Аргонодуговая сварка TIG: электроды для ТИГ-сварки, описание, преимущества и недостатки метода

Суть и способы сварки

Сварка методом TIG применяется для соединения нержавеющих, конструкционных и углеродистых сталей, никеля, титана, алюминия, меди, кремнистых бронз, латуни, разнородных сплавов и прочих металлов. Он используется в теплоэнергетической, химической, пищевой, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Между изделием и неплавящимся электродом образуется электрическая дуга, которая расплавляет кромки присадочного металла и свариваемого изделия. Горелкой в зону сварки подаётся газ, который защищает сварочную ванну, торец присадочной проволоки, электрическую дугу и кристаллизующийся шов от воздействия воздуха.

Классификацию ручной сварки можно представить:

1. По способу зажигания дуги. Дуга зажигается касанием поверхности свариваемого изделия электродом или формирование дуги осуществляется при помощи выводных планок. Практичнее и проще сформировать дугу особым блоком — осциллятором.
2. По виду потока защищённого газа. Газ должен равномерно распространяться по всему сечению сопла. Это достигается при ламинарном потоке или в газовой камере.
3. По виду защитного газа. В качестве защитного газа может применяться аргон, гелий, азот или смесь газов.
4. По виду дугового разряда. Возможна сварка непрерывно горящей дугой или сжатой дугой. Применяется импульсно-дуговая сварка, когда в процессе работы дуга пульсирует с заданным соотношением паузы и импульса.
5. По техническим признакам. Сварка осуществляется погруженной или проникающей дугой, спаренными электродами и пучком электродов.
6. По видам тока. Сварка бывает на постоянном или на переменном токе.

ТИГ-сварка является универсальным видом соединения самых различных металлов при любом положении в пространстве.

Характеристика электрода

Вольфрамовые электроды применяются для сварки неплавящимся электродом. Они отличаются высокой температурой плавления и тем, что не участвуют в формировании сварочного шва. Широкое применение получили такие марки (ГОСТ 23949−80):

• чистый вольфрам;
• с окисью лантана;
• с окисью иттрия;
• с окисью тория.

Эти легирующие элементы улучшают качество вольфрама и добавляют стойкости к плавлению. Для различия стержней принята буквенная и цветовая маркировка. Буквенная говорит о химическом составе и примесях, а цветовая говорит о видах окиси, которые содержит электрод.

Выбор диаметра электрода зависит от марки вольфрама, рода и величины сварочного тока. Если правильно подобрать режим сварки, то за каждый час сгорания расход стержня не будет превышать двух сантиметров. Температура рабочей среды может достигать 6 тыс. градусов тепла.

При нагреве неплавящиеся электроды могут в атмосфере окисляться, поэтому рабочая среда вольфрама защищается газом. За счёт использования аргона и гелия достигается качество сварки. Наиболее комфортной будет сварка с прямой полярностью при постоянном токе. В этом случае горелка комфортная и облегчённая, поэтому процесс сваривания проходит легко.

Особенностью электродов для TIG-сварки является необходимость контролировать и подготавливать состояние их кончика. От этого зависит давление дуги на поверхность и распределение энергии, что влияет на глубину и ширину проварки изделия, а также размеры и форма шва. Правила заточки зависят от марки самого расходника и условий работы аргонодуговой сварки. Затачивать кончик электрода можно с применением болгарки или точильного круга.

Как правильно работать с горелкой

В сварке tig начинающему очень важно привыкнуть держать горелку и присадочный пруток. Рука должна опираться на рабочую поверхность для стабилизации движения.

Шланг, идущий от горелки, петлей надевается на руку. Горелка помещается между большим и указательным пальцем и ложится на безымянный и мизинец. Очень похоже на положении ручки при письме.

В левой руке находится пруток и регулярно мелкими шагами подается в сварочную ванну перед горелкой. Направление движения горелки справа налево.

Боковой угол должен составлять 90°. Наклон горелки к рабочей поверхности 70° – 80°, а прутка 15° – 30°. Между горелкой и прутком должен поддерживаться постоянный прямой угол, т.е. если горелка меняет положение, то и пруток следует за ней, сохраняя наклон.

Горелка двигается углом вперед в наклонном положении в сторону сварного шва. Вести электрод по оси шва, не отклоняясь. Важно следить, чтобы конец прутка был все время в зоне газовой защиты, иначе произойдет его окисление и загрязнение сварочной ванны.

В интернете есть много видео тиг сварки для начинающих, где наглядно показано, как работать с горелкой.

Особенности аргонодуговой сварки

Аргонодуговая сварка ввиду высокой универсальности получила широкое применение. В качестве защитного газа при сварке применяют аргон. Сварка делится на ручную сварку и автоматическую. С её помощь можно получить швы с ровной структурой, аккуратным видом и высокой прочностью.

Основным инструментом выступает аргоновая горелка: с её помощью выполняется соединение металлов. Ввиду специального исполнения вольфрамовый электрод фиксируется с таким расчётом, чтобы конец его стержня выступал над керамическим соплом на несколько миллиметров.

Короткая дуга обеспечивает максимальную глубину проплавления изделия. От техники подачи присадочного материала зависит, насколько аккуратным будет сварочный шов и какую ширину будет иметь. Присадка должна постоянно находиться в зоне защиты и поступать спереди сварочной горелки.

Аргонодуговая сварка TIG будет успешной при соблюдении определённых правил:

1. Изделия должны быть подготовлены для сваривания — обезжирены и очищены.
2. Чтобы создать защитную среду до выполнения работ, аргонный газ подаётся за 10 секунд.
3. Длина дуги должна быть минимально возможной.
4. Варить нужно только в продольном направлении, без отклонений в поперечное направление.
5. Если подача аргона нарушена, то работу необходимо остановить, так как электрод и присадка должны быть под его защитой.
6. Чтобы металл не разбрызгивался, пруток (присадочная проволока) додаётся плавно.
7. Качество шва считается хорошим, если сварочная ванна удлинена.
8. Завершаются сварочные работы принижением силы тока и отключением через 10 секунд подачи газа.

У каждого вида аргонодуговой сварки свои особенности, определяются они применяемым оборудованием.

Недостатки

Аргоновая сварка всем хороша, но наша статья объективна, так что расскажем и о минусах:

• Сварка на открытом воздухе при ветреной погоде затруднительна, поскольку газ буквально выдувается из сварочной зоны (проблема решается установкой ветрозащитных щитов, но при этом расход газа существенно увеличиться).
• В отличие от других видов сварки, тиг сварка требует тщательной подготовки металла. Кромки нужно зачистить, не должно быть никаких следов масла и грязи, поверхности должны быть обезжирены. Если проигнорировать этот этап, то шов получится пористым и некачественным.
• Горелка устроена таким образом, что работа в труднодоступном месте может превратиться в настоящую проблему. Мастера предлагают увеличивать вылет стержня или обрезать электрод, но все это приводит к перегреву или другим неприятностям.
• Если вы используете в своем аппарате функцию «TIG lift», при этом разжигаете дугу вне сварочной зоны, то на поверхности металла могут образоваться следы, которые нужно потом зачищать. Но это скорее минус, связанный с неопытностью сварщика.

Технология варки и параметры TIG

Для соединения металлических деталей аргонодуговым методом выполняют следующие действия:

1. Очищают края заготовок от грязи, обезжиривают. Даже если детали выглядят чистыми, пропускать этот этап не стоит.
2. Устанавливают силу тока. От этого параметра зависит качество сварного соединения. Существуют специальные таблицы, помогающие правильно выбрать силу тока.
3. Задают полярность. При работе с постоянным током выбирают прямой вариант. Обратная полярность используется при сварке с переменным электричеством.
4. Затачивают и полируют конец электрода. При соединении тонких металлических изделий выбирают специальные стержни. Их доводят до остроты. При соединении толстых элементов угол заточки меняют.
5. Для возбуждения электрической дуги проводят стержнем по металлической поверхности. Можно активировать опцию TIG Lift, ускоряющую этот процесс. Иногда переводят инвертор в режим бесконтактного поджига. Последний метод доступен пользователям дорогостоящего оборудования, для которых он предпочтительнее.

Оборудование для сваривания

Все работы в защитной среде газов осуществляются с помощью специальных устройств, предназначенных для аргонно-дуговой сварки TIG или модифицированным под такие работы оборудованием. Комплектация установок состоит из следующих элементов:

1. Сопло. Оно предназначено обеспечивать работу горелки. Изготавливают его из термоустойчивого материала, так как температура сварочной ванны при нагреве может достигать 2000 °C. В зависимости от типа металла диаметр сопла разный.
2. Горелка. Её конструкция зависит от метода проведения работ. Если горелка будет с водяным охлаждением, это позволит контролировать перегрев электрода и температуру сварочной ванны.
3. Осциллятор. С помощью этого приспособления обеспечивается поджигание дуги бесконтактным методом. Он не только поддерживает стабильность электрической дуги, но и генерирует разряд для пробивания дугового промежутка.
4. Источник напряжения. Выпускаются как сварочные инверторы, так и трансформаторные установки. Предпочтительнее инверторные устройства, они создают равномерное напряжение, что положительно сказывается на качестве сварочного шва.
5. Балластный реостат. С его помощью регулируется сила тока, которая подаётся на дугу. Он поможет подобрать оптимальные варианты для работы с разными металлами.
6. Дополнительные аксессуары. Таким элементом может выступать сварочный пост. Он облегчает полный процесс выполнения сварочных работ.

Инверторные аппараты получили широкое применение в быту, они простые в применении и обладают небольшими габаритами.

Технологический процесс

Несмотря на то, что аргонодуговая TIG сварка требует навыка и профессиональных знаний, ее можно выполнить своими руками. Перед этим необходимо разобраться, что такое сварка ТИГ в принципе, какое необходимо оборудование, последовательность действий.

Этапы сборки сварочного аппарата:

1. Соединение осциллятора с инвертором.
2. Прикрепление к клемме со знаком плюс провода, отвечающего за массу.
3. Прикрепление к клемме со знаком минус провода, соединенного с горелкой.
4. Закрепление горелки на рукав, через который проходит газ.
5. Подготовка баллона с аргоном. Накрутка редуктора.
6. Закрепление на редукторе рукава, подающего газ.
7. Подключение инвертора к сети 220 В. Осциллятор питается от блока 6 В.

Аргонодуговая сварка своими руками в ручном режиме имеет следующий алгоритм:

1. Очистка поверхности, где будет производиться сварка.
2. Подготовка горелки к работе.
3. Подача аргона.
4. Розжиг дуги.
5. Начало сварки.

Для очистки можно использовать способы механический или химический. Заканчивать очистку надо обезжириванием. Газ следует подавать на несколько секунд раньше, чем подключать к сети источник питания. Это обеспечит появление защитного слоя.

Важно! Чтобы была создана малая сварочная дуга, электрод должен располагаться на расстоянии минимум в 2 мм от свариваемой поверхности.

После разжигания дуги можно приступать к сварочному процессу. Горелкой, находящейся в левой руке, сварщик ведет дугу вдоль шва, а правой двигает проволоку навстречу перемещению горелки. Электрод и проволока должны составлять угол примерно 90°. Недопустима резкая подача проволоки, поскольку это может привести к брызгам раскаленного металла и образованию неровного шва.

Для чего применяются TIG-устройства?

ТИГ-сварка применяется для соединения алюминиевых, титановых заготовок, конструктивных элементов из легированных сталей. Она используется при ремонте потрескавшихся автомобильных составляющих: радиаторов, поддонов картера и т. п. Используя сварочные аппараты с режимом TIG, из листов металла изготавливают емкости для хранения разного рода продукции.
Подобные сварочники можно встретить на многих СТО, так как без них не может обойтись ни один серьезный кузовной ремонт. Практически в каждом доме найдутся кухонные приспособления и полотенцесушители, разные части которых соединены благодаря методу ТИГ.

Особенности выбора TIG-аппарата

Сварочные аппараты аргонодуговой сварки обычно работают от сетей с напряжением 220 либо 380 В. Для бытового использования сгодится первый вариант. Если вам нужно часто выезжать со сварочником или работать на высоте, разумно будет приобрести легкую модель (4-8 кг).
Делая выбор, также следует учитывать следующие параметры:
1.Вид свариваемого металла и тока. Выбирайте DC, если планируете работать с титаном, черными сталями, медью, нержавейкой чугуном. Для сварки алюминия требуется переменный ток.
2.Ампераж. Чем шире диапазон рабочего тока, тем более разные по толщине детали вы сможете сваривать. Для очень тонких заготовок нужна будет поддержка небольшой силы тока.
3. Наличие импульсного режима. Данное решение предназначено для улучшения качества электросварки тонких заготовок. В основе технологии – чередование двух сварочных токов с определенной частотой.
4. Продолжительность включения. Выражается в процентах и говорит о том, какое количество времени аргоновый сварочный аппарат сможет проработать без отключения. Если значение, например, составляет 70%, то из 10 мин. рабочего процесса сварочник на максимальном токе будет 7 мин. использоваться и 3 мин. «отдыхать».
5. Полезные дополнительные функции. Предназначены для облегчения рабочего процесса. Например, HF (высокочастотный поджиг дуги) делает старт легким и плавным, зажигая ее без соприкосновения со свариваемой поверхностью. Режим Mix Tig обеспечивает глубокий провар и эффективную очистку поверхности от оксидной пленки – можно работать с алюминием толще в 1,5 раза, нежели в обычном режиме AC. Есть еще много различных функций.
Обязательное оборудование для ТИГ-сваривания
Для электросварки этим способом вам понадобится сам сварочный аппарат ТИГ, а также:
1. Горелка. Обычно она поставляется вместе со сварочником, но может и не находиться в комплекте с аппаратами премиум-класса. Бывает вентильной или кнопочной. При покупке следует обращать внимание на длину рукава.

2. Вольфрамовый электрод. Цвет наконечника говорит о том, с каким металлом предназначен работать расходник. Электроды синего цвета наиболее универсальны. Также подбирайте диаметр элемента согласно силе тока и глубине проплавления.

3. Баллон с редуктором. Для эпизодического применения будет достаточно объема в 10 литров. В мастерскую или на производство покупают вместительные баллоны на 40…150 л.

Аппараты для TIG сварки для домашней мастерской

Выбор ТИГ-аппарата будет сделать легче, если вы ознакомитесь с конкретными примерами оборудования.

Ресанта САИ-230 АД

Компактное устройство, собранное на базе современных IGBT-транзисторов. Работает на постоянном токе. Отличается амперажем 10-230 А. Позволяет работать без пауз до семи минут на максимальной мощности (ПВ 70%), поэтому предназначено не только для домашней, но и для профессиональной электросварки.
Для управления данным сварочным аппаратом ТИГ предусмотрены механические переключатели и ручки. Следует отметить наличие регулятора индуктивности дуги, который позволяет выбрать глубину проплавления. Есть два светодиода, сигнализирующих о питании сети и срабатывании термозащиты. Среди дополнительных функций предусмотрены Hot Start, Anti Stick, Arc Force для ММА режима. САИ-230 удобно переносить благодаря наличию наплечного транспортировочного ремня.
Среди недостатков модели: отсутствие дисплея, не предусмотрена ручка для переноски.

FUBAG INTIG 200 AC/DC PULSE

Модель создана для сваривания алюминия и его сплавов, цветных металлов, стали (нержавеющей, углеродистой, низколегированной).
Благодаря функции TIG DC PULSE можно с высоким уровнем качества сваривать тонкие материалы. Дополнительный режим электросварки AC обеспечивает работу с алюминиевыми заготовками. Данный сварочный аппарат TIG отличается девятью заносимыми в память аппарата индивидуальными программами сварки. Для индикации параметров предусмотрено два цифровых дисплея. Нужные значения легко установить благодаря интуитивным циклограммам.
Аргонный сварочный аппарат защищен от повышенного напряжения и перегрузок до 400 В, оснащен системой воздушного охлаждения. Для легкого старта работы предусмотрены дополнительные опции HF и TIG Lift.
В предыдущей серии моделей аппарат был оснащен специальной прозрачной крышкой панели управления. Что помогало защитить панель от случайных нажатий и пыли
Из минусов модели INTIG 200: разъемы на аргон для горелки отличаются нестандартным размером резьбы.

«Сварог» REAL TIG 200 W223

Данная модель компактная (размеры 420x160x310 мм). Она произведена для сваривания на постоянном токе сталей (нержавеющих, углеродистых), латуни, бронзы, титана, меди, чугуна. А также разнородных сплавов.
На металлическом корпусе модели есть удобная ручка для ношения и защитные бамперы. Данный сварочный аппарат аргонодуговой сварки хорошо адаптирован к российским реалиям: защищен по стандарту IP21S, обеспечивает устойчивую работу в диапазоне напряжения электросети 160-270 В. Управление механическое. Показатель выбранной силы тока отображается на цифровом экране. Имеется регулятор длительности постпродувки газом для качественного завершения шва. Предусмотрена функция высокочастотного поджига дуги.
Минусы: отсутствие регулировки длительности препродувки аргоном, непривычная горелка.

Aurora PRO INTER TIG 200 AC/DC PULSE

Этот универсальный сварочник создан для профессионального импульсного сваривания любым из видов тока TIG-способом. Отличается качественной сборкой. Может применяться как в небольших мастерских, так и в строительстве, промышленности. Он также поддерживает MMA-сварку. Применяется для осуществления операций соединения алюминия, стали, нержавейки, цветных металлов. Поддерживаемый ампераж: 5-200 А.
Благодаря удобной и интуитивной циклограмме на приборной панели аргонового сварочного аппарата можно настроить режим «Пульс» и отрегулировать все стадии процесса электросварки. Управление здесь механическое, но есть цифровой дисплей. Предусмотрено восемь удобных ручек для установки точной настройки. Поддерживается дистанционное управление с помощью пульта. Есть функция HF. На верхней части корпуса имеются две ручки для удобства транспортировки.
Недостатки PRO INTER TIG 200: большие габариты и немалый вес – 49,8х32,8х30,2 см и 20 кг, параметры не всех функций показываются на экране, отсутствует заварка кратера.

TRITON ALUTIG 200P AC/DC

Еще одно универсальное устройство. Отличается наличием настройки баланса полярности и тока. Оснащено функцией Mix Tig, возможностью регулировать частоту до 200 Гц, выбирать форму волны тока из четырех вариантов. Благодаря треугольной форме волны, дает возможность работать с тонким алюминием. В памяти данного аргонного сварочного аппарата можно сохранять до 10 шаблонов настроек. Рабочий диапазон: 10-200 А.
Из недостатков ALUTIG 200P: немалый вес – 23,5 кг; значение максимального MMA-тока достигает всего 160 А, что меньше, чем у большинства аналогичных моделей.

Особенности сварки алюминия TIG аппаратом

Электросварка алюминиевых заготовок – не такое простое дело. Их поверхность сначала необходимо зачистить от верхнего окисленного слоя и обезжирить ацетоном или другим растворителем. Кроме того, может потребоваться радел кромок – для формирования корня шовной линии. Для более эффективного отвода тепла целесообразно будет разместить заготовки на медной или стальной подкладке.
Далее необходимо правильно настроить аппарат для TIG-сварки : указать подходящий ампераж, задать время продувки аргоном и т. д. Если сварочник типа AC/DC, нужно переключить его на переменный ток.

Какой газ применяется

В данной технологии газ нужен для предохранения сварочной зоны от вредного влияния воздуха.

Лучше всего для этой цели подходят инертные газы – аргон и гелий. Аргон тяжелее кислорода воздуха и вытесняет его из рабочей зоны, а на практике сварка проводится в аргоновой среде, реже в смеси аргона с гелием. Чистый гелий применяется крайне редко.

К зоне сварки газ подается из баллона, снабженного манометром, редуктором с ротаметром. Редуктор предназначен для регулирования давления газа на выходе и для автоматического поддержания постоянного рабочего расхода газа. Ротаметр определяет точное количество газа в заданную единицу времени. Манометр показывает давление в баллоне.

Преимущества

Помимо всех перечисленных выше плюсов есть еще ряд достоинств, которые нельзя не упомянуть. Все они связаны, конечно, с использованием вольфрамовых стержней и инертных газов. Итак, плюсы:

• Не смотря на высокую температуру минимальная деформация металла при сварке за счет узкой зоны прогрева.
• Газ аргон тяжелее кислорода, поэтому воздух беспрепятственно вытесняется из сварочной зоны.
• Работа проводится быстро, обучиться не сложно, сваркой может заниматься даже мастер без высокой квалификации.
• Сварное соединение получается очень аккуратным и ровным, не требуется никакая механическая обработка шва.
• Можно сварить множество металлов, в том числе проблемных (вроде алюминия).
• Значительно меньше негативного влияния на экологию.

Состав оборудования и область применения сварки TIG

Каждый вид сварки имеет своё предназначение, преимущества и недостатки, а также набор необходимого оборудования и расходных материалов для качественного поведения работ с наилучшим результатом. В перечень оборудования для сварки TIG входят следующие компоненты:

• инвертор ММА+TIG с переходником для газовой смеси и евроразъёмом, с регулировкой выходных параметров, с входным питанием АС 220/380 В и током от 10 А до 180 А;
• еврорукав, используемый для подачи инертного газа, управляющих сигналов и сварочного тока;
• шланги подачи газа от баллонов;
• баллоны, снабжённые редукторами и манометрами;
• горелка с кнопкой управления и цанговым зажимом вольфрамового электрода;
• сварочная или присадочная проволока, по составу близкая к рабочему материалу;
• инертный газ или его смесь с СО2 для создания защитной среды в сварочной ванночке;
• тугоплавкие вольфрамовые электроды.

Сварка tig применяется в промышленности, строительстве и бытовых нуждах. Большие возможности метода позволяют использовать его при сварке не только различных металлов, но и их сочетаний, а также сплавов. Постоянным и переменным импульсным током можно сплавлять следующие материалы:

• конструкционные и углеродистые стали;
• различные сплавы алюминия;
• сталь нержавеющую, в том числе для санитарно-гигиенических и пищевых нужд;
• сплавы титана;
• медь, латунь и бронзу, а также их сочетания;
• оцинкованный металл и никелированные поверхности.

Очень важно подбирать сварочную и присадочную проволоку наиболее близкой по составу к свариваемому материалу, сплавам и разнородным сочетаниям.

Для обеспечения хорошего качества сварки нужно следить за чистотой вольфрамового электрода и регулярно его затачивать, поскольку от него в большей степени зависит толщина и чистота шва, выполненного методом ТИГ.

Расходные материалы

Сварка неплавящимся электродом не предполагает того, что он не расходуется в процессе. Скажем более, вольфрамовый электрод считается одним из видов расходников, за состоянием которого необходимо постоянно следить. Он действительно на 99 процентов состоит из вольфрама. Этот материал выбран не случайно, так как именно вольфрам имеет высокую температуру плавления. В качестве примесей используются такие компоненты, как тантал, иттрий, торий, лантан. Концентрация присадки обозначается условными цветами: белый, зеленый, синий.

К процедуре настройки относятся работы по заточке электрода. Форма торца стержня влияет на форму дуги, она в разных условиях должна быть различной. При ведении сварки постоянным током необходимо, чтобы дуга напоминала конус. Если ток переменный, то характерно закругление в месте контакта. Поверхность стержня дополнительно полируется.

Еще одним расходным материалом является газ. В сварке ТИГ его роль выполняет аргон. Аргон тяжелее воздуха, поэтому он вытесняет кислород из факела. В некоторых случаях приходится защищать зону горения от водорода. Здесь целесообразнее использовать гелий (самый легкий газ, за исключением водорода).

При ведении гелиевой сварки увеличивается мощность дуги и, как следствие, производительность. Взвесив все факторы, включая себестоимость процесса, гелий применяют только при работе с тугоплавкими металлами. В случае необходимости ведения сложных работ используют смесь, состоящую из аргона и гелия. Доля аргона составляет 40%. Аргон обеспечивает стабильное значение параметров сварки, а гелий позволяет осуществить проплавление металла на большую глубину.

Режимы

Сварка TIG может проводиться как постоянным, так и переменным током. Вот почему для большей функциональности рекомендуется приобретать инверторы AC/DC. По статистике чаще всего приходится применять однополярный режим (постоянный ток), который подходит для сварки многих металлов и сплавов. Но для работы с алюминием, титаном и некоторыми тугоплавкими материалами приходится переводить инвертор в режим AC (переменный ток).

Различия в методах ведения сварки могут проявляться еще на этапе формирования дуги. Первый способ реализуется проведением иглой по поверхности металла. При этом необходимо достаточно точно установить значение сварного тока. При слишком большом токе может произойти сквозное проплавление заготовки. Низкий ток становится причиной залипания электрода.

Поджиг дуги точечным касанием производится на большинстве сварочных аппаратов среднего ценового сегмента. Это дополнительная функция, которая заключается в подаче дополнительного импульсного тока именно в тот момент, когда происходит касание электрода поверхности металла.

Самым простым и эффективным способом розжига считается бесконтактный. Далеко не все инверторы оснащены такой функцией. Те сварочные аппараты, которые позволяют формировать дугу при поднесении электрода на определенное расстояние, стоят достаточно дорого.

Независимо от выбранного режима ведения сварки необходимо помнить, что для обеспечения ровного и эстетичного шва, а также стабильного проплавления металла на кромках необходимо выдерживать зазор в 3 мм между иглой и поверхностью. При увеличении этого зазора дуга останется стабильной, однако площадь сварной ванны увеличится, а глубина проплавления металла уменьшится. При сварке толстых заготовок кромки стыков разделывают под углом 45° градусов.

При ведении сварки постоянным током силовые кабели подключаются так, чтобы положительная клемма соединялась с деталью, а «минус» подавался на электрод. При таком способе подключения можно добиться оптимальной скорости сваривания, а вольфрамовый стержень будет расходоваться в меньшей степени. Помимо этого, получается глубокая ванна, что обеспечивает качественное проплавление металла. ТИГ сварку постоянным током используют при работе с легированными и высоколегированными сталями, а также с различными типами нержавеющей стали.

Переменный ток подразумевает изменение полярности электродов. При прямой полярности образуется сварная ванна. Изменение полярности влечет за собой очищение металлической поверхности и разрушение защитной пленки. В процессе сварки мастер имеет возможность балансировать время прямой и обратной полярности.

История появления

Сварка известна человечеству не одно десятилетие. Впервые идея того, что можно соединять металлические детали во время сильного нагревания появилась в начале 20 века. Над созданием подобного оборудования задумался Чарльз Л. Коффин — американский инженер. Однако первые образцы оборудования не позволяли использовать аппарат в промышленных условиях, сваривать сплавы металлов.

Впервые неплавящийся электрод из вольфрама и защитный газ (инертный гелий) были протестированы в 40-х годах 20 века. С помощью этой технологии удалось соединить алюминий, магний, никель. Метод стал популярен в самолёто- и ракетостроении, а потом получил популярность и среди других направлений промышленности.

Принцип работы

Оборудование для аргонной сварки состоит из: сварочного аппарата ― в который входит инверторный преобразователь для образования электродуги, осциллятор, горелка, баллон с аргоном, газовые шланги и сварочные кабеля.

Аргонодуговая сварка (tig) неплавящимся электродом

Перед началом работы включается аппарат и подается аргон. Для образования электродуги, сварщик приближает вольфрамовый (при сварке неплавящим электродом) электрод на небольшое расстояние к детали. На этом этапе есть один важный нюанс. Дуга не сможет образоваться при прямом соединении электрода с деталью, как при электросварке. Это из-за того, что для создания в среде аргона дуги, необходима высокая ионизация. А так как вольфрамовый электрод тугоплавкий (температура плавления около 5000 °C) и практически не сгорает, отсутствует образование газов, способствующих ионизации и зажиганию дуги. Потому в таких случаях используется ― осциллятор.
Осциллятор ― это устройство, обычно установленное в сварочном аппарате для аргонодуговой сварки, которое зажигает электродугу в случае с неплавящим электродом. Происходит это следующим образом: поднося горелку с вольфрамовым электродом на небольшое расстояние к детали, осциллятор подает на электрод высоковольтный импульс высокой частоты, который электрически пробивает расстояние к детали образуя ионизацию в газовой среде. Благодаря этому происходит зажигание дуги и дальнейшее ее горение.

При использовании постоянного тока сварки, применяется подключение прямой полярности. То есть на корпус изделия подается «плюс», а на электрод «минус». Делается так потому, что при таком подключении, на детали, то есть «плюсе», выделяется до 70% тепла, а на электроде ―  «минусе» всего 30%. Вследствие этого, металл детали плавится, а электрод меньше подвержен сгоранию. Исключением является сварка алюминия. В этом случае лучшие результаты получаются при сварке переменным током, так как при этом разрушается образование оксидной пленки. Что касается осциллятора, то при использовании переменного тока, после зажигания дуги, он переходит в режим стабилизации, подавая импульсы пробоя каждый раз, когда меняется полярность. Это обеспечивает стабильное горение электродуги.

Ввиду того, что вольфрамовый электрод не плавится, для образования шва в место горения дуги добавляется присадочный материал, который сварщик держит левой рукой, и при надобности подает.

В соединяемых деталях под действием температуры образуется ванночка с расплавленным металлом. Так как горелка имеет вход для подключения газового шланга, аргон по специальной полости проходит к газовому соплу и вырывается наружу между ним и вольфрамовым электродом. Таким образом, как бы «окутывая» электрод и варочную ванночку.

Помимо полости для газа, еще горелка имеет впускной и выпускной патрубки для подачи холодной жидкости и отвода нагретой. Это необходимо для охлаждения сопла горелки ввиду сильного перегрева.

Аргонодуговая сварка плавящимся электродом

В этом случае, роль электрода выполняет стержень из металла, с нанесением рутила. При прямом касании электродом детали, происходит короткое замыкание (как при обычной электродуговой сварке), вследствие чего образуются пары расплавленного металла, которые и дают ионизацию в газовой среде аргона. Дуга зажигается благодаря этим парам, поэтому применение осциллятора в этом случае нет необходимости. Присадочная проволока подается вручную или специальным автоматизированным механизмом, в виде барабана  с проволокой, роликов и электродвигателя с редуктором. Обычно такой вид оборудования находиться на специализированном сварочном посту.

Рейтинг инверторных аппаратов

Современные сварочные инверторы значительно облегчили работу сварщикам и осуществили скачок в электросварке. К трём лучшим моделям, по отзывам пользователей можно отнести:

1. Сварог TECH ARC 205 B (Z 203);
2. Ресанта САИПА-190МФ;
3. FUBAG IN 176.

Модель Сварог TECH ARC 205 B (Z 203) — это один из самых выносливых и надёжных аппаратов с аргонодуговой сваркой, который выпускает российская производственная компания. Его основные характеристики:

• напряжение на входе — 187−253 В;
• сварочный ток TIG — 10−200 А;
• тип выходного тока — постоянный;
• мощность — 9 кВ * А.

КПД этого аппарата составляет 85%, он имеет форсаж дуги с типом поджига прикосновением. Модель обладает небольшими габаритами и весом 8 кг, поэтому незаменима при частых передвижениях. Производитель предоставляет гарантийный срок — 5 лет. Аппарат не перегревается, потребление электрической энергии незначительное.

Прибор Ресанта САИПА-190МФ предназначен для профессиональных сварщиков. Производятся эти приборы в Китае, а реализуются латвийской компанией «Ресанта». Это устройство позволяет варить практически всеми типами сварки. Сварочный ток в режиме TIG — от 10 А до 190 А, а продолжительность включения 70% при максимальном токе. Он обладает качественным проваром и берёт металл до 10 мм.

Основным недостатком этой модели являются её габариты и вес — более 18 кг.

Аппарат FUBAG IN 176 производится немецкой компанией профессионального электрического оборудования. Модель отличается своей функциональностью, микропроцессорным управлением, небольшими габаритами и весом — 4,5 кг. Этим устройством можно варить в любом положении, регулируя в процессе работы сварочный ток.

Модель имеет запатентованный дизайн. С ней легко перемещаться от объекта к объекту и без усилий работать в труднодоступных местах.

Правила безопасности

При сварке нельзя забывать о правилах безопасности. Необходимо использовать средства защиты для сварщика: маску или щиток, перчатки или краги, специальную одежду и обувь.

Все маски можно разделить на активные и пассивные. Смотровое стекло пассивных масок имеет постоянное затемнение. У активных затемнение происходит только как реакция на световую вспышку от дуги. Преимуществом этого варианта является то, что на время прекращения сварочного процесса стекло становится прозрачным и сварщик хорошо видит объект. Нет необходимости приподнимать стекло, что достаточно удобно.

Основные виды сварочных краг:

1. Брезентовые. Не востребованы, поскольку плохо выполняют основную функцию защиты рук от высокой температуры и искр. При попадании искр легко прожигаются.
2. Спилковые. Изготавливаются из специально обработанной кожи свиней или коров. Устойчивы к летящим искрам. Прочны, эластичны, гигиеничны. Не сковывают движения рук. При наличии внутри хлопчатобумажного слоя сохраняют тепло рук.
3. Войлочные. Удобны для работ при сварке.

Существуют комбинированные модели, в которых использованы разные виды материалов. Сварочные краги бывают длиной до локтя и закрывающие только кисть руки. Наличие возможности стягивания края перчатки обеспечивает дополнительную безопасность.

Костюм для сварщика должен быть изготовлен из материалов высокого качества. Он должен обладать устойчивостью к попаданию брызг расплавленного металла. Требования к костюму сварщика указаны в ГОСТе 12.4.250. Главные части костюма — куртка и брюки. Материал, из которого они сшиты, должен обладать большой теплоустойчивостью. Согласно нормативному материалу куртка должна прикрывать брюки более, чем на 20 см. Застежки закрываются клапанами. Максимальное расстояние между ними на куртке — 15 см.

В правила соблюдения техники безопасности входит электробезопасность. Баллон с аргоном должен быть расположен на расстоянии не менее 5 метров от возможных источников огня. Баллон должен быть поставлен вертикально и быть закреплен во избежания падения. Перед работой необходимо проверять состояние шлангов.