Аргонодуговая сварка

Аргонодуговая сварка (TIG — Tungsten Inert Gas) — это вид электродуговой сварки, при котором используется неплавящийся вольфрамовый электрод и инертный газ (аргон) для защиты сварочной зоны от окисления.

Преимущества:

• Высокое качество и прочность шва
• Возможность сварки тонких металлов
• Подходит для нержавеющей стали, алюминия, титана и меди

Недостатки:

• Требует высокой квалификации сварщика
• Низкая скорость сварки
• Дорогостоящее оборудование

Эта технология широко применяется в авиации, медицине, пищевой промышленности и везде, где важна точность и чистота соединения. Если хочешь, могу рассказать, как освоить TIG-сварку в домашних условиях или подобрать оборудование под твои задачи.

1. Природа дуги и физические процессы

TIG-сварка опирается на устойчивый дуговой разряд между неплавящимся вольфрамовым электродом и металлом-основанием. При прямой полярности (DCEN) поток электронов устремляется к изделию, создавая узконаправленную зону высокой температуры (до 8000 °C). Аргон, как инертный газ, обволакивает зону сварки, исключая контакт с атмосферными газами, что критически важно для предотвращения образования оксидов и азотистых включений.

2. Тепловой режим и зона воздействия

• Теплофокусировка высока благодаря узкой дуге и стабильной теплопередаче, особенно при применении тонких вольфрамовых электродов.
• Форма сварочной ванны компактная, вытянутая вдоль линии сварки. Это снижает риск коробления металла при правильной скорости наплавки.
• Термически воздействуемая зона (ТВЗ) контролируема, но требует внимания при работе с чувствительными сплавами (например, титаном или высоколегированной нержавейкой).

3. Металлургические аспекты и дефекты

• В процессе сварки активируются процессы кристаллизации, рекристаллизации и термодиффузии.
• Важна чистота зоны сварки, чтобы избежать пористости, микротрещин и включений. Даже небольшое количество влаги может привести к формированию водородных пор.
• Качественный шов обеспечивается подбором совместимых присадочных материалов и контролем термического цикла.

4. Примерная настройка параметров (для стали толщиной 2 мм)

• Режим тока - DCEN
• Ток - 65–85 А
• Напряжение дуги - 10–13 В
• Диаметр электрода - 1,6 мм (легированный вольфрам)
• Сопло - №6–8
• Расход аргона - 7–10 л/мин
• Угол наклона горелки - ~15°
• Постгаз - до 10 секунд

5. Специфика материалов

• Алюминийтребует переменного тока с регулируемым балансом между очисткой и проплавлением. Частота — не менее 100 Гц для стабильной дуги.
• Нержавеющие сталисварочные режимы на постоянном токе позволяют контролировать перегрев и избежать межкристаллитной коррозии.
• Титановые сплавыпредъявляют высокие требования к защите обратной стороны шва от доступа кислорода — применяется дополнительная подача аргона в зону ТВЗ.

Аргонодуговая сварка регламентируется следующими ГОСТами:

ГОСТ 5.917-71устанавливает технические и эксплуатационные требования к ручным горелкам типов РГА-150 и РГА-400, которые применяются для аргонодуговой сварки нержавеющих сталей, жаропрочных и алюминиевых сплавов с использованием неплавящегося электрода в среде инертного газа.

Проще говоря, этот стандарт описывает, какими должны быть эти горелки: их конструкция, размеры, допустимые условия эксплуатации, требования к изоляции, герметичности подачи газа и водяного охлаждения. Он гарантирует, что горелки будут безопасны, надёжны и обеспечат качественную сварку при соблюдении указанных параметров.

ГОСТ 14806-80регламентирует требования к выполнению дуговой сварки алюминия и его сплавов в среде инертных газов. В документе представлены основные типы сварных соединений, их конструктивные особенности, а также параметры подготовки кромок и геометрия сварного шва. Стандарт охватывает диапазон толщин свариваемых деталей от 0,8 до 60 мм и применяется при ручной, полуавтоматической и автоматической сварке с использованием как плавящихся, так и неплавящихся электродов.

Иными словами, ГОСТ 14806-80 служит технической основой для проектирования и выполнения сварных соединений из алюминиевых материалов, обеспечивая их прочность, герметичность и соответствие эксплуатационным требованиям. Он помогает выбрать оптимальные режимы сварки и тип соединения в зависимости от условий производства и характеристик металла.

ГОСТ 14771-76устанавливает типовые формы сварных соединений, их конструктивные элементы и размеры при дуговой сварке в защитных газах. Он охватывает сварку сталей и сплавов на никелевой и железоникелевой основе с использованием различных электродов и газовых сред. Стандарт помогает выбрать подходящий тип соединения и параметры сварки в зависимости от материала и условий эксплуатации.

ГОСТ 7871-75устанавливает технические характеристики сварочной проволоки, изготовленной из алюминия и его сплавов, предназначенной для сварки плавлением, включая TIG-процессы. В стандарте описаны допустимые диаметры проволоки, предельные отклонения, требования к состоянию поверхности, механическим свойствам и химическому составу. Он охватывает как тянутую, так и прессованную проволоку, определяя условия её изготовления, маркировки и поставки.

Проще говоря, этот документ задаёт чёткие нормы, которым должна соответствовать алюминиевая проволока, чтобы обеспечить стабильную дугу, качественное проплавление и надёжность сварного соединения при аргонодуговой сварке.

ГОСТ 2246-70описывает технические требования к сварочной проволоке из стали, предназначенной для ручной и автоматической дуговой сварки. В документе приводятся нормы по химическому составу, механическим характеристикам, диаметрам и допускам, а также к состоянию поверхности и видам обработки. Стандарт охватывает проволоку из углеродистых, легированных и высоколегированных сталей, включая омеднённые и неомеднённые варианты.

Иными словами, ГОСТ 2246-70 задаёт стандартизированные параметры, которым должна соответствовать стальная сварочная проволока, чтобы обеспечить стабильную подачу, надёжное формирование шва и соответствие требованиям прочности и качества в различных производственных условиях

ГОСТ 23949-80устанавливает технические требования к неплавящимся вольфрамовым электродам, используемым при дуговой сварке в инертных газах, таких как аргон или гелий. Документ охватывает электроды из чистого вольфрама, а также с добавками активирующих оксидов — тория, лантана и иттрия — которые улучшают стабильность дуги и характеристики зажигания.

В стандарте приведены допустимые размеры, отклонения, требования к чистоте поверхности и химическому составу. Также определены маркировка, условия поставки и контроль качества. ГОСТ применяется не только к сварке, но и к плазменной резке, наплавке и напылению, где используются аналогичные электроды.

Проще говоря, этот стандарт задаёт чёткие нормы, которым должны соответствовать вольфрамовые электроды, чтобы обеспечить надёжную и стабильную работу в высокотемпературных сварочных процессах. Хочешь — могу перечислить конкретные марки электродов и их состав.

ГОСТ 18130-79 и ГОСТ 13821-77 устанавливают технические нормы для сварочного оборудования, обеспечивая его надёжную и безопасную эксплуатацию.

ГОСТ 18130-79касается полуавтоматов, предназначенных для дуговой сварки с использованием плавящегося электрода. В стандарте описаны различные исполнения оборудования в зависимости от типа защитной среды (флюс, активные или инертные газы), способа охлаждения горелки, подачи проволоки и номинального сварочного тока. Также регламентируются климатические исполнения и конструктивные особенности.

ГОСТ 13821-77охватывает сварочные выпрямители — источники постоянного тока, применяемые при ручной и механизированной сварке. Документ определяет требования к электрическим параметрам, устойчивости дуги, системам охлаждения, а также к надёжности и безопасности работы в различных условиях.

Иными словами, оба стандарта формируют техническую базу для проектирования, производства и эксплуатации сварочных полуавтоматов и выпрямителей, обеспечивая стабильность сварочного процесса и соответствие оборудования промышленным требованиям. Хочешь — могу выделить ключевые параметры или сравнить типовые модели.

ГОСТ 10157-79устанавливает технические требования к газообразному и жидкому аргону, получаемому из воздуха или побочных продуктов химических производств. Этот стандарт регламентирует физико-химические показатели аргона, включая степень чистоты, допустимое содержание примесей (кислорода, азота, влаги и углеродсодержащих соединений), а также условия хранения, транспортировки и безопасности.

Документ охватывает два сорта аргона — высший и первый — и предназначен для применения в качестве защитной среды при сварке, резке, плавке и рафинировании металлов, особенно активных и тугоплавких. ГОСТ также подчёркивает, что несмотря на инертность, аргон может представлять опасность при вытеснении кислорода из воздуха, что требует соблюдения мер предосторожности при его использовании.