Технология и режимы сварки нержавейки в среде аргона

Легирующие добавки, которые входят в состав нержавейки, повышают ее качественные характеристики, придавая коррозионностойкие свойства, однако негативно влияют на сварочный процесс.

По сравнению с прочими сортами стали, теплопроводность нержавейки ниже в 2 раза. Это значит, при температурном воздействии на поверхность тепло будет концентрироваться в точке контакта, а не равномерно распределяться по плоскости, отводя излишки энергии. По этой причине у начинающих сварщиков не получается качественно проварить сплав без перегревов и прожогов. Технические пособия рекомендуют устанавливать меньшие амперные характеристики сварочного оборудования при сваривании данного сплава.

Важным фактором, который необходимо учитывать на стадии планирования, является высокий показатель линейного расширения. Избыточное температурное воздействие легко деформирует околошовную зону, поэтому необходимо оставлять зазор, достаточный для предотвращения образования трещин.

Высокое электрическое сопротивление также негативно влияет на качество сварки. Расходные материалы очень быстро нагреваются. Через некоторое время они начинают плавиться не сварочной ванне, а на конце дуги.

[stextbox электроды для сварки нержавеющей стали имеют ограниченную длину, которая не превышает 350 мм.[/stextbox]

Существуют и температурные ограничения сварочного процесса. При температуре 500 Сº в межкристаллическом пространстве начинают образовываться соединения, ухудшающие качество шва – карбид хрома и железа. Для предотвращения данного процесса, деталь необходимо охладить сразу же по окончании работ.

Подготовка основного и присадочного металла под сварку

Подготовка сварных кромок

Перед сваркой алюминиевые кромки необходимо очистить от оксидной плёнки на поверхности металла Al2O3, имеющей большую твёрдость и высокую температуру плавления. Эта плёнка не расплавляется в жидком алюминии, поскольку температура её плавления превосходит не только температуру плавления алюминия, но и температуру его кипения. Плёнку можно удалять механическим или химическим способом, но делать это надо непосредственно перед сваркой, т.к. плёнка вновь очень быстро образуется на поверхности после зачистки.

Качество сварных соединений во многом зависит от выбора конструктивных элементов разделки кромок. Согласно ГОСТ 23949, в зависимости от свариваемой толщины, рекомендуются следующие формы разделок кромок и размеры швов:

При толщине металла менее 5мм, сварка в стык выполняется без разделки на подкладках (схема а) на рисунке).

При стыковой сварке листов толщиной 5-15мм рекомендуется чашеобразная разделка с углом раскрытия 30-40° с каждой стороны и радиусом 6мм (схема б) на рисунке). Рекомендуется выполнять подварочный шов с обратной стороны.

Если выполняется сварка листов толщиной 5-20мм, то рекомендуется двусторонняя разделка с углом раскрытия 20-30° с каждой стороны и радиусом притупления 6мм (схема в) на рисунке.

При сварке больших толщин металла, более 20мм, рекомендуется двухсторонняя чашеобразная разделка с углом раскрытия 25-30° с каждой стороны и притуплением кромок. Величина притупления 6мм (схема в) на рисунке.

Подготовка проволоки и прутков для сварки

Особое внимание нужно уделить очистке сварочной проволоки от оксидной плёнки. Наилучшим способом является электролитическое полирование. Но после обработки плёнка сразу же начинает вновь окисляться. Чтобы это предотвратить, её упаковывают в полиэтилен. И именно в таком виде, согласно государственным стандартам, происходит поставка проволоки для сварки алюминия. Прутки для ручной аргонодуговой сварки алюминия после обработки хранят в герметичных пеналах.

Преимущества и недостатки

К преимуществам аргонодуговой сварки можно отнести:

  • Невысокая температура нагрева, что сохраняет размеры и форму двух свариваемых изделий.
  • Газ аргон является инертным, то есть, он тяжелее и плотнее воздуха, что обеспечивает максимальную защиту зоны сваривания.
  • Тепловая мощность дуги достаточно высокая, что позволяет сам процесс сварки проводить за короткий промежуток времени.
  • Сам процесс прост, поэтому научиться ему несложно.
  • Этот сварочный процесс позволяет соединить разные виды металлов, которые другими вилами сварки не состыковать.
  • При сквозняках и ветре часть аргонной защиты улетучивается, что снижает качество сварочного шва. Поэтому рекомендуется весь процесс проводить в закрытых помещениях с хорошей вентиляцией.
  • Сварочное оборудование достаточно сложное, к тому же непросто провести настройку режимов сварки.
  • Если в процессе соединения необходима высокоамперная дуга, то нужно продумать дополнительное охлаждение стыкуемых металлов.

Режимы работы

В зависимости от сложности оборудования аргонодуговая сварка может выполняться в ручном, полуавтоматическом, или автоматическом режимах.

  1. Ручной режим. Перемещение горелки и подача проволоки производится самим сварщиком.
  2. Полуавтоматический режим. Горелка остается в руках сварщика, а присадочный материал подается с помощью механизированного приспособления. Проблемный вариант. Данный режим лучше не использовать, потому что нужны идеальные материалы.
  3. Автоматический режим. В этом случае применяется сложное технологическое оборудование, оператор которого реализовывает сварочный процесс посредством программного управления.

Видео ниже — продолжение прошлого видео, здесь рассказывается еще много полезной информации:

Преимущества и недостатки аргонодугового процесса

Одним из главных преимуществ данной технологии является возможность соединять разнородные металлы. Сварочный процесс обеспечивает отличные характеристики шва и дает возможность с высокой точностью поддерживать глубину проплавления, что особенно важно для обработки тонкого изделия при одностороннем доступе к нему. В процессе термического воздействия создается высокая тепловая мощность, которая позволяет увеличить скорость цикла. Кроме того, сварку аргоном с вольфрамовым электродом можно отнести к основным способам соединения алюминиевых и титановых сплавов.

Не слишком высокая производительность в ручном режиме является недостатком технологии. Вместе с тем, в автоматическом режиме не всегда возможно исполнение коротких и разнонаправленных швов. К тому же не слишком целесообразно использовать аргон для единичных работ. В этом случае лучше воспользоваться более дешевыми вариантами, о которых можно прочитать в статье: сварочная смесь – состав и сфера применения.

При постоянном использовании технологии аргонодуговой сварки баллоны можно заправлять в компании «Промтехгаз». Здесь вы получите качественный газ, профессиональное обслуживание и объективные цены.

Классификация ручной сварки

По типу зажигания дуги:

  • С применением осциллятора
  • Касанием об изделие
  • На выходных планках

В сварке используются следующие газы:

  • Азот
  • Аргон
  • Гелий
  • Смесь газов

Электрические дуги при сварки аргоном бывают следующих видов:

  • Сжатая дуга
  • Импульсно-дуговая
  • Непрерывно горящая

Защитный газ может быть подан:

  • Устойчивым потоком
  • В газовой камере

Оборудование для аргонодуговой сварки

Разные режимы технологии аргонодуговой сварки предполагают использование оборудования, имеющего различные принципы работы и устройства.

Аппараты для соединения деталей с помощью дуги в аргонной среде подразделяются на специальные и универсальные устройства:

  • Сварочные трансформаторные устройства работают на использовании переменного тока.
  • Аппараты, играющие функцию выпрямителей и генераторов, служат для обеспечения выпрямленного (постоянного) тока при выполнении сварочных работ.
  • Универсальные аппараты предназначены для сварочных работ, как на постоянном, так и на переменном характере тока.

Наиболее востребованным является аппарат универсального действия. К таким устройствам относятся инверторы.

Аппараты для ручной сварки с использованием вольфрамового электрода обязательно содержат в комплекте горелку, а также трансформаторы для преобразования тока из переменного в постоянный ток, стабилизаторы напряжения и устройства для розжига дуги.

Аппараты для работы в автоматическом режиме должны включать устройства для управления сварочным процессом и подачей защитного газа.

Читайте также  Как подвязать шторы

К любому сплаву можно найти подход и приспособиться, если знать особенные приемы. Основы сварочной работы остаются прежними, нужно также подготовить материал и оборудование, создать электрическую дугу, вести ровный шов. Но из-за примесей в металле – хрома и никеля – есть трудности.

Правила, которые нужно запомнить:

    • снизьте привычный ток минимум на 20%;
    • между двумя свариваемыми элементами оставляйте зазор побольше;
    • не используйте легированные электроды, если других нет, то подойдут только небольшой длины;
    • не допускайте нагрева выше 500 градусов;
    • быстро охлаждайте детали.

В чем заключаются сложности

Легирующие добавки дают следующие нюансы:

  • Низкая теплопроводность. По этой причине заготовка полностью не прогревается, а высокая температура скапливается на месте соединения. Могут появиться прожоги или излишние наплавления.
  • Из-за линейного расширения возможна конечная усадка, которая будет приводить к деформациям и трещинам.
  • Высокое электрическое сопротивление стали при соединении с легированными электродами приводит к перегреву.
  • Возможность потери антикоррозийных свойств из-за повышенной температуры и образования новых химических элементов на поверхности, склонных к ржавлению.

Оборудование и материалы для сварки алюминия аргонодуговым методом

Аргоновая сварка алюминия и его сплавов требует правильно подобранных оборудования, принадлежностей и расходных материалов.

Базовый набор:

  • инверторный аппарат для сварки TIG переменным/постоянным током;
  • клемма заземления;
  • сварочная горелка TIG с воздушным или жидкостным охлаждением;
  • модуль охлаждения для горелки;
  • газовые сопла, зажимные цанги для электродов, цангодержатели, колпачки горелок;
  • вольфрамовые электроды;
  • сварочные прутки на основе алюминия (с содержанием магния, марганца, кремния или титана при необходимости);
  • баллон с защитным газом (аргоном, аргоно-гелиевой смесью с нужным соотношением компонентов);
  • газовый шланг и баллонный редуктор с манометром.

Безопасность обеспечивают средства индивидуальной защиты — щитки, автоматические шлемы-маски, перчатки с бесшовным напальчником для более легкого управления прутком. Для удобства работы могут использоваться дистанционные ручные и ножные регуляторы сварочного тока с режимом старт-стоп.

Правильный запуск и сварка TIG-горелкой

Параметры выставлены и пора начинать. У владельцев данной модели сварочного аппарата есть целых два варианта:

Использовать контактный поджиг

Прибегнуть к функции высокочастотного поджига

Последний предотвратит прожиг металла в случае неправильно выставленных параметров во время настройки аппарата аргонодуговой сварки. Он убережет металл от вольфрамовых включений и позволит самостоятельно контролировать расстояние до детали с момента начала работы.

И теперь самое главное – как же правильно вести горелку? Большинство опытных сварщиков проводят сварку справа налево. Во время процесса без присадочного материала электрод стоит расположить практически перпендикулярно свариваемой поверхности. Если присадочный материал присутствует, то достаточно удерживать небольшой угол (15-20 градусов).

Внимание! Чтобы металл шва не окислялся, надо следить, чтобы конец присадочного прутка постоянно находился в зоне защитного газа.

Процесс сварки завершается заваркой кратера. Заварка кратера — финальный участок сварочного шва длиной, высота которого уменьшается до нуля. С точки зрения качества сварного соединения, необходимо исключить образования кратера в финальной части шва. Для этого в аппарате предусматривается режим плавного уменьшения тока.