Что такое TIG-сварка и каковы особенности этого метода? Сварка тиг методом
описание этого метода, особенности, плюсы и минусы такого способа соединения
В 1800 г. Хэмфри Дэвид создал принцип дуговой сварки, однако, несмотря на технологический прогресс, практически 100 лет этот способ не совершенствовался. Лишь в начале XX века учёным пришла в голову мысль добавить в инертный газ электрическую дугу. Такое изобретение получило название «TIG-сварка».
Благодаря внедрению электрической дуги в инертный газ, появилась возможность соединять сложные металлы, например, магний с алюминием. При стандартной сварке, из-за воздействия кислорода, шов со временем приобретал пористую поверхность и начинал покрываться шлаком. В TIG-сварке этот недостаток отсутствует, поэтому данный метод получил огромную популярность в современном мире, но особенно, в аэрокосмической отрасли.
Общие данные
Аббревиатура TIG расшифровывается как аргонодуговая сварка. То есть это метод соединения объектов с применением вольфрамового неплавящегося электрода, помещённого в инертный газ, оберегающего свариваемые поверхности. Однако стоит сказать, что в ФРГ используют аббревиатуру WIG, а в Австрии — GTA. Тем не менее всё это аналоги TIG, поэтому не стоит задумываться, при встрече подобных обозначений.
Когда сварщик начинает работу, в ручном или автоматическом режиме подаётся присадочная проволока. Как было сказано выше, TIG — это аргонодуговой метод сварки. Но с тем же успехом, вместо аргона можно использовать гелий или азот. Просто именно такая расшифровка закрепилась в умах людей.
Использование в TIG-сварке газовой смеси обосновывается тем, что вес аргона больше массы кислорода, и при контакте этих элементов друг с другом не возникает взрывоопасной ситуации. Поэтому такой метод более безопасен и удобен. Исходя из вышесказанного, стоит выделить преимущества использования этого способа:
- Безопасность.
- Аккуратный шов.
- Отсутствие «брызг» во время работы.
- Простое управление параметрами дуги.
- Хорошее соединение узких деталей.
Но вместе с тем у TIG-сварки имеется и ряд недостатков:
- Требование наличия газового баллона.
- Невысокая производительность.
- Высокие требования к мастерству сварщика.
Особенности сварки
Как и в любой другой вид, TIG-сварка имеет свои особенности, которые следует учитывать до и во время работы. Для простоты восприятия наиболее важные моменты вынесены в отдельный список:
- Перед работой металл необходимо зачистить и обезжирить.
- При работе чаще всего используют подключение к «минусу».
- Сварка алюминия (в т. ч. и его сплавов) должна производиться переменным током.
- Чем больше диаметр электрода, тем выше должна быть сила тока. Однако не следует устанавливать запредельные значения, т. к. этот компонент вполне может расплавиться.
- Напряжение дуги должно соответствовать ей длине. Тем не менее новичкам рекомендуется работать на короткой дуге.
- Кончик электрода при TIG-сварки стыковых соединений должен выпирать на 3-5 мм. Однако если соединение производится тавровым (или угловым) методом, вылет должен быть равен 5-8 мм.
- Распределение газа по сечению сопла должно быть равномерным.
- Подаваемый газ (например, аргон или гелий) влияет на жёсткость струи.
- При TIG-сварке электрод должен двигаться справа налево вдоль оси шва.
Как видно, этот вид сварки имеет немало особенностей. По этой причине он не подходит для новичков.
Распространённые ошибки при работе
Несмотря на отличные характеристики, у многих пользователей возникают определённые проблемы во время работы. Сюда можно отнести следующие моменты:
- Быстрое сгорание электрода.
- Шов неправильного цвета или его поверхность слишком пористая.
- Нестабильность сварной дуги.
- Попадание в шов вольфрама.
- На поверхности сопла пыль или жёлтый дым.
Если при TIG-сварке электрод сгорает слишком быстро, возможно, причина в недостатке поступающего газа (стандартный расход — 7-10 л/мин). Кроме того, причины неисправности могут скрываться в неправильном подключении электрода, использования электрода без присадок или диаметр электрода не соответствует уровню тока.
Также случается, что при TIG-сварке шов имеет неправильный цвет или слишком пористую поверхность. Как правило, причины этих неисправностей следующие:
- Образование конденсата на металле (высушить изделие или протереть сухой тряпкой).
- Недостаток газа (расход должен быть от 7 до 10 л/мин).
- Неисправность шланга или неплотное его подключение к горелке.
- Загрязнение самого металла (почистить изделие от жира, грязи, масла и т. д.).
- Неподходящий присадочный материал.
Нестабильная сварная дуга. У этой проблемы также есть несколько причин:
- Загрязнение свариваемого металла (достаточно просто почистить его).
- Загрязнение электрода (этот элемент нужно очистить от грязи, а затем переточить).
- Нарушение полярности (подключать электрод необходимо к «минусу»).
- Отсутствие подготовки электрода к работе (необходимо затупить или закруглить этот компонент).
Довольно часто при выполнении TIG-сварки происходит загрязнение шва вольфрамом. В большинстве случаев это происходит из-за касания электродом сварочной ванны. В таком случае его необходимо держать выше. Ещё одна причина — плавление электрода в сварочную ванну. Если это случилось, рекомендуется применять легитированный электрод.
Иногда во время TIG-сварки образуется жёлтый дым и электрод меняет цвет. Причина кроется в слишком быстром отключении газа. Поступление газа при TIG-сварке следует прекращать лишь спустя 10 секунд после гашения дуги.
Области применения
Как было сказано выше, этот вид сварки получил огромное признание в аэрокосмической отрасли. Помимо вышеперечисленных преимуществ, популярность также объясняется тем, что с помощью TIG-сварки можно соединить самые разнообразные металлы. Например, углеродистые или нержавеющие виды стали, различные титановые сплавы, медные, латунные изделия и т. д.
Помимо данной отрасли, эта разновидность соединения металлов также используется при изготовлении велосипедов. Дело в том, что она отлично подходит для соединения тонких деталей из алюминиевых металлов. Поэтому её применяют для соединения тонкостенных трубок, которые устанавливаются на велосипеды.
Несмотря на сложность сварки, её довольно часто используют в бытовых условиях. Например, для монтажа нестандартного кондиционера в автомобиль, заделывания трещин и дыр в радиаторе и т. д. Высокую распространённость данного метода обеспечили самодельные сварочные установки, которые изготавливаются буквально из подручных средств.
Вообще, TIG-сварка — очень примечательный метод соединения деталей. Хорошее качество шва, устойчивость к негативным воздействиям и высокая безопасность при работе, придают ему огромную популярность. Однако несмотря на плюсы, для использования TIG-сварки потребуются определённые навыки.
stanok.guru
10 советов, которые помогут начинающему TIG сварщику
TIG сварка (Tungsten Inert Gas) получает все большее распространение благодаря исключительному качеству сварных соединений. Но, к сожалению, в массовом производстве она практически не применяется. Это вызвано тем, что она имеет низкую производительность и все работы на ней, зачастую, производятся вручную. А где люди, там и человеческий фактор, поэтому каждый сварщик, который работает с TIG сваркой должен знать эти 10 простых правил:
-
Чистота — залог здоровья
Для TIG сварки, как ни для какой другой, важна чистота зоны сварки, поскольку любые загрязнения приведут к потере качества шва, который наносится. В случае сварки алюминия, даже если травление производилось за несколько часов до начала сварки, перед самим процессом желательно еще раз пройтись щеткой, чтобы уничтожить новообразовавшуюся оксидную пленку, так как в процессе сварки металл становится очень чувствительным к подобного рода загрязнениям.
-
Правильно подобранный электрод — хороший электрод
Не смотря на то, что TIG сварка практически не расплавляет электрод, как обычные способы, но химический состав, диаметр и заточка электрода всё же имеют значение.
Если в случае с диаметром все более-менее понятно: тоньше материал — меньше диаметр электрода, то с химическим составом возникают вопросы. Так решим же их, рассмотрев различия в трёх самых популярных типах электродов:
Чистый, нелегированный вольфрам (обозначается зеленой меткой на электроде)
Чистый вольфрам обычно используется для сварки алюминия, поскольку прекрасно работает на переменном токе и может использоваться со всевозможными защитными газами. К недостаткам можно отнести сравнительно быстрое расходование (сгорание) по сравнению с другими типами электродов, но это с лихвой компенсируется низкой стоимостью электродов из чистого вольфрама.
Торированный вольфрам (обозначается красным)
Главным преимуществом торированного электрода перед представленным ранее чистым вольфрамовым, является лучшая стабильность работы на постоянном токе. Эти электроды так же могут использоваться на переменном токе, но только на небольших толщинах. Главный их недостаток — небольшое радиоактивное излучение, поэтому они нуждаются в особых условиях хранения и работы с ними.
Лантанированный вольфрам (обозначается синим)
Этот тип электродов отличается удобством использования — на них значительно проще зажигать и удерживать дугу, лучше сохраняется форма заточки наконечника. Также к плюсам можно отнести значительную износостойкость и, как следствие, меньшее потребляемое количество на единицу шва.
-
Знай с чем работаешь
При сварке ответственных конструкций крайне важно знать, с какой толщиной и маркой металла ведется работа, поскольку в зависимости от этих факторов нужно подбирать присадочную проволоку, электрод и тип заточки. Соответственно, чем больше ответственность шва, тем более скрупулёзно нужно подходить к выбору используемого материала.
-
Постоянный или переменный?
Тип тока, который используется при сварке, сильно влияет на конечный результат.
Для сварки алюминия и магния обычно используется переменный ток. Обусловлено это тем, что постоянная перемена полярностей обуславливает разрушение оксидной пленки, которой покрывается металл (Т° плавления алюминия — 660°С, а Т° плавления оксидной плёнки — около 2000°С).
В остальных же случаях допускается использование постоянного тока.
-
Правильно затачивать тоже надо уметь
В зависимости от материала, который сваривается, нужно по-разному готовить электрод. В случае со сваркой стальных листов средней толщины, достаточно просто заточки «в половину» (электрод толщиной 3 мм заточить до 1.5 мм). Это помогает сфокусировать дугу и улучшить точность позиционирования. Чем тоньше метал — тем острее нужна заточка. Для переменного тока необходимо несколько закруглить конец, для постоянного — плоская заточка. И еще: затачивать нужно, чтобы канавки оставались по длине электрода, а не в поперёк, поскольку так дуга будет гореть намного более сфокусировано. Для алюминия действуют совсем другие законы. При сварке алюминия необходимо, чтобы кончик электрода был закруглен, для улучшения стабильности горения дуги.
Так же нужно не забывать, что электрод изнашивается, поэтому нужно контролировать его состояние (при необходимости затачивать и следить за его чистотой)
-
Регулирование силы тока
В большинстве современных сварочных аппаратов для TIG сварки существует автоматическая система регулирования силы тока, но что делать, если в аппарате её не предусмотрено, а шов нужно нанести? При ручном управлении силой тока, рекомендуется начинать процесс с как можно большей силой, и только после образования сварной ванны уменьшать её до комфортных значений.
-
Правильное движение
Для TIG сварки, как ни для какой другой, важно, как происходит перемещение сопла. Чтобы начать нанесение шва, необходимо разместить сопло под углом 90° относительно шва. После формирования сварочной ванны угол уменьшается до 70-80°. При заварке кратера угол уменьшают до 20-30°.
-
Осторожно с алюминием
При работе с алюминием нужно быть предельно осторожным, поскольку он обладает значительной теплопроводимостью и не имеет цветов побежалости. Поэтому при сварке алюминия травмоопасность значительно выше, чем при сварке других металлов.
-
Учитывай форму соединения
Различные соединения требуют различного подхода. При сварке внахлестку, к примеру, необходимо увеличить фокусировку тепла на торцах, поскольку это позволит обеспечить максимальную прочность при минимальном тепловложении. Так же необходимо учитывать форму шва при добавлении присадочного материала (больше тепла — больше присадочного металла).
-
Больше практики
Ничто так не помогает при TIG сварке, как опытная рука. Ведь даже прочтя все теоретические рекомендации, но взяв держак и присадочную проволоку впервые в жизни, идеальный шов никак не получится. Поэтому, перед тем, как приступать к сложным и ответственным швам необходимо попрактиковаться.
blog.svarcom.net
что это такое и обучащее видео
Сварка представляет собой процесс соединения деталей. Чаще всего этот метод используется для скрепления металлических конструкций, но иногда соединяют пластмассу, керамику. Высокая температура позволяет устанавливать очень крепкое сварное соединение.
Сварочная маска
Для сварки используют электричество, газ, лазер. Сварку применяют на крупных производствах и в домашнем хозяйстве. Новейшие технологии дают возможность осуществлять сварное соединение в полевых условиях.
Тиг-сварка – что это?
Метод TIG (Тиг) – это ручное дуговое соединение при помощи неплавящегося электрода из вольфрама под действием инертного газа.
Принцип работы сварки
Для подпитки сварочной дуги нужен переменный ток, в связи с этим каждый используемый электрод является катодом или анодом.
Производители предлагают аппараты для Тиг-сварки различных типов
Переносные инверторы
Это самые простые в применении агрегаты. Результатов с переносной сваркой достичь несложно даже в домашних условиях. Аппарат полностью автоматизирован, его не придется долго настраивать.
Переносные инверторы
Сварочные швы получаются высокого качества. Подача газа автоматическая, это защищает швы и электроды от окисления.
Потребители отмечают выгодные свойства таких сварочных агрегатов, в частности, надежность и малый вес.
Промышленные инверторы
Очень мощные аппараты, которые используются на крупных производствах. Имеют ручной и автоматический режимы работы, возможность индивидуального изменения параметров.
Для любого материала каждый сварщик может настроить нужный параметр, технические свойства таких агрегатов на высоком уровне. Сварка в результате получается профессионально, без изъянов.
Современные станки имеют встроенную память, в которой можно сохранять настройки различных параметров.
Возможно подключение ручного или ножного управления. Ток может понижаться автоматически, в результате этого получаются идеальные швы. Стснки часто имеют пониженный режим потребления электричества, что имеет значение для больших предприятий.
Профессиональные инверторы
Профессиональное сварочное оборудование наиболее мощное, производители выполняют модели таких инверторов на колесах – для удобного перемещения. Такие машины используют в больших производственных цехах.
Профессиональное сварочное оборудование
В эксплуатации агрегат прост за счет автоматизированной системы управления. Также есть встроенное программирование заданий, цифровая индикация напряжения. Возможность подключения дистанционного управления системой. Все это обеспечивает безупречные результаты сварочных работ.
Тиг-сварка алюминия
Специалисты считают, что Тиг-сварка алюминия – это более удобный и эффективный метод. При работе с алюминием аргон вытесняет кислород и не дает металлу окисляться. Для сварки алюминия пользуются электродами из вольфрама. Сварщики используют специальную проволоку, которая плавится и формируется в виде сварного шва.
Сварка алюминия
Шов получается аккуратный и тонкий, что особо важно на сложных участках деталей.
Сначала поверхность изделий подготавливают: очищают, обезжиривают, просушивают. В противном случае соединение не будет прочным.
Работу проводят с большой скоростью, От этого улучшается качество и вид швов. Для сварочных работ с алюминием в домашних условиях выбирают оборудование не очень громоздкое и с небольшим потреблением электричества: Тиг 200 ACDC, Миг.
Инвертор Тиг 200 ACDC
Аппарат Тиг 200 способен работать с тонкими листами металла, не допуская прогара. Аппарат применяют при ремонте теплообменного оборудования, подходит для работы с нержавеющей сталью.
Имеет два режима работы – двухконтактный и четырехконтактный. Возможность поджигания дуги бесконтактным способом. Аппарат Тиг АС по своим качествам и характеристикам схож с Тиг 200.
Полуавтомат Миг
Сварка полуавтоматом Миг не требует больших навыков, с этим справляются даже новички. Соединение осуществляется с применением плавящегося электрода. Проволока подается на автомате, а горелка перемещается вручную.
Без подачи инертного газа сварку полуавтоматом проводить не рекомендуется, так как это уменьшает прочность шва – делает его пористым и проницаемым. Сильно разбрызгивается металл.
Метод Тиг-сварки требует профессионального подхода. Без основных знаний и навыков сварочные работы могут быть опасными.
metall.trubygid.ru
суть метода, его преимущества и недостатки, сфера применения
TIG сварка была разработана более 50 лет назад для авиационной промышленности в связи с необходимостью соединять алюминий и магний. Первоначально в качестве экранирующей среды, в которой обрабатывался шов, использовали гелий, поэтому технологию можно было классифицировать как гелийдуговую сварку. Сегодня наиболее общим названием для подобных методов является аббревиатура TIG (Tungsten Inert Gas) — Вольфрам Инертный Газ, а вместо гелия чаще используется аргон. Сущность процесса такова: электродуговая сварка производится неплавящимся электродом в облаке из инертного газа. Сварочный материал подаётся в зону соединения отдельно.
Аргон:
- оптимизирует зажигание и стабильность дуги;
- создаёт химически чистую среду в области электрода;
- рекомендуется для ручной сварки.
Гелий:
- благодаря высокой теплопроводности позволяет создавать широкий и глубокий шов;
- уменьшает образование пор при сварке алюминия;
- рекомендуется для автоматической сварки.
И аргон и гелий не меняют химсостав сварного шва. В некоторых случаях используют сложные смеси газов. Экран из чистого аргона удовлетворяет практически большинству требований к среде, в которой должна происходить сварка.
Вольфрам и инертный газ
Для TIG сварки существуют и другие названия, например, WIG и GTAW. Поскольку самые распространённые обозначения описываемого метода включают в себя термин «вольфрам», как основу технологии, то для понимания важности этого материала для процесса стоит остановиться на его свойствах подробнее.
Вольфрам — крайне тугоплавкий и очень хрупкий металл, типично применяемый как электропроводный материал с высокой температурой плавления: в лампах накаливания, нагревательных элементах, ракетных двигателях. В TIG сварке он используется в качестве нерасходуемого электрода, предназначенного для создания дуги с температурой до 6000 °C. Выдающаяся термостойкость и отличная электропроводность сохраняют вольфрамовый электрод от выгорания.
Уникальные механические свойства этого металла позволяют работать дугой с температурой, превышающей возможность сохранения вольфрама в твёрдом состоянии. Предел прочности на растяжение у него значительно выше по сравнению, например, со сталью. Несмотря на такие выдающиеся прочностные характеристики, сохраняемые вольфрамовым электродом в горячей среде, сам металл очень хрупок — его нетрудно разрушить ударом молотка.
О чём говорит в названии метода термин Inert Gas? Основными компонентами атмосферы являются кислород и азот. Последний легко растворяется в расплавленном материале и вступает с ним в соединение, образуя нитриды. Кислород активно окисляет металлы при высоких температурах. И первое и второе приводят к большому количеству нежелательных примесей в сварном шве, что делает его хрупким и непрочным. Сложные и ответственные работы возможны только при производстве сварочного процесса без присутствия воздуха. Создание экрана из инертного газа в высокотемпературной зоне позволяет решить эту задачу.
ТИГ сварка — что это
Итак, ТИГ сварка требует три вещи: тепла, экрана и материала для создания шва. Температура в зоне работы повышается с помощью электричества, подаваемого через вольфрамовый электрод. Экранирование осуществляется подачей сжатого газа в место создания дуги, чтобы защитить процесс от атмосферного воздуха. Сварочным материалом, заполняющим шов, служит обычная проволока, расплавляемая при помощи погружения в дугу.
Преимущества:
- универсальность — можно сваривать практически все металлы и их сплавы во всех положениях;
- возможность работы с тонкими листовыми металлами;
- высокое качество и чистота шва;
- лёгкий контроль сварочной ванны;
- возможность автоматизации и механизации метода.
Недостатки:
- невысокая скорость, особенно при работе с толстыми деталями;
- качество ручной сварки требовательно к мастерству сварщика;
- работа мощной дуги может создавать помехи для радиоэлектронных устройств.
Применение ТИГ
Описываемый метод даёт возможность получать чрезвычайно чистый сварной шов высокого качества. Процесс исключает образование шлака — это позволяет избежать загрязнений сварного шва дисперсными включениями и практически не требует его очистки. Метод TIG в основном используют для работы с нержавеющими или другими высоколегированными сталями, для сварки таких материалов, как алюминий, медь, титан, никель и их сплавов.
- В авиации и космонавтике. Создание современных летательных и космических аппаратов не обходится без аргонодуговой сварки благодаря универсальности и точности технологии.
- В автопромышленности. Сварочные швы, полученные способом TIG, зарекомендовали себя как коррозионностойкие соединения, поэтому автомобильные крылья зачастую приваривают именно этим способом, чтобы защитить их от ржавчины во время эксплуатации.
- В ремонтных и восстановительных работах. ТИГ процессы востребованы в ремонте — от сварки алюминиевых инструментов в быту до решения сложных промышленных задач.
- В производстве арт-объектов. Поскольку метод ТИГ позволяет получать сварочные швы косметического качества, этот способ обработки металлов привлекателен для художников и дизайнеров. Изделия, для которых внешний вид сварки очень важен, создаются с помощью методов ТИГ. Это могут быть как промышленные изделия, так и единичные произведения искусства, например, металлические скульптуры.
tokar.guru
ARC TIG - Технологический центр
Сварочный процесс Fronius ArcTig: технологические показатели, возможности, перспективы развития и внедрения
На государственных предприятиях, имеющих в структуре своей деятельности специальную приемку изделий, для большинства ключевых операций действуют требования по обязательному применению на производстве сварочных технологий, утвержденных в соответствующих ГОСТ, ОСТ и внутренних стандартах. При внедрении новых технологий и способов сварки необходимо проведение большого объёма технологических изысканий и согласований с вовлечением надзорных органов и вышестоящих инстанций. Тем не менее с развитием производственного сектора решение задачи повышения производительности сварочных процессов с сохранением или повышением уровня качества изделий является необходимым условием для обеспечения конкурентоспособности продукции на внутреннем и международном рынке.
Одним из способов решения поставленной задачи является внедрение процесса Fronius ArcTig - инновационного высокопроизводительного процесса, основанного на традиционной технологии аргонодуговой сварки неплавящимся электродом в защитном газе (TIG).
Особенности процесса ArcTig
Процесс ArcTig разработан с целью повышения эффективности сварочных операций применительно к стыковым соединениям среднетолщинных элементов с применением роботизированных и автоматических сварочных систем за счёт увеличения производительности и снижения в конечном итоге затрат производства и себестоимости продукции.ArcTig основан на способе сварки неплавящимся электродом в среде инертных газов – TIG (Tungsten Inert Gas), принципиальная схема приведена на рис. 1.
Рис. 1. Схема процесса сварки традиционным способом аргонодуговой сварки (TIG) |
При реализации способа сварки TIG дуга горит между неплавящимся вольфрамовым электродом и металлической заготовкой в бескислородной инертной газовой атмосфере. При зажигании дуги в первые моменты протекания электрического тока вольфрамовый электрод нагревается, увеличивая эффективную площадь области эмиссии электронов – катодного пятна, что уменьшает общее сопротивление дугового промежутка, образуя мягкую широкую дугу. Инертная защитная газовая среда, окружающая дугу, гарантирует отсутствие неконтролируемых химических реакций в сварочной ванне. Это позволяет пользователям получать идеальный внешний вид сварного шва без цветов побежалости, следов разбрызгивания металла, а также качество наружной поверхности с равномерной геометрией сварного шва. Сварка TIG подходит для различных сплавов и применений, включая трудносвариваемые материалы, такие как титан и его сплавы.
Модификация традиционного процесса TIG сварки заключается в особой конструкции сварочной горелки, которая позволяет сфокусировать столб дуги и значительно увеличить плотность энергии в дуге (рис.2). Эффект достигается за счёт интенсивного охлаждения рабочей части, благодаря чему происходит сосредоточение катодной области на острие электрода. При этом общее сопротивление дугового промежутка увеличивается, в свою очередь источник тока инициирует повышение напряжения на дуге для поддержания заданного сварочного тока. Эмиссия электронов происходит с небольшой площади, но с чрезвычайно высокой концентрацией.Как результат – сварка происходит на более узкой, сфокусированной дуге, позволяя пользователю достигнуть исключительного качества сварного шва в сочетании с высокой скоростью процесса. Технологические свойства процесса ArcTigСфокусированная дуга ArcTig с высокой концентрацией энергии позволяет производить сварку стыковых швов деталей из углеродистых и высоколегированных нержавеющих сталей с толщиной стенки до 10 мм. Кроме того, возможно применение на изделиях из никелевых и титановых сплавов. В отличие от традиционного способа сварки TIG такие соединения выполняются в один проход без зазора и предварительной разделки кромок. При этом скорость сварки превышает аналогичный показатель TIG-процесса. Дополнительный выигрыш в производительности достигается за счёт отсутствия необходимости в выполнении разделки кромок и последующего заполнения сечения шва, зачастую в несколько проходов, что также даёт экономический эффект благодаря минимизации потребления присадочного материала. |
|
Для сравнительной оценки эффективности процесса ArcTig была выполнена сварка стыковых соединений пластин из стали ER304 (08Х18Н10) толщиной 8 мм с применением различных способов (рис. 2). Плазменная и ArcTig сварка выполнялись без зазора и разделки кромок. Подача присадочного материала для не применялась.
Рис.3. Внешний вид и поперечное сечение шва, выполненного процессом ArcTig
Для сварки TIG было подготовлено соединение с U‑образной разделкой кромок, сварка проводилась в три прохода с автоматический подачей проволоки. Все образцы сваривались с дополнительной газовой защитой корня шва без принудительного формирования обратного валика. Полученные данные отражены на диаграммах рис. 4. При этом, для традиционного способа сварки TIG на диаграмме приведены усреднённые величины скорости сварки, погонной энергии дуги и расхода электроэнергии при выполнении одного прохода. |
Рис. 4. Сравнение показателей процессов на примере стыкового соединения пластин из стали ER304 (08Х18Н10) толщиной 8 мм при сварке различными способами |
Из представленных показателей видно, что ArcTig даёт следующие технологические преимущества по сравнению со сваркой TIG:
- Производительность: повышение скорости сварки и уменьшение количества проходов в несколько раз сокращает время выполнения сварочных операций;
- Снижение погонной энергии: оптимальная форма проплавления и высокая скорость сварки предотвращают избыточный нагрев деталей и, как следствие, снижают негативные металлургические и механические эффекты (сварочные напряжения и деформации) от теплового действия дуги на металл шва и зону термического влияния.
- Сокращение потребности в сварочных материалах: отсутствие разделки кромок и зазора позволяет в максимальной степени использовать основной металл изделия для формирования шва, небольшое количество присадочного материала используется для получения усиления шва с лицевой и обратной стороны соединения.
- Снижение расхода газа: сокращение времени горения дуги при выполнении сварочных операций позволяет сократить потребление защитного газа в несколько раз.
При технологических характеристиках, близких к свойствам плазменной сварки, количество настраиваемых параметров режима сохраняется тем же, что и при настройке режима традиционной сварки TIG. Это минимизирует объёмы дополнительного обучения и вероятность ошибок сварщиков, особенно в начальный период работы.
Оборудование
Система ArcTig является серийной конфигурацией оборудования Fronius для TIG-сварки. На рис. 5 приведён общий вид роботизированной сварочной системы ArcTig CW с автоматической подачей проволоки.В качестве источника питания дуги используются аппараты Fronius серии TransTig/MagicWave. В зависимости от требуемой мощности и производительности системы могут применяться источники питания с максимальным током 220, 300 и 500 А. Кроме того, для получения более высоких сварочных токов возможно использование спаренных источников питания по схеме Power Share. В этом случае сварка может проводится на токах до 720 А. |
Рис. 5. Роботизированная сварочная система ArcTig CW с автоматической подачей проволоки |
Горелки TTW 3600/7200 R ArcTig рассчитаны на работу на сварочных токах 360 и 720 А соответственно c ПВ 100%. Горелка оснащена водоохлаждаемым соплом с сечением вытянутой формы для защиты сварочной ванны в течение всего периода её кристаллизации. Конструкцией горелки предусмотрено использование стандартных стержневых электродов, свободный вылет которых может быть отрегулирован в зависимости от требований по доступу к свариваемому шву. Специальная система фиксации электрода обеспечивает обширную площадь контакта «цанга-электрод», обеспечивая интенсивный теплообмен и надёжный электрический контакт с минимальным сопротивлением (рис. 6).
Интенсивное охлаждение предотвращает перегрев электрода во время сварки, обеспечивая стабильное зажигание и повышенную устойчивость дуги, а также более длительный срок службы расходных частей. Охлаждение рабочей части горелки, эффективность которого определяет качество реализации процесса ArcTig, осуществляется блоком охлаждения CU1800 или CU4700, обеспечивающим поддержание постоянной температуры теплоносителя и имеющим возможность подключения к контроллерам роботизированных и автоматизированных систем для автоматической активации во время выполнения сварки. Для использования процесса ArcTig с автоматической подачей проволоки используется механизм подачи проволоки серии KD, оптимизированный для работы с TIG-процессами и оснащённый дополнительной защитой электронных компонентов от воздействия высокочастотных импульсов тока, характерных для бесконтактного зажигания дуги. При подключении механизма подачи проволоки к сварочному источнику соответствующие дополнительные параметры режима подачи проволоки автоматически активируются в меню настроек аппарата. Кроме того, для обеспечения прецизионной подачи проволоки и идеального запуска процесса, особенно при наличии протяжённых направляющих каналов, возможно дооснащение системы дополнительным приводом KD Drive, монтируемым на горелке. Для проведения модернизации существующих сварочных систем TIG для работы с процессом ArcTig необходимо дооснащение сварочной горелкой и дополнительным блоком охлаждения. В таком случае система может быть в любой момент оперативно переконфигурирована из версии TIG в версию ArcTig и обратно. |
Рис. 6 Сравнение схем охлаждения и теплового эффекта на рабочей части электрода при сварке процессами TIG (слева) и ArcTig (справа) |
Процесс ArcTig предназначен для сварки стыковых соединений при изготовлении контейнеров, трубопроводов и трубопроводной арматуры, в производстве турбин, гидроцилиндров, сварных профилей различного сечения, в отрасли специального машиностроения. Несмотря на то, что ArcTig является новым процессом в портфолио Fronius Int., первые промышленные испытания показали его высокую эффективность. За первые месяцы продаж в мире запущено 30 автоматизированных и роботизированных систем.
Скачать буклет
Сравнение производительности ArcTig с традиционным TIG процессом |
Сварка кольцевых швов с помощью процесса ArcTig |
Сварка продольного шва балки коробчатого сечения телескопического крана с помощью процесса ArcTig |
Сварка продольного шва балки коробчатого сечения телескопического крана с помощью процесса ArcTig |
НАПЛАВКА НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ В СРЕДЕ ЗАЩИТНОГО ГАЗА С ПРИСАДКОЙ ХОЛОДНОЙ ПРОВОЛОКИ
TIG = сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа
При сварке TIG материал детали разогревается и плавится с помощью неплавящегося электрода. Электрическая дуга зажигается между электродом и деталью. Сварочная ванна и электрод защищены потоком защитного газа, поступающим через сопло. Электрод расположен в центре газового сопла. В качестве защитного газа используются аргон, гелий или смеси из этих газов.
Обычно возбуждение дуги происходит бесконтактным способом, за счет импульсов высокого напряжения (высокочастотное возбуждение).
Большинство металлов свариваются постоянным током (DC). Только алюминий, в основном, сваривается переменным током (AC).
ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ МЕТОДА СВАРКИ TIG
Преимущества:
- Высокая универсальность метода
- Может использоваться для самых различных материалов
- Может использоваться для выполнения сварочных швов во всех положениях
- Мощная, устойчивая дуга
- Высокое качество наплавки
- Гладкие и ровные сварные швы
- Отсутствие разбрызгивания металла
- Отсутствие шлака
- В некоторых случаях не требуется присадочного металла
- Высокая скорость сварки при работе с материалами с толщиной до 3 – 4 мм (механизированная сварка горячей проволокой)
Единственный недостаток метода TIG – это его низкая экономическая эффективность при работе с материалами толщиной более 4 мм.
ИМПУЛЬС TIG
Так как предустановленная сила тока не всегда идеально соответствует условиям работы в течение всего процесса сварки, часто используется пульсирующий сварочный ток. Например, при сварке труб в стесненных условиях необходимо частое изменение силы тока. Если достигается слишком высокая температура, появляется опасность вытекания жидкого металла из сварочной ванны. При слишком низкой температуре не происходит достаточного расплавления материала детали.
Относительно низкий сварочный ток (базовый ток IG) увеличивается по круто восходящей линии до значительно большей величины (величины тока импульса I1) и снова падает по истечении предустановленного периода (рабочего цикла) до величины базового тока IG. Этот процесс повторяется снова и снова.
Во время сварки небольшие участки в зоне сварки быстро расплавляются и затвердевают. При использовании этого метода значительно легче управлять процессом наплавления сварного шва.
Этот метод также используется при сварке тонколистового металла. Каждая точка расплавления перекрывает следующую, таким образом, формируется аккуратный и ровный шов.
Когда используется импульсный метод TIG при ручной сварке, сварочный пруток прилагается на каждом пике силы тока (это возможно только в диапазоне самой низкой частоте 0,25 – 5 Гц). Более высокая частота импульсов используется обычно при автоматической сварке и служит, в основном, для стабилизации сварочной дуги.
СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ
Метод сварки TIG применим ко всем свариваемым металлам. Наиболее часто этот метод используется при сварке нержавеющих сталей, алюминия и никелевых сплавов.
Этот метод, в основном, применяется для сварки материалов толщиной 0,3 – 4 мм. При работе с материалами большей толщины, в некоторых случаях, метод TIG используется для сваривания корня сварного шва. Для завершения шва используются другие более производительные методы, такие как MIG/MAG или дуговая сварка под флюсом.
Сила тока, необходимая для сваривания на один миллиметр толщины листа:
Алюминий - около 40A
Медь - около 75 - 80A
Низколегированная сталь - около 40A
Хромоникелевая сталь - около 40A
(зависит от положения сварочного шва и опыта сварщика)
СВАРКА АЛЮМИНИЯ ПЕРЕМЕННЫМ ТОКОМ МЕТОДОМ TIG
Характерное свойство алюминия – его большая активность в реакции с кислородом. Слой оксида (0,1 микрон) немедленно образуется на всей поверхности при нахождении алюминия на воздухе!
Оксидная пленка имеет температуру плавления 2015ºС, тогда как сам алюминий плавится около 650ºС (в зависимости от типа сплава).
Поскольку деталь покрыта оксидной пленкой, обеспечить сварное соединение алюминиевых деталей будет невозможно! Оксидная пленка не будет плавиться, а расплавленный алюминий будет просто стекать. По этой причине крайне важно в первую очередь разрушить эту пленку!
Оксидную пленку можно удалить:
- механическим способом
- химическим способом (очень сложный и трудоемкий способ)
- подачей на электрод положительной полярности
- при помощи переменного тока
Существуют две теории о механизме разрушения оксидного слоя:
Катодное пятно, перемещаясь по сварочной ванне, вызывает испарение оксида алюминия, в то время как электронная эмиссия из расплава заставляет частицы оксида двигаться к краю сварного шва, где они иногда образуют маленькие линии.
Ионы, атакующие поверхность детали, имеют достаточную энергию для разрушения оксидной пленки; этот процесс можно сравнить с пескоструйной обработкой. В поддержку этой теории можно привести тот факт, что очищающий эффект усиливается при использовании инертных газов, имеющих больший атомный вес (аргон).
ПРИНЦИП СВАРКИ ПЕРЕМЕННЫМ ТОКОМ ПО МЕТОДУ TIG
ВОЛЬФРАМОВЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ
Вольфрам используется в качестве материала для электродов, благодаря своей высокой температуре плавления (3380°C).
Электроды изготавливаются путем спекания. Для улучшения характеристик электродов они могут быть легированы оксидными добавками.
- Чистый вольфрам WP:
- Низкий стабилизирующий эффект;
- гладкий, сферический конец электрода;
- сложность возбуждения дуги на постоянном токе;
- низкая предельно допустимая нагрузка по току
С оксидом тория WT: Чем выше содержание оксида тория, тем лучше возбуждение сварочной дуги, больше срок службы и предельно допустимая нагрузка по току. Существует опасность «осыпания» электрода при его перегрузке. Торий обладает слабой радиоактивностью (источник альфа-излучения).
С оксидом церия WC: Имеет свойства подобные торию, но не радиоактивен.
С оксидом лантана WL: Увеличенный срок службы по сравнению с электродами с оксидом тория и с оксидом церия, но хуже возбуждение сварочной дуги
ПОДГОТОВКА ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ СВАРКИ МЕТОДОМ TIG
– Крайне важно обеспечить абсолютную чистоту деталей!
– При работе с хромоникелевыми материалами используйте только инструмент из хромоникелевого сплава.
– При работе с алюминием используйте инструмент только из хромоникелевого сплава, который применялся только при работе с алюминием, а не со сталью.
Алюминий
- При выполнении стыковых сварных швов необходимо закруглить фаски корня сварного шва, в противном случае возможно образование оксидных включений
- Требуется больший угол разделки кромок, чем на стальных деталях
- Макс. угол разделки кромок 80°; как правило, без притупления кромок!
- Зазор в корне сварного шва > 2 мм, при наличии возможности использовать подложку (хромоникелевые сплавы, керамика; медь использовать нельзя)
- Прямоугольные стыковые швы выполняются без зазора.
Обезжирить листы – в некоторых случаях требуется термообработка электрода, так как оксидная пленка иногда содержит h3 (при использовании ацетиленовой горелки – снижение эффективности обжига)
При работе с толстыми материалами необходим предварительный нагрев, так как происходит интенсивное излучение тепловой энергии при использовании газовых смесей на основе гелия. В некоторых случаях в предварительном нагреве нет необходимости.
Хромоникелевые сплавы
Применяйте минимально возможный угол разделки кромок, так как хромоникелевые сплавы являются плохими проводниками тепла. Существует риск очень сильного коробления деталей.
Производите сварку при минимально возможной температуре из-за опасности перегрева и выгорания легирующих элементов; для предотвращения окисления необходимо использовать защитное экранирование корня сварного шва (!)
tctena.ru
Технология TIG сварки
Видео руководство по TIG сварке (Ron Covell):
Видео TIG сварки аппаратом Контур ММА 160i:
Кроме статьи "Технология TIG сварки" смотрите также:
nanolife.info
технология аргонодуговой сварки неплавящимся электродом
В мире современной сварки множество самых разнообразных методов – как старых, так и самых новых. Но среди всех технологий выделяется одна – TIG или тиг сварка. Область ее применения самая широкая: от кустарных сервисных мастерских для ремонта автомобилей до крупных производственных объектов со сложнейшими технологическими циклами.
Данный способ годится и для производства тонких швов, и для работы с массивными деталями с толстыми кромками. Предлагаем разобраться с методом TIG с его особенностями, оборудованием, преимуществами и недостатками.
Что это за метод в принципе
Для начала разберемся с аббревиатурой TIG, которая как раз и описывает суть метода: в переводе с английского это не что иное как «вольфрам и инертный газ». Иными словами, это горение электрической дуги в инертном газе.
Главный элемент в технологии TIG – это электрод из вольфрама. Он относится к классу неплавящихся электродов, ведь температура плавления вольфрама – почти 4000°С. Это великолепное качество позволяет работать с вольфрамовыми электродами практически со всеми видами и сплавами стали.
Уход за ним заключается в периодической заточке кончика для сохранения точности и тонкости образования сварочного шва. Вольфрамовый наконечник зафиксирован в специальной горелке и расположен в цанге. Если электрод длиннее, чем нужно, лишняя длина размещается в специальном корпусе, чтобы не произошло короткое замыкание.
Технология сварки с использованием инертного газа.
В роли инертного газа чаще всего используется аргон, поэтому вся сварка называется аргонодуговая сварка плавящимся электродом. Аргон подается по окружности, в центре которой находится электрод, расположенный в керамическом сопле на конце горелки.
Без инертного газа ничего хорошего не выйдет, в этом случае в сварочную ванну попадает кислород с выделением водорода, что приводит к высокой пористости сварочного шва и кристаллизации металла при затвердевании. Аргон как инертный газ защищает процесс от данных нежелательных явлений. Подача газа запускается кнопкой на горелке.
Как и во всех видах сварки с использованием дуги кромки соединяемых металлических заготовок начинают плавиться при зажженной дуге. Если между поверхностями есть зазор, нужно использовать дополнительную присадочную проволоку, которую сварщик подает просто свободной рукой.
Если же соединяемые детали соприкасаются поверхностями вплотную, для формирования качественного шва вполне достаточно самого металла.
Применение и преимущества технологии TIG
Cварка в среде аргона применяется чрезвычайно широко благодаря высокой температуре горения электрической дуги. Данный факт делает этот метод приемлемым как для работ с углеродистой сталью, так и для работ с различными и весьма капризными цветными металлами: алюминием, медью, титаном и другими металлами.
Нержавеющая сталь также отлично варится методом TIG: швы формируются очень качественными и эстетичными. Метод тиг не требует очистки шва от шлака после рабочего процесса.
Работа с алюминием заслуживает отдельного упоминания. Этот чрезвычайно капризный металл без аргона варить практически невозможно. Проблема в оксидной пленке, которая мгновенно образуется и не дает сформироваться сварочной ванне и, соответственно, сварочному шву.
Схема сварки в среде инертного газа.
Благодаря аргону, создающему защитную среду, алюминий плавится очень равномерно, и шов формируется правильно и ровно. Если используется дополнительная присадочная проволока, то она должна быть из того же металла, что и соединяемые детали.
Области применения аргоновой сварки следующие:
- все виды машиностроения;
- автомастерские;
- пищевая промышленность;
- нефтеперерабатывающая и химическая промышленности и многие другие.
Тиг сварки имеют немало преимуществ в сравнении с другими видами:
- точная компактная локализация прогрева заготовки, что минимизирует риск деформации;
- полная свобода сварочной ванны от кислорода в результате вытеснения его аргоном, который тяжелее кислорода;
- отличная скорость сварки тиг;
- простота в исполнении и несложное обучение методу;
- шов высокого качества;
- широкая палитра металлов для работ;
- грамотная экология: меньше выбросов в атмосферу.
Порядок работы и ее параметры
Прежде всего следует хорошенько очистить свариваемые кромки от ржавчины, грязи, следов масла или краски. Затем нужно обдумать и рассчитать следующие параметры: величину сварочного тока, давление аргона при его подаче, толщину электрода.
Электрод нужно подготовить: его кончик следует заточить и отполировать на наждачном круге. Острота кончика будет зависеть от толщины кромок свариваемых заготовок. Если, к примеру, вы планируете варить тонкий металл, кончик должен быть заточен очень остро. И, соответственно, при работе с толстыми краями угол заточки увеличивается.
Устройство горелки для аргонодуговой сварки.
Сила сварочного тока влияет на параметры шва и глубину проплавки. Розжиг электрической дуги можно произвести тремя способами:
- Провести иглой по металлу: данный способ не очень популярный, потому что часто происходит прилипание электрода в дополнение к его быстрому стачиванию.
- Точечно коснуться, это называется Lift TIG и используется в аппаратах средней ценовой категории.
- Бесконтактный розжиг – самый удобный способ, применяется в дорогом оборудовании.
Дуга также ведет себя по-разному, в зависимости от планируемого результата. Для того, чтобы сварочный шов был высокого качества, следует держать и контролировать точный зазор между свариваемой поверхностью и иглой наконечника в три миллиметра.
Если зазор будет шире, степень проплавки снизится из-за расширения сварочной ванны. Направление формирования шва всегда идет справа налево без каких-либо колебаний. Такие правила работают при работах с тонкими краями металлов.
Если вы планируете варить толстые заготовки, сначала нужно произвести разделку кромок с углом в 45°. Швы выполняются по-разному: корневой шов – ровно, а заполняющий и накладной швы – с помощью колебательных движений с дополнительной присадочной проволокой.
Если соединение имеет стыковую форму, вылет иглы должен составлять 5 мм. Ну а если соединение имеет угловой формат, размеры устанавливаются индивидуально в зависимости от размера выходного отверстия сопла и степени доступности в рабочей зоне.
Особенности и недостатки метода TIG
Ручная аргонодуговая сварка относится к универсальным технологиям со множеством преимуществ. Тем не менее недостатки имеются, и о них нужно знать и помнить.
Как выполняется TIG сварка?
Минусы аргонодуговой сварки следующие:
- Работать с аргоном практически невозможно на улице при ветреной погоде: аргон полностью вытесняется ветром. Можно, конечно, выставлять защитные щиты с одновременным увеличением подачи аргона, но такое решение нельзя назвать эффективным и экономным.
- Работа с плавящимся электродом в облаке аргона имеет жесткое требование по предварительной подготовке рабочих поверхностей – тщательной зачистке кромок от ржавчины, масла и краски. Если этого не сделать, в сварочных швах окажутся здоровенные поры.
- Структура горелки с колпачком и соплом могут привести к затруднениям в ведении шва в местах с трудным доступом. Чаще всего такое встречается при угловых соединениях или во время работы в малом пространстве. Решениями являются либо увеличение расстояния вылета иглы, либо перестановка колпачка с обрезкой вольфрамового электрода.
- Вариант способа TIG Lift включает риск следа на поверхности из-за розжига шва вне рабочей зоны. В этом случае понадобится специальная зачистка.
Для выполнения тиг метода необходимо определенное оборудование.
Сборка горелки для TIG сварки.
Комплект нужных вещей включает в себя следующее:
- сварочный аппарат с поддержкой разных режимов;
- баллон с аргоном или другим инертным газом;
- редуктор и кабель;
- газовая горелка в одной из двух версий: №1 для работ с металлами с тонкой кромкой, а №2 для работ с металлами с большей толщиной.
tutsvarka.ru