Настройка аргона для сварки черного металла

TIG-сварка черных металлов: выбор присадочного материала, режимы сварки, технология процесса

Дуговая сварка неплавящимся электродом в среде защитного газа получила название TIG и нашла широкое применение как средство соединения цветных металлов, склонных к оксидированию на открытом воздухе. Тем не менее этот метод может эффективно использоваться и для сварки черных металлов.

Преимущества и недостатки TIG-сварки черных металлов

По сравнению с обычной электродуговой сваркой метод обладает такими достоинствами:

  • возможность качественного сваривания разнородных материалов (например, углеродистой стали с нержавеющей);
  • малая зона прогрева и, как следствие, снижение вероятности прожига тонкого металла и отсутствие термических деформаций;
  • возможность выполнения длинных непрерывных швов при постоянной подаче присадочной проволоки;
  • предотвращение попадания воздуха и загрязнений в сварочную ванну;
  • низкие требования к качеству присадочного материала;
  • отсутствие необходимости в обработке готового шва;
  • высокая скорость сваривания;
  • аккуратность шва;
  • простота обучения работе.

Недостатков у сварки неплавящимся электродом в защитной среде не так уж и много. Прежде всего, это необходимость тщательной обработки стыка перед проведением работ, иначе велик риск образования полостей в шве, чем особенно грешат высокоуглеродистые стали. Также нужно учитывать, что конструкция горелки делает неудобным ведение электрода под острым углом, а после розжига дуги вне стыка остается след, который необходимо удалять механически.

Кроме того, может быть затруднена работа на открытом воздухе – ветер будет выдувать защитный газ, а это приведет к его перерасходу.

Технология TIG-сварки

Сварка проводится вольфрамовым или вольфрамсодержащим электродом, который закрепляется в контактной трубке сварочной головки. Помимо электрического контакта со сварочным трансформатором, головка соединяется гибким шлангом с газонагнетательной системой, содержащей инертный газ. Процесс сваривания начинается с подачи газа, за которой следует поджиг дуги и поступление присадочной проволоки в сварочную ванну.

Перед тем как приступать к выбору расходных материалов и расчету параметров сварки, нужно понять, какой металл вы собираетесь варить. Наиболее распространены четыре варианта:

  1. Низкоуглеродистые стали (до 0,25%) – относятся к хорошо свариваемым материалам. Для предотвращения хрупкости шва рекомендуется предварительный прогрев заготовок в печи до 150-200℃.
  2. Среднеуглеродистые стали (0,25-0,45%) – трудно свариваемые. Требуют обязательного прогрева до 150-400℃ (зависит от конкретной марки стали), а также последующей термообработки в виде отжига или отпуска.
  3. Легированные и высокоуглеродистые стали (более 0,45%) – ограниченно свариваемые. Эти металлы относятся к конструкционным, а потому не рекомендуются к сварке. Допускается соединение заготовок, не несущих существенных нагрузок, при условии их защиты от резких перепадов температуры.
  4. Чугуны (более 2,41%) – требуют особого режима сварки с предварительным прогревом, предпочтительна работа плавящимся, а не вольфрамовым электродом. Соединения, выполненные методом TIG, не должны испытывать значительных механических нагрузок.

Для снижения температурного воздействия на околошовные зоны используются охладительные радиаторы из меди или других теплопроводных металлов.

Выбор и подготовка вольфрамовых электродов

Использование вольфрама в качестве основного материала электродов для TIG-сварки оправдано крайне высокой температурой его плавления (около 3380℃). Содержание этого металла в электроде обычно составляет 97,0-99,5%, остальное приходится на долю легирующих материалов. Они же задают классификацию изделий:

  1. Оксид тория – электроды переменного тока, стойкие к перегрузкам. Важно учитывать, что пыль таких изделий (выделяется при заточке, а иногда и при использовании) опасна для здоровья.
  2. Оксид церия – электроды переменного тока для сварки тонких и хрупких заготовок, позволяют легко и быстро поджигать дугу.
  3. Оксид лантана – электроды способны работать как с постоянным, так и с переменным током. Рекомендуются для кратковременных циклов и относительного малого ампеража, очень долговечны.
  4. Оксид циркония – электроды переменного тока со стабильной дугой, способствуют самоочистке сварочной ванны.
  5. Оксид иттрия – электроды постоянного тока, крайне долговечны, рекомендуются для ответственных соединений.
Читайте также:  При прокаливании смеси нитрата натрия с нитратом неизвестного металла степень окисления 3

Диаметр электрода выбирается в соответствии с толщиной свариваемых заготовок. Условно эту зависимость можно представить в таком виде:

Толщина заготовки, мм Диаметр электрода, мм
0,5 1,0
1,0 1,6
2,0 2,0
3,0 3,0
4,0 3,0-4,0
5,0 3,0-5,0
более 5 3,0-6,0

Длина заточки электрода зависит от требуемых величин глубины и ширины шва, обычно она составляет 50-200% диаметра. «Острие» притупляется до 5-10% диаметра – это обеспечивает стабильное горение дуги.

Примерная стоимость вольфрамовых электродов на Яндекс.маркет

Как выбрать присадочный материал

Для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом используют присадочные прутки и проволоки без флюсовых оболочек, так как роль защиты сварочной ванны играет инертный газ. При этом материал может включать щелочные, щелочноземельные и цветные металлы для снижения пористости шва, сдерживания разбрызгивания, защиты прутков от коррозии и др. Широкое распространение получили такие модели присадок:

  • Св.-08Г2С – стальной пруток с содержанием кремния и марганца, используется для сварки низко- и среднеуглеродистых сталей, в том числе для конструкций, работающих под нагрузкой;
  • ER 70S-6 – импортный омедненный пруток для сталей с любым содержанием углерода, не требует зачистки перед подачей в сварочную ванну;
  • ER-308 (и его отечественные аналоги: СВ-06Х19Н9Т, СВ-01Х19Н9, СВ-04Х19Н9) – стойкий к химическим средам пруток для сварки нержавеющих сталей, предотвращает развитие межкристалльной коррозии, включает кремний и марганец;
  • ER-316 и Св-04Х19Н11М3 – прутки для сварки хром-никель-молибденовых сталей с высоким пределом текучести и низким показателем относительного удлинения.

Толщина присадочного материала зависит от толщины свариваемых заготовок, способа обработки их кромок и выбранной силы тока.

Примерная стоимость проволоки для сварки ER 70S-6 на Яндекс.маркет

Для сваривания листовой стали толщиной менее 1 мм используются 1,0-миллиметровые прутки, заготовкам толщиной 1,0-2,5 мм соответствуют прутки диаметром 1,6 мм, скорость их подачи составляет 0,3 м/мин. Толстолистовые заготовки сваривают с использованием прутков диаметром 2,0-4,0 мм.

Режимы аргонодуговой сварки листовой стали неплавящимся электродом

При сварке методом TIG крайне важно правильно выбрать значение силы тока. Если она будет недостаточной, дуга начнет блуждать, а от чрезмерно высоких значений начнет плавиться электрод. В большинстве случаев верной будет такая зависимость силы сварочного тока от диаметра электрода:

Диаметр электрода, мм Сила постоянного тока, А Сила переменного тока, А
1,0 10-70 10-15
1,6 40-130 30-90
2,0 65-160 50-100
3,0 140-180 100-160
4,0 250-340 140-220
5,0 300-400 200-280
6,0 350-450 250-300

Напряжение дуги зависит от ее длины. Для получения наиболее равномерных и аккуратных швов необходима низковольтная дуга, то есть стабильная и как можно более короткая. Оптимальная длина – 1,5-3,0 мм, что соответствует напряжению в 11-14 В.

Поджиг дуги может производиться как классическим контактным, так и бесконтактным способом. Последний предполагает генерирование высокочастотного импульса сварочным аппаратом и необходим в том случае, когда короткое замыкание вольфрамового электрода на поверхность заготовки может нарушить ее свойства, например, при сварке коррозионностойких и легированных сталей.

Как происходит процесс сварки

Перед тем как приступать к TIG-сварке листового черного металла, поверхности стыка защищают механическим инструментом и обезжиривают. В случае необходимости проводится разделывание кромок, а также прогрев заготовок до температуры около 200℃. Дальнейший алгоритм включает такие операции:

  1. Обеспечение подачи защитного газа в зону стыка.
  2. Поджиг дуги в начале шва контактным или бесконтактным методом.
  3. Ведение электрода под прямым углом к оси заготовок или лучше с уклоном в 10-15° назад с одновременной подачей присадочного прутка под углом 45° к электроду.
  4. Одно- или многопроходная проварка шва стабильной непрерывной дугой длиной 1,5-3,0 мм.
  5. Обрыв дуги и прекращение подачи защитного газа через 15-30 секунд.
Читайте также:  Срок годности жидкого металла

В случае необходимости проводится защита шва от быстрого остывания или последующая термообработка сваренных заготовок. С поверхности шва механически удаляются шлаки и другие загрязнения.

Источник

Как проводят сваривание черных металлов при помощи аргона — методика, инструменты, особенности

Черные металлы лучше всего сваривать аргоном, и это знает каждый профессиональный сварщик. Если с заготовками работать сложно, а свариваются они с трудом, используют именно этот метод.

Он подходит, например, для создания крупногабаритных стальных конструкций. Если виды черного металла или железо и так свариваются без проблем, то аргонодуговая сварка тем более создаст надёжное герметичное соединение нечувствительное к деформации.

Проволока с защитным покрытием черному металлу не подойдёт. Выбираете ту, у которой его нет, причем диаметр должен подходить по ширине свариваемых элементов.

Мы расскажем вам о том, как сваривать черные металлы и тонкие железные листы аргоном, в чем принцип такой сварки, и какие отличия у этой технологии от других.

Сварка аргоном

Основная проблема сварочного процесса аргоном возникает тогда, когда сварочная ванна начинает кипеть. Это случается из-за того, что металлы нагреваются недостаточно хорошо.

Чтобы сгладить этот негативный эффект, сварщики используют флюсы и присадочные проволоки (или гранулированные материалы). Эти расходники улучшают плавление под сварочной дугой.

С ними вы сделаете свой труд легче, а сварное соединение получится крепким и плотным.

Достоинства

Если учесть все рекомендации для сварки аргоном и не нарушать технологию сварки, на выходе можно получить качественный и прочный шов.

Перечислим основные «за» для этой методики:

  • Сварочный процесс не слишком трудоёмкий и проходит быстро;
  • Швы, выполненные этим методом, могут пригодиться в конструкции для любой сферы;
  • Зажигание дуги проходит недолго и легче, чем с некоторыми другими вариантами сварки;
  • Если использовать удлинённую присадочную проволоку, даже самое длинное соединение можно будет выполнить без перерыва;
  • -Детали из металла можно нагреть газовой горелкой для облегчения сварки.

Недостатки

Нет сварочной технологии без минусов, и у аргоно дуговой есть следующие:

  • Сварка методом TIG дороже в сравнении с обыкновенной электродуговой. Себестоимость первой будет минимум в десять раз больше;
  • Работа с газовыми баллонами опасна, а эта методика без него не обходится;
  • Мастер рискует столкнуться с кипением сварочной ванны и разбрызгиванием металла деталей. Это в первую очередь опасно для участков тела, которые не защищены. Также это неэкономно и ухудшает качество швов;
  • Материалы, которые нужны для аргоно дуговой сварки, продаются не в каждом магазине, поэтому найти их будет сложно.

Но эти недостатки встречаются только, если мастер нарушил инструкции и ГОСТы. В правильной работе они сведены к минимуму и не имеют значения на фоне того, насколько хорошим получится сам результат.

Поэтому подойдите к сварке серьезно, и вы сможете аннигилировать такие недочёты.

Выбор инструмента

Успешно получить нужное соединение помогает разумный подбор аппаратуры и расходников, которые вы намерены использовать.

Многое зависит от состава присадки, ведь она должна «срастись» с общей конструкцией, которую вы свариваете. В идеальной ситуации вы знаете элементный состав деталей и подбираете проволоку, отталкиваясь от него.

Но такие ситуации бывают редко, поэтому детально изучайте марки присадочного материала, которые считаются универсальными. Не важно, какой металл вы не свариваете, скорее всего, вы можете взять СВ-08Г2С.

Для проволоки важна температура кипения и его лёгкость. Новички, которые до этого не работали с чёрным металлом часто сталкиваются с непредусмотренным кипением этого расходника.

Чтобы этого не случилось, внимательно рассматривайте маркировки на материалах.

Если вы видите буквы КП, такая проволока кипит легко, и для аргонодуговой сварки не годится точно. Также смотрите на толщину и плотность присадки.

Чем толще ваши детали, тем больше должен быть диаметр проволоки, а её плотность должна быть идентична плотности металла, который вы варите.

Читайте также:  Ищу металл с металлоискателем

Режимы сварки листового черного металла аргоном

Вы не можете иметь опыт во всём. Это касается и сварки. Даже если до этого вы не использовали аргонодуговой метод или не работали с черными металлами, вы можете хорошо справиться.

Для этого всего лишь соблюдайте правила — и получите надёжный шов. Чтобы соединение не деформировалось и остыло без трещин, найдите режим, который соответствует сечению заготовок, материалу и другим факторам.

Перед сварочными работами металл всегда подготавливается. Кромки заготовок нужно очистить от пыли, грязи и других лишних образований на них.

Масляные плёнки можно удалить спиртом или другим растворителем, а частички краски — металлической щеткой или шлифовальным кругом.

Толстым слоем нанесите на поверхность деталей флюс и настройте вольтамперные характеристики устройства. После всех подготовительных этапов вы уже можете спокойно начинать процесс.

Элемент питания и присадочная проволока подсоединяются к месту, где будет соединение, поджигается электрическая дуга.

После того, как появится ванна сварки, ведите дугу беспрерывно от начала до конца. Подавайте проволоку медленно, чтобы она равномерно разогревалась и плавилась.

После того, как работа будет закончена, полученный шов нужно осмотреть. проверьте, нет ли на нём пор, холодных/горячих трещин или других дефектов. На производствах соединения осматривают также изнутри, используя рентген или магнитный анализ.

Можно применить и проверку шва ультразвуком, он вскрывает наличие микроскопических трещин. Даже если вы не можете проверить соединение изнутри, проверить наружную часть всё равно стоит.

Техника безопасности

Любому мастеру, не важно, профессиональный это сварщик или новичок, нужно знать правила техники безопасности «от и до». Соблюдая их вы, прежде всего, сохраняете себе здоровье и жизнь.

  • Не работайте в месте, где есть материалы, которые легко воспламеняются. Даже при самой аккуратной работе на них может попасть искра, став очагом возгорания. Желательно, чтобы поверхность, на которой вы работаете, была избавлена от всего ненужного;
  • Если вы работаете не на воздухе, обеспечьте тщательную вентиляцию комнаты. Если встроенные вентиляционные ходы слабые, подведите систему, которая будет убирать продукты горения;
  • Перед сваркой убедитесь, что аппарат полностью исправен: не издает лишних звуков, не искрит и так далее. Смотрите за характеристиками подачи газа из баллона и проверьте, нет ли утечки из самого резервуара или трубки. Если заметили повреждение трубки, её лучше заменить;
  • Не стоит подключать сразу несколько горелок через тройник или редуктор. Это может привести к сбою в электрической сети и функционировании оборудования;
  • Надевайте защитные костюмы и маски. Желательно, чтобы спец костюм полностью закрывал все части тела и лица, чтобы случайное разбрызгивание металла не создало ожогов. Руки должны быть в плотных перчатках, а глаза защищены очками. Даже если в прошлые разы вы справлялись без этого, не рискуйте.

Заключение

Варить детали из черных металлов и тонких железных листов несложно. Да, опытный сварщик справится с этой задачей быстрее новичка. Но последний, зная правила сварки и выбора оборудования, сможет научиться сварке аргоном за пару дней.

Аргонодуговая сварка дорогая по себестоимости, но она полностью оправдывает себя получающимися швами. Выполненные по инструкциям соединения получаются прочными и ровными. Также эта технология имеет нюансы, про которые лучше не забывать.

Если вы только знакомитесь с ней, не варите конструкции с ходу. Для начала найдите ненужные детали из черного металла и практикуйтесь на них, пока не будете довольны результатом. После тренировки вероятность успеха будет намного выше.

Аргон не просто так применяют для соединения металлических элементов. Метод зарекомендовал себя как надёжный и относительно лёгкий. Если вы когда-нибудь сваривали черный металл аргоном, то вы знаете, о чем мы говорим. Желаем удачи!

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector