Аппарат аргонодуговой сварки (TIG)

Сварочный источник питания

Сварочный источник питания обеспечивает сварочную дугу электрической энергией. В качестве источника питания при сварке ТИГ используются:

– сварочные трансформаторы – при сварке на переменном токе; – сварочные выпрямители и генераторы – при сварке на постоянном токе; – универсальные источники питания, обеспечивающие, как сварку переменным, так и постоянным током.

Источники питания для сварки ТИГ должны иметь крутопадающую внешнюю вольт-амперную характеристику (Источники питания для дуговой сварки). Такая характеристика обеспечивает постоянство заданного значения тока сварки при нарушениях длины дуги, например, из-за колебаний руки сварщика.

Сварочная горелка

Основным назначением горелки для дуговой сварки ТИГ является жесткое фиксирование вольфрамового электрода (W-электрода) в требуемом положении, подвода к нему электрического тока и равномерного распределения потока защитного газа вокруг сварочной ванны. Она состоит из корпуса (ручки) и головки покрытой изолирующим материалом. Обычно, в рукоятку горелки встроена кнопка управления для включения и выключения тока сварки и защитного газа. Некоторые современные горелки имеют кнопку управления током в процессе сварки. Цанга позволяет жестко закрепить W-электрод в горелке; для этого необходимо закрутить тыльный колпачок до отказа. Обычно, тыльный колпачок достаточно длинный, чтобы вместить в себя всю длину электрода, как это показано на рисунке. Но для работы в стесненных условиях горелки могут снабжаться и короткими колпачками.

Горелки для сварки ТИГ разработаны самых разных конструкций и размеров в зависимости от максимального требуемого тока, а также от условий ее применения. Размер горелки также влияет на то, как горелка будет нагреваться и охлаждаться при сварке. Конструкция некоторых горелок предполагает их охлаждение потоком защитного газа (это так называемые, горелки воздушного охлаждения). Горелки также отводят тепло в окружающее пространство. Имеются также горелки с водяным охлаждением. Они, обычно, предназначаются для использования на повышенных токах сварки. Горелки ТИГ с водяным охлаждением, как правило, имеют меньшие размеры, чем горелки воздушного охлаждения для тех же токов сварки.

Газовое сопло. Функцией газового сопла является направлять защитный газ в зону сварки с тем, чтобы он замещал окружающий воздух. Газовое сопло крепится к горелке ТИГ на резьбе, что, в случае необходимости, облегчает его замену. Они обычно изготавливаются из керамического материала для того, чтобы противостоять интенсивному нагреву.

Газовые линзы. Другим типом сопел являются сопла со встроенными газовыми линзами, в которых поток газа проходит через металлическую решетку, что придает ему большую ламинарность, обеспечивающую более надежную защиту, так как такой поток более устойчив к воздействиям поперечных воздушных потоков и действует на большее расстояние. Преимуществом сопла, обеспечивающего ламинарный поток газа, заключается в том, что можно устанавливать больший вылет электрода, что дает сварщику лучший обзор сварочной ванны. Газовые линзы также снижают расход газа.

Обычное сопло (слева) и сопло с газовой линзой (справа)

Форма потока защитного газа от обычного сопла

Форма потока защитного газа от сопла с газовой линзой

Общие понятия

Сварка аргоном – великолепная технология гибридного типа, позволяющая соединять самые капризные и устойчивые металлы: от огромных труб до маленькой отломившейся ножки бронзовой балерины. В аргонодуговых способах объединены преимущества двух классических методов: дугового электрического и газового. Технология сварки нержавеющей стали – лишь один пример из многочисленных способов сварочных работ в аргоновых облаках.

Юный сварщик никогда не станет классным мастером, если не будет вникать в теорию сварочного дела. Особенно, если это касается непростых технологий, к которым, безусловно, относится аргонная сварка.

Окисление во время работы ни к чему хорошему не приводит: качество швов низкое с точки зрения прочности и долговечности из-за большого количества мельчайших пузырьков внутри. Ну а алюминий вообще варить невозможно – при нагревании он попросту горит в воздухе.

Принцип аргонодуговой сварки.

Главной задачей в технологии сварки аргоном становится защита сварочной рабочей ванны от газов и примесей. Здесь лучшими помощниками выступают инертные газы, которые выполняют роль защитной оболочки. Кроме аргона к инертным газам относится гелий, вполне соответствующий газ по всем параметрам. Но гелий дороже аргона, и по количеству расходуется намного больше. Расход аргона при сварке нержавейки, например, в разы меньше расхода гелия.

Кроме того, работа с гелием требует специальной защитной одежды для всех частей тела. Гелий в чистом виде в современных технологиях применяется редко. Чаще его используют в смесях для газовых лазеров. Здесь нужно упомянуть еще один инертный газ – азот, который используется в металлических работах с очень узкой специализацией – с азотом варят только медь. Главным и повсеместным инертным компонентом в гибридной технологии выступает Его Величество Аргон.

Его свойства:

• Аргон значительно тяжелее воздуха, поэтому отлично вытесняет его из сварочной ванны, защищая, таким образом, зону плавления от ненужных газовых примесей.
• Будучи инертным веществом, не вступает в реакцию ни с какими другими элементами, в том числе со свариваемыми металлическими поверхностями.
• Об одном «аргоновом» нюансе нужно знать и помнить. При использовании тока обратной полярности аргон превращается в электропроводную плазму со всеми малоприятными последствиями.

Особенности комплектации

Она довольно простая: нужен аппарат, для подсоединения массы и горелки — прочные шланги, редуктор, обеспечивающий регулировку давления защитного газа установливается на газовый баллон. Горелки используются двух видов:

1. №1 — металлы толщиной не более 3 мм.
2. №2 — для более толстых конструкций.

Величина тока при первом варианте не столь большая, поэтому корпус быстро остывает естественным способом, второй вариант — применяется водяное охлаждение: смесь спирта-этанола и дистиллированной воды циркулирует от аппарата к горелке, охлаждая шланг и корпус, а также защищая их в минусовую погоду от переохлаждения.

Правильное использование инвертора

При аргонной сварке из инвертора своими руками, новичкам полезно узнать некоторые нюансы: вначале настроить аппарат на необходимую силу тока, подключить шланги. Значение имеет вид подключаемого тока, после этого надо отрегулировать подачу газа, сверяясь с таблицей, представленной ниже.

Расход газа, л/мин	Металлы
15—20	алюминий
10—12	медь
6—8	низколегированная сталь
12—14	сплавы магния
10—12	никелевые сплавы

Теперь можно активировать дугу и начинать сварку, добавляя присадочную проволоку для улучшения качества сварки.

Горелку сварщик держит под определенным углом, что позволяет ему визуально правильное выполнение соединения металлов.

Делаем аппарат в домашних условиях

Простой способ — это использовать уже обычный инвертор MMA с подходящими для сварки параметрами, но надо его доработать и перенастроить. В результате вы получаете инверторный агрегат, который позволяет сварку металла с подключением любого вида тока. Потребуется комплект шлангов для подключения горелки заводского изготовления, осциллятор и блок задержки подачи тока.

Второй вариант предусматривает изготовление всех компонентов схемы собственноручно — это снижает денежные затраты, но от исполнителя требуются знания и высокие навыки в сборке, изготовлении сложных плат и деталей, а также много свободного времени.

Оборудование и установки

На производствах используется несколько конфигураций установок для аргонодуговой сварки. Оборудование для сварки аргоном может работать в нескольких основных режимах:

1. Ручной. Используется инвертор или трансформатор. Присадочный пруток и горелка ведутся вручную. Требует высокой квалификации работника и отличной координации движений.
2. Полуавтоматический. Сварочный полуавтомат подает аргон и присадочную проволоку через универсальную горелку. Требования к квалификации существенно снижаются.
3. Автоматический. Работа идет в камере, заполненной газом. Мобильный сварочный аппарат перемещается вдоль линии шва под внешним управлением или по автономной программе. Используется на крупных предприятиях.

Исходя из назначения, различают следующие виды оборудования, используемого для аргонной сварки:

• универсальное, используемое для выполнения любых видов операций;
• специализированное, специально модифицированное для выполнения определенных операций, таких, как сварка тавровых профилей или трубопроводов большого диаметра;
• узкоспециализированное, настроенное и снабженное специальной оснасткой выполнения одно операции в массовом производстве. При смене операции

Инверторные аппараты

Наиболее сложным компонентом комплекса оборудования является инверторный сварочный аппарат. Такие источники отличаются от сварочных трансформаторов малым весом, габаритами и высокой стабильностью рабочих режимов. Они не зависят от бросков напряжения в питающей электросети и сами не вызывают таких бросков.

Кроме того, такие аппараты оснащены полезными дополнительными системами, облегчающими розжиг дуги и препятствующими «залипанию» электрода. Устройства имеют встроенный переключатель полярности и режимов работы, нажатием нескольких клавиш можно от сварки порошковой проволокой перейти к аргонодуговой и обратно.

Горелка с вольфрамовым электродом

• сварочный ток;
• способ охлаждения;
• длина сварочного шланга;
• тип включения газа: вентиль или кнопки;
• тип разъема для подключения.

Горелка должна иметь термостойкое сопло и быть совместима с остальным оборудованием комплекса.

Какие металлы варят аргоном?

Принцип работы аргонодуговой сварки обуславливает широкий спектр ее применения. Имеется ввиду не только сфера использования, но и обрабатываемые материалы. С ее помощью можно соединять чугун, сталь (включая нержавеющую), титан, алюминий, а также другие черные и цветные металлы.

Работаем с алюминием

Без аргона соединить две алюминиевые заготовки не то что проблематично, а практически невозможно. Распространенный в быту и производственной сфере металл – один из наиболее сложных в этом плане. Трудности обусловлены свойствами алюминия. при малейшем контакте с кислородом на его поверхности моментально образуется защитная пленка, представляющая собой оксид алюминия.

Сама по себе она не проблема. Дело в другом: температура плавления оксида намного выше по сравнению с алюминием. Инертный газ тяжелее воздуха и направляясь в рабочую зону, он вытесняет оттуда кислород, препятствуя окислению металла и образованию защитной пленки. При таких условиях сам алюминий и присадочная проволока плавятся при подходящей температуре, а сварочный шов получается достаточно прочным и внешне приятным.

Подразумевается использование переменного тока. Обратная полярность заметно повышает температуру плавления за счет катодной очистки оксида металла. И наоборот. Прямая полярность дает возможность сформировать короткую и стабильную дугу. Тем не менее мощности недостаточно, чтобы разрушить оксидную пленку. Вывод: необходима обратная полярность, поскольку в этом случае повышается качество сварного шва.

Не исключено использование постоянного тока при сваривании алюминиевых заготовок. Но в таком случае необходим другой инертный газ – гелий. А он намного дороже гелия и расходуется куда активнее. Помимо этого, работать постоянным током очень сложно с точки зрения техники исполнения.

При любых технологиях сваривания алюминиевых деталей предварительная обработка поверхности очень важна. Ею нельзя пренебрегать, независимо от уровня мастерства сварщика. Очистка проводится в следующем порядке:

• растворителем обезжириваются предназначенные для сваривания части заготовок;
• механическим или химическим путем удаляется оксидная пленка;
• очищенной поверхности дают возможность высохнуть.

Варим медь

Высокая устойчивость к агрессивной среде и коррозии отличает медь от других цветных металлов с точки зрения химической активности. При работе с ней опытный сварщики используют не чистый аргон, а его смесь с гелием (добавляется в меньших долях). Вольфрамовые электроды используются как плавящиеся, так и неплавящиеся. Ток выбирается постоянный.

Когда необходимо варить заготовки толщиной от 4 мм и больше, то требуется их предварительный разогрев до температуры 800 градусов Цельсия. Присадочная проволока может быть из чистой меди или медно-никелевого сплава. Нередко она заменяется аналогичного состава прутками. Дуга при работе образуется устойчивая и стабильная.

Из-за высокой теплопроводности свариваемые кромки нужно в обязательном порядке разделывать. Если толщина заготовок не превышает 12 мм, то достаточно разделать одну из двух кромок. При большей толщине желательно обработать обе стороны.

Оборудование и материалы, необходимые для выполнения TIG сварки

Сваривать железо при помощи аргонодуговой сварки типа TIG можно и обычным инвертором. Он работает в импульсном режиме, что способствует нормальному поджигу дуги и дальнейшему процессу сплавления. Что касается перечня оборудования, то для работы потребуется следующий набор из устройств и аксессуаров:

• Инверторный аппарат, у которого есть клапан для управления подачей газа с опережением в 1 секунду.
• Рукав с токоведущим проводом и горелка, в которой интегрирован держатель для электрода и имеется выход для газа.
• Баллон с аргоном, который подключен к входному отверстию на аппарате.
• В некоторых моделях также имеется педаль для управления подачей газа, но тогда надо выдерживать время перед поджигом дуги самостоятельно.
• Система охлаждения горелки. Она используется в тех случаях, когда сварка выполняется более толстых деталей на большем расстоянии до них. В качестве жидкости используется дистиллированная вода, циркулирующая через рукоятку.

Перед тем, как начать работать со сваркой в режиме TIG, рекомендуется просмотреть видео от профессионалов. Там мастера подробно описывают не только оборудование, но и сам процесс происходящего, нюансы и особенности

Важно отметить, что варить таким аппаратом просто, но без практики качественный шов с первого раза не получится

Общая информация

TIG сварка — это ручной вид сваривания деталей, при котором применяется неплавящийся электрод из вольфрама, защиту выполняет чистый аргон. Аббревиатура расшифровывается просто вольфрам плюс защитный инертный газ, а вот что это такое тиг сварка, надо объяснить более подробно. Главную роль играет электрод из вольфрама с большой температурой плавления, поэтому во время работы он практически не изменяет свой конфигурации. Вольфрамовый стержень закрепляется в центре сопла, из которого под давлением выходит аргон, защищающий место сварки от окисления. Сварочная дуга оплавляет металл кромок деталей, присадочную проволоку, формируя прочный шов. Применяя такой вид сварки, новички успешно соединяют детали из алюминия, который трудно поддается такому виду обработки из-за особого строения поверхности.

Изучив на практике, что это такое tig сварка, исполнители, не имеющие опыта в соединении цветных металлов, будут уверенно работать на производстве, потому что инертный газ надежно защитит расплавленный металл от возможного окисления.

Сущность сварочного процесса

Сила тока определяет качество сварного шва и производительность, являясь основным и наиболее важным параметром сварки.

Тепло необходимое для надежного соединения, идет от электрической дуги. Она образуется между электродом и свариваемым металлом. Для образования и горения электрической дуги существует прибор – генератор, который подает необходимое количество тока. Выделяют два вида этих приборов.

Генератор переменного тока – трансформатор.

Ток, выходящий из устройства, приобретает форму квадратной волны, которая меняет свою полярность с частотой в зависимости от генератора. В этом случае выпрямитель преобразует ток сети в соответствующий для сварки переменный ток.

Генератор постоянного тока – инвертор или выпрямитель.

Начинающим оба метода, но начинать нужно с постоянного тока. Ток на выходе из прибора имеет вид постоянной волны. В этом случае переменный ток сети преобразуется в постоянный. Различают два варианта соединения полюсов инвертора со свариваемым материалом:

с прямой полярностью – электрод соединяется с отрицательным полюсом инвертора, а деталь – с положительным;

с обратной полярностью – электрод присоединяется к „+“, деталь – к „–“

Особенности сварки с прямой полярностью: повышение количества тепла в изделии и снижение в электроде; зона расплавления металла узкая, но глубокая. Это основной режим tig сварки всех видов сложных металлов и сплавов.

При обратной полярности: ввод тепла в изделие сниженный, а в электрод – повышенный. Сварочная ванна широкая, но не глубокая. Кроме того, присутствует эффект катодной чистки поверхности металла, когда оксидная пленка разрушается. Это улучшает сплавление кромок и формирование шва.

Алюминий и магний, а также их сплавы можно и нужно варить на переменном токе.

Еще существуют генераторы, которые выдают импульсный постоянный ток – импульсные инверторы. Такие генераторы имеют устройства, изменяющие амплитуду тока сварки путем наложения на базовый постоянный ток квадратные волны. Получается периодическая пульсации дуги. При импульсном режиме шов образуется за счет непрерывного накладывания друг на друга сварочных точек.

В основном применяется на тонких изделиях, когда необходимо поддерживать необходимую температуру во избежание прожига металла и, в то же время, не нарушать глубину провара.

Регулировка параметров процесса на сварочном аппарате

Перед началом работы необходимо настроить значения показателей так, чтобы шов получился нужного размера и хорошего качества. Аппарат настраивают в зависимости от вида металла, его толщины и рабочего газа.

К каждому сварочному аппарату дается таблица настройки параметров сварки. Ориентируясь на таблицу, на лицевой панели выставляем режим tig и основные показатели:

• величина силы тока;
• время продувки газом перед началом – 0,5, и в конце – 1,5 сек;
• величина тока для поджига дуги – 25% от рабочего тока;
• период нарастания до значения рабочего тока 0,2 –1,0 сек;
• время спада тока и его значение для заварки кратера выбирается в зависимости от толщины металла.

По таблице первоначально выставляем расход газа в нормальных условиях – 8-10 л/мин.

Начинать варить надо на аналогичной пробной детали. Если дуга не стабильная и гаснет, то ток надо увеличить. При прожиге металла или образовании наплывов, ток уменьшить.

Увеличиваем подачу газа, если дуга нестабильна и шов кривой. После окончания, когда дугу угасили, еще какое-то время обдуваем сварочную зону, во избежание окисления шва и электрода. Современные аппараты снабжены многими функциями и, если нет, например, время продувки или еще чего-то, то сварщик контролирует процесс самостоятельно.

Подготовка деталей

В отличие от других видов сварки, tig очень чувствительна к загрязнениям. Это нужно учитывать всем начинающим. Поэтому детали следует очищать особенно тщательно: обезжирить растворителем и зашкурить до блеска свариваемую поверхность.

Пруток перед самой сваркой, если есть необходимость зашкурить, и обязательно протереть спиртом.

Толстые детали разделывают, снимая фаску под углом 45°. Это обеспечит хороший провар. Зафиксировать положение деталей относительно друг друга с помощью прихваток или струбцин.

Особенности

Если перевести на русский язык наименование режима, дающего аббревиатуру TIG, то получится «вольфрам с инертным газом». Разберем подробнее назначение каждого элемента в сварочном процессе. Проплавление металла осуществляется под воздействием электрической дуги, которая создается между двумя электродами под высоким напряжением. Роль одного электрода играет свариваемая деталь, а другого – специальный вольфрамовый стержень, которым управляет сварщик.

Вольфрамовый электрод плавится при температуре 4000°C градусов. Этот показатель существенно выше, чем у других металлов и сплавов, поэтому таким электродом можно вести сварку практически любых типов сталей. Для получения точного и аккуратного шва следует периодически затачивать электрод. Вольфрамовый стержень закреплен в цанге горелки, а незадействованная часть уложена в специальный колпак, предотвращающий замыкание.

Горелка сварочного аппарата устроена таким образом, что в середине сопла размещен электрод, а газ при этом подается по кругу. Так как в качестве защитного газа выступает аргон, то подобный способ сварки называют аргонодуговым. Идея защиты инертным газом заключается в вытеснении кислорода. Если он проникнет в сварную ванну, то в результате химических реакций начнет выделяться водород, что приведет к появлению множества трещин при кристаллизации металла. Для каждого сплава определяется свой режим сварки, характеризующийся определенным количеством газа и значением напряжения на электродах.

Тип сварки TIG получил широкое распространение. Благодаря тому, что температура дуги достаточно высокая, имеется возможность ведения работ с углеродистой сталью, а также с цветными металлами и их сплавами. Сварку ТИГ применяют при обработке чугунных, медных и алюминиевых изделий, но основное свое преимущество она показывает при сварке нержавеющей стали. Нержавейку можно сваривать и инверторами MMA, однако именно при ведении аргонодуговой сварки получается аккуратный и точный шов, который не следует впоследствии очищать от шлаков.

Проволока для присадки должна быть выполнена из того же материала, что и свариваемые элементы. ТИГ сварка позволяет сваривать алюминий. Если нет защитного газа, то расплавленный алюминий быстро окисляется. В среде аргона характерная пленочка окисла не образуется, и кромки равномерно расплавляются.

Сварка TIG чаще всего применяется в следующих работах и отраслях:

• машиностроение;
• работа с пищевой сталью, производство посуды;
• производство емкостей для хранения химически агрессивных веществ;
• ремонт автомобилей.

Как и любой другой вид сварки, аргонодуговой предъявляет ряд требований и обладает определенными особенностями. О них должен знать каждый сварщик, так как в противном случае невозможно будет гарантировать качественного результата.

Свариваемые детали, в частности поверхности кромок, необходимо очистить от посторонних элементов и обезжирить.
Вольфрамовый электрод подключается к отрицательной клемме инвертора.
Для сварки алюминия необходимо оборудование, работающее в режиме AC (переменный ток).
Необходимо правильно рассчитать сварной ток, исходя из условий работы. В частности, на выбор его значения влияет диаметр электрода. Чрезмерно большой ток приведет к плавлению электрода, что нежелательно.
При отсутствии должного опыта рекомендуется формировать дугу небольшого размера.
Перед сваркой необходимо провести подготовку горелки

Вольфрамовый электрод должен выступать из цанги на 3-5 мм.
Необходимо обратить внимание на равномерное распределение газа по сечению сопла горелки.

Gysmi TIG 180 HF AC/DC GYS: описание устройства

Сварочный инвертор для соединения металлов tig 180 ac/dc способен производить высококачественные сварочные соединения в режиме аргонодуговой сварки посредством применения постоянного и переменного токов (ac и dc соответственно). Режим работы tig ас наиболее популярен при сварке алюминиевых деталей, так как в условиях использования постоянного тока прямой полярности оксидная пленка, которая моментально образуется на поверхности данного металла, неподвластна.

Оптимальная глубина шва соединенных деталей, а также частота сварки достигаются путем использования системы удобной регулировки рабочего тока. Сварочный инвертор имеет возможность соединять практически все известные человечеству металлы, а диаметры рабочих электродов могут варьироваться в пределах 1,6-4,0 миллиметра.

Плюсы достигнуты производителями вследствие применения мощного преобразователя, который обеспечивает постоянный и переменный токи на выходе установки для работы в режиме тиг в пределах 10-180 А. Также стоит выделить широкое разнообразие режимов полезного функционала, которым располагают многие инверторные аппараты данной серии (для сварки в режиме тиг).

Устройство tig 180 ac/dc располагает дополнительно возможностью регулировки частоты импульса в диапазоне 20-200 Гц. Вдобавок имеется помимо ручной регулировки функция «ас easy», благодаря которой обеспечивается автоматическая установка основных параметров, опираясь на диаметр электрода.

Розжиг дуги производится двумя путями — контактным и бесконтактным. Также есть функция предварительной, а также окончательной продувки газа с возможностью регулирования продолжительности процедуры. Посредством применения постоянного тока аппарат tig 180 ac/dc может выполнять работу в режиме mma, при этом использоваться могут все известные на сегодня покрытые электроды.

Сварка в режиме mma становится еще более полезной благодаря функционалу в виде трех качественных функций: ANTI-STICKING, HOT-START, а также ARC-FORCE. Функция «горячий старт» позволяет получить упрощенный розжиг дуги, в то время как «стабилизация дуги» дает возможность стабилизировать и свести на нет возможное прилипание электрода к рабочей поверхности металла в процессе сварки. Задача ANTI-STICKING – простое отделение электрода от рабочей поверхности в том случае, если катод все же приварился к детали.

Технические характеристики:

• Напряжение питающей сети – 220В (+/-15%);
• Первичный сварочный ток – 16А;
• Класс защиты установки tig 180 ac/dc – IP21;
• Напряжение устройства на холостом ходу – 85В;
• Регулирование рабочего параметра в режиме tig – 10-180А;
• Регулирование рабочего параметра в режиме mma – 10-160А;
• Масса оборудования составляет 11 килограмм;
• Аппарат производится во Франции.

Достоинства устройства:

• Аппарат имеет возможность контактного и бесконтактного розжига дуги в режиме работы tig;
• Возможность производства сварочных соединений в режимах tig и mma посредством постоянного и переменного тока;
• Аппарат предоставляет полезный функционал в лице трех функций (mma-сварка);
• Импульсная сварка металлических деталей;
• Возможность «брошюрной сварки»;
• Функция заваривания кратера, способная плавно снижать ток после проведения работ;
• Предварительная продувка газа, а также продувка после работы.

https://youtube.com/watch?v=uJ-5E_rt2Xw