Сварка аргоном — эффективное соединение любых металлов

Для защиты металла от кислорода окружающей среды при выполнении сварочных работ используют подачу инертных газов. Широкое применение получила аргоновая сварка, которая успешно справляется с этой задачей.

Применение аргона при сваривании металлов и его расход

Аргон является инертным негорючим и невзрывоопасным газом, практически не реагирующим с другими элементами и не образующим взрывчатой смеси с воздухом. Кроме того аргон выполняет функцию защиты сварочной ванны. В чистом виде газ не применяется и обычно в качестве примеси имеет кислород (до 5%), который позволяет бороться с возникновением пор на сварном шве.

Аргон используется:

  • Выполнение плазменного вида сваривания — в качестве плазмообразующего газа, в среде которого наиболее эффективно выполнение микроплазменной сварки большинства известных металлов.
  • Выполнение лазерного вида сваривания — в качестве плазмоподавляющего газа, выполняющего и защитную функцию.
  • При резке — также в качестве плазмообразующего газа.
  • Выполнение дуговой электросварки.

сварка аргономВозможности применения дуговой сварки в аргонной среде позволяют выполнять сваривание тонкостенных изделий и металлов, соединение которых ранее считалось невозможным. Одним из преимуществ дуговой сварки является отсутствие шлаков, так как не используются флюсы и электродные покрытия, и, как следствие, необходимость в зачистке швов отпадает.

Благодаря химической неактивности газа использование аргонно-дуговой сварки эффективно при сваривании элементов из высоко активных металлов (титана, алюминия, меди и прочих), так как аргон защищает дугу и свариваемый материал без оказания на них какого-либо воздействия.

Расход газа может быть определен из технологии, по которой выполняется аргонодуговая сварка, от выбора материала для сварки и зависит также от толщины свариваемых изделий. Усредненные показатели расхода:

  • сварка алюминия — аппарат расходует 15-20 л/мин;
  • сварка меди — аппарат расходует 10-12 л/мин;
  • сварка конструкционных или низколегированных сталей — аппарат расходует 6-8 л/мин;
  • сварка магниевых сплавов — аппарат расходует 12-14 л/мин;
  • сварка никелевых сплавов — аппарат расходует 10-12 л/мин;
  • сварка титана и титановых сплавов — аппарат расходует 35-50 л/мин.

Подбор оптимального режима расхода газа — довольно сложная задача, справиться с ней при организации дуговой сварки может лишь высокопрофессиональный специалист, который не будет извлекать уроки из своих ошибочных действий, а сразу выполнит работу качественно.

Технология сваривания в аргонной среде

Сваривание металлов в аргонной среде может выполняться четырьмя способами:

  • Ручная аргонодуговая технология — такая сварка аргоном выполняется руками сварщика, который держит и присадочный пруток, и горелку.
  • Механизированная аргонодуговая технология — горелку держит сварщик, а проволоку подает аппарат.
  • Автоматическая аргонодуговая технология — участие сварщика в непосредственном процессе сваривания не требуется, так как и пруток, и горелка перемещаются автоматически.
  • Роботизированная аргонодуговая технология — участие сварщика-оператора вообще не требуется.

Аргонодуговая технология сваривания допускает применения как плавящихся, так и неплавящихся (редко) электродов.

Суть дуговой сварки (сварка аргоном) заключается в следующем.

схема аргоновой сварки

Возникновение дуги происходит в промежутке между электродом (чаще всего вольфрамовым) и металлом-объектом работы. Неплавящийся электрод находится в горелке, через которую (через сопло) происходит подача аргона. Присадка при этом не включена в электрическую цепь, и ее подача осуществляется со стороны.

При таком способе сварки из-за касания электродом изделия практически невозможно зажигание дуги, так как, во-первых, аргон не может ионизировать ее по своим физическим свойствам, а во вторых, если электрод все же коснется изделия, то произойдет его немедленное загрязнение и оплавление.

Поэтому для зажигания дуги используется аппарат-осциллятор, который подает на неплавящийся электрод импульсы высоких частоты и вольтажа, ионизирующие дуговой промежуток и обеспечивающие возникновение зажигания после того, как сварочный аппарат будет включен. Таким образом обычно выполняется аргонно дуговая алюминиевая сварка (изделий из алюминия).

В случае если сварочный аппарат работает на переменном токе, то стабилизационный режим, который имеет аппарат-осциллятор, позволяет поддерживать горение дуги при смене полярности, в том числе.

Описанный метод работы невозможен при использовании плавящихся электродов, так как при касании электрода с присадкой неизбежен выброс паров железа, имеющих меньший, чем у аргона, потенциал ионизации, вследствие чего дуга загорается.

Рекомендации, при которых аргонодуговая сварка будет успешной:

  • Рабочие поверхности свариваемых элементов должны быть тщательно подготовлены: очищены от загрязнений и обезжирены. Аппарат, с помощью которого будет выполнена аргонодуговая сварка, должен быть выставлен в нужное место.
  • Подача аргона начинается минимум за 10 секунд до выполнения работ (для создания защитной среды).
  • Длина дуги должна быть минимально возможной, так как чем она больше, тем меньшей становится глубина проплавления металла и шире — шов.
  • Сварка аргоном выполняется только в одном продольном направлении без многочисленных поперечных отклонений.
  • В случае нарушения подачи аргона или при его выдувании от места сваривания, следует прекратить работу и создать более подходящие условия. Под защитой аргона должна быть и присадка, и электрод.
  • Присадочную проволоку (пруток) нужно подавать очень плавно, без резких движений во избежание разбрызгивания металла.
  • Если сварочная ванна удлинена вдоль шва, то его качество можно считать хорошим.
  • Если используется неплавящийся электрод, то присадку располагают впереди грелки под углом к свариваемым элементам.
  • Окончание сварочных работ производится следующим образом: понижение силы тока с помощью реостата для заваривания кратера и отключение подачи газа через 10 секунд после завершения работы. Просто отключить питание и убрать горелку нельзя, это может повлечь несвоевременное прекращение дуговой защиты, что аргонодуговая сварка по своей технологии не допускает.

Аппараты для сваривания в аргонной среде

Аппарат  для сварки аргономОборудование для дуговой сварки в аргонной среде может быть универсальным, специальным и специализированным. Универсальный аппарат, используемый для выполнения аргонно — дуговой сварки, является серийным и пользуется заслуженной популярностью. В основном, аргонная сварка выполняется на производстве на так называемых сварочных постах, но может производиться и в бытовых условиях.

Установка, с помощью которой выполняется аргонодуговая сварка, комплектуется следующими элементами:

  • Аппарат — источник постоянного или переменного тока (возможно их сочетание);
  • Горелка (возможно комплект горелок для работы на различных токах);
  • осциллятор — аппарат, возбуждающий и стабилизирующий дугу;
  • аппарат управления сварочным циклом, в том числе и его защитой;
  • аппарат — регулятор тока с функцией компенсатора.

В быту наиболее широкое применение получил инверторный аппарат для дуговой сварки, который обладает небольшими габаритами и прост в эксплуатации.

Преимущества сваривания в аргонной среде

Аргонодуговая сварка — самый чистый и качественный вид дуговой сварки, при котором возможно

  • Использование малых токов, что положительно сказывается на работе с тонколистовыми металлами, требующей высокой точности.
  • Выполнение работы без флюсов и электродных покрытий.
  • Выполнение наиболее эстетичного и высокопрочного шва, в том числе и при выполнении сварки только с одной стороны.
  • Быстрое выполнение резки металлов, при этом край изделия получается ровным и защищенным от образования оксидных или нитридных пленок. Сопутствующие отходы дуговой сварки выдуваются струей аргона.
  • Выполнение наплавки для восстановления изношенных частей изделия.
  • Выполнение сваривания плохо поддающих сварке металлов.
  • Выполнение работы с элементами разных габаритов, от мелких деталей до массивных металлоконструкций.
  • Количество выделяемых аэрозолей минимально.

Кроме того, выполнение дуговой сварки пожаробезопасно — отсутствие искр позволяет использовать такой вид аргонно-дуговой сварки даже в бытовых условиях без опасения порчи окружающего имущества.

Недостатки сваривания в аргонной среде

Сварка аргоном, точнее в его среде, имеет следующие недостатки:

  • Дорогое оборудование. Для выполнения работ необходимы: аппарат для выполнения аргонной сварки, баллон с газом, электроды, редуктор, набор определенных кап, а также сопел.
  •  Необходимость наличия у работника, выполняющего такую работу, как аргонная сварка, высокой профессиональной квалификации. Специалист должен иметь разряд не ниже пятого, а также пройти специальную аттестацию на дуговой вид сварки аргоном.
  • Невысокая производительность труда, если используется ручной аппарат для исполнения аргонной сварки. При автоматическом сваривании дуговой сваркой может пострадать качество коротких или сложных швов.
  •  Если выполняются работы с применением высокоамперной дуговой сварки, то возникает необходимость дополнительного охлаждения.
  • Аргонная сварка не обеспечивает эффективной защиты швов, а также не делает возможным выполнение работ на открытом воздухе при наличии ветра без дополнительного обустройства рабочего места, так как часть газа будет непременно сдуваться.
Похожие статьи