TIG сварка: что это такое | Аргонодуговая сварка для начинающих

Что важно знать о присадочном прудке – состав и диаметр

По химическому составу наиболее часто встречаются такие сочетания:

Диаметр стоит выбирать, пользуясь следующей таблицей:

После того, как вы разобрались с расходными материалами, вы можете переходить к настройке аппарата и самой горелки, о чем мы обязательно расскажем в следующих материалах. А сейчас советуем ознакомиться с подробным видео по данной теме:

Что понадобится для работы?

Перечень всего необходимого для сварки аргоном представлен в таблице.

Запомните! Сварочные работы должны проводиться в защитной экипировке. Вам обязательно понадобится сварочная маска – для защиты глаз и лица от опасного ультрафиолетового излучения, и перчатки – для защиты рук от ожогов.

Основные международные обозначения, относящиеся к сварке тиг

TIG — Такое сокращение названия этого процесса принято в Европе. TIG — Tungsten Inert Gas (tungsten – вольфрам на английском языке).

WIG — Так принято для краткости называть этот процесс в Германии. WIG – Wolfram-Inertgasschweiβen (wolfram – вольфрам на немецком языке).

TIG-DC — способ ТИГ на постоянном токе (DC — direct current — постоянный ток на английском языке).

TIG-AC — способ ТИГ на переменном токе (AC – alternating current – переменный ток на английском языке).

TIG-HF — способ ТИГ с системой бесконтактного возбуждения дуги высоковольтным и высокочастотным разрядом; HF — high frequency – высокая частота на английском языке.

При этом используется осциллятор, который вырабатывает кратковременный импульс напряжения, обеспечивающий пробой и последовательное развитие искрового разряда вплоть до дугового. Благодаря высокой частоте и малой мощности осциллятора высокое напряжение неопасно для человека.

Высокочастотный поджиг обеспечивает самое высокое качество сварного шва, так как при нем не происходит контакта вольфрамового электрода с изделием, и, поэтому, исключается попадание частичек вольфрама в сварочную ванну. При таком поджиге также не происходит разрушения торца вольфрамового электрода.

TIG-Contact или SCRATCH START — способ ТИГ с контактным возбуждением дуги касанием вольфрамового электрода изделия («чирканьем» торца вольфрамового электрода по поверхности изделия, наподобие того, как это делается при сварке покрытыми электродами).

TIG-LIFT ARC (TIG-LIFT IGNITION, LIFTIG) — способ ТИГ с контактным возбуждением дуги когда в момент короткого замыкания протекает заблаговременно сниженный ток.

Этот способ зажигания дуги, хотя и не исключает контакта электрода с изделием, не имеет недостатков предыдущего способа, так как в момент КЗ протекает заблаговременно сниженный ток.

Влияние полярности тока на процесс сварки тиг

Полярность тока сварки существенным образом сказывается на характере протекания процесса дуговой сварки в инертном газе вольфрамовым электродом. В отличии от сварки плавящимся электродом (к которой относится сварка ММА и МИГ/МАГ) при сварке неплавящимся электродом в защитной среде инертного газа различия в характере процесса сварки на обратной и прямой полярности носят противоположный характер.

Так при использовании обратной полярности процесс сварки ТИГ характеризуется следующими особенностями:

— сниженный ввод тепла в изделие и повышенный в электрод (поэтому при сварке на обратной полярности неплавящийся электрод должен быть большего диаметра при одном и том же токе; в противном случае он будет перегреваться и быстро разрушится);- зона расплавления основного металла широкая, но неглубокая;- наблюдается эффект катодной чистки поверхности основного металла, когда под действием потока положительных ионов происходит разрушение окисной и нитридной пленок (так называемое катодное распыление), что улучшает сплавление кромок и формирование шва.

В то время как при сварке на прямой полярности наблюдается:

— повышенный ввод тепла в изделие и сниженный в электрод;- зона расплавления основного металла узкая, но глубокая.

Как и в случае сварки ММА и МИГ/МАГ, различия свойств дуги при прямой и обратной полярности при сварке ТИГ связаны с несимметричностью выделения энергии на катоде и аноде. Эта несимметричность, в свою очередь, определяется разностью в значениях падения напряжения в анодной и катодной областях дуги.

Ниже приведен примерный объем выделения тепла на различных участках дуги применительно к сварке ТИГ при токе сварки 100 А и при использовании прямой полярности (как произведение падения напряжения в соответствующей области дуги на ток сварки):

— в катодной области: 4 В х 100 А = 0,4 кВт на длине ≈ 0,0001 мм- в столбе дуги: 5 В х 100 А = 0,5 кВт на длине ≈ 5 мм- в анодной области: 10 В х 100 А = 1,0 кВт на длине ≈ 0,001 мм.

В связи с тем, что при сварке на прямой полярности наблюдается повышенный ввод тепла в изделие и сниженный в электрод, при сварке на постоянном токе используют прямую полярность. При этом, благодаря тому, что тепло выделяется, в основном, в анодной области, плавятся только те участки основного металла, на которые направляется дуга, т.е. где оказывается размещенным анод.

Выбор электрода для tig варки

Вольфрам выбран в качестве электрода не случайно. Металл славится особой тугоплавкостью, по части которой у него просто нет конкурентов.

Опознать вольфрамовый электрод для аргонодуговой сварки можно по маркировке «W». Другие символы и даже цвет указывает на вид легирующих добавок. Они необходимы, чтобы улучшить характеристики и увеличить срок эксплуатации расходного материала.

Электроды могут быть как универсальными, так и специальными – для сварки только на постоянном или только на переменном виде тока.

Как и в случае с газом, выделим наиболее популярный вид электрода:

• WP (зеленые электроды) — вольфрамовые электроды без специальных добавок для сварки на переменном токе
• Вольфрамовые электроды легированные оксидом лантана WL-20 (голубой цвет ) и WL-15 (золотой цвет) — универсальные электроды для сварки на постоянном и переменном токах

Также встречаются электроды tig с другими добавками – циркония, церия, оксидом иттрия – их достаточно много.

Таблица. Вольфрамовые электроды – состав и свойства

Помимо состава и свойств важными параметрами являются диаметр и длина. Лидирующие позиции по спросу занимают

длиной 175 мм. Однако помимо них есть варианты 50, 75 и 150 мм.

С диаметром все куда сложнее, ведь он должен быть выбран в зависимости от толщины свариваемого металла и разновидности сварочного тока. В этом вопросе вам пригодится таблица ниже. Здесь приведены рекомендации для самых распространенных электродов WP и WL:

И последнее – заточка вольфрамового электрода. Правильная заточка положительно скажется на поджиге дуги, стабильности горения и ширине сварного шва. В большинстве случаев идеальный вариант – конусовидная заточка (для переменного тока делается округлый кончик).

Длина заточки должна превышать значение диаметра электрода в 2-2,5 раза. Длинная и тонкая заточка электрода особенно важна при сварке тонких материалов, это дает хорошую фокусировку сварочной дуги. 

Настройка tig аппарата от а до я

Практически все металлы свариваются на прямой полярности (на электроде минус). Исключением является лишь сварка алюминия и его сплавов. Ярким примером сплава может могут стать медные сплавы со значительным содержанием алюминия. Для них обязательным является использование переменного тока.

Итак, настраиваем FUBAG INTIG 200 DC Pulse:

1. На панели управления выставляем метод сварки – TIG.

2. Устанавливаем предпродувку газа на 0,5 сек.

3. Настраиваем ток поджига – 25% от рабочего тока (А).

4. Фиксируем время нарастания до рабочего тока – 0,2-1,0 сек.

5. Устанавливаем ток сварки (А) (см. Таблицу ниже)

6. Выставляем время до тока заварки кратера (спада в секундах)

7. Выбираем значение тока заварки кратера в амперах

8. Последним параметром станет время продувки газа после сварки (сек)

Параметры, которые относятся к заварке кратера, подбираются в зависимости от толщины металла.

В данной таблице даны общие рекомендации по подбору сварочного тока для наиболее используемых металлов и толщин. Это поможет вам сориентироваться при подготовке к началу работы.

Таблица. Настройка аргонодугового аппарата в зависимости от вида металла и толщины

Почему следить за силой тока важнее, чем за остальными параметрами? Во время TIG сварки можно прожечь заготовку, выставив слишком сильный ток. Низкое значение не позволит расплавить металл, что сведет все попытки сварить деталь на нет.

Особенности сварки алюминия и алюминиевых сплавов

При сварке ТИГ большинства металлов используется постоянный ток прямой полярности. Однако эти условия сварки неприемлемы, когда речь идет об алюминии и магнии. Обусловлено это наличием на поверхности этих металлов прочной и тугоплавкой окисной пленки.

Алюминий характеризуется высокой химической активностью. Он легко вступает во взаимодействие с кислородом воздуха, т.е. окисляется. При этом образуется тонкая плотная пленка из оксида алюминия (Al2O3). Своей высокой коррозионной стойкостью алюминий обязан именно этой пленке.

Температура плавления чистого алюминия – 660 ºС, а температура плавления окиси алюминия более чем в три раза выше – 2030 ºС. Окись алюминия – это керамический материал, твердый и не электропроводный. При расплавлении алюминия он растекается крупными каплями удерживаемыми от слияния окисной пленкой.

В случае если фрагменты пленки окажутся в закристаллизовавшемся металле шва, то его механические свойства ухудшаться. Таким образом, для того чтобы сварить вместе две алюминиевые детали, прежде всего, необходимо эту окисную пленку разрушить. Это можно выполнить:

— механически (однако, это практически невозможно, так как из-за высокой химической активности алюминия он тут же вступает в связь с кислородом, и новый слой окиси алюминия начинает образовываться. Причем, в условиях дуговой сварки при высокой температуре окисление алюминия и образование окисной пленки происходит еще более интенсивно);- химической обработкой (довольно сложно и трудоемко);- сваркой на обратной полярности;- сваркой на переменном токе.

При подключении электрода к отрицательному полюсу (сварка на прямой полярности) изделию будет передаваться значительное количество тепла, однако пленка разрушаться не будет. Если полярность изменить и подключить электрод к положительному полюсу (сварка на обратной полярности), то тепла изделию будет передаваться меньше, однако, как только будет возбуждена дуга, окисная пленка начнет разрушаться (происходит, так называемая катодная очистка).

Существует две теории, объясняющие механизм разрушения окисной пленки на обратной полярности.

Катодное пятно, перемещаясь по поверхности сварочной ванны, приводит к испарению окислов алюминия, при этом эмиссия электронов с активных катодных пятен отталкивает фрагменты окисной пленки к краям сварочной ванны, где они формируют тонкие полоски.

Поток ионов обладает достаточной кинетической энергией, чтобы при столкновении с поверхностью катода разрушать окисную пленку (аналогичный эффект имеет место при пескоструйной обработке). В пользу этой теории говорит тот факт, что чистящий эффект выше при использовании инертных газов с более высоким атомарным весом (аргон)

Однако наряду с этим положительным явлением будут наблюдаться такие отрицательные последствия сварки на обратной полярности как перегрев электрода, на котором будет выделяться слишком много тепла (вызывая его перегрев), и низкое проплавление основного металла.

Решением этих проблем является сварка на переменном токе. Комбинация прямой и обратной полярности позволяет использовать преимущества обоих полярностей; мы получаем и необходимое тепловложение (т.е. проплавление основного металла) в полупериоды прямой полярности и очистку поверхности от окиси алюминия (в полупериоды обратной полярности).

Преимущества и недостатки

Достоинства ТИГ сварки происходят из технологических особенностей. В частности, они обусловлены применением стержней с содержанием вольфрама и защитой рабочей среды инертными газами. Основные плюсы:

• Зона прогрева заготовок очень узкая. Благодаря этому деформации металла сводятся к минимуму.
• Инертные газы тяжелее атмосферного воздуха и вытесняют кислород из рабочей области.
• Сварки TIG очень просты в эксплуатации. Ими легко научиться пользоваться и не требуется высокая квалификация специалиста.
• По завершению работ чаще всего не требуется механическая доработка шва. Он получается достаточно аккуратным и чистым.
• Аппарат дает возможность сваривать внушительную линейку металлов, включая и цветные.
• Вредное влияние на окружающую среду сведено к минимуму.

Тем не менее, как и любой другой тип сварочных аппаратов, ТИГ модели наделены недостатками:

• Непросто работать при ветреной погоде, поскольку инертный газ не удерживается в рабочей зоне. Можно прибегнуть к монтажу ветрозащитных щитов, но увеличенного расхода аргона при этом избежать не удастся.
• Очень важна тщательная предварительная подготовка металла. На кромках не должно оставаться следов от масла, жира или других загрязнений. Нельзя игнорировать данный этап, поскольку шов получится низкого качества.
• Сложно работать в труднодоступных местах из-за особенностей конструктива горелки. В некоторых случаях мастера обрезают или, наоборот, удлиняют вылет стержня. Но это отрицательно сказывается на скорости работы и качестве сварочного шва.
• При использовании функции TIG lift нежелательно разжигать дугу вне пределов рабочей зоны. Поскольку на поверхности металла образуются следы, которые в дальнейшем нужно будет удалить.

Технология сварки tig