Гибкий шланг, идущий от горелки, обматывается вокруг руки. Горелка зажимается между большим и указательным пальцами и опирается на безымянный и мизинец. Это положение похоже на положение ручки при письме.
Сварочный аппарат для TIG сварки: что это такое?
Если перевести название процесса, которое дает аббревиатура TIG, на русский язык, то получится «вольфрам в инертном газе». Давайте подробнее остановимся на функции отдельных элементов в процессе сварки. Металл расплавляется дугой, возникающей между двумя электродами под высоким напряжением. Одним электродом является свариваемое изделие, другим — специальный вольфрамовый стержень, управляемый сварщиком.
Вольфрамовый электрод плавится при температуре 4000°C. Эта температура намного выше, чем у других металлов и сплавов, поэтому практически любой тип стали можно сварить этим электродом. Для получения точного и аккуратного сварного шва электрод необходимо время от времени затачивать. Вольфрамовый стержень крепится к воротнику сварочной горелки, а неиспользуемая часть закрывается специальным колпачком для предотвращения короткого замыкания.
Горелка в сварочном аппарате устроена таким образом, что электрод располагается в центре сопла, а газ подается круговым движением. Поскольку защитным газом является аргон, сварка называется аргонодуговой. Смысл защитного газа заключается в вытеснении кислорода. Когда он попадает в сварочную ванну, в результате химических реакций выделяется водород, что приводит к появлению многочисленных трещин при кристаллизации металла. Для каждого сплава существует свой процесс сварки, характеризующийся определенным количеством газа и определенным значением напряжения на электродах.
Если кромки свариваемых деталей обработаны с достаточной точностью, происходит проплавление и последующая кристаллизация. Если между поверхностями имеется неустранимый зазор, используется специальный присадочный материал, который вводится в зону сварки в виде проволоки.
Сварка TIG является широко распространенным процессом. Поскольку температура дуги достаточно высока, можно обрабатывать как углеродистую сталь, так и цветные металлы и их сплавы. Процесс TIG используется для работы с чугуном, медью и алюминием, но его основное преимущество заключается в сварке нержавеющей стали. Нержавеющую сталь можно сваривать и с помощью преобразователей ММА, но аргонодуговая сварка дает чистый и точный шов, который не нужно потом очищать от шлака.
Сварочная проволока должна быть из того же материала, что и свариваемые детали. Сварка TIG позволяет сваривать алюминий. При отсутствии защитного газа расплавленный алюминий быстро окисляется. В атмосфере аргона нет характерного оксидного слоя, и кромки плавятся равномерно.
Сварка TIG чаще всего используется в следующих областях и отраслях:
- машиностроение;
- работа с пищевой сталью, производство посуды;
- производство емкостей для хранения химически агрессивных веществ;
- ремонт автомобилей.
Как и любой другой вид сварки, аргонодуговая сварка имеет определенные требования и особенности. Каждый сварщик должен их знать, иначе невозможно гарантировать качественный результат.
- Свариваемые детали, в частности поверхности кромок, необходимо очистить от посторонних элементов и обезжирить.
- Вольфрамовый электрод подключается к отрицательной клемме инвертора.
- Для сварки алюминия необходимо оборудование, работающее в режиме AC (переменный ток).
- Необходимо правильно рассчитать сварной ток, исходя из условий работы. В частности, на выбор его значения влияет диаметр электрода. Чрезмерно большой ток приведет к плавлению электрода, что нежелательно.
- При отсутствии должного опыта рекомендуется формировать дугу небольшого размера.
- Перед сваркой необходимо провести подготовку горелки. Вольфрамовый электрод должен выступать из цанги на 3-5 мм.
- Необходимо обратить внимание на равномерное распределение газа по сечению сопла горелки.
Что такое TIG сварка
С самого начала следует расшифровать аббревиатуру, в которой скрывается вся соль процесса. В переводе с немецкого «tungsten inert gas welding» означает не что иное, как «сварка вольфрамовым электродом в инертном газе». Проще говоря, это соединение металлов вольфрамовыми электродами в среде инертного газа.
Ключевым элементом этой технологии является электрод, который начинает плавиться при температуре 3,5 тысячи градусов Цельсия. Эта температура очень низкая и позволяет использовать вольфрамовые электроды для сварки большинства стальных и алюминиевых сплавов. Стержень не считается расходным материалом. Его нужно только время от времени шлифовать для удаления солей и шлака. После этого его гораздо легче зажечь и удерживать дугу во время работы.
Стержень вставляется непосредственно в горелку, точнее, в сопло. По всему периметру подается инертный газ. Чаще всего для этого используется аргон. Если защиты нет, в сварной шов поступает кислород. Металл сгорает, и качество сварного шва остается неудовлетворительным. Защитный газ прерывает подачу кислорода и предотвращает образование микротрещин и полостей в расплавленном металле. Это делает сварной шов более прочным и компактным.
Как только зажигается дуга, края свариваемых элементов начинают плавиться. Рекомендуется располагать их как можно ближе. Так больше шансов, что в итоге получится плотный и достаточно прочный сварной шов. Однако часто случается, что элементы приходится сваривать с зазором между ними. В этих случаях необходимо использовать присадочную проволоку, расплав которой заполняет зазоры, улучшает механические свойства и делает соединение более прочным.
Процесс TIG особенно важен при сварке алюминиевых сплавов, поверхность которых защищена слоем оксида металла. Он присутствует не только на заготовке, но и образуется при высоких температурах, т.е. во время сварки. Пленка препятствует образованию сварочных ванн и хорошему качеству сварки. Аргон или другой защитный газ предотвращает образование пленки.
Что это такое?
Сварка металлов началась очень давно. Однако древняя и современная сварка сильно отличаются друг от друга. Сварка TIG — один из самых современных методов соединения металлических деталей. Ее основной принцип заключается в использовании вольфрамового электрода, в который вдувается химически инертный газ. Сам стержень принято называть «неплавящимся». Сварщик должен затачивать электродный инструмент, иначе дуга не может поддерживаться постоянно.
Официальное написание термина TIG — аргонодуговая сварка неплавящимся электродом-инструментом. Конечно, вольфрам тоже может плавиться — но только при температуре не менее 3500 градусов. Иногда в дополнение к аргону подается другой нейтральный газ. Стоит отметить, что в технической документации этот метод может иметь и другие названия. В немецкоязычной литературе, например, используется термин WIG. Существует также обозначение GTA, которое ничего не говорит о химических свойствах используемого газа.
Промышленное использование сварки вольфрамовым изолирующим газом началось в 1940-х годах. Она стала настоящим спасением для авиационной промышленности, а затем и для ракетостроения, где другие методы соединения уже не были удовлетворительными. Очень скоро инженеры в других отраслях промышленности начали ценить преимущества сварки TIG. Наиболее важные особенности этого процесса заключаются в следующем:
- максимальная равномерность шва (исключается появление пор и ненормальных полостей);
- сокращение внутренних механических напряжений;
- отсутствие плавильных брызг;
- пригодность практически для любого чистого металла или сплава;
- отсутствие необходимости дополнительно обрабатывать заготовки после соединения;
- возможность в целом освоить оборудование и методы работы за 2-3 сеанса;
- малая эффективность работы на открытом воздухе (без изоляции от ветра);
- необходимость тщательной подготовки поверхности;
- усложнение работы из-за неприемлемости острого угла размещения горелки;
- необходимость вычищать отметки, оставляемые электрической дугой.
Т-образная сварка подходит практически для всех видов стали. Когда электродный инструмент вставляется в пистолет, он прочно фиксируется в горелке. Избыточная длина закрыта дополнительным колпачком, так что риск короткого замыкания исключен. Последняя часть линзы — специальное керамическое сопло. В ее центре находится электрод, окруженный изолирующим газом.
Если пластины разделены зазором или необходимо получить сварной шов с высокой прочностью на разрыв и растяжение, следует использовать присадочную проволоку. Сечение этой проволоки определяется требуемой толщиной изделия и сварного шва. В некоторых случаях используется импульсный вариант сварки TIG. В этом варианте параметры тока меняются от высоких до низких за относительно короткое время. При этом может использоваться как постоянный, так и переменный ток. При этом учитывается как тип, так и толщина металлических деталей. Важно понимать различия между TIG и MMA.
Во втором варианте, ММА, используется электрод с покрытием. В этом процессе не используется изолирующий газ. Сплавленные электроды оставляют армированный шов. С помощью оборудования MMA можно уверенно обрабатывать сталь. Метод TIG позволяет эффективно обрабатывать алюминий и другие цветные металлы.
Сферы применения
Процесс TIG используется в:
- кораблестроении;
- производстве автомобилей и летательных аппаратов;
- получении деталей различных станков и механизмов;
- изготовлении медицинской техники;
- производстве бытового и профессионального электроинструмента.
Черные металлы, такие как чугун и сталь, успешно свариваются с помощью этой техники. Можно идеально сварить детали, например, из углеродистой и нержавеющей стали. Присадочный материал для сварки не нужно тщательно подбирать — подходит практически любой материал. Помимо инструментов из чистого вольфрама, можно также использовать структуры, содержащие вольфрам. Чугун должен быть предварительно нагрет. Легированные и углеродистые стали можно обрабатывать при условии, что они не подвергаются сильным механическим нагрузкам, а металл должен быть защищен от чрезмерного нагрева.
Сварка алюминия постоянным током TIG в последние годы почти полностью прекращена. Сам процесс характеризуется высокой стоимостью. Поэтому он используется в основном в областях с высокими требованиями к изделию и его соединениям. Полноценная работа возможна только в промышленных условиях. В частном доме или небольшой мастерской обычно возникают серьезные проблемы.
При использовании TIG медные изделия также могут быть сварены относительно хорошо. Это делает сварку очень приятной. Важно учитывать текучесть расплавленной меди и высокую теплопроводность металла. Интенсивный нагрев меди приводит к образованию тугоплавких компонентов, которые являются очень хрупкими. Вертикальные или накладные швы невозможны — все из-за особой текучести металла.
Особенности выполнения ТИГ-сварки
Перед сваркой TIG я сначала подготовил присадочные металлы и оборудование. Во время этого процесса я делал следующее:
- Заточил неплавящиеся электроды из вольфрама. При этом для заточки рабочего стержня использовал надфиль.
- Вставил вольфрамовый заточенный электрод в горелку. Его крепление осуществил с помощью зажима цангового типа.
- Приоткрыл вентиль на газовом баллоне.
- Установил необходимый расход аргона при помощи регулятора. У меня газ расходовался в количестве 12 л/мин.
- Присоединил массу к свариваемому металлу.
- Произвел пуск осциллятора.
- Поднес горелку к металлической поверхности.
- Нажал на клавишу включения, чтобы появилась искра, и открыл поступление аргона на горелке.
Во время сварки я поддерживал расстояние не менее 3 мм между кончиком вольфрамового электрода и поверхностью металла. Когда я соединял детали небольшой толщины, я перемещал горелку справа налево. Если мне нужно было выполнить широкий сварной шов, я увеличивал расстояние между электродом и металлическими деталями. Когда я хотел сделать проход у корня, я равномерно перемещал конец вольфрамового факела. Таким образом, глубина сварного шва уменьшалась.
При сварке TIG необходимо следить за тем, чтобы расстояние дуги от детали оставалось одинаковым на протяжении всего процесса.
Узнайте больше о сварке TIG в этом видео:
Коротко о главном
Сварка TIG предполагает соединение металлов вольфрамовым электродом в среде защитного газа. Наиболее часто используемым газом является аргон. Этот процесс позволяет получить высококачественный сварной шов без трещин и пустот. Брызги металла отсутствуют, остаточные напряжения снижены, создается небольшая зона нагрева и отсутствует негативное воздействие на окружающую среду. Однако сварку трудно производить в труднодоступных местах, а соединяемые детали должны быть тщательно подготовлены перед сваркой.
Применяется в строительстве и не только в строительстве зданий. С его помощью можно соединять углеродистую и нержавеющую сталь, а также цветные сплавы. Для сварки TIG заранее подготавливают сварочный аппарат, сварочную проволоку, баллон с аргоном и редуктор. Перед началом процесса электрод сначала затачивается. Затем регулируется поток газа аргона. Затем масса прикладывается к металлу и производится сварка.
Напишите в комментариях, что вы думаете — что лучше использовать для TIG-сварки — аргон или гелий?
Приборы (аппараты) для сварки
Для сварки TIG неопытному сварщику лучше всего использовать инвертор MMA с функцией TIG, оснащенный осциллятором. С помощью такого инвертора начинающий сварщик может освоить TIG-сварку нержавеющей стали, низколегированной стали и т.д., которые не требуют от новичка особых навыков.
Для алюминия, магния и т.д. нужен более серьезный инвертор, который переключается на переменный ток.
Профессиональные инверторы оснащены дополнительными функциями:
- стабилизация дуги;
- модуляция сварочного тока;
- ускоренный поджиг;
- заварка кратера.
Сварочная горелка
При работе на малых токах — 50-150А — горелка успевает остыть естественным образом — газовое охлаждение. Горелка с водяным охлаждением, встроенным в рукоятку, предназначена для рабочих токов 200-600А. Вода циркулирует по всему кабельному каналу от блока до горелки.
Горелка собирается следующим образом:
- Устанавливаем цангодержатель;
- вставляем в него цангу;
- закручиваем колпачок (не до края) – для предохранения замыканий об массу;
- вставляем неплавящийся электрод;
- на цангу наворачиваем керамическое сопло;
- настраиваем вылет электрода – минимально возможный;
- накрепко затягиваем колпачок.
Электрод вставляется в центр сопла, а по периферии подается аргон.
Ручка горелки крепится к кабельному каналу либо статично, либо с помощью гибкой шейки, что позволяет осуществлять тонкую непрерывную работу на любой высоте. Кнопка на рукоятке активирует электрод и подачу газа.
Розетки Zang выпускаются с горелкой и без нее. Газовая линза напоминает фильтрующую сетку, что обеспечивает равномерный поток газа и более широкую зону защиты. Это особенно выгодно при работе с нержавеющей сталью и активными металлами. Алюминий и железную сталь можно обрабатывать без газовой горелки. Для начинающих лучше работать с железной сталью и не использовать газовую горелку.
Неплавящиеся электроды
Температура плавления вольфрама составляет более 3400 градусов Цельсия, поэтому электрод не будет гореть или плавиться при высоких температурах. Электроды выпускаются из чистого вольфрама или с легирующими элементами. Наконечники окрашиваются в различные цвета в зависимости от области применения.
Для получения безопасной сварки и стабилизации дуги рабочий конец электрода необходимо время от времени затачивать. При работе с переменным током он должен быть закругленным, при работе с постоянным током — коническим.
Длина заточки составляет примерно 2-3 диаметра электрода. Для обеспечения стабильности дуги опасность от заточного инструмента должна быть вдоль кромки, а не поперек. Перегрев электрода при заточке недопустим, так как это делает вольфрам более хрупким.
Электроды подбираются в соответствии с условиями сварочного тока.
Подготовка к сварке
Ввод в эксплуатацию заключается в сборке всех гибких соединений в единое целое с машиной:
- закрепляем редуктор с ротаметром на газовом баллоне;
- шланг подключаем к редуктору;
- байонетный разъем горелки вставляем в минусовое гнездо;
- кабель управления присоединяется к соответствующему гнезду на лицевой панели инвертора;
- кабель массы соединяется с плюсовым гнездом на аппарате.
Как правило, кабель горелки, газовый шланг и кабель заземления со всеми разъемами поставляются в комплекте со сварочным аппаратом.
Необходимое оборудование
Для дуговой сварки меди и других металлов требуется специальное оборудование. Минимальное техническое оснащение включает в себя:
- Источники тока.
- Осциллятор.
- Инвертор.
- Баллон с аргоном.
- Редуктор.
- Горелку.
- Соединительные кабели.
- Вольфрамовые электроды.
- Присадочную проволоку.
Для правильной сварки TIG требуется непрерывное зажигание на аппарате. Самые простые источники TIG вырабатывают постоянный ток. Они могут сваривать такие металлы, как нержавеющая сталь, черные металлы, латунь, медь и бронза. Однако металлы с оксидным слоем — алюминий и магний — сваривать нельзя. Для них источник должен иметь режим переменного тока. Это более сложные источники, которые имеют режим постоянного и переменного тока. Для переменного тока есть такие настройки, как баланс тока.
В современных моделях есть источники с функциями для разных толщин материала и разных пространственных положений. Наиболее распространенным режимом является импульсный режим. Одной из особенностей является частота импульса. Существуют источники с частотой импульсов до 15 000 Гц. Чем выше частота, тем лучше функциональность.
При выборе сварочного аппарата TIG необходимо определить, где и для каких целей он будет использоваться. От этого зависит наличие необходимых функций:
- напряжение источника питания;
- наличие режимов с постоянным и переменным током;
- возможность смены полярности;
- наличие режима для стали с высокой вязкостью;
- способность долгое время сваривать металл, имеющий большую толщину;
- нахождение в комплекте горелки с водяным охлаждением;
- наличие охлаждения стационарного вида;
- наличие возможности контроля работы с помощью дисплея;
- возможность работы на производственных линиях.
Среди преимуществ — дополнительные функции:
- наличие возможности бесконтактного поджога дуги;
- DOWN POST GAS — позволяет плавно производить отключение дуги;
- BALANCE — возможность изменения баланса полярности при сварке переменным током.
Существует множество моделей сварочных аппаратов TIG. TIGER 170 DC опережает своих конкурентов по соотношению веса и мощности. Аппарат имеет широкий диапазон применения — от листовой стали толщиной 0,2 мм до 6 мм. Благодаря переменному регулированию тока можно сваривать и более тонкие листы без прожогов. Аппарат управляется микропроцессором и имеет большой объем памяти. Простой и понятный пользовательский интерфейс позволяет задавать параметры и режимы работы.
Аппарат HAMER TIG-200DC может работать в двух различных режимах. Это вариант для сварки черных металлов и нержавеющей стали. Основное преимущество — низкая цена в сочетании с наличием всех необходимых функций.
Сварочный аппарат ELAND TORS-200 имеет схожие характеристики. Он имеет большее количество дополнительных функций. Особенностью является то, что он оснащен компонентами и расходными материалами для сварки TIG и MMA.
ГОСТ 5.917-71 описывает требования к ручным горелкам для аргонодуговой сварки. Согласно этому нормативному документу, следует использовать горелки типа РГА. Наиболее распространенными моделями являются РГА-150 и РГА-400. Выбор диаметра и толщины электрода для сварки TIG зависит от типа свариваемого металла.
Ошибки при ТИГ сварке
Основной неисправностью является быстрое сгорание электрода. Это может быть вызвано неправильной полярностью выбранного режима, недостаточным потоком газа или неудачным выбором диаметра вольфрамового электрода. Сварной шов может быть загрязнен вольфрамом. Это происходит из-за попадания электрода в сварочную ванну и его расплавления там.
Некачественные сварные швы могут быть вызваны конденсатом в металле, дефектными или неплотными швами, недостаточным потоком газа и плохой предварительной очисткой поверхности. Нестабильность дуги может быть вызвана неправильной полярностью, грязным электродом или слишком большим размером электрода.
К наиболее распространенным неисправностям относятся обесцвеченные сварные швы и желтый дым. Это происходит из-за слишком быстрого отключения аргона. Выключайте газ через 10 секунд после того, как погаснет дуга.
