Что собой представляет горелка для аргонодуговой сварки

При производстве сварочных работ важно, какая горелка для аргонодуговой сварки будет использоваться. Сварка в среде аргона является одним из самых качественных и надежных видов соединения металлических деталей. При использовании такой сварки можно соединять детали из любых металлов и их сплавов. Сварочные швы, как правило, не требуют дополнительной обработки из-за полного отсутствия окалины и шлака. Еще одно название аргоновой сварки – TIG сварка.

Рисунок 1. Общее устройство аргоновой горелки.

Аббревиатура пришла в Россию вместе с импортным оборудованием и не всегда понятна потребителю. Горелка для производства аргонодуговой сварки российского производства и горелка для TIG сварки принципиальных различий не имеют. Различают два основных вида сварки в защитной газовой среде:

1. TIG сварка обозначает использование для создания дуги неплавящегося электрода.
2. MIG/MAG обозначает сварку плавящимся электродом. Также в этом режиме возможно использование защитного газа со специальными добавками, придающими соединительному шву дополнительные свойства в результате химического воздействия.

Горелка аргоновая с неплавящимся электродом используется в основном для ручной сварки. Сварщик при этом работает двумя руками: в одной удерживая горелку, второй подавая в ванночку с расплавленным металлом, присадочную проволоку.

Сварка с плавящимся электродом чаще используется в полуавтоматическом или полностью автоматизированном режиме.

Источники сварочного тока

Рисунок 2. Схема установки для аргоновой дуговой сварки.

В качестве источника сварочного тока можно использовать обычные сварочные аппараты с переменным или постоянным напряжением на выходе. Для сварки деталей из алюминия необходимо использовать переменный ток. Во всех остальных случаях предпочтительнее постоянный ток с прямой полярностью подключения. Также можно использовать инверторные сварочные аппараты и другие современные устройства, обеспечивающие необходимую мощность. Торговые организации предлагают большой модельный ряд полных комплектов и различных устройств для сварки в защитной среде от различных производителей. В продаже имеются горелки с регулятором силы тока и дисплеем, отображающим его величину. Но стоимость таких устройств может осилить лишь серьезное предприятие со стабильным объемом работ. Для домашней мастерской и небольших и периодических работ намного дешевле изготовить комплект оборудования самостоятельно, со временем модернизируя и расширяя его.

Устройство и принцип работы горелки

Общее устройство аргоновой горелки можно посмотреть на рисунке (рис.1). Основной частью горелки является резервуар для охлаждающей жидкости с двумя штуцерами, через которые она циркулирует. По центру резервуара установлен вольфрамовый электрод на диэлектрических кронштейнах с проводом и клеммой для подключения кабеля от сварочного аппарата. По свободному пространству вокруг электрода к соплу поступает газ от приемного штуцера. К штуцеру присоединяется шланг от баллона с газом. На рисунке показана общая схема установки для аргоновой дуговой сварки без системы охлаждения (рис.2).

Работает горелка аргонная следующим образом:

Рисунок 3. Схема использования угольной пластины.

• запускаются все устройства: система циркуляции охлаждающей жидкости, сварочный аппарат, открывается подача газа на горелку;
• при образовании защитного слоя зажигается дуга, детали разогреваются в месте начала сварки до температуры плавления, и в образовавшуюся ванночку подается присадочная проволока;
• как только образовалось четко видимое соединение между деталями, электрод и проволока перемещаются дальше по шву.

Жидкостное охлаждение горелки для аргона используется редко, в основном на предприятиях с высокой производительностью труда и круглосуточным режимом работы. В комплект такой системы должен входить насос, емкость с холодной жидкостью и устройство для охлаждения при замкнутой циркуляции жидкости. При разомкнутом цикле будет идти постоянный расход жидкости. Оба варианта требуют дополнительных материальных затрат, что не всегда оправдано. Стоимость горелки для аргонодуговой сварки с жидкостным охлаждением тоже значительно выше.

Как изготовить горелку своими руками

Горелку для аргонодуговой сварки можно собрать своими руками. Образец такого устройства показан на фото (фото 1). Рядом с горелкой находится хомут для крепления при работе в полуавтоматическом режиме. На фотографии показаны основные составные части устройства (фото 2).

Для изготовления цангового зажима использована латунь марки ЛС59-1. Зажим на одном конце имеет четыре прорези для фиксации электрода и прохождения аргона. В корпусе горелки, изготовленном из латуни такой же марки, вырезаны шесть прорезей и проточено установочное место для сопла. Оптимальным материалом для изготовления горелки является медь из-за более низкого удельного сопротивления и большей теплопроводности. Для уплотнения между корпусом и соплом нужно установить прокладку из термостойкой резины. Специальная гайка из стали затягивается от руки, фиксирует электрод и одновременно прижимает сопло.

Фото 1. Аргонодуговая горелка может иметь воздушное или жидкостное охлаждение.

Уплотнение гайки происходит при упоре на шайбу из фторопласта. С обратной стороны корпуса электрод уплотняется второй гайкой из стали с уплотняющей шайбой из фторопласта. В просверленное в корпусе отверстие впаивается медная трубка для подачи аргона. Шов выполнен тугоплавким серебряным припоем. Одновременно трубка исполняет функцию проводника для подключения электрода к сварочному аппарату. Место шва закрыто термоизоляционной втулкой из фторопласта, который свободно надет на трубку. На втором конце трубки припаяна конструкция для подключения сварочного кабеля и фиксации ручки.

Сварочный кабель подсоединяется к токосъему болтом М6 с шайбой. На стороне токосъема, направленной к головке, наружная резьба М12. Перед пайкой на трубку необходимо накрутить гайку и надеть шайбу. Этой гайкой зажимается ручка из эбонита, собранная из двух половинок. Ручку можно использовать от обычной газовой горелки или изготовить самостоятельно. В приемный штуцер на конце медной трубки нужно установить на резьбе дроссель с диаметром внутреннего отверстия 0,5 мм. Дроссель ограничит расход газа при работе и не допустит первичного удара при открытии клапана подачи газа.

Электроды желательно заточить на алмазном круге под углом около 40°. Оптимальная длина около 250 мм, но размер не критичен. Можно использовать то, что есть в наличии. Давление газа на горелку 1 кГс/м², качество газа 99,993%. Расстояние от конца электрода до сопла около 4 мм, длина дуги 2,7-2,8 мм при работе в режиме полуавтомата.

Для сварки используется подключение прямой полярности, плюсовой провод на деталь, минусовой на электрод.

Для автоматической подачи при большом количестве одинаковых заготовок используется стол фрезерного станка со скоростью перемещения 80 мм/мин. На краях свариваемых деталей желательно расположить два отрезка из аналогичного материала для розжига дуги или можно использовать угольную пластину, изображенную на рисунке 3. Напряжение холостого хода на электродах номиналом 80 В обеспечивает легкий розжиг дуги. Начальный ток сварки 16 А при работе на заготовке возрастает до 22-24 А. Напряжение на электродах при работе порядка 12-12,5 В и зависит от длины дуги.

Основные преимущества сварки в среде аргона

Фото 2. Основные составные части горелки.

Главными преимуществами такой сварки являются:

• соединяемые поверхности не ведет в разные стороны из-за небольшой площади прогрева;
• на шве полностью отсутствует окалина и шлак;
• дуга маленького размера, но повышенной мощности позволяет выполнять работы за более короткий срок;
• простые приемы сварки позволяют быстро освоить данную технологию;
• возможность работать со многими металлами и их сплавами, которые нельзя сварить другим способом.

К недостаткам аргонодуговой сварки можно отнести следующее:

• затруднительная сварка на ветру или при сильных сквозняках из-за смещения защитного газового слоя;
• при использовании энергоемкой дуги для сварки необходимо дополнительное охлаждение;
• необходимость постоянной заправки баллонов газом.

Несмотря на все трудности, многие специалисты, освоившие сварку в защитной газовой среде, не хотят возвращаться к прежним способам сварки из-за преимуществ и возможностей такого метода.