продаже можно найти следующие виды агрегатов для тигельной сварки:

  1. TIG-инвертор. Основное отличие от традиционного сварочного оборудования – возможность вырабатывать прямой или переменный ток, эта функция расширяет область применения сварочного аппарата, позволяя работать как с черными, так и с цветными металлами.
  2. Выпрямители. Выпрямители относятся к профессиональным видам аппаратов, с их помощью переменный ток преобразуется в постоянный.

Сваривание поверхностей можно проводить с помощью инверторного аппарата ММА, оснащенного функцией TIG. Подобный вариант оптимален для новичков. В этом случае можно потренироваться на таких металлах, как нержавеющая либо низколегированная сталь, которые достаточно просты в обработке.

Если планируется работать с магнием, алюминием, медью и прочими металлами, потребуется специальный аппарат для TIG-сварки. Такие модели могут дополнительно оснащаться следующими функциями:

  • стабилизация дуги;
  • ускоренный поджиг;
  • заварка кратера;
  • модуляция сварочного тока.

Еще одно устройство, которое понадобиться сварщику – осциллятор. Этот прибор может встраиваться в сварочный аппарат или приобретаться отдельно Осциллятор служит для бесконтактного поджигания дуги и обеспечивает ровность шва.

Несмотря на то, что TIG-сварка – достаточно простой процесс для опытного сварщика, при отсутствии опыта работы с ТИГ-обрудованием рекомендуется пройти специальное обучение. В этом случае мастер сможет освоить все тонкости метода, а также узнает о мерах предосторожности и требованиях безопасности.

Техника сваривания металлов

Для начала следует подготовить оборудование. Сборка сварочного аппарата производится следующим образом:

  • соединить осциллятор и инвертор;
  • подключить провод массы к положительной клемме;
  • подсоединить магистраль с держателем к отрицательной клемме;
  • подключить горелку к шлангу для подачи аргона;
  • установить редуктор на баллон с газом;
  • зафиксировать подающий шланг на редукторе.

Собранный аппарат подключают к источнику электроэнергии. Инвертор требует питания 220 Вт, осциллятор – 6Вт.

На втором этапе проводится подготовка и настройка оборудования:

  • заточить электрод (для этого используют надфиль);
  • установить вольфрамовый элемент в горелку и зафиксировать при помощи цангового зажима;
  • повернуть вентиль редуктора, установить объем подачи газа (рекомендуемая подача – 13 литров в минуту);
  • подключить осциллятор;
  • расположить горелку в непосредственно близости от поверхности деталей и включить аппарат.

После включения образуется искра, по соплу начинает поступать инертный газ. Поджиг дуги может производиться следующими способами:

  • контактный – оператор просто чиркает кончиком электрода о рабочую поверхность, это может приводить к деформации электрода и к образованию следов на рабочей поверхности;
  • точечное касание – дугу поджигают на малом расстоянии от рабочей поверхности;
  • бесконтактный – максимально удобный и безопасный, однако опция бесконтактного поджига имеется не во всех моделях.

В процессе проведения сварочных работ важно располагать электрод примерно в 3-х мм от рабочей поверхности. Это расстояние оптимально для получения качественно шва. Если увеличить расстояние от свариваемой поверхности, то будет уменьшаться глубина прохвата и увеличиваться толщина шва.

Если оператор работает с листовым прокатом, то вести электрод следует колебательными движениями, двигаясь слева направо. Таким образом предупреждают прогорание стенок. При варке угловых стыков электрод располагают под углом 45 градусов относительно рабочей поверхности.

Использование переменного и постоянного тока

Аппарат для TIG-сварки может работать от переменного или постоянного тока. Возможность менять режимы позволяет работать с разными видами металлов.

Работа с постоянным током

Если требуется работать с постоянным током, то электрод подсоединяют к минусовой клемме, плюс – к рабочей поверхности. В этом случае обеспечиваются следующие преимущества:

  • возможность большой глубины прогрева, что повышает прочность соединений и позволяет сваривать толстые детали;
  • высокая скорость процесса;
  • высокая рентабельность использования сварочного оборудования.
Читайте также:  Fisher exact test python

Такая технология подходит для работы со стальными элементами.

Использование переменного тока

Подключение производят в режиме обратной полярности. В процессе работы в произвольном режиме меняются плюс и минус. Технология подходит для обработки сложных металлов.

Режимы TIG-сварки

Режим аргонодуговой сварки может быть следующим:

  • автоматический (осуществляется сварка с поддувом в автоматическом режиме, аппарат контролирует траекторию перемещения электрода и подачу присадки);
  • в полуавтоматическом (контроль за траекторией движения электрода осуществляет мастер, подача присадочной проволоки осуществляется в автоматическом режиме);
  • ручной (оператор полностью контролирует процесс).

Стоит отметить, что при ручной сварке не применяют электроды с покрытием. В этом случае высокотемпературный режим обеспечивает дуга. Электрод с покрытием не может обеспечить необходимый уровень защиты, если элемент отсырел, в нем накапливается водород, его содержание в сварочной ванне станет причиной снижения качества сварного соединения.

Область применения TIG-сварки

Благодаря универсальности технологии и получению сварного соединения высокого качества, технология имеет широкую область применения. Такой вид сварки использует:

  • в самолетостроении и в ракетостроении;
  • в судостроении;
  • для изготовления различных видов техники, в том числе, медицинской аппаратуры;
  • при изготовлении инструментов и т.д.

Технология позволяет сваривать разные сорта черного металла. Например, можно приварить чугун к детали из нержавеющей стали. При сварке черных металлов допустимо использовать не чисто вольфрамовые, а вольфрамсодержащие электроды. Нет и высоких требований к присадкам. Стоит учитывать, что чугун требует предварительного прогрева, а при работе с легированными и углеродосодержащими сталями необходимо обеспечить дополнительную защиту металла от перегрева.

TIG-сварку цветных металлов используют только в том случае, когда требуется обеспечить высокое качество соединений. В других ситуациях этот метод не применяют из-за его высокой себестоимости. Кроме того, сварка цветных металлов возможно только в условиях производства.

ТИГ-сварка также используется при работе с медью. Здесь следует учитывать жидкотекучесть металла, за счет которой повышается теплопроводность. При сильном прогреве образуются тугоплавкие компоненты, отличающиеся повышенной хрупкостью. Если четко соблюдать все рекомендации, то при сварке меди получается красивый и ровный шов.

Ваша заявка успешно отправлена.
Мы свяжемся с Вами в ближайшее время

Что-то пошло не так. Попробуйте еще раз

Для дополнительной защиты металлов от негативных воздействий среды и появления коррозии используют защитные покрытия. Производители используют различные технологии защиты металла, все покрыт.

Металлы – целая группа химических веществ и их сплавов, которые нашли широкое применение в различных областях промышленности. Существует множество систем классификации металлов и одна из них.

При строительстве частных домов, многоэтажных зданий или коммерческих объектов в обязательном порядке необходимо спроектировать и сделать водосточную систему. В противном случае вода будет с.

© 2009 — 2023 Металлинвест — металлопрокат в Санкт-Петербурге

196084, Санкт-Петербург, Лиговский пр. 254 лит.В оф. 300

Источник

Сварка в инертных газах вольфрамовым электродом (TIG)

Сущность процесса сварки ТИГ

Полное наименование этого процесса сварки таково: Ручная дуговая сварка в инертном газе вольфрамовым электродом (ДСТУ 3761.3-98 «Сварка и родственные процессы. Часть 3 Сварка металлов: соединения и швы, технология, материалы и оборудование. Термины и определения»). Схема и сущность процесса сварки ТИГ показана на рисунке ниже.

Кромки свариваемого изделия и присадочный металл расплавляются дугой, горящей между неплавящимся вольфрамовым электродом и изделием. При этом используется электрод либо из чистого, либо из активированного вольфрама. При необходимости в сварочную ванну добавляется присадочный металл. По мере перемещения дуги расплавленный (жидкий) металл сварочной ванны затвердевает (то есть кристаллизируется), образуя сварной шов, соединяющий кромки деталей. Сварное соединение образуется либо только за счет расплавленного основного металла, либо за счет, как основного металла, так и металла присадочной проволоки. Дуга, сварочная ванна, торцы вольфрамового электрода и присадочной проволоки, а также остывающий шов защищены от воздействия окружающей среды инертным газом (аргоном или гелием), подаваемым в зону сварки горелкой. Сварка выполняется либо постоянным током прямой полярности, когда плюсовая клемма источника питания подключается к изделию, а минусовая – к горелке, либо переменным током (при сварке алюминия).

Область применения сварки ТИГ

Этот способ сварки широко применяется в химической, теплоэнергетической, нефтеперерабатывающей, авиационно-космической, пищевой, автомобилестроительной и других отраслях промышленности для сварки практически всех металлов и сплавов: углеродистых, конструкционных и нержавеющих сталей, алюминия и его сплавов, титана, никеля, меди, латуней, кремнистых бронз, а так же разнородных металлов и сплавов; наплавка одних металлов на другие.

Сварочный источник питания

Сварочный источник питания обеспечивает сварочную дугу электрической энергией. В качестве источника питания при сварке ТИГ используются:

— сварочные трансформаторы – при сварке на переменном токе;
— сварочные выпрямители и генераторы – при сварке на постоянном токе;
— универсальные источники питания, обеспечивающие, как сварку переменным, так и постоянным током.

Источники питания для сварки ТИГ должны иметь крутопадающую внешнюю вольт-амперную характеристику (Источники питания для дуговой сварки). Такая характеристика обеспечивает постоянство заданного значения тока сварки при нарушениях длины дуги, например, из-за колебаний руки сварщика.

Сварочная горелка

Основным назначением горелки для дуговой сварки ТИГ является жесткое фиксирование вольфрамового электрода (W-электрода) в требуемом положении, подвода к нему электрического тока и равномерного распределения потока защитного газа вокруг сварочной ванны. Она состоит из корпуса (ручки) и головки покрытой изолирующим материалом. Обычно, в рукоятку горелки встроена кнопка управления для включения и выключения тока сварки и защитного газа. Некоторые современные горелки имеют кнопку управления током в процессе сварки. Цанга позволяет жестко закрепить W-электрод в горелке; для этого необходимо закрутить тыльный колпачок до отказа. Обычно, тыльный колпачок достаточно длинный, чтобы вместить в себя всю длину электрода, как это показано на рисунке. Но для работы в стесненных условиях горелки могут снабжаться и короткими колпачками.

Горелки для сварки ТИГ разработаны самых разных конструкций и размеров в зависимости от максимального требуемого тока, а также от условий ее применения. Размер горелки также влияет на то, как горелка будет нагреваться и охлаждаться при сварке. Конструкция некоторых горелок предполагает их охлаждение потоком защитного газа (это так называемые, горелки воздушного охлаждения). Горелки также отводят тепло в окружающее пространство. Имеются также горелки с водяным охлаждением. Они, обычно, предназначаются для использования на повышенных токах сварки. Горелки ТИГ с водяным охлаждением, как правило, имеют меньшие размеры, чем горелки воздушного охлаждения для тех же токов сварки.

Газовое сопло. Функцией газового сопла является направлять защитный газ в зону сварки с тем, чтобы он замещал окружающий воздух. Газовое сопло крепится к горелке ТИГ на резьбе, что, в случае необходимости, облегчает его замену. Они обычно изготавливаются из керамического материала для того, чтобы противостоять интенсивному нагреву.

Газовые линзы. Другим типом сопел являются сопла со встроенными газовыми линзами, в которых поток газа проходит через металлическую решетку, что придает ему большую ламинарность, обеспечивающую более надежную защиту, так как такой поток более устойчив к воздействиям поперечных воздушных потоков и действует на большее расстояние. Преимуществом сопла, обеспечивающего ламинарный поток газа, заключается в том, что можно устанавливать больший вылет электрода, что дает сварщику лучший обзор сварочной ванны. Газовые линзы также снижают расход газа.

Обычное сопло (слева) и сопло с газовой линзой (справа)

Форма потока защитного газа от обычного сопла

Форма потока защитного газа от сопла с газовой линзой

Блоки (панели) управления установками для сварки ТИГ

Блоки (панели) управления установками для сварки ТИГ могут быть, как очень простыми, так и очень сложными с различными функциями. Самый простой блок управления позволяет регулировать только ток сварки. В то время как расход защитного газа настраивается регулятором, вмонтированном в горелку ТИГ. Современные блоки управления позволяют включать защитный газ до зажигания дуги и продолжать его подачу некоторое время после выключение тока сварки. Последнее обеспечивает защиту вольфрамового электрода и остывающей сварочной ванны от воздействия окружающего воздуха. Блоки управления установками для сварки ТИГ могут также обеспечивать контроль нарастания и снижения тока сварки, а также импульсный режим сварки (пульсацию тока). Регулирование времени плавного нарастания тока до номинального уровня при зажигании дуги предохраняет вольфрамовый электрод от разрушения и попадания частичек вольфрама в сварной шов. Регулирование времени плавного снижения тока при окончании сварки предотвращает образование кратера и пористости.

Читайте также:  Как обнаружить короткозамкнутый виток трансформатора

При импульсном режиме сварки устанавливаются два уровня тока: ток импульса и ток базы. Значение тока базы выбирается из условия поддержания горения дуги. Плавление основного металла осуществляется током импульса, в то время как во время паузы сварочная ванна остывает (вплоть до полной кристаллизации в зависимости от параметров импульсного режима). Длительности импульса и паузы могут регулироваться.

При импульсной сварке шов выглядит, как ряд наложенных друг на друга сварных точек, причем степень их перекрытия зависит от скорости сварки.

Основные параметры режима ручной сварки ТИГ

К основным параметрам режима сварки ТИГ относятся:

— тип вольфрамового электрода;
— диаметр электрода;
— тип защитного газа;
— сила тока сварки (Iсв);
— напряжение на дуге (Uд);
— скорость сварки (Vсв).

Используемые сварочные материалы

Защитные газы

Защитный газ выполняет несколько функций. Одна из них заключается в том, чтобы вытеснять собой из зоны сварки окружающий воздух и, тем самым, исключить его контакт со сварочной ванной и раскаленным вольфрамовым электродом. Он также выполняет важную роль в обеспечении прохождения тока и передаче тепла через дугу. При сварке ТИГ используются два инертных газа: аргон (Ar) и гелий (He), из которых первый газ используется чаще. Они оба могут быть смешаны друг с другом, или каждый из них с другим газом, который обладает восстановительной способностью, т.е. вступает в связь с кислородом. При сварке ТИГ в качестве газов с восстановительной способностью используются два газа, водород (H2) и азот (N2). Выбор типа защитного газа зависит от типа материала, подлежащего сварке.

Выбор надлежащего защитного газа.

Газ Нелегированные и низколегированные стали Нержавеющие стали Никелеевые сплавы Медные сплавы Алюминиевые сплавы
Ar X X X X X
Ar/H2 X X
Ar/He X X X
He X X

В качестве защитного газа для корневой стороны сварного шва рекомендуется использовать смесь газов с восстановительной способностью N2/H2.

Более подробная информация о защитных газах, а также о присадочных прутках приведена в статье Введение в дуговую сварку в защитных газах (TIG, MIG/MAG)

Электроды

Неплавящиеся вольфрамовые электроды для дуговой сварки в защитных газах изготавливаются 4-х типов (согласно ГОСТ 23949-80):

ЭВЧ – чистый вольфрам без специальных добавок;
ЭВЛ – вольфрам с добавкой окиси лантана (1,1 – 1,4%);
ЭВИ – вольфрам с добавкой окиси иттрия (1,5 – 3,5%);
ЭВТ – вольфрам с добавкой двуокиси тория (1,5 – 2%).

Диаметр вольфрамового электрода выбирают в зависимости от его марки, величины и рода сварочного тока. Электроды ЭВЧ используют для сварки на переменном токе, а прочие для сварки на переменном и постоянном токах прямой и обратной полярности.

Диаметр электрода, мм Постоянный ток, полярность Переменный ток, А
прямая обратная
ЭВЛ ЭВИ ЭВТ ЭВЛ ЭВИ ЭВТ ЭВЛ ЭВИ ЭВТ
2 80 180 120 20 25 25
3 230 380 300 35 50 30 150 180
4 500 620 590 60 70 60 180 170 220
5 720 920 810 70 210 270
6 900 1500 1000 100 120 110 250 250 340

Род тока и полярность влияют, прежде всего, на форму провара. Эта зависимость условно представлена на рисунке.


А — постоянный ток прямая полярность; Б — постоянный ток обратная полярность; В — переменный ток;

В процессе сварки происходит затупление электрода и, как следствие, уменьшение глубины провара. Затачивать конец электрода для сварки переменном током рекомендуется в виде сферы, а для сварки постоянным током – в виде конуса. Угол конуса должен быть 28 — 30°, длина конической части должна составлять 2 – 3 диаметров электрода. Конус после заточки должен быть притуплен, диаметр притупления должен быть от 0,2 до 0,5 мм.

Процесс заточки электрода показан на рисунке ниже. При заточке электрода могут использоваться переносные аппараты, или стационарные со специальными направляющими для электрода или без них.

Расход электродов диаметром 8 — 10 мм при беспрерывной работе в течение 5 часов:

ЭВЧ – 8,4 г/час, ЭВЛ – 1,2 г/час, ЭВИ – 0,18 г/час, ЭВТ – 1,4 г/час. Чтобы уменьшить расход электрода, подачу инертного газа следует начинать до включения сварочного тока, а прекращать после выключения тока и остывания электрода.

Циркониевые и гафниевые электроды используют в горелках для плазменной сварки. Сварка графитовым электродом используется очень редко – главным образом для получения сварных соединений неответственного назначения при изготовлении изделий из низкоуглеродистой стали, заваривании дефектов на чугунном литье и при сварке меди в азоте на постоянном токе прямой полярности.

Влияние полярности тока на процесс сварки тиг

Полярность тока сварки существенным образом сказывается на характере протекания процесса дуговой сварки в инертном газе вольфрамовым электродом. В отличии от сварки плавящимся электродом (к которой относится сварка ММА и МИГ/МАГ) при сварке неплавящимся электродом в защитной среде инертного газа различия в характере процесса сварки на обратной и прямой полярности носят противоположный характер.

Так при использовании обратной полярности процесс сварки ТИГ характеризуется следующими особенностями:

— сниженный ввод тепла в изделие и повышенный в электрод (поэтому при сварке на обратной полярности неплавящийся электрод должен быть большего диаметра при одном и том же токе; в противном случае он будет перегреваться и быстро разрушится);
— зона расплавления основного металла широкая, но неглубокая;
— наблюдается эффект катодной чистки поверхности основного металла, когда под действием потока положительных ионов происходит разрушение окисной и нитридной пленок (так называемое катодное распыление), что улучшает сплавление кромок и формирование шва.

В то время как при сварке на прямой полярности наблюдается:

— повышенный ввод тепла в изделие и сниженный в электрод;
— зона расплавления основного металла узкая, но глубокая.

Как и в случае сварки ММА и МИГ/МАГ, различия свойств дуги при прямой и обратной полярности при сварке ТИГ связаны с несимметричностью выделения энергии на катоде и аноде. Эта несимметричность, в свою очередь, определяется разностью в значениях падения напряжения в анодной и катодной областях дуги. В условиях сварки неплавящимся электродом катодное падение напряжения значительно ниже анодного падения напряжения, поэтому тепла на катоде выделяется меньше, чем на аноде.

Ниже приведен примерный объем выделения тепла на различных участках дуги применительно к сварке ТИГ при токе сварки 100 А и при использовании прямой полярности (как произведение падения напряжения в соответствующей области дуги на ток сварки):

— в катодной области: 4 В х 100 А = 0,4 кВт на длине ≈ 0,0001 мм
— в столбе дуги: 5 В х 100 А = 0,5 кВт на длине ≈ 5 мм
— в анодной области: 10 В х 100 А = 1,0 кВт на длине ≈ 0,001 мм.

В связи с тем, что при сварке на прямой полярности наблюдается повышенный ввод тепла в изделие и сниженный в электрод, при сварке на постоянном токе используют прямую полярность. При этом, благодаря тому, что тепло выделяется, в основном, в анодной области, плавятся только те участки основного металла, на которые направляется дуга, т.е. где оказывается размещенным анод.

Читайте также:  Маска для сварки сварис оптима

Основные международные обозначения, относящиеся к сварке ТИГ

TIG — Такое сокращение названия этого процесса принято в Европе. TIG — Tungsten Inert Gas (tungsten – вольфрам на английском языке).

WIG — Так принято для краткости называть этот процесс в Германии. WIG – Wolfram-Inertgasschweiβen (wolfram – вольфрам на немецком языке).

TIG-DC — способ ТИГ на постоянном токе (DC — direct current — постоянный ток на английском языке).

TIG-AC — способ ТИГ на переменном токе (AC – alternating current – переменный ток на английском языке).

TIG-HF — способ ТИГ с системой бесконтактного возбуждения дуги высоковольтным и высокочастотным разрядом; HF — high frequency – высокая частота на английском языке.


Установка длины дугового промежутка

Высокочастотный разряд

Зарождение и развитие дуги

Формирование рабочей дуги

При этом используется осциллятор, который вырабатывает кратковременный импульс напряжения, обеспечивающий пробой и последовательное развитие искрового разряда вплоть до дугового. Благодаря высокой частоте и малой мощности осциллятора высокое напряжение неопасно для человека. Высокочастотный поджиг обеспечивает самое высокое качество сварного шва, так как при нем не происходит контакта вольфрамового электрода с изделием, и, поэтому, исключается попадание частичек вольфрама в сварочную ванну. При таком поджиге также не происходит разрушения торца вольфрамового электрода. Однако, применение осцилляторов может приводить к выходу из строя устройств чувствительных к электромагнитному воздействию.

TIG-Contact или SCRATCH START — способ ТИГ с контактным возбуждением дуги касанием вольфрамового электрода изделия («чирканьем» торца вольфрамового электрода по поверхности изделия, наподобие того, как это делается при сварке покрытыми электродами). При этом способе зажигания дуги возможно попадание частичек вольфрама в сварочную ванну, а также имеет место разрушение торца вольфрамового электрода, так как в момент контакта электрода с изделием протекает ток короткого замыкания.

TIG-LIFT ARC (TIG-LIFT IGNITION, LIFTIG) — способ ТИГ с контактным возбуждением дуги когда в момент короткого замыкания протекает заблаговременно сниженный ток.

Зарождение малоамперной дуги

Формирование рабочей дуги

Этот способ зажигания дуги, хотя и не исключает контакта электрода с изделием, не имеет недостатков предыдущего способа, так как в момент КЗ протекает заблаговременно сниженный ток.

Настройка параметров сварки ТИГ

На рисунке ниже показана последовательность определения и регулировки параметров сварки ТИГ.

Техника сварки ТИГ

При сварке ТИГ боковой угол горелки должен всегда поддерживаться равным 90 градусам. Горелку следует держать под углом В то время как угол наклона горелки к поверхности изделия в направлении обратном сварке должен составлять 70 … 80 градусов. Присадка подается по мере перемещения горелки под углом от 15 до 30° к основному металлу.

Сварка ТИГ выполняется «углом вперед» (т.е. горелка наклонена в сторону формирующегося сварного шва) с регулярной подачей присадки мелкими шагами. При сварке очень важно, чтобы конец присадочной проволоки не выводился из зоны газовой защиты; в противном случае, будучи расплавленным или нагретым, он окислится от контакта с окружающим воздухом. Любая степень окисления или загрязнения присадочной проволоки неизбежно вызовет загрязнение сварочной ванны. Поэтому очень важно, чтобы сварщик использовал присадочные прудки чистые грязи, смазки или влаги. Обычно грязь и смазка попадает на присадочный металл с грязных рукавиц. Поэтому, непосредственно перед сваркой, очень желательно обрабатывать прутки, например, ацетоном. Смазка и влага, как на присадочном прутке, так и на основном металле могут вызвать серьезные дефекты сварного шва, такие как пористость, водородное растрескивание и др.

Особенности сварки алюминия и алюминиевых сплавов

При сварке ТИГ большинства металлов используется постоянный ток прямой полярности. Однако эти условия сварки неприемлемы, когда речь идет об алюминии и магнии. Обусловлено это наличием на поверхности этих металлов прочной и тугоплавкой окисной пленки. Алюминий характеризуется высокой химической активностью. Он легко вступает во взаимодействие с кислородом воздуха, т.е. окисляется. При этом образуется тонкая плотная пленка из оксида алюминия (Al2O3). Своей высокой коррозионной стойкостью алюминий обязан именно этой пленке. Температура плавления чистого алюминия – 660 ºС, а температура плавления окиси алюминия более чем в три раза выше – 2030 ºС. Окись алюминия – это керамический материал, твердый и не электропроводный. При расплавлении алюминия он растекается крупными каплями удерживаемыми от слияния окисной пленкой. В случае если фрагменты пленки окажутся в закристаллизовавшемся металле шва, то его механические свойства ухудшаться. Таким образом, для того чтобы сварить вместе две алюминиевые детали, прежде всего, необходимо эту окисную пленку разрушить. Это можно выполнить:

— механически (однако, это практически невозможно, так как из-за высокой химической активности алюминия он тут же вступает в связь с кислородом, и новый слой окиси алюминия начинает образовываться. Причем, в условиях дуговой сварки при высокой температуре окисление алюминия и образование окисной пленки происходит еще более интенсивно);
— химической обработкой (довольно сложно и трудоемко);
— сваркой на обратной полярности;
— сваркой на переменном токе.

При подключении электрода к отрицательному полюсу (сварка на прямой полярности) изделию будет передаваться значительное количество тепла, однако пленка разрушаться не будет. Если полярность изменить и подключить электрод к положительному полюсу (сварка на обратной полярности), то тепла изделию будет передаваться меньше, однако, как только будет возбуждена дуга, окисная пленка начнет разрушаться (происходит, так называемая катодная очистка).

Существует две теории, объясняющие механизм разрушения окисной пленки на обратной полярности.

Катодное пятно, перемещаясь по поверхности сварочной ванны, приводит к испарению окислов алюминия, при этом эмиссия электронов с активных катодных пятен отталкивает фрагменты окисной пленки к краям сварочной ванны, где они формируют тонкие полоски.

Поток ионов обладает достаточной кинетической энергией, чтобы при столкновении с поверхностью катода разрушать окисную пленку (аналогичный эффект имеет место при пескоструйной обработке). В пользу этой теории говорит тот факт, что чистящий эффект выше при использовании инертных газов с более высоким атомарным весом (аргон)

Однако наряду с этим положительным явлением будут наблюдаться такие отрицательные последствия сварки на обратной полярности как перегрев электрода, на котором будет выделяться слишком много тепла (вызывая его перегрев), и низкое проплавление основного металла. Решением этих проблем является сварка на переменном токе. Комбинация прямой и обратной полярности позволяет использовать преимущества обоих полярностей; мы получаем и необходимое тепловложение (т.е. проплавление основного металла) в полупериоды прямой полярности и очистку поверхности от окиси алюминия (в полупериоды обратной полярности). Сварка на переменном токе этой частотой является идеальным процессом соединения всех типов алюминиевых и магниевых сплавов.

Достоинства и недостатки процесса ручной сварки ТИГ

По сравнению с другими способами сварки (ММА, МИГ/МАГ, сварка под флюсом) сварка ТИГ характеризуется следующими преимуществами:

— позволяет получить сварные швы высокого качества применительно к практически всем металлам и сплавам (включая трудносвариваемые и разнородные, например алюминий со сталью);
— обеспечивается хороший визуальный контроль сварочной ванны и дуги;
— благодаря отсутствию переноса металла через дугу не имеет места разбрызгивание металла;
— практически не требуется обработка поверхности шва после сварки;
— как и в случае сварочных процессов МИГ/МАГ и ММА сварку ТИГ можно выполнять во всех пространственных положениях;
— также как и в случае сварки МИГ/МАГ при сварке ТИГ нет шлака, а это означает, что не бывает шлаковых включений в металл шва.

К недостаткам этого способа сварки можно отнести низкую производительность, сложность и высокую стоимость источника питания (по сравнению со сваркой плавящимся электродом).

Источник

Оцените статью
toolgir.ru
Adblock
detector