Аргонно дуговая сварка принцип работы способы

Аргоновая сварка принцип работы

Принцип аргонной сварки: технология производства работ

В данном процессе используется электродуга с аргоном в качестве защитной среды.

На чем основан принцип аргонной сварки

Благодаря такой технологии удается соединять металлы, работа с которыми считается наиболее сложной.

Этот способ вобрал в себя лучшее из двух классических методов: дугового электрического и газового.

Принцип аргонной сварки используется для защиты сварочной рабочей ванны от газов и примесей.

В качестве защитной оболочки выступают инертные газы.

Основные качества аргона:

• Гораздо тяжелее, чем воздух. Благодаря этому он легко занимает всю сварочную ванну, защищая зону плавления от других газов.
• Инертен, поэтому не вступает в реакцию с другими элементами, но, что важнее всего, никак не взаимодействует со свариваемыми поверхностями – на этом и строится принцип аргонной технологии.

Минусы:

• сложное оборудование, нуждающееся в точной настройке;
• возможность работы только при наличии большого практического опыта.

Плюсы:

• Шов высокого качества из-за отсутствия примесей.
• Подходит для соединения заготовок даже очень сложных конструкций благодаря умененному нагреву металла, что исключает деформацию.
• Можно варить однородные и разнородные металлы и сплавы.
• Использование дуги с высоким температурным режимом даёт высокую скорость работы.

Аргонная сварка: принцип работы в зависимости от вида

Виды сварки по степени механизации:

• Ручная. Сварщик самостоятельно передвигает горелку и подает сварочную проволоку. При данном подходе могут применяться только неплавящиеся электроды из вольфрама.
• Механизированная/полуавтоматическая. Проволоку подает машина, а сварщик работает с горелкой. Используется при сварке нержавейки полуавтоматом.
• Автоматическая. Применяется в сфере промышленности.

На каком оборудовании осуществляется аргонная сварка

• Специализированное – для работы с заготовками одного типа.
• Специальное – для промышленных предприятий, работающих с заготовками одного типоразмера.
• Универсальное – для всех видов работ в аргоне, в том числе для соединения деталей из нержавеющей стали полуавтоматом.

Для обработки листов металла с более толстыми краями и увеличить производительность, технология была доработана следующим образом:

• Используется специальная горелка, позволяющая одновременно использовать несколько вольфрамовых электродов. Это даёт качественный шов, несмотря на высокую скорость работы.
• Есть приспособление для нагревания проволоки.
• Применяется пульсирующий ток – паузы в его поступлении нужны, чтобы металл успевал кристаллизоваться. Если синхронизировать движение дуги с импульсами тока, удается добиться эффективной плавки при любом положении в пространстве.

Горелка необходима для подачи электроэнергии и формирования газовой защиты.

Принцип аргонной сварки предполагает использование специальной горелки с неплавящимся вольфрамовым электродом, что очень важно, например, для сварки нержавейки.

Технические характеристики горелки:

• допустимое значение сварочного тока/мощность;
• тип охлаждения при сильных и слабых токах;
• длину кабеля;
• наличие в конструкции керамического сопла и фиксатора вольфрамового электрода;
• универсальность, то есть возможность подключать горелку к разным системам.

Главным элементом аргоновой горелки является резервуар со штуцерами для охлаждающей жидкости. Вольфрамовый электрод подключен к электрическому кабелю аппарата, вокруг электрода идет подача инертного газа.

Как работает горелка?

• Одновременно включаются сварочный аппарат, циркуляция охлаждающей жидкости, подача газа на горелку, в результате чего образуется защитное облако аргона.
• Поджигается дуга, заготовки нагреваются до температуры плавления, присадочная проволока помещается в рабочую ванну.
• Присадочная проволока и вольфрамовый электрод перемещаются вдоль шва.

Горелка с неплавящимся электродом

Это единственный способ для обработки нержавеющей стали и химически активных металлов, то есть алюминия, титана и магния, при этом используется электрод из вольфрама.

Горелка состоит из электрода, зафиксированного в токоподводящей цанге, керамического сопла, которое используется для направления аргоновой струи, системы охлаждения посредством воздуха либо воды. Диаметр электрода подбирается в соответствии с используемой силой тока.

При механизированной аргонной сварке горелка состоит из вольфрамового неплавящегося электрода с маховичком для подъема и опускания, токоподводящей сменной цанги с гайкой, позволяющей использовать разные по диаметру электроды.

Благодаря отсутствию брызг металла вместе с керамическими соплами используются проницаемые для газа сетчатые линзы для образования равномерного потока газа. Эта сварка популярна в непромышленных масштабах.

Горелка с плавящимся электродом

Используют при автоматической и полуавтоматической аргонной сварке. Дуга подается между концом сварочной проволоки и заготовкой. Могут использоваться жидкостные и воздушные системы охлаждения. Принцип выбора сопла мало отличается от применяемого в случае с неплавящимися электродами.

Принцип работы аргонной сварки инверторным способом

Инвертор представляет собой аппарат дуговой сварки.

Его задача — преобразовывать постоянный ток в переменный. Это устройство легко подстраивается под скачки напряжения источника электричества.

Инверторный аппарат отличается небольшими размерами и весом, надежен и отлично подходит для сварочных работ в любых условиях.

Как выбрать режим работы, не нарушая основные принципы аргонной сварки

Качество сварного шва во многом зависит от выбора режима сварки.

Направление и полярность тока подбирают в соответствии с обрабатываемыми металлами. Так, большая часть сплавов на основе стали требует сварки полярным постоянным током: на этом основан принцип сварки нержавейки полуавтоматом и труб из нержавеющей стали. Для цветных металлов, алюминия, магния подходит переменный ток обратной полярности.

Расход аргона зависит от скорости его подачи и внешних условий: если приходится работать на улице при сильном ветре, объем необходимого газа значительно увеличивается.

Сварка алюминия по принципу аргонной сварки

Принцип аргонной сварки алюминия основан на том, что данный газ предупреждает процесс окисления, вытесняя кислород из сварочной рабочей ванны. В результате алюминиевая присадочная проволока легко плавится и получается качественный шов.

Принцип работы с данным металлом предполагает использование только переменного тока.

Работа с постоянным током при аргонной обработке алюминия возможна при условии использования чистого гелия в качестве инертного газа.Но такой вариант дороже и технологически сложнее.

Подготовка алюминиевых заготовок:

• обезжирить металл при помощи растворителя;
• зачистить поверхность от оксидной пленки – зачистка может быть механической либо химической;
• дать очищенным поверхностям полностью просохнуть.

Сварка меди по принципу аргонной сварки

Медь отлично противостоит ржавчине и устойчива в агрессивных средах. Для ее сварки требуется аргон высшего сорта либо в сочетании с гелием (аргона должно быть больше). Используются плавящиеся или неплавящиеся вольфрамовые электроды, постоянный ток.

Предварительный нагрев до +800 °С используется в тех случаях, когда толщина медной заготовки превышает 4 мм. Присадочная проволока может быть из меди или медно-никелевого сплава. Дуга в этом случае должна обладать высокой устойчивостью.

Поскольку медь имеет высокую теплопроводность, кромки металла нужно обязательно разделывать. Если речь идет о листе до 12 мм толщиной, можно произвести только одностороннюю разделку, тогда как для более толстых кромок приходится проводить двустороннюю.

Технология аргонно-дуговой сварки

Это гибрид электросварки (дуговой) и газовой сварки.

Электрическая дуга в данном случае играет роль источника нагрева, который расплавляет и сваривает металл.

Принцип сварки в защитном газе показан на фото.

Во время сваривания цветных металлов и легированных сталей происходит их взаимодействие с воздухом и начинает идти реакция окисления, которая приводит к негативным последствиям.

В результате сваренные швы могут получиться непрочными или наполненными пустотами.

А при взаимодействии алюминия с кислородом начинается процесс горения.

На видео вы можете видеть результат взаимодействия алюминия с кислородом.

Дуговая полуавтоматическая сварка аргоном: принцип и особенности работы, необходимое оборудование и технология процесса

Электродуговая сварка в аргоновой среде (АДС) производится для защиты места соединения от влияния воздуха. АДС полуавтоматом освобождает сварщика от подачи электрода и имеет другие технические особенные свойства, которые и делают ее востребованной.

Что собой представляет дуговая полуавтоматическая сварка в среде аргона

Сварка MIG – полуавтоматическая сварка в среде инертных газов. В данном случае берется аргон – самый доступный и распространенный газ.

Принцип работы полуавтомата

Полуавтоматическая АДС – это механизированный процесс дуговой сварки, при котором электродная проволока подается с постоянной или переменной скоростью в зону сварки. Одновременно туда поступает газ аргон из баллона.

Сварка полуавтоматом решает проблему с неравномерным нагревом металла и защитой сварочного шва.

Инертный газ подается непосредственно в зону сварки. Идет регулировка подачи присадочной проволоки в соответствии с автоматической подстройкой сварочной силы тока.

Протяжный механизм подает сварочную проволоку. Правильное соотношение скорости подачи и температуры плавления дает равномерное заполнение шва.

Плюсы полуавтоматической АДС:

1. Высокое качество шва.
2. Облегчается поджиг дуги.
3. Возрастает производительность работы.
4. Простота технологии.
5. Понятная настройка параметров на сварочных аппаратах.
6. Наглядность. Видно формирование сварного шва.
7. Свобода в пространстве.
8. Соединение деталей малой толщины.
9. Экономия времени. Не требуется зачистка швов от шлака и смена электродов.

1. Дорогое оборудование.
2. Немобильность.

Режимы аргонной сварки

Для получения надежного шва требуется правильно выбрать режимы аргонной сварки.

Ключевыми параметрами являются:

• Переменный или постоянный ток.
• Полярность сварочного напряжения.
• Значение рабочего тока.
• Темп подачи аргона.

Величину рабочего тока определяют, исходя из нескольких параметров:

• Свариваемый металл или пара металлов.
• Толщина и габариты деталей.
• Толщина электрода.

Есть специальные справочные таблицы для правильного выбора параметров.и в руководстве пользователя сварочного аппарата.

Темп подачи аргона устанавливается на основании следующих факторов:

• Скорость сварки и подачи присадочной проволоки.
• Скорость перемещения воздушных масс в рабочей зоне.

Аргонодуговая сварка дает возможность делать прочные и долговечные швы, отличающиеся высокой равномерностью проплавки свариваемых заготовок. Она позволяет сваривать как тонкостенные, так и толстостенные конструкции из цветных металлов в разных их комбинациях.

Использование сварки аргоном позволяет получать качественные и надежные сварные соединения, характеризующиеся равномерной проплавкой соединяемых деталей. Применяя аргонодуговую сварку плавящимся электродом, можно сваривать детали из цветных металлов небольшой толщины даже без применения присадочной проволоки.

Виды сварочного оборудования

Для сварки аргоном применяется несколько типов оборудования:

• Ручной процесс — сварщик держит горелку и присадочный материал.
• Полуавтоматический процесс — присадочный материал и газ подаются автоматически в горелку, которую мастер ведет вдоль шва вручную.
• Полностью механизированный процесс – в рабочей области человек отсутствует, подача присадочного материала и ведение горелки осуществляется оператором дистанционно.
• Роботизированный процесс — оператор только вводит программу, а система ЧПУ исполняет ее.

Принцип работы сварочного оборудования

Аппаратный комплекс для сварки в среде аргона включает в себя:

• Сварочный аппарат — инвертор или полуавтомат, развивающий рабочее напряжение в 60-70 В. Возможно использование сварочного трансформатора или выпрямителя.
• Осциллятор — генератор импульсов напряжением 2-6 киловольт и частотой от 150 до 500 килогерц. Служит для розжига электиродуги и ее поддержания при работе переменным током.
• Устройство для подачи газа в рабочую область, включающее в себя баллон, редуктор и шланг, присоединяемый к горелке.
• Керамическая горелка.
• Неплавкий электрод и присадочный материал.

Подготовка оборудования к сварке

• Конструкция располагается на ровной сухой поверхности так, чтобы вентилятор не закрывался.
• При помощи воздушного шланга производится соединение источника газовой смеси с редуктором или впускным отверстием аппарата.
• Для заземления конструкции следует использовать кабель сечением не меньше 6 мм2. Он подключается к специальному заземляющему контакту на панели инвертора. Некоторые модели аппаратов имеют специальную арматуру и для зануления.
• Горелка с держателем вводится в созданную инфраструктуру также посредством соединительных контакторов с заземлением. Держатель соединяется с плюсовым разъемом, а обратный кабель направляется к минусовому контуру.
• Проверить напряжение в сети мультиметром и в дальнейшем на полученные показания делать акцент при выполнении настроек аппарата.

Аргонная сварка своими руками

Элементы, которые будут использоваться в процессе аргонной сварки

1. Трансформатор. Подходит обыкновенная сварочная конструкция с напряжением холостого хода 60-70 В, который применяется для соединения металлов дуговым способом.
2. Силовой контактор, который сможет подавать напряжение сварки на горелку.
3. Осциллятор.
4. Приспособление, которое сможет отрегулировать время обдува газом. Как уже говорилось ранее, аргон надо будет зажечь заранее, а по окончании сварочного процесса газ должен подаваться еще 20 секунд. Для данной задержки используется регулятор.
5. Горелка для аргоновой сварки.
6. Баллон с газом, в котором должен быть редуктор.
7. Электроды из вольфрама.
8. Прутья необходимого диаметра.
9. Дополнительный трансформатор, который применяется для питания коммутирующих конструкций.
10. Выпрямитель для питания коммутирующих конструкций постоянным током напряжением 24 В.
11. Газовый электроклапан. Если используется постоянный ток, то напряжение должно быть 24 В. Если же применяется переменный ток, то рекомендуемое напряжение — 220 В.
12. Реле для осциллятора и контактора.
13. Индуктивный фильтр. Используется для защиты трансформатора сварки от высоковольтных импульсов, которые посылаются осциллятором.
14. Амперметр, с помощью которого можно измерить сварочный так.
15. Аккумулятор от автомобиля (55-75 Аh). Можно использовать как рабочий, так и неисправный. Его понадобится включать в цепь для того, чтобы была возможность сократить постоянную составляющую тока, которая всегда появляется в процессе сварки на переменном токе.
16. Защитные очки.

Их можно приобрести в магазине или сделать своими руками.

Техника безопасности

• Источник газа должен находиться в удалении от непосредственной рабочей зоны.
• Использовать воздушный шланг и редуктор следует только при условии, что они герметичны, исправны и соответствуют разъемам для подключения.
• Сварочный аппарат для аргонодуговой сварки нельзя подключать к сети, находящейся под напряжением. К тому же контур должен иметь заземление.
• Вся кабельная проводка должна иметь проверенную изоляцию.

Техобслуживание оборудования

После каждого сеанса сварки аппарат очищается от пыли, следов расплава и других технологических загрязнений. В условиях интенсивной эксплуатации регулярно мультиметром проверяется корректность электротехнических настроек, их соответствие показаниям индикаторов и регуляторов. Также проверяются разъемы аппарата аргонодуговой сварки, вспомогательные механизмы подачи проволоки (при наличии) и измерительные приборы.

Источник