Аргонодуговая сварка преимущества и недостатки

Аргонодуговая сварка. Сущность и технология сварки в среде аргона

Содержание

Схема процесса аргонодуговой сварки

Аргон является одним из основных газов, применяемых при сварке металлов для защиты зоны сварки от вредного воздействия окружающей среды. Сварка в среде аргона в технической литературе получила название аргонодуговая сварка. В разговорном языке также встречаются такие термины как: сварка в аргоне, сварка аргоном, аргоновая сварка, аргонная сварка и др.

Сварка в среде аргона может осуществляться как плавящимся, так и неплавящимся электродом. В качестве неплавящегося электрода используется вольфрамовый, угольный или графитовый электрод. Сущность процесса сварки в среде аргона показана на рисунке.

1 – электрод; 2 – присадочный пруток; 3 – изделие; 4 – сварной шов; 5 – электрическая дуга; 6 – поток защитного газа; 7 – сварочная горелка; 8 – воздух.

Марки аргона, ипользуемые при сварке

По ГОСТ 10157 существуют три марки аргона, применяемые для сварки, см. таблицу:

Схема поста механизированной сварки в среде аргона плавящимся электродом

1 – балластный реостат; 2 – контактор; 3 – сварочная горелка; 4 – механизм для подачи электродной проволоки; 5 – ротаметр (прибор для контроля расхода газа); 6 – редуктор; 7 – баллон для газа; Г – сварочный генератор; А – амперметр; V – вольтметр; Ш – шунт.

Схема ручной аргонодуговой сварки

Ручная дуговая сварка в среде аргона может выполняться постоянным и переменным током. Схемы сварки постоянным и переменным током показаны на рисунках:

Схема ручной сварки постоянным током

1 – сварочная горелка; 2 – баллон с защитным газом (аргоном); 3 – реостат; 4 – генератор; 5 – сварной шов.

Схема ручной сварки переменным током

1 – баллон с защитным газом (аргоном); 2 – сварочная горелка; 3 – сварной шов; 4 – осциллятор; 5 – трансформатор с регулятором.

Преимущества и недостатки аргонодуговой сварки

В общем случае, рекомендовать применение какого-либо одного газа для сварки (аргона, гелия, азота или др.) нельзя. Применение того или иного газа зависит от технологии сварки конкретного металла или сплава, или исходя из технико-экономических показателей. Но в целом, аргонодуговая сварка обладает рядом преимуществ по сравнению со сваркой в среде других газов:

1. Аргон, так же как и гелий, относится к инертным газам, которые не взаимодействуют ни с какими металлами и другими газами и не растворяются в расплавленном металле.

2. Аргон тяжелее воздуха и поэтому надёжно защищает зону сварки, вытесняя из неё воздух. Дуга в среде аргона обладает высокой стабильностью.

3. Аргон – это достаточно распространённый газ, по сравнению с другими инертными газами, в частности, с гелием. Его содержание в воздухе составляет около 0,9%, в связи с этим аргон является самым дешёвым из инертных газов.

4. Ещё одно преимущество аргона (над гелием) в том, что расход аргона на 30-35% меньше расхода гелия (при прочих равных условиях) из-за того, что аргон в 10 раз тяжелее гелия.

Благодаря своим преимуществам, сварка в среде аргона получила достаточно большое распространение при сварке различных материалов. Но у аргонодуговой сварки есть и недостатки. Ручная сварка в среде аргона затруднена. При ручной аргонодуговой сварке не рекомендуется выполнять колебательные движения электродом из-за возможного нарушения защиты зоны сварки. В связи с этим производительность ручной сварки в среде аргона оказывается невелика. А сварку автоматическую не во всех случаях возможно применить.

Особенности сварки в среде аргона

Характерной особенностью аргонодуговой сварки неплавящимся вольфрамовым электродом при использовании переменного тока является возникновение в сварочной цепи составляющей постоянного тока, величина которого может достигать 50% от величины эффективного значения переменного тока сварочной цепи.

Выпрямление тока, т.е. появление составляющей постоянного тока, зависит от формы и размеров вольфрамового электрода, свариваемого материала и выбранных режимов сварки (силы тока, скорости сварки и длины сварочной дуги). Появление в сварочной цепи составляющей постоянного тока оказывает отрицательное влияние. Это влияние особенно сильно сказывается при сварке алюминия и сплавов на его основе.

При чрезмерной величине составляющей постоянного тока стабильность горения дуги снижается, качество поверхности наплавленного металла снижается. В сварном шве образуются дефекты (подрезы, чешуйчатость), снижается прочность и пластичность сварного шва.

Техника ручной аргонодуговой сварки

При ручной аргонодуговой сварке вольфрамовый электрод с одной стороны затачивают на конус. Длина заточки составляет два-три диаметра электрода.

Электрическая дуга зажигается на специальной угольной пластине. Не рекомендуется зажигать дугу на основном металле из-за возможности загрязнения и оплавления конца электрода.

Для возбуждения дуги можно применить источник питания с повышенным напряжением холостого хода или дополнительный источник питания с высоким напряжением (осциллятор), т.к. потенциал возбуждения и ионизация инертных газов значительно выше, чем кислорода, азота и паров металла. Дуговой разряд инертных газов отличается высокой стабильностью.

Для защиты металла шва от окисления со стороны корня, с обратной стороны, рекомендуется обеспечивать поддувание защитных газов. При сварке трубопроводов защитный газ продувают внутри трубы.

Ручную дуговую сварку, как мы уже говорили выше по тексту, выполняют без резких, колебательных движений электрода из-за возможного нарушения газовой защиты. Сварочную горелку располагают под углом 75-80° к свариваемому изделию (см. рисунок слева). Присадочную проволоку располагают под углом 90° относительно оси мундштука горелки. Пи этом угол между сварным изделием и проволокой составляет 15-20°. Сварку выполняют “углом вперёд”.

Область применения сварки с аргонной защитой

Сварку в среде аргона можно использовать для сваривания различных материалов. Её можно применять для сварки сталей (углеродистых и легированных), для сварки цветных металлов (меди, алюминия, титана, никеля и их сплавов), для сварки трубопроводов. Аргонодуговой сваркой можно выполнять все виды сварных соединений: стыковые, тавровые, нахлёсточные, угловые.

Сварка в аргоне может успешно применяться как при сварке мелких деталей, так и при сварке крупногабаритных изделий и в бытовых условиях и на производстве и при проведении строительно-монтажных работ.

В некоторых случаях, употребление смеси газов вместо технически чистого аргона повышает устойчивость горения сварочной дуги, уменьшает разбрызгивание металла, улучшает формирование сварного шва, увеличивает глубину проплавления, а также воздействует на перенос металла и увеличивает производительность сварки.

Видео: аргонодуговая сварка

Видео об аргонодуговой сварке от профессиональных сварщиков в двух частях. Видеоролик переведён и озвучен объединением экспертов SVARMA.RU:

Режимы аргонодуговой сварки – выбор основных параметров

Содержание:

Аргонодуговой сваркой называют дуговую сварку в среде защитного газа – аргона.

В основе сварочного процесса лежит расплавление кромок свариваемого металла и присадочного материала под действием дуги, которая горит между ними. При этом сама дуга, сварочная ванна, края металла и конец присадочного материала (проволоки) защищены от воздействия окружающей среды газом – аргоном, который подается с помощью горелки. Для повышения качества процесса применяются различные режимы аргонодуговой сварки, зависящие от типа свариваемого металла, от сложности конструкции и от других параметров сварочного процесса.

Особенностью аргонодуговой сварки является то, что движение горелкой совершается только вдоль оси сварного шва – поперечные колебания полностью отсутствуют. Это приводит к тому, что сварной шов получается более узким, чем при применении других методов сварки. А для того чтобы предотвратить излишнее разбрызгивание металла, сварочную проволоку необходимо подавать максимально плавно, сварочная ванна при этом должна быть вытянута в сторону направления сварочного процесса.

Преимущества и недостатки аргонодуговой сварки.

Аргонодуговая сварка имеет множество достоинств:

• металл, подвергающийся сварке, нагревается до минимальных необходимых значений
• металл в расплавленном состоянии надежно защищен от воздействия окружающего воздуха, а значит, в нем не появится соединений, которые будут негативно влиять на качество сварного шва
• повышается скорость сварки за счет увеличения тепловой мощности сварочной дуги
• процесс сварки легко контролируется
• техника такой сварки достаточно проста, а это значит, что от сварщика не требуется высокой квалификации
• такой метод сварки дает возможность сваривать металлы, которые обычно трудно поддаются подобному виду обработки. Также, аргонодуговая сварка позволяет сваривать и разнородные металлы
• процесс сварки может быть полностью механизирован и автоматизирован.

А к недостаткам аргонодуговой сварки можно отнести:

• сложности при работе на открытом воздухе или на сквозняке, так как газовая защита не очень устойчива при таких условиях
• возникновение ультрафиолетового излучения
• усложнение процесса при применении высокоамперной дуги в процессе сварки, так как в данном случае необходимо использовать охлаждение.

Выбор режима аргонодуговой сварки и ее основных параметров.

Режимы аргонодуговой сварки выбираются, исходя из условий сварки. А для того чтобы выбрать наиболее подходящий в том или ином случае режим, необходимо обращать внимание на несколько важных параметров.

• Род и полярность тока.

При аргонодуговой сварке применяют ток прямой полярности. Ток обратной полярности в данном случае не может считаться пригодным, так как он сопровождается следующими особенностями:

1. напряжение дуги увеличивается, а вот ее устойчивость становится меньше
2. также уменьшается стойкость электрода, в результате чего он больше нагревается и быстрее расходуется.

Что касается рода тока, то в большинстве случае в аргонодуговой сварке используется постоянный ток. Переменный ток применяется только в том случае, если сварке подвергается алюминий, магний, бериллий или их сплавы.

• Величина сварочного тока.

Величина сварочного тока при аргонодуговой сварке зависит от диаметра электрода, свариваемого металла, а также от рода и полярности тока. Точные значения сварочного тока приведены ниже в таблице:

Преимущества и недостатки сварки в аргоновой среде

Доступный и недорогой газ аргон активно применяется для сварки стали, никеля, меди и алюминия. Эффективная аргоновая сварканезаменима при работе с твердыми металлами молибденом, цирконием, титаном, силумином. Инертный газ, по чистоте разделяющийся на 3 вида, в промышленных масштабах получают из обычного воздуха.

Преимущества аргонодуговой сварки

Аргон одинаково успешно выполняет функцию плазмообразующего вещества для лазерной, плазменной, дуговой сварки и резки. Негорючий и взрывобезопасный газ, поставляемый в баллонах, идеально защищает шов и электрод от окисления атмосферным кислородом. Применение аргонодугового метода позволяет соединять металлы со сплавами и сваривать тонкостенные детали, что раньше считалось невозможным. Для борьбы с образованием пор в толще стыковочного шва в сварочный аргон добавляют порядка 5% кислорода.

Способ получения неразъемных соединений в аргоновой среде признан наиболее качественной и чистой технологией дуговой сварки. Эта методика позволяет использовать малые токи при выполнении высокоточного сваривания тонколистового металла, даже плохо поддающегося обработке. Благодаря небольшой площади нагрева форма металлоконструкции не изменяется. Кроме того, сварочные работы сопровождаются незначительным по количеству выделением аэрозолей.

Даже при сварке с одной стороны детали образуется высокопрочный эстетичный шов. Работы можно проводить как с массивными габаритными, так и с мелкими объектами. Непрерывный сварочный процесс обеспечивается устойчивым горением дуги. Отсутствие искр позволяет без опасений применять аргонодуговой метод на стройке и в бытовых условиях.

Недостатки аргонодугового метода

К недостаткам сварки в инертной аргоновой среде можно отнести:

• высокую стоимость оборудования, в список которого кроме сварочного аппарата включены аргон в баллонах, электроды, наборы кап и сопел;
• малую производительность при работе ручным аппаратом;
• сложность создания качественных разнонаправленных или коротких швов при автоматическом сваривании;
• особые требования к профессионализму сварщика;
• невозможность выполнения сварки на открытом пространстве при боковом ветре без спецоборудования.

При строгом соблюдении технологии полученный сварной шов не уступает по свойствам металлу соединяемых элементов. Использование инертного газа гарантирует безупречный уровень герметичности, прочности и долговечности металлоизделий.

Источники:

http://taina-svarki.ru/sposoby-svarki/svarka-v-srede-zashchitnyh-gazov/argonodugovaya-svarka-tehnologiya-svarki-v-argone.php
http://stalevarim.ru/pub/rezhimy-argonodugovoy-svarki-vybor-osnovnyh-parametrov/
http://www.gaz-kom.ru/novosti/preimushhestva-i-nedostatki-svarki-v-argonovoj-srede.html