Аргонодуговой способ соединения металлов можно назвать своеобразной комбинацией электродуговой и газовой сварки. С первой его связывает использование электрической дуги для нагрева металлов, а со второй – применение газа для защиты сварочной ванны. Такой метод выполнения сварочных работ имеет свои особенности.
Особенности аргонодуговой сварки
Стали, а также большинство цветных металлов и их сплавав, в расплавленном состоянии способны взаимодействовать с газами, содержащимися в воздухе. Это отрицательно сказывается на качестве сварных швов: в них появляются дефекты, ослабляющие соединения. Оптимальное решение этой проблемы — аргонодуговая сварка. Она обозначается аббревиатурой TIG (Tungstren Inert Gas).
Процесс аргонодуговой сварки
Роль защитного газа
Одной из особенностей аргоновой сварки является применение защитного газа (в этом она похожа на полуавтоматическую). Чаще всего для этой цели используется аргон. Являясь инертным газом, он не вступает в реакции с другими веществами, содержащимися в воздухе или металлах. Кроме того, аргон примерно на 35 % тяжелее воздуха, поэтому легко вытесняет его из зоны сварки. В результате расплавленный металл тоже не может вступать в реакции с другими газами (в первую очередь имеются в виду кислород и азот). Таким образом резко уменьшается количество дефектов в швах.
Аргон может заменяться гелием (более дорогой газ). Иногда применяется аргон с примесью кислорода (не более 35 %). Последний приводит к выгоранию примесей в металлах или образованию с ними легких соединений, которые в сварочной ванне перемещаются к поверхности. Такие процессы приводят к предотвращению образования пор.
Защитный газ для аргоновой сварки
Название «аргон» имеет греческие корни и в переводе означает «ленивый» или «неактивный». Это самый распространенный инертный газ. В 1 м3 воздуха содержится более 9 л аргона, а в 1 л морской воды – около 0,3 см3. При высокой концентрации он способен оказывать на человека наркотическое воздействие и даже вызывать отравление.
Электроды
Аргонодуговая сварка может проводиться только неплавящимися электродами. Используются вольфрамовые стержни.
Процесс сварки
Для нагревания и плавления металлов применяется электрическая дуга. Она зажигается между вольфрамовым электродом и поверхностью металла. При этом касания электродом соединяемых поверхностей не происходит. Во-первых, таким образом предохраняется от загрязнения вольфрамовый стержень, во-вторых, зажигание дуги за счет возникновения искры в аргоновой среде затруднено, поскольку этот газ обладает высоким потенциалом ионизации. Для этой цели применяется специальный прибор – осциллятор. Он подает на электрод высокочастотные высоковольтные импульсы, за счет которых ионизируется дуговой промежуток, и после подачи тока зажигается дуга. Защитный газ способствует ее концентрации на ограниченной поверхности. Одновременно аргон надежно защищает сварочную ванну от азотирования и окисления.
Формирование швов
Образование швов при соединении элементов из тонких металлов возможно только за счет расплавления их кромок. Во всех остальных случаях дополнительно используется присадочная проволока. При этом ее химический состав должен соответствовать химическому составу металла в сварочной ванне.
Применение аргонодуговой сварки
Преимущества и недостатки аргоновой сварки
К преимуществам следует отнести:
- Минимизацию количества дефектов в сварных швах в результате действия защитного газа.
- Уменьшение деформации металла за счет небольшой зоны нагрева.
- Получение аккуратных швов.
- Исключение разбрызгивания металла ввиду отсутствия его капельного переноса.
- Возможность работы с любыми цветными металлами, включая алюминий.
- Отсутствие шлака. Соответственно, нет необходимости в механической доработки швов.
Недостатки:
- Для выполнения требуется приобретение дорогостоящего оборудования.
- Этот способ соединения металлов не относится к высокопроизводительным.
- Применение аргонодуговой сварки на практике требует сложных настроек оборудования и высокой квалификации сварщиков.
Результат применения аргонодуговой сварки
Применение аргоновой сварки
Сфера применения аргонодуговой сварки широка. Этот тип сварки выбирают везде, где к сварочным швам предъявляются повышенные требования. Такой способ особенно востребован для соединения тонкостенных изделий и трудносвариваемых металлов. Аргонодуговая сварка позволяет работать с любыми сталями, включая нержавеющие, оцинкованные или гальванизированные, с титаном, чугуном, медью и другими цветными металлами.
Аргонодуговую сварку используют в автомобиле-, авиа- и ракетостроение. С ее помощью изготавливаются ответственные узлы из алюминия и его сплавов.
Особый интерес аргонодуговая сварка представляет для соединения алюминиевых элементов. Этот металл относится к трудносвариваемым, склонен к образованию трещин, имеет большую усадку, а в расплавленном виде легко окисляется и покрывается тугоплавкой пленкой, препятствующей соединения отдельных капель в шов. Аргонодуговая сварка, несмотря на эти особенности материала, позволяет получить качественные сварочные швы.