Сварка аргоном: технология, область применения, сварочные установки
Сварка аргоном: технология от «А» до «Я» или в чем преимущества аргонодуговой сварки
На сегодняшний день непрерывно возрастают требования к качеству изготавливаемой продукции. Сварка в среде защитных газов, в частности, сварка аргоном используется для наиболее полного удовлетворения запросов заказчиков в изготовлении различных металлоконструкций строительного и бытового назначения.
Сварка в среде защитного газа аргона с использованием в качестве источника нагрева электрической дуги – называется аргонодуговой. При этом основная функция инертного газа – защитить металл от влияния кислородной среды. В некоторых исключительных случаях аргон может быть заменён гелием, Но, учитывая высокую стоимость этого газа, целесообразность такой замены невелика.
Процесс, в ходе которого осуществляется сварка аргоном, основан на возникновении дуги между неплавящимся вольфрамовым электродом и свариваемым изделием. Электрод помещен в токопроводящем устройстве горелки и окружен керамическим соплом. Под воздействием электрической дуги происходит расплавление свариваемых кромок – образуется единая расплавленная ванна. Аргон нагнетается по токоведущему устройству и под его давлением вытесняется кислород, при этом сама сварочная ванна остаётся защищенной от окисления и азотирования. Благодаря тому, что электрическая дуга сжата и сконцентрирована на малой поверхности в зоне плавления достигается очень высокая температура (4000…6000°C). При этом виде сварки в дугу подаётся присадочный металл – присадочная проволока, технологически свариваемая с основным металлом. Подаваемый в зону дуги присадочный материал в электрическую цепь не включается. Полученный шов является единым целым со свариваемыми деталями, что гарантирует высокий уровень прочности, герметичности и долговечность изделия.
В ряде случаев при сварке алюминия и нержавеющих сталей применяется аргонная сварка с использованием плавящихся электродов. Правда, объем такого применения достаточно невелик.
При сварке неплавящимся электродом зажигание дуги не происходит путем касания к изделию. Это обусловлено двумя причинами. Аргон имеет высокий потенциал ионизации, что сильно усложняет ионизацию дугового промежутка за счет возникновения искры между электродом и изделием. Кроме того, при касании вольфрамовый электрод загрязняется и начинает интенсивно оплавляться. Поэтому при таком способе сварки для зажигания дуги необходимо параллельное подключение к источнику питания специального устройства – осциллятора.
Через осциллятор идет передача на электрод высокочастотных высоковольтных импульсов, ионизирующих дуговой промежуток и обеспечивающих после включения тока зажигание дуги. При работе на переменном токе после зажигания осциллятор переходит в режим стабилизации и в дальнейшем передаёт импульсы только при смене полярности. Таким образом, обеспечивается устойчивое горение и предотвращается деионизация дугового промежутка.
В случае, если сварка аргоном ведется на постоянном токе, количество тепла на катоде и аноде неравномерно. Так, например, при силе тока до 300А на аноде выделяется до 70% тепла, а на катоде только 30%. Учитывая этот фактор, для достижения максимального эффекта проплавления при минимальном разогреве электрода, почти всегда применяется прямая полярность. Исключение составляет алюминий.
Для более активной защиты металла и устранения пористости, иногда, используется аргон с добавкой 35% кислорода. Чистый аргон не обеспечивает полной защиты от влаги, загрязнений и различных включений. А, химическая реакция кислорода с вредными примесями приводит к их выгоранию либо превращению во всплывающие на поверхности сварочной ванны соединения, что и предотвращает пористость.
Работы, в которых используется сварка аргоном, могут проводиться как в ручном режиме – присадочный пруток и горелка находятся в руках сварщика, так и в автоматическом – перемещение присадочной проволоки и горелки происходит без его непосредственного участия.
Каждому виду аргонодуговой сварки присущи свои особенности. Выбор вида сварки определяется типом конструкции и применяемым оборудованием.
Область применения аргонодугой сварки
В настоящее время аргонная сварка широко применяется как в быту, так и в промышленности – везде, где предъявляются высокие требования к качеству сварных швов.
Одним из важных направлений является популярное на сегодня строительство каркасного типа, где сварные швы обязаны выдерживать постоянную нагрузку. Первоначально изготавливается сам каркас, а затем, к нему приваривается крепёж для монтажа панелей.
Не менее широко используется сварка в среде аргона для соединения металлов плохо поддающихся сварке, тонкостенных изделий и резки толстых листов из тугоплавких металлов. В этом плане аргонодуговая сварка стала настоящим технологическим прорывом в сфере металлообработки.
Также, данная технология, с использованием сварочных автоматов различных конструкций, успешно применяется для соединения неповоротных стыков труб. Такая сварка носит название орбитальной.
С развитием автомобилестроения остро встал вопрос надёжного соединения алюминия, титана, латуни, меди, нержавейки и пр., ответом, на который стала сварка аргоном, отвечающая всем предъявляемым требованиям. Таким образом, свариваются радиаторы, блоки, литые диски, кондиционеры, узлы кузова и ещё многое другое. При этом аргонодуговая сварка позволяет решить многие проблемы, связанные с ремонтом данных деталей автомобиля и избежать очередной покупки.
Преимущества аргонодуговой сварки.
Благодаря появлению сварки в среде аргона стала возможна тонкая работа с металлом и изготовление изделий, отвечающих высоким эстетическим запросам. Данный способ не требует применения электродных покрытий и флюсов, а также гарантирует высокое качество сформированных швов, не требующих зачистки от шлаков. Точное поддержание степени проплавления играет важную роль при сваривании тонкого металла, особенно при наличии, только, одностороннего доступа к поверхности.
Такой вид сварки стал большим плюсом в сфере резки металла, значительно ускорив процесс и предохраняя кромки разреза от возникновения нитридных, оксидных и др. пленок. Немаловажно, что во время резки аргоном отходы выдуваются аргоновой струёй.
Общепризнанно, что сварка аргоном относится к самым чистым и качественным видам сварки, с минимальным выделением сварочных аэрозолей. Благодаря отсутствию искр она может осуществляться в жилых помещениях без опасения повредить напольные и настенные покрытия.
Аргонодуговая сварка возможна на малых токах, что положительно отражается на повышении производительности труда при операциях с тонколистовыми металлами (от 0,5 мм).
Кроме того, существует возможность не только проводить сваривание плохо поддающихся сварке металлов, но и осуществлять наплавку, т. есть восстановление утраченного объема изношенных деталей.
Этот вид сварки практически универсален, так как позволяет надёжно соединять как мелкие металлические детали, так и крупногабаритные металлоконструкции большой толщины.