Аргоновая сварка для начинающих: технология, оборудование

Особенности аргоновой сварки

Соединение металлических поверхностей происходит в зоне действия аргона. Применение инертного газа при сварке металлов является своеобразным защитным барьером от процесса окисления, который происходит в результате взаимодействия с кислородом, находящимся в окружающем воздухе. Проще сказать, что инертный газ прикрывает место сварки от проникновения кислорода в зону соединяемых деталей.

Вся технология сварки аргоном предусматривает выполнение работы ручным, полуавтоматическим и автоматическим способом. Именно от методов проведения сварки и вида применяемого электрода происходит квалификация режимов сварочного процесса.

В качестве неплавящегося электрода используют вольфрамовую проволоку, которая гарантирует надежное соединение металлов.

Общая информация

От простой ручной электродуговой сварки аргоновая отличается наличием газового баллона с аргоном и присадочного материала. Остальные детали этих методов похожи.

Аргонодуговая сварка (также известная как ТИГ/TIG) обязательно включает применение вольфрамового тугоплавкого электрода, который поджигает дугу. Шов формируется присадкой.

Аргонодуговая сварка сама по себе не сложная. В зону образования шва из горелки подаётся защитный газ. После начала подачи, зажигается дуга. Для зажигания дуги горелка со вставленным стержнем подносится к металлической детали.

В какой момент и из-за чего происходит поджог?

Этим занимается осцилляторный механизм. Он заряжает аргон и направляет его частицы. Этот заряд и провоцирует поджог дуги.

Присадочная проволока подаётся в сварочное углубление только после стабилизации электродуги. Она двигается или подающим механизмом, или рукой сварщика.

Металл плавится дугой, а сварные валики формируются из присадки. Последняя расплавляется одновременно с металлом и сливается с ним в однородную массу.

В следующем блоке мы опишем сборку аппарата для аргонодуговой сварки и что понадобится для неё.

Техника выполнения соединения

Знание основных правил проведения работы позволит намного облегчить сварку аргоном, а уроки для начинающих помогут добиться хорошего качества шва.

Некоторые практические советы опытных сварщиков:

1. Качество соединения деталей существенно снижает длинная дуга. Чем она длиннее, тем шире будет шов и меньшей глубина плавления. Неплавящийся электрод нужно располагать в непосредственной близости от стыка изделий.
2. Для создания глубокого и узкого шва нужно добиваться продольного перемещения горелки и электрода. Даже небольшие отклонения существенно ухудшают сварку. При сварке аргоном нужно соблюдать особое внимание и аккуратность.
3. Чтобы азот с кислородом не проникал внутрь сварочной зоны, электрод и присадка должны находиться в этой зоне, но под слоем аргона.
4. Подача проволоки — сложная операция, так как рывки приводят к разбрызгиванию металла. Ввод этого компонента осуществляется равномерно и плавно.
5. Если шов получается выпуклой и округлой формы, то это свидетельствует о низком плавлении металла, что говорит о низком качестве сварки аргоном.
6. Для создания небольшого шва и его ровной поверхности присадочную проволоку необходимо вести перед горелкой и под углом к плоскости металла. Это условие позволит надежно контролировать весь процесс сварки аргоном.
7. Чтобы азот с кислородом не проникли в зону стыковки деталей, процесс сварки нельзя начитать и заканчивать резкими движениями. Начало работы нужно осуществлять через 15–20 секунд после подачи газа, а заканчивать — до момента отключения горелки.
8. Завершать работу необходимо путем уменьшения силы тока реостатом, входящим в аппарат для сварки аргоном. Если просто отвести горелку в сторону, то можно открыть доступ кислорода с азотом в сварочную зону.

Основным требованием перед работой является качественная очистка и обезжиривание сопрягаемых поверхностей изделия.

Технология сварочного процесса

Для получения качественного изделия на выходе необходимо придерживаться четкой технологической карты проведения сварочного процесса. После выполнения подготовительного этапа с очищением поверхности и подключением к сети рабочего оборудования, стоит обратить внимание на тип используемого металла.

Технология аргонной сварки

Когда осуществляется сварка с применением аргона относительно алюминия, то используется проволока из такого же металла, для нержавейки – тоже из легированной стали. Сила рабочего тока определяется толщиной металла. Для алюминиевых материалов толщиной в 3 мм сила тока составляет 180 A, и одного шва будет достаточно.

После проверки заданных параметров и исправности оборудования регулируется наконечник горелки, который толще проволоки на 1–2 мм. Инертный газ подается к области сварки на 20 секунд раньше зажигания дуги, а прекращение его подачи должно быть не раньше 10 секунд после окончания сварки.

Проволока и электрод должны всегда располагаться в зоне аргоновой среды, которая будет их защищать от активного кислорода. Для формирования узкой полосы сварочного шва рекомендуется делать движения горелкой, по направлению вдоль оси сварочной ванны без поперечных манипуляций.

На завершительном этапе не стоит резко отрывать электродугу от сварного шва – это негативно скажется на его качестве; нужно с помощью реостата снизить силу тока и при такой мощности производить заваривание кратера. Проволока или электрод располагается как можно ближе к сварочной ванне. На глубину краев и ширину шва оказывает влияние изменение длины дуги. Чтобы сварка аргоном дала нужный результат, перед началом работы на основном материале нужно испытать режим на ненужной детали.

Схема аргонной сварки

Преимущества применения этого вида сварки

Учитывая, что сварка аргоном является эффективным методом соединения металлов, плохо поддающимся другим видам стыковки, то и преимущества его применения основаны именно на этом свойстве. К ним относятся:

1. Небольшая температура нагрева соединяемой поверхности, что позволяет сохранять форму и размеры детали.
2. Инертный газ плотнее и тяжелее воздуха, поэтому способен хорошо защитить место сварки.
3. Довольно высокая мощность тепловой дуги способствует кратковременному характеру сварки аргоном.
4. Возможность фокусировки сварочного шва позволяет проводить работы в труднодоступных местах.
5. Сварка тонких деталей легко осуществима из-за не очень высокой температуры в зоне плавления металла.

Недостатки аргоновой сварки

Как и любое другое соединение, аргоновая сварка имеет и некоторые недостатки, которые необходимо учитывать при выполнении работы. Основные минусы такого соединения:

1. Наличие сквозняка существенно снижает защиту места пайки, поэтому работы рекомендуется осуществлять в закрытых помещениях. Только при этом нужно позаботиться о хорошей общей вентиляции объекта.
2. При необходимости получения высокоамперной дуги нужно обеспечить охлаждение соединяемых изделий.
3. Оборудование относится к категории сложных приспособлений, поэтому сварка аргоном для начинающих является трудновыполнимым процессом. Произвести правильную настройку режимов может только опытный сварщик.

Режимы соединения аргоном

Чтобы сварка проходила качественно, нужно выбрать правильно оптимальный режим работы. Такое действие, как правило, удается только специалистам, имеющим большой практический опыт.

Условия правильного выбора режима сварки:

1. Направление и полярность тока напрямую зависят от свойств соединяемых металлов.
2. Сила тока определяется исходя из трех основных характеристик, а именно полярности, диаметра применяемого электрода, толщины и типа материала. Именно в выборе этого параметра и понадобится собственный опыт сварщика.
3. Равномерность потока инертного газа влияет на расход аргона. Поток при сварке алюминия аргоном должен быть без пульсаций.

Сборка самодельного аргонового аппарата

Из чего собираем?

Аргонная сварка своими руками собирается из очень простых компонентов. Мы перечислим основные компоненты, которые понадобятся вам для сборки аргонной сварки своими силами.

Для начала, вам понадобится источник сварочного тока. В нашем случае это сварочный аппарат типа инвертор. Также вам нужен осциллятор. Дополнительно мы соберем блок защиты для нашего инвертора. Из второстепенных компонентов понадобится сварочная горелка, газовый баллон с аргоном, редуктор, газовые шланг и кабели. Давайте подробнее остановимся на каждом компоненте.

Про источник тока

Аргонныйаппарат собирается на основе какого-либо источника тока. Мы выбрали для этих целей обычный сварочный инвертор. Конечно, можно использовать трансформатор или выпрямитель, но инвертор предпочтительнее.

Однако, учтите, что из инвертора сделать аргонный аппарат сложнее. Если вы возьмете обычный инвертор и подключите к нему осциллятор, то аппарат все равно не сможет работать как аргонный. Он просто выйдет из строя. Так что вам придется немного переделать инвертор, добавив к основной схеме так называемый блок защиты. Блок собирается на той же плате, что и осциллятор, и плата монтируется в отдельный корпус.

Есть еще один вариант. Внимательно осмотрите ваш инвертор. Возможно в нем есть встроенная функция TIG. Если это действительно так, то считайте вам повезло. Инвертор не нужно переделывать. Достаточно подсоединить к нему газовый баллон, горелку и можно варить. Такие инвертор зачастую предназначены для ММА сварки, но оснащены осциллятором и блоком защиты. Поэтому производитель дает возможность использовать аппарат для TIG.

Про осциллятор и блок защиты

Предположим, что у вас обычный инвертор без функции TIG, и из него вам нужно собрать аргонную сварку своими руками. В таком случае вам придется отдельно сделать осциллятор и блок защиты. Ниже приведена удобная схема.

На ней показан как блок, так и осциллятор. Если вы не знаете, как применить эту схему, посмотрите видео ниже.

Про горелку и газ

Теперь о второстепенных компонентах. Вам понадобится газовая горелка, но не любая. А специально предназначенная для сварки аргоном. У нее керамическое сопло и специальный держатель для неплавящегося электрода.

Вы можете самостоятельно собрать аргонную горелку дома, купив все детали в интернете. Но по нашему опыту это пустая трата времени и сил. Лучше купите заводскую, она стоит не так уж дорого.

В качестве газа нужно использовать аргон. Он поставляется в баллонах черного или серого цвета, так что не перепутаете. Но лучше всего использовать именно газ из серых баллонов, поскольку там содержится чистый аргон. Он предпочтительнее для сварки.

Что касается емкости, то для сварки в домашних условиях вам будет достаточно баллона 10 л. Он достаточно легкий и компактный, его можно без проблем привезти на дачу или в гаражный кооператив. Для дома лучше не покупать большие баллоны по 50 литров. Вам будет трудно его перемещать.

Про редуктор и шланг

Также вам понадобится специальный газовый редуктор. Он надевается на баллон и используется для стабилизация давления в нем. Редуктор тоже должен быть аргонный, а не первый попавшийся. Для удобства редукторы окрашивают тем же цветом, что и баллоны. Так что ищите серый или черный редуктор.

Отдельно обращайте внимание на шланг. Мы рекомендуем сразу купить готовый и не мучиться с самостоятельной сборкой. Самодельный шланг, скорее всего, будет неудобным и вы потеряете много времени на поиск и установку специальных разъемов для подключения шланга к баллону и горелке.

Сборка аппарата

Итак, все компоненты собраны, можно приступать. Аргоновая сварка своими руками начинается с подключения осциллятора + блока защиты к инвертору. Посмотрите на схему выше, там все понятно. Возьмите массу и подсоедините ее к плюсовой клемме осциллятора. К минусовой клемме подключите кабель, идущий от горелки. Если будете варить алюминий, то поменяйте эти кабели местами.

Далее соедините газовый рукав и горелку, установите редуктор на баллон. Подсоедините горелку к рукаву с кабелем и газовым шлангом. Затем подсоедините шланг к редуктору. Теперь можно включать инвертор розетку. А вот для осциллятора обеспечьте питание 6В. Прикрутите к баллону с аргоном редуктор.

Газовый шланг необходимо подсоединить к редуктору, установленному на баллоне с аргоном. Подключите инвертор к сети 220 В, а осциллятор к блоку питания на 6 В. Все готово. Осталось настроить аппарат для корректной работы.

Настройка самодельного аппарата

Любая самодельная вещь или прибор нуждается в грамотной настройке, чтобы сварка проходила более-менее качественно. Наш самодельный аппарат не исключение. Мы расскажем о некоторых особенностях, которые нужно учитывать.

Для начала нужно заточить электрод. Для этого можно использовать специальную точилку. Конец электрода должен быть остро заточен. Если использовать для сварки не заточенный электрод, дуга будет нестабильной и не сможет сконцентрироваться в одной точке. Так что не игнорируйте этот этап.

Затем вам нужно установить электрод в горелку и включить ее, открыв вентиль на баллоне. С помощью редуктора отрегулируйте расход газа. Он не должен превышать 15 литров в минуту. После регулировки выключите горелку и приостановите подачу газа.

Состав оборудования

Прежде чем понять принцип работы устройства, необходимо ознакомиться с основными составными частями оборудования. Для качественной сварки понадобятся:

1. Сварочный аппарат любого типа с холостым ходом 60–70 вольт.
2. Силовой контактор, передающий напряжение на головку от сварочного аппарата.
3. Осциллятор. Это устройство, которое стандартное напряжение преобразует в напряжение 2000–3000 В с частотой 150–500 кГц, что облегчает розжиг дуги.
4. Керамическая горелка.
5. Прибор, предназначенный для обдува аргоном.
6. Емкость для инертного газа.
7. Проволока для присадки и неплавящийся электрод.

Сборка аппарата

Когда у вас есть все составляющие, можно начинать сборку. В первую очередь подключите осциллятор и защитный блок к инверторному аппарату. Чтобы понять, как это делается, поищите наглядные схемы.

Массу присоедините к клемме осцилляторного прибора со знаком «плюс». К «минус»-клемме подсоедините кабель, который отходит от горелки. Для сварки алюминия кабели нужно подключить наоборот.

Подключите горелку к газовому рукаву и объедините баллон с редуктором. Рукав с горелкой подведите к газовому шлангу и кабелям. Потом подключите между собой редуктор и шланг.

Только после этого аппарат можно подключать к обычной сети питания в 200 вольт. Мощность у осциллятора должна быть около шести вольт. После всех этих действий нужно настроить инверторное оборудование для аргонодуговой технологии сварки.

Принцип работы устройства

После предварительной очистки соединяемых поверхностей и настройки нужного сварочного режима берем в левую руку проволоку, а в правую горелку. Кнопкой подачи газа, которая расположена на рукоятке горелки, подаем газ в зону сварки.

Электрод нужно вставить в горелку, чтобы он выступал на примерно 5 мм. Подносим горелку на расстояние до 2 мм от поверхности сварки. Затем включаем агрегат и подаем напряжение на электрод до возникновения дуги. Аргон в это время поступает в сварочную зону.

Другой рукой сварщик направляет в зазор присадочную проволоку, которая расплавляется, образуя соединение металлов. Перемещаясь постепенно вдоль шва, полностью свариваем две детали.

Настройка готового оборудования

Самодельная установка для аргоновой сварки требует следующих настроек.

1. Заточите вольфрамовый электрод на точиле, чтобы он стал похож на иглу. Делается это для того, чтобы дуга концентрировалась на конце иглы и не “гуляла” в разные стороны.
2. Возьмите горелку и установите в нее вольфрамовый электрод. Диаметр электрода должен соответствовать цанге, в которой он закрепляется.
3. Откройте вентиль на горелке и отрегулируйте необходимую скорость потока аргона с помощью редуктора (будет достаточно расхода 12-15 л/мин.), после чего снова закройте вентиль на горелке.
4. Включите осциллятор и поднесите горелку с электродом к металлу, к которому подключен кабель массы.
5. При нажатии кнопки включения между металлом и электродом на расстоянии около 0,5 мм должна появиться дуга.
6. Включите подачу газа и снова нажмите на кнопку. В этом случае дуга должна поджигаться уже на расстоянии 10 мм и более.

После проведения вышеописанных несложных настроек можно сказать, что аппарат c функцией TIG полностью готов к работе.

Сложности сварки алюминия

Алюминий считается наиболее распространенным в промышленности материалом. Сварка его представляет большую сложность из-за оксидной пленки, у которой плавление выше, чем у металла. Прежде чем начинать сварку алюминия аргоном, необходимо внимательно изучить все нюансы соединительного процесса:

1. Основной ошибкой начинающих сварщиков является некачественная предварительная зачистка металла. Не может быть и речи о хорошем соединении металла, если на поверхности присутствует грязь, пыль или жировая пленка.
2. Малая температура плавления алюминия и его высокая теплопроводность требует от сварки инертным газом больших затрат энергии.
3. Плавится алюминий при малой температуре, чтобы избежать повреждения материала, нужно выставить правильный режим на инверторе.
4. Сварочный аппарат для алюминия должен иметь специальную функцию, которая перед началом сварки подает усиленный ток, чтобы проплавить пленку, а в конце — полностью заварить кратер.

Техника сваривания

К конструкции аппарата отношение имеет косвенное, но в виде справочной информации необходимо знать, что при сварке ТИГ используется максимально короткая дуга — около 2 мм. Электрод ведется только прямолинейно, не осуществляя характерных для ММА движений перпендикулярно направления шва в двух плоскостях.
Этим достигается две цели — поток аргона не уходит из зоны сварочной ванны и не позволяет ей окислиться и появляется возможность выполнения очень тонкого шва, практически незаметного на поверхности металла.

ПОСМОТРЕТЬ Сварочный аппарат на AliExpress →

Очистка поверхности металла

Главным условием качественной аргоновой сварки является хорошая предварительная очистка поверхности металла.

Очищение проводится двумя способами:

1. Способ химической обработки способствует разрушению оксидного слоя на металле за счет воздействия специального раствора. Приготовить такой состав можно самостоятельно, для чего в одном литре воды нужно растворить натрия технического 50 грамм и натрия фтористого 45 грамм. Далее нужно помешать эту массу до получения раствора. Этим составом обрабатывается поверхность, после чего смывается проточной водой.
2. Механический метод очистки подразумевает обработку детали железной щеткой или наждачной бумагой. При этом необходимо следить, чтобы на поверхности инструмента для очистки не было вкраплений другого металла, частички которого могут значительно ухудшить конечный результат работы.

Особенности сварки нержавейки

Нержавеющая сталь — это металл, который обладает высокой антикоррозийной стойкостью и большой прочностью, широко используется в любых погодных условиях. Особые свойства этого металла требуют специальных технологий обработки изделия. Именно сварка нержавейки аргоном позволяет добиться хорошего качества соединения таких изделий.

Главной проблемой при работе с нержавейкой является ее растрескивание. Кроме того, есть и другие особенности:

1. Из-за низкой теплопроводности нержавейки во время процесса сварки температура в зоне плавления должна быть высокой, что создает большой риск прожечь металл. Во избежание такой неприятности требуется выбирать меньшую силу тока, чем у обычной стали.
2. Нержавеющая сталь имеет повышенное линейное расширение, поэтому при сварке возникает большая литейная усадка, что может привести металл к растрескиванию. Чтобы избежать этого, нужно создавать больший зазор между частями изделия.
3. Так как нержавейка имеет высокое электрическое сопротивление, то в процессе сварки электрод очень нагревается, что также отрицательно влияет на качество соединения.

При сварке дисков аргоном нужно учитывать, что неправильно выбранная температура сварочного режима может привести к потере антикоррозийных свойств нержавейки.

Соединение с помощью полуавтомата

Процесс сварки аргоном полуавтоматом существенно повышает производительность работы. Технология применения сварки в полуавтоматическом режиме позволяет получать надежные и внешне привлекательные сварочные швы.

Основным нюансом сварки полуавтоматом является необходимость использования в составе сварочной проволоки никеля. Если возникла необходимость сварки трубы аргоном, то при большой толщине детали в защитный состав добавляется и углекислый газ, который улучшает смешиваемость краев сварки.

Процесс сварки полуавтоматом может осуществляться по нескольким технологиям:

• импульсного режима;
• струйного переноса;
• короткой дуги.

Техника безопасности

При проведении сварки в среде аргона нужно соблюдать правила безопасной работы. В основном они мало чем отличаются от правил, которые нужно соблюдать при проведении обычной сварки, но есть и некоторые нюансы:

1. Важно контролировать газовые баллоны на герметичность, так как газ в них находится под давлением.
2. Не допускать утечку аргона, ведь этот газ тяжелее воздуха и не имеет запаха. Поэтому его постепенное накопление может привести к удушью.
3. Работу производить в защитной маске, специальной обуви и одежде.
4. Строго соблюдать правила электрической безопасности. Оборудование агрегата должно быть надежно заземлено.
5. Особое внимание следует уделить борьбе с вероятностью возникновения пожара. Все воспламеняющиеся предметы должны быть удалены из сварочной зоны.
6. Нужно запретить нахождение посторонних людей в зоне проведения сварочных работ.

Помните, что аргоновая сварка позволяет получить качественное соединение металлов, которое невозможно сделать другими способами. Начинающему сварщику придется приложить много усилий и терпения, чтобы освоить все способы аргоновой сварки.