Применение аргонодуговой сварки

Аргонодуговая сварка является одним из наиболее востребованных видов современной технологии сваривания. Чаще всего этот способ сваривания используется при сваривании алюминиевых сплавов.

Принципиальная схема аргонодуговой сварки.

Ручная аргонодуговая сварка представляет собой технологию сваривания металлических заготовок, с использованием среды, состоящей из инертного аргона.

Сварка проводится при помощи электродов, которые являются плавящимися и неплавящимися. Электрод, который не плавится, изготовлен с использованием такого металла, как вольфрам.

Аргон: его физхарактеристики и техприменение

Таблица характеристик аргона.

Аргон представляет собой инертный газ, обладающий атомным весом 39,9. В нормальных условиях это вещество является бесцветным, не имеет вкуса и не обладает запахом. Вещество имеет массу в 1,38 раза большую, нежели смесь газов, находящихся в окружающем атмосферном воздухе. Этот газ доступный и самый дешевый среди всего комплекса существующих инертных газов. Аргон является достаточно распространенным газом на земном шаре. Он занимает третью позицию по концентрации в воздухе земной атмосферы. На этот газ припадает около 1,3% по массе и 0,9% по объему всей земной атмосферы.

Промышленность вырабатывает необходимый аргон путем использования низкотемпературной ректификационной перегонки атмосферного воздуха. В результате проведения этого процесса получают чистый кислород, чистый азот и аргон.

Помимо этого, аргон в качестве побочного технологического продукта синтезируется в результате проведения процессов по синтезу аммиака. Аргон хранят и транспортируют в газообразном виде в стальных спецбаллонах в соответствии с требованиями, разработанными ГОСТ. Баллон, содержащий аргон, окрашивается в серый цвет.

Газ не является токсичным или взрывоопасным веществом. Аргон способен представлять угрозу жизнедеятельности человека при снижении объемного содержания кислорода в окружающем атмосферном воздухе ниже уровня в 19 процентов. При понижении объемной концентрации кислорода в окружающем воздухе атмосферы у человека наблюдается кислородное голодание, а при более сильном падении содержания кислорода может появляться удушье, утрата сознания, а иногда и гибель.

Схема аппарата TIG для аргонодуговой сварки.

Разработаны определенные меры, которые требуется выполнять при работе с использованием аргона: во избежание возникновения травматических ситуаций:

• проведение дистанционного контроля концентрации кислорода в атмосфере при нахождении в здании резервуаров с газом;
• при использовании жидкого аргона обязательным является использование средств защиты организма от обморожений;
• при выполнении операций по свариванию требуется применять для защиты противогаз или кислородную маску.

Наиболее широкое применение это нашло в сфере сваривания металлических конструкций. Аргон используется в работе по электродуговому, плазменному и лазерному свариванию в качестве плазмоподавителя и защитного газа.

Читайте также:

Как производится сварка титана.

Какие бывают виды сварных швов.

О холодной сварке для металла. высокотемпературной, водостойкой, читайте здесь.

Преимущества и недостатки сварки в инертной среде

Основной областью применения сварки с использованием неплавящегося электрода, изготовленного на основе вольфрама, является сваривание заготовок из легированных сталей и металлов цветной группы. При их малой толщине сваривание осуществляется без использования присадки. Способ сваривания в аргонной газовой среде дает возможность получать качественные сварные швы повышенной прочности и позволяет обеспечивать качественный провар металлических заготовок.

Устройство горелки для аргоновой сварки.

Этот вид сваривания дает возможность легко поддерживать глубину провара. Это свойство является важным при осуществлении заготовок из тонкого листового металла, при невозможности двухстороннего проваривания поверхностей. Эта технология получила распространение при изготовлении трубных стыков. Использование электрода, не поддающегося плавке, с вольфрамом является основной технологией сваривания металлических изделий, изготовленных на основе титана и алюминия.

Аргоновая сварка с использованием электрода, поддающегося плавке, применяются при сварке заготовок из нержавейки и сплавов, основу которых составляет алюминий. Частота применения этого типа сваривания металлов является относительно небольшой. Аргоновая сварка имеет несколько недостатков, среди основных можно отметить следующие:

• небольшая производительность процесса при использовании ручного типа сваривания;
• невозможность использования автоматического типа при коротких и разноориентированных швах.

Невзирая на наличие некоторых недостатков, сваривание в аргоновой среде является очень популярным, благодаря высоким качествам образующегося сварного шва.

Характеристики процесса сварки в среде инертного газа

Таблица электродов для сварки.

Аргон – газ, практически не вступающий в химреакции с расплавами и газами в зоне горения электродуги. Так как аргон – газ более тяжелый, нежели компоненты воздуха, вследствие этого он способен выдавливать воздух из места осуществления работ. Вытесняя воздух, газ обеспечивает надежность изолирования ванны от контактирования с газами атмосферного воздуха.

Аргонодуговая сварка дает возможность проводить крупнокапельный и струйный перенос расплава электрода. При осуществлении крупнокапельного переноса процесс является нестабильным с присутствием большого разбрызгивания.

Теххарактеристики, которые имеет аргоновая сварка, хуже, нежели у сварки в среде углекислоты. Это связано с тем, что при малом давлении в дуге расплав способен формировать капли большой величины.

При осуществлении струйного переноса расплава стабильность сваривания значительно вырастает, а степень разбрызгивания сильно понижается. Недостатком такого переноса является необходимость работы с большими токами, которые достигают 260 А, что часто не соответствует техтребованиям процесса.

Для получения стабильности рекомендуется применять при проведении сваривания импульсные источники электропитания дуги, способные переводить процесс к струйному переносу при токе равном 100 А.

Процесс сварки неплавящимися электродами

Схема применения сварки с электродом, не поддающимся плавлению, предполагает применение электрода, изготовленного на основе вольфрама. Электрод в таком типе аппарата размещается в горелке, посредством которой осуществляется продув инертного газа. Присадка подается в зону действия электродуги отдельно. Она не входит в электроцепь образования дуги. Сварка с применением электрода на основе вольфрама носит название аргонодуговой сварки tig.

Специалистами в области сваривания металлов созданы две кардинально различающиеся между собой разновидности аргонодуговой сварки. При сварке аргоновой ручной горелкой и подачей материала управляет сварщик, при автоматической – перемещение горелки и присадки происходит без участия человека.

При использовании аргонодуговой сварки tig, в отличие от сварки с плавящимся электродом, зажигание дуги недостижимо путем прикосновения электрода к металлической заготовке. Такое зажигание невозможно по многим причинам, основными являются следующие:

• высокий потенциал ионизации газа;
• касание электрода на основе вольфрама к металлической заготовке ведет к его загрязнению и оплавлению.

Поэтому при использовании АДС с вольфрамовым электродом для поджигания дуги применяется спецустройство – осциллятор, включающийся в цепь параллельно.

Осциллятор подает высоковольтные импульсы высокой частоты, которые способствуют ионизации промежутка, а поджигание электродуги происходит после подачи тока сварки. При осуществлении сваривания переменным напряжением осциллятор сразу после образования электродуги переходит в режим стабилизатора. Это обеспечивает подачу импульсов на электродугу при изменении полярности. Периодическая подача импульсов препятствует деионизации и поддерживает стабильность электродуги.

Все виды стали, сплавы на основе титана и другие материалы свариваются на токах прямой полярности, а сплавы на основе алюминия сваривают переменным током. Это требуется для усиления процесса разрушения пленки оксидов, образующейся на алюминиевом сплаве.

Для того чтобы уменьшить пористость в процессе сварки к инертному газу, образующему среду в месте сваривания, добавляется около 5% кислорода. Это обеспечивает дополнительную защиту расплава от загрязнения, так как кислород, взаимодействуя с примесями, заставляет их выгорать или в виде легких химсоединений всплывать на поверхность расплава. Этот процесс окисления и выведения из расплава вредных примесей способствует понижению пористости.