В чем заключается превосходство сварки tig

Укрощение плазмы

После открытия Хэмфри Дэвидом электрической дуги в 1800 году развитие дуговой сварки долго оставалось на месте. И только вначале XX века ученые догадались поместить электрическую дугу в инертный газ – родилась tig-сварка. После внедрения разработки стало возможным сваривать сложные металлы – алюминий и магний. Дело в том, что во время классической сварки, поверхность алюминия быстро вступает в реакцию с воздухом. Под воздействием кислорода сварной шов становится пористым и покрывается шлаком. Благодаря tig-сварке произошла революция в авиационной промышленности: появилась возможность сваривать магний.

TIG — (аргонодуговая сварка) – это дуговая ручная сварка с использованием вольфрамового неплавящегося электрода в среде инертного газа, который защищает свариваемые поверхности. В Германии аргонодуговая сварка называется WIG (Wolfram Inert Gas), по другой маркировке встречается обозначение GTA (Gas Tungsten Arc). Во время процесса сварки подается присадочная проволока, причем используется автоматический или ручной режим подачи. Так как чаще всего в виде защиты используется инертный аргон, то за tig ac/dc-сваркой закрепилось название аргонно-дуговая сварка. Но надо признать, что такой термин не является правильным, потому что с одинаковым успехом могут применяться азот, гелий или даже газовые смеси.

Смысл применения в tig-сварке газовой смеси заключается в том, что аргон тяжелее воздуха, не образует с ним взрывоопасной смеси и гораздо удобней в использовании, чем легкий гелий. Однако, при одинаковых значениях тока в электроде дуга в гелии выделяет в 1,5-2 раза больше энергии, чем в аргоне. Поэтому целесообразно использовать газовую смесь с составом: 35-40% аргона и 60-65% гелия. Так в полной мере используются преимущества обоих газов: аргон стабилизирует дугу, а гелий – хорошо сплавляет металл.

Область применения

Аппарат TIG ac/dc легко соединяет углеродистые, конструкционные, нержавеющие стали, детали алюминия и его сплавы с титаном, никелем, медью, латунью, кремнистых бронз, сплавы нержавейки и других самых разнообразных металлов. Практически в любой области промышленности в каком-либо виде встречается аргонно-дуговая сварка. В то время как аэрокосмическая промышленность является основным пользователем tig-сварки, технологию используют и в ряде других областей.

Промышленность использует tig для сварки тонких деталей из алюминия, особенно из цветных металлов. Без нее не обойтись при создании космического аппарата и обычного велосипеда из алюминия. Тонкостенные трубки в современных велосипедах превращаются в практически невесомые конструкции с помощью tig-сварки. Кроме того, аргонно-дуговую сварку часто используют для создания перехода между трубами разного диаметра. На самом деле не существует такого вида сварки, который позволял бы работать с таким количество конфигураций металлов, как режим аргонно-дуговой сварки с инвертором TIG ac/dc

Так, существуют редкие сплавы, как сплав алюминия и хрома, которые невозможно соединить простым сварочным процессом, из-за улетучивания алюминия. Режим аргонно-дуговой сварки не позволяет теряться металлу, поэтому швы в результате обладают одинаковую химическую целостность. Сварочные швы алюминия после tig-сварки обладают устойчивостью к коррозии и образованию трещин в течение длительного периода. Именно это позволяет использовать режим аргонно-дуговой сварки для герметизации бочек с ядерными отходами перед их утилизацией.

Аргонно-дуговая сварка алюминия проста в применении, поэтому ее можно использовать в быту. Бывает, что нужно приспособить нестандартный кондиционер в машину или заделать радиатор, поврежденный камушком с дороги. Вот тут и приходит на помощь аргонодуговая сварка с использованием домашних инверторов TIG ac/dc. Сегодня можно найти достаточно много видео в Интернете, где доступно объясняется, как использовать сварочный аппарат в быту. Дуговая сварка возможна и для нержавейки. Многие, посмотрев видео, задают вопрос: “Насколько надежна дуговая сварка?”. Она надежна, как надежен алюминий, потому что сварной шов представляется собой единой целое из металла.

Технология соединения металла

Сварочный аппарат содержит аргоновую горелку, у которой в центре находится неплавящийся вольфрамовый электрод. Как известно, горелка из вольфрама очень тугоплавкая. Именно вольфрам применяют для получения нити накаливания, которая используется в электрических лампочках. Горелка и аппарат окружены керамическим соплом, из которого дует защитный газ. Если взглянуть на видео процесса сварки без инертного газа, то видно, что алюминий начинает трещать и покрываться шлаковой пленкой. Поэтому аргон важный компонент: горелка и зона сварки, защищены от воздуха.

Дуговая сварка начинается с подачи “массы” на деталь, как при обычной электросварке. Горелка Tig ac/dc включается с помощью автоматической кнопки и начинает подаваться инертный газ. Сварочный аппарат выпускает дугу и от ее тепла расплавляется основной металл, а потом в сварочной ванне образуется расплавленный металл, который кристаллизуясь, образует сварочный шов. Образование шва происходит за счет расплавления основного металла детали и присадочной проволоки.

В качестве оборудования для tig-сварки применяют инверторы ac/dc. Это сварочный аппарат с возможностью использования переменного и постоянного тока. Режим переменного тока (dc) более эффективен для процесса сварки. Надо заметить, что в середине XX века была возможность сваривать только с помощью постоянного тока – ac. Это вызывало некоторые сложности, если горелка имела полярность, то постоянный ток (ас) переносил частицы вольфрамового стержня на поверхность металла, загрязняя его таким образом. Задача была решена с появлением переменного тока (dc).

Защитный газ может подаваться центрально или сбоку электрода. Режим боковой подачи нужен при больших скоростях сварки плавящимся электродом, чтобы не совершалось обдувание неподвижным воздухом. На видео видно, что воздух сбивает газ с дуги. В некоторых случаях, например для получения специфических технологических свойств дуги, особенно если применяют аппарат tig ac/dc, используют защиту из двух концентрических потоков газа.

Сварочные процессы в промышленных масштабах

При сварке активных и тугоплавких металлов при помощи вольфрамового электрода необходимо защитить металл от подсоса в зону сварки воздуха. Для этого используется горелка в контролируемой атмосфере. Металлические детали помещают в камеры, из которых откачены воздух до состояния вакуума до 10-14 мм рт.ст., и закачивают туда инертный газ высокой чистоты. После чего включается автоматический режим и аргонодуговая сварка происходит на дистанционном управлении.

В контролируемой атмосфере производят сварку крупногабаритных изделий из нержавейки и алюминия. Для этого создают обитаемые камеры объемом до 450 кубическим метров. При этом сварщик находится прямо внутри камеры в специальном защитном скафандре с системой дыхания. Аргонодуговая сварка происходит с регулярной заменой инертного газа. Сварщик помещается в комнату через специальную систему шлюзов. При помощи видео можно наблюдать режим сварки в комнате.

Физические свойства инертных газов влияют на технологические свойства дуги и форму, получаемого шва. Если сравнивать аргон с гелием, то второй обладает большим потенциалом ионизации, а также большую теплопроводность. В результате на видео видно, что у гелия получается “мягкая” дуга. Режим работы аргонодуговой сварки с гелием идеально подходит для сварки тонколистового металла. Гелий легче, чем аргон. Поэтому требуется повышенный расход (в 1,5 – 3 раза), чтобы горелка и зона сварки была защищена.

Большое разнообразие инертных газов, возможность использовать газовые смеси и разные свойства газов, обуславливают большие технологические возможности для металлов. Аппарат аргонной сварки позволяет сварить практически любой металл любой толщины (от 0,1 до десятков миллиметров). На видео в сети Интернет можно посмотреть на уникальные сварочные работы.

Аргонно-дуговая сварка по сравнению с другими классическими способами сварки имеет ряд преимуществ: высококачественные сварные соединения на самых различных металлах и сплавах с различной толщиной, возможность производить сварку в различных пространственных положениях, возможность непосредственного визуального наблюдения за качеством сварки, что особенно важно во время полуавтоматической сварке. Дуговая горелка имеет высокую производительность, легкость автоматизации, не нужно убирать шлак с металлов после завершения работы. Горелка и аппарат TIG ac/dc позволяют экономично и производительно использовать аргонодуговую сварку.