Сварка tig что это: ТИГ сварка – что это такое

ТИГ сварка – что это такое

TIG-сварка – универсальная технология соединения металлов. Аппараты ТИГ обладают большим потенциалом и позволяют сваривать разные металлы, а также их сплавы. При этом формируется качественный и эстетичный шов. Особенности оборудования детально изложены в статье.

СОДЕРЖАНИЕ

• Что такое TIG сварка?
• История появления ТИГ-сварки
• Преимущества и недостатки
• Применение
• Режимы работы
  • Постоянный ток
  • Переменный ток
• Оборудование
• Сборка сварочного аппарата
• Техника сваривания
• Маркировка TIG-сварки
  • Маркировка латинскими буквами
  • Маркировка на территории РФ
  • «Аргонно-дуговая» или «аргонодуговая» сварка: как правильно?
• Мифы о TIG-сварке
  • Губителен ли аргон для сварщика?
  • Аргонодуговая сварка понижает мужское здоровье
  • TIG-сварка «капризна» в работе
• Достоверные факты
  • TIG-инвертор оснащен большим количеством настроек
  • Газопроводящие магистрали должны быть целыми
  • Прототипом TIG-инвертора послужила вольфрамовая нить
  • Инвертор ТИГ нуждается в уходе

 

Соединение металлов с помощью высоких температур человечеством изобретено уже давно. Методы постоянно совершенствовались, а с появлением и развитием металлургии, вышли на качественно новый уровень. Способы сварки совершенствовались по мере повышения требований к прочности и качеству соединений металлов.

В настоящее время существует большое количество разнообразного оборудования для сварки металлов. Одним из самых популярных является ТИГ-сварка. Любой сварщик, даже начинающий неопытный специалист, должен иметь четкое понимание принципов работы такого оборудования и знать методы работы с ним.

Что такое TIG сварка?

Разобрать особенности оборудования, его достоинства и недостатки будет проще, если предварительно ознакомиться с принципами работы и технологическими особенностями. Сварка ТИГ – это технология соединения металлических заготовок при помощи специального оборудования посредством неплавящегося электрода в защитной среде. Дуга инициируется между рабочей поверхностью и вольфрамовым стержнем. Перед началом работы он затачивается. Это необходимо для поддержания стабильности сварочной дуги и получения ровного соединения.

Фиксируется вольфрамовый электрод в центре сопла. По краям горелка имеет технологические отверстия, через которые в зону горения дуги подается инертный газ. Наиболее часто используется аргон. Он предотвращает образование оксидной пленки и способствует качественному соединению кромок. Для заполнения ванны расплавом применяется присадочная проволока. По составу она должна повторять или быть близкой к металлам, которые свариваются.

История появления ТИГ-сварки

Соединение металлов при помощи сварки используется человечеством уже много десятилетий. Первые наработки по соединению металлических заготовок под воздействием высоких температур появились еще в начале двадцатого века. Первым шаги в этом направлении сделал американский инженер Чарльз Л. Коффин. Изначально оборудование было простым. Оно не могло использоваться в промышленности или для соединения сплавов.

Неплавящийся электрод и защитная среда для сварочных работ начали использоваться в середине сороковых годов 20 столетия. Технология позволяла соединять новые материалы – алюминий, никель и магний. Метод сразу стал востребованным в производстве самолетов, а позже – и в ракетостроении. Со временем технологий нашла свое применения практически во всех отраслях промышленного производства.

Преимущества и недостатки

Любой технологический процесс имеет как преимущества, так и недостатки. Наиболее важные достоинства технологии TIG:

1. При сваривании используется защитный газ, что дает возможность сформировать качественный и красивый сварной шов. В расплаве нет трещин, пор или пустот. Аргон предотвращает образование на поверхности расплавленного металла оксидной пленки, которая обязательно бы образовалась в результате взаимодействия горячего металла и кислорода.
2. Полностью исключить внутреннее напряжение не удалось, но оно столь незначительно, что не провоцирует деформирование металла.
3. Во время работы расплав металла не разбрызгивается, минимальное образование искр.
4. После завершения сварочных работ не требуется дополнительная обработка свариваемых заготовок.
5. При помощи ТИГ-сварки можно соединять большинство металлов и сплавов.
6. Оборудование характеризуется простотой использования. Достаточно нескольких уроков, чтобы научиться самостоятельно формировать качественные и эстетические швы.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими верстаками собственного производства от компании VTM.

Наряду с достоинствами есть и недостатки:

1. Если сварочные работы ведутся на открытой площадке, то необходимо защитить рабочее место от ветра. В противном случае инертный газ будет выдуваться из рабочей зоны, а качество соединения от этого сильно пострадает.
2. Соединяемые поверхности нуждаются в тщательной предварительной подготовке.
3. Горелку нельзя держать под острым углом относительно рабочей поверхности из-за осложнения рабочего процесса.
4. Дугу следует перемещать равномерно. Если на каком-либо месте ее задержать, то образуется отметина, которую придется чистить.

Применение

Технология ТИГ универсальная и позволяет соединять различные металлы, а также их сплавы. Это обуславливает широкое ее применение. Основные сферы использования метода:

• автомобилестроение;
• изготовление деталей для различных отраслей промышленности;
• космонавтика;
• кораблестроение;
• авиация;
• производство инструментов для медицины;
• изготовление электроинструмента;
• строительство и многие другие.

Востребованы аппараты TIG и в частном секторе и малом бизнесе. Особенно часто они используются в ремонте автомобилей, в частности, для восстановления кузовов авто или починки радиаторов.

Режимы работы

Работает установка от однополярного или переменного источника питания. Изменение режимов позволяет выбрать оптимальный вариант для конкретного вида сплава или металла.

Постоянный ток

К минусовой клемме подсоединяется электрод, а плюс идет к рабочей поверхности. Подключение к источнику постоянного тока предоставляет определенные преимущества:

1. Возрастает экономичность применения сварочного оборудования.
2. Деталь можно прогревать на большую глубину. В результате соединение может быть очень узким, но прочным из-за большой глубины проваривания деталей.
3. Скорость сварочного процесса заметно возрастает.

В режиме постоянного тока проще всего варить заготовки из легированной и нержавеющей стали.

Переменный ток

Минус и плюс во время работы меняются в произвольном порядке. При подключении в режиме обратной полярности поверхность заготовок эффективно очищается от оксидной пленки.

Оборудование

Для того, чтобы выполнить сварочные работы при помощи неплавящегося электрода в защитной среде, достаточно иметь обыкновенный недорогой инвертор с горелкой, предназначенной для подачи газа. Тем не менее, на рынке существует специальное оборудование:

• TIG-инвертор. Отличается от обычного тем, что имеет встроенный блок, вырабатывающий прямой или переменный ток в зависимости от режима работы. Тем самым функционал аппарата значительно увеличивается. Можно работать с черными металлами, сплавами алюминия и других материалов.
• Выпрямители. Принцип работы основан на преобразовании переменного тока в постоянный. Относится к категории профессионального оборудования.

Выбор установки и расходных материалов напрямую зависит от того, с какими материалами нужно работать.

Сборка сварочного аппарата

После приобретения сварочного аппарата необходимо правильно смонтировать все узлы и комплектующие. Последовательность выполнения работы:

1. Осциллятор соединяется с инвертором.
2. Прикрепить провод массы к положительной клемме.
3. К отрицательной подсоединяется магистраль с держателем.
4. Горелка подсоединяется к рукаву для подачи инертного газа.
5. На баллон с аргоном прикручивается редуктор.
6. Подающий газ рукав фиксируется на редукторе.

На заключительном этапе подготовки инвертор подключается к сети энергоснабжения с питанием 220 вольт. Осциллятор подсоединяется к источнику тока напряжением 6 вольт.

Техника сваривания

Перед началом любого сварочного процесса необходимо подготовить оборудование. Для настройки аппарата специалисту нужно выполнить несколько манипуляций:

1. В предварительной подготовке нуждаются вольфрамовые электроды. Конец рабочего стержня затачивается надфилем.
2. После подготовки неплавящийся электрод устанавливается в горелку. Он удерживается цанговым зажимом.
3. Открывается подача инертного газа – откручивается вентиль на редукторе баллона с аргоном. Сразу необходимо установить достаточный объем подачи газа. Оптимальный показатель расхода составляет 13 литров за минуту.
4. Масса подсоединяется в рабочей поверхности или непосредственно к столу, на котором свариваются заготовки.
5. Включается осциллятор, а горелка подносится к поверхности заготовок.
6. Далее следует нажать на кнопку включения, что вызывает появление искры. В это же время открывается подача защитного газа.

Электрод от рабочей поверхности следует удерживать на расстоянии приблизительно 3 мм от рабочей поверхности. Если расстояние увеличить, то ширина шва будет возрастать, а глубина проваривания, наоборот, уменьшаться. Край электрода можно вести по-разному. В работе с тонкими листами необходимо отдать предпочтение колебательным движениям слева-направо, чтобы избежать прогорания стенок. При формировании корневого шва электрод ведется ровно. При соединении угловых стыков электрод удерживается в положении 45 градусов относительно основной рабочей поверхности.

Маркировка TIG-сварки

Маркировка латинскими буквами

Название сварки в разных странах отличается. Поэтому важно знать маркировки, а также их значения, чтобы не ошибиться с выбором оборудования. К примеру, во всех англоязычных странах аргонодуговые сварочные инверторы маркируются аббревиатурой «TIG». Расшифровывается она как «Tungsten Inert Gas», что переводится как «сварка вольфрамовым электродом в газовой среде». Именно данная маркировка наиболее часто встречается в Европе и Азии.

На немецком данный тип сваривания металла называется «Wolfram Inert Gas». Поэтому оборудование маркируется соответствующими обозначениями – «WIG». В США для этого применяется аббревиатура GTAW – Gas Tungsten Arc Welding.

Маркировка на территории РФ

Аргонная сварка с использованием неплавящихся электродов и защитных газов обозначается ИН и ИНп. Первая аббревиатура применяется в случаях выполнения работ не плавящимся электродом в защитной среде. В случаях, когда применяются присадочные материалы, то дополнительно указывается литера «п».

«Аргонно-дуговая» или «аргонодуговая» сварка: как правильно?

Верным принято считать написание без дефиса. Согласно положений ГОСТа существует понятие только аргонодуговой сварки. Применение дефиса внутри словосочетания считается ошибочным.

Мифы о TIG-сварке

Сварочные процессы в аргонодуговой среде породили ряд слухов, часть из которых далеко от действительности. Необходимо иметь ввиду, что любой сварочный процесс является вредным для людей видом деятельности. Тем более, если приходится работать с инертными газами. Поэтому требованиями техники безопасности предусмотрены процедуры, призванные защитить специалиста. Если не соблюдать их, то высока вероятность причинения ущерба здоровью сварщика.

Губителен ли аргон для сварщика?

Если ознакомиться с курсом химии, то несложно выяснить, что аргон является распространенным в атмосфере газом и по количеству в атмосфере занимает третье место после азота и кислорода. Он не имеет запаха и вкуса, поэтому сложно диагностируется. Газ не токсичен и не относится к числу взрывоопасных.

По весу аргон тяжелее атмосферного воздуха в 1,4 раза, поэтому легко вытесняет кислород из сварочной зоны. Тем не менее полностью назвать этот газ безопасным нельзя. При попадании в дыхательные пути аргон в большом количестве способен вызвать головокружение и даже потерю сознания.

Правила безопасности при работе с инертным газом:

• При работе в помещении нужно устанавливать напольные вытяжные устройства. Как минимум, следует располагаться на расстоянии не менее 20-30 см от уровня пола. в этом случае аргон будет уходить вниз и выводиться из помещения естественным путем.
• При формировании потолочных или вертикальных швов используются средства индивидуальной защиты. Вполне достаточно шлангового противогаза для подачи чистого атмосферного воздуха.
• Во время работы в помещениях необходимо контролировать уровень кислорода. Если показания измерительных приборов опустились ниже уровня 20% кислорода в атмосфере, то работы нужно приостановить, а помещение проветрить.

Аргонодуговая сварка понижает мужское здоровье

Это миф, широко распространенный среди любителей и начинающих сварщиков. Он порожден неосведомленностью в области технологии сварочного процесса в защитной среде. Основной причиной появления мифа стало применение в работе слабого радиоактивного металла, каким является оксид тория. Используется он в процессе заточки вольфрамового электрода. Но его уровень радиоактивности существенно ниже допустимых норм. Поэтому воздействовать разрушающе на организм человека он не может в принципе.

Чтобы не иметь никаких оснований для беспокойства и быть уверенным в безопасности при выполнении сварочных работ, следует придерживаться простых правил безопасности. А именно:

• надевать респиратор;
• работать с активной вытяжкой;
• хранить не больше 3 кг ториево-вольфрамовых электродов в одном месте.

Вольфрамовая пыль состоит из очень мелких частиц, которые, попадая внутрь, раздражают стенки дыхательных путей. Радикального влияния на здоровье они не оказывают, но лучше полностью обезопасить себя, одев респиратор.

TIG-сварка «капризна» в работе

Большинство реализуемых на отечественном рынке аппаратов имеют множество разнообразных настроек и регулировок. Больше, чем установки для ручной дуговой сварки (ММА) или полуавтоматы (MAG). По этой причине сварщика для работы на ТИГ-устройствах предварительно нужно пройти специальную подготовку. Это должен быть или опытный специалист высшего разряда или же сварщик, имеющий соответствующую специализацию. Важно, чтобы работник смог правильно настроить установку, использовать все ее возможности и сформировать прочное, эстетичное и долговечное соединение.

Для сварочного процесса каждый работник должен:

1. Выбрать оптимальный сварочный ток.
2. Установить оптимальные настройки для выполнения конкретной работы.
3. Правильно выбрать диаметр электрода в зависимости от тока и материала.
4. Подобрать присадочный пруток, максимально соответствующий металлу или его сплаву.
5. Определить с выбором инертного газа. В сварочных работах может применяться чистый гелий или же его смеси.

При условии соблюдения всех этапов и требований, специалист сможет соединить металлические заготовки любого размера или состава. Аргоновая сварка по праву считается универсальной. Используется она нечасто в силу большой материалоемкости процесса.

Достоверные факты

TIG-инвертор оснащен большим количеством настроек

Оборудование дает возможность качественно соединять большой ассортимент стали – низко-, средне- и высоколегированной. Каждый материал обладает определенными физико-химическими особенностями, что обуславливает необходимость индивидуального подхода при сварке. На выбор параметров также влияет толщина материала и целый ряд других факторов. Важно выбрать оптимальные настройки, а именно эту возможность предоставляет рассматриваемое оборудование.

Газопроводящие магистрали должны быть целыми

Для создания качественного и красивого сварного шва требуется постоянное давление инертного газа. Помимо этого, целая магистраль исключает утечку дорогостоящего расходного материала. Нужно учесть и тот факт, что утечка инертного газа может спровоцировать нештатную ситуацию на рабочем месте.

Прототипом TIG-инвертора послужила вольфрамовая нить

Американский ученый Ирвинг Ленгмюр в 1916 году опытным путем установил, что вольфрамовая нить лучше проводит заряд, если ее поверхность покрыта оксидом тория. Именно это открытие стало основой для создания в будущем вольфрамовых электродов. Они успешно применяются в аргонодуговой сварке и по сегодняшний день.

Инвертор ТИГ нуждается в уходе

Конструкция аппарата включает большое количество мелких деталей, плат и других элементов. При работе генерируется большое количество пыли и мелких частиц металла. Они оседают не только на корпус устройства, но и на расположенные внутри узлы. Проникает пыль через вентиляционные и другие технологические отверстия кожуха.

Будет хорошо, если выработается привычка после работы очищать аппарат от грязи. Для этого можно использовать сжатый воздух. Постоянно необходимо следить за целостностью подающих газ рукавов и питающих кабелей; исправностью держателя и горелки.

что это такое? Технология и режимы работы ТИГ-сварки

0

Опубликовано: 27.03.2017

Без сварочных работ трудно себе представить авиацию, космос, машиностроение и строительство, востребована сварка и в быту. Самые разнообразные способы соединения металлов и их сплавов широко используются в настоящее время, и отдельное место здесь занимает недорогой, но эффективный метод TIG-сварки. Мы проведём обзор способов работы, технологий и металлов, которые свариваются этим методом. Отдельное внимание следует уделить аппаратуре, оборудованию и расходным материалам, а также принципам работы в среде защитного инертного газа.

Оглавление:

• Преимущества и недостатки аргонодуговой сварки
• Состав оборудования и область применения сварки TIG
• Режимы работы и технология сварки TIG
• Заключение

Преимущества и недостатки аргонодуговой сварки

Одним из методов сварки металлов является ММА, при котором работа производится плавящимися покрытыми электродами, переменным или постоянным (AC/DC) выходным током. Кроме того, широко используется полуавтоматическая сварка MIG/MAG в среде защитного или активного газа. Следующей, промежуточной по ценовой категории, является TIG сварка, которую иначе называют аргонодуговым методом. В нём процесс сварки металлов дугой короткого замыкания производится неплавким вольфрамовым электродом в среде защитного газа, препятствующего окислению на открытом воздухе.

В качестве источника АС/DC-тока используется сварочный инвертор, оснащённый евроразъёмом, через который подаётся газ и выходной ток к горелке, а также проходят управляющие сигналы. В отличие от метода MIG, где электродом служит подвижная проволока, в сварке TIG используется тугоплавкий электрод из вольфрама с высокой температурой плавления. Через горелку с сеткой подаётся газ, а затем с задержкой в 1 секунду — напряжение. Это делается для того, чтобы сварка начиналась в среде защитного газа, который подаётся под давлением и будучи тяжелее воздуха препятствует окислению заготовок.

Лучше понять, что такое TIG-сварка, поможет оценка достоинств и недостатков данного способа соединения металлов, особенно в сравнении с методами MMA и MIG. К преимуществам аргонодуговой сварки относятся следующие параметры:

1. возможность работать как с тонкостенными деталями, так и с заготовками значительной толщины;
2. работа в AC/DC-режимах;
3. широкие диапазоны регулировки параметров сварочного тока;
4. использование негорючих газов, что повышает безопасность работ;
5. тугоплавкие электроды многоразового использования;
6. надёжный, цанговый зажим горелки для сменных электродов различной толщины;
7. наличие осциллятора для улучшенного розжига дуги;
8. возможность работы с прямой и обратной полярностью.

У этого метода есть и определённые недостатки, которые не оказывают существенного влияния на рабочий процесс. Они заключаются в следующем:

• невысокая скорость сварки по сравнению с другими методами;
• необходимость работы в закрытых помещениях, чтобы исключить перерасход газа;
• малая мобильность;
• ручная подача сварочной проволоки.

Состав оборудования и область применения сварки TIG

Каждый вид сварки имеет своё предназначение, преимущества и недостатки, а также набор необходимого оборудования и расходных материалов для качественного поведения работ с наилучшим результатом. В перечень оборудования для сварки TIG входят следующие компоненты:

• инвертор ММА+TIG с переходником для газовой смеси и евроразъёмом, с регулировкой выходных параметров, с входным питанием АС 220/380 В и током от 10 А до 180 А;
• еврорукав, используемый для подачи инертного газа, управляющих сигналов и сварочного тока;
• шланги подачи газа от баллонов;
• баллоны, снабжённые редукторами и манометрами;
• горелка с кнопкой управления и цанговым зажимом вольфрамового электрода;
• сварочная или присадочная проволока, по составу близкая к рабочему материалу;
• инертный газ или его смесь с СО₂ для создания защитной среды в сварочной ванночке;
• тугоплавкие вольфрамовые электроды.

Сварка tig применяется в промышленности, строительстве и бытовых нуждах. Большие возможности метода позволяют использовать его при сварке не только различных металлов, но и их сочетаний, а также сплавов. Постоянным и переменным импульсным током можно сплавлять следующие материалы:

• конструкционные и углеродистые стали;
• различные сплавы алюминия;
• сталь нержавеющую, в том числе для санитарно-гигиенических и пищевых нужд;
• сплавы титана;
• медь, латунь и бронзу, а также их сочетания;
• оцинкованный металл и никелированные поверхности.

Для обеспечения хорошего качества сварки нужно следить за чистотой вольфрамового электрода и регулярно его затачивать, поскольку от него в большей степени зависит толщина и чистота шва, выполненного методом ТИГ.

Режимы работы и технология сварки TIG

Металлы и сплавы в зависимости от физико-химических свойств свариваются в разных режимах работы источника тока. Причиной этому является тугоплавкость окисной плёнки или толщина заготовок. На разнообразных режимах сварки достигается необходимая глубина провара применительно к конкретной задаче и определённому металлу. Методу ТИГ доступны следующие режимы работ:

• способ с применением постоянного тока (DC) различной полярности;
• работа на переменном выходном, высокочастотном токе (AC) с использованием различных вольтамперных характеристик для щадящего воздействия на детали;
• способ бесконтактного высоковольтного розжига дуги с помощью осциллятора, формирующего разряд.

Постоянный ток используется при сварке сплавов алюминия и магния с обратной полярностью, что обеспечивает хорошие прочностные характеристики сварочного шва и позволяет разрушить тугоплавкую оксидную плёнку на поверхности заготовок. Кроме того, используется соответствующие сварочные прутки, которые подаются в зону плавления вручную поступательными движениями. Остальные виды металлов свариваются постоянным током прямой полярности с присадочной проволокой и подбором силы тока.

Работа с использованием переменного тока называется импульсной сваркой, поскольку разогрев металла происходит на пиковых значениях высокочастотных колебаний. При базовых показаниях силы тока нагрев заготовок снижается, что не допускает перегрева (особенно тонкостенного) металла. Тугоплавкий электрод необходимо держать под углом, близким к 90^о, но с наклоном в сторону направления сварочного процесса без поперечных движений, а пруток подавать лёгкими поступательными колебаниями в сварочную ванночку.

Осциллятор путём подачи на заготовки высоковольтного слаботочного напряжения позволяет осуществить розжиг дуги бесконтактным способом, что предотвращает загрязнение рабочей поверхности электрода. Что касается инертного аргона, то он выпускается высшей и первой степени очистки и часто используется в смеси с гелием. Это сочетание позволяет достигать наилучшего результата, но иногда аргон используется в смеси с углекислым газом для экономии.

Заключение

Мы постарались максимально подробно рассказать о ТИГ-сварке и её применении при работе с различными металлами и в режимах постоянного и переменного тока. Метод требует затрат и определённой квалификации, но овладев им, вы получите универсальный способ соединения самых разнообразных деталей и возможности ремонта металлоизделий разной толщины.

Сергей Одинцов

tweet

Что такое сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (GTAW или TIG)?

Профессиональные знания 6

Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG), также известная как дуговая сварка вольфрамовым электродом в газе (GTAW), представляет собой процесс дуговой сварки, при котором сварка производится неплавящимся вольфрамовым электродом.

Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG) быстро завоевала успех в 1940-х годах для соединения магния и алюминия. Используя защитный экран из инертного газа вместо шлака для защиты сварочной ванны, этот процесс стал очень привлекательной заменой газовой и ручной дуговой сварки металлическим электродом. TIG сыграл важную роль в принятии алюминия для высококачественной сварки и конструкционных применений.

 

Нажмите здесь, чтобы посмотреть наши последние технические подкасты на YouTube .

 

Характеристики процесса

В процессе сварки TIG дуга образуется между заостренным вольфрамовым электродом и заготовкой в ​​инертной атмосфере аргона или гелия. Небольшая интенсивная дуга, создаваемая заостренным электродом, идеальна для высококачественной и точной сварки. Поскольку электрод не расходуется во время сварки, сварщику TIG не нужно уравновешивать подвод тепла от дуги по мере того, как металл осаждается плавящимся электродом. Когда требуется присадочный металл, его следует добавлять в сварочную ванну отдельно.

Источник питания

Сварка ВИГ должна выполняться с падающим источником постоянного тока — постоянного или переменного тока. Источник питания постоянного тока необходим, чтобы избежать слишком высоких токов при коротком замыкании электрода на поверхность заготовки. Это может произойти как преднамеренно во время зажигания дуги, так и непреднамеренно во время сварки. Если, как при сварке MIG, используется источник питания с плоской характеристикой, любой контакт с поверхностью заготовки может привести к повреждению наконечника электрода или сплавлению электрода с поверхностью заготовки. В постоянном токе, поскольку тепло дуги распределяется примерно на одну треть на катоде (отрицательном) и на две трети на аноде (положительном), электрод всегда имеет отрицательную полярность, чтобы предотвратить перегрев и плавление. Однако альтернативный источник питания с подключением электрода постоянного тока положительной полярности имеет то преимущество, что при нахождении катода на заготовке поверхность очищается от оксидных загрязнений. По этой причине переменный ток используется при сварке материалов с прочной поверхностной оксидной пленкой, таких как алюминий.

Запуск дуги

Сварочную дугу можно зажечь, царапая поверхность, образуя короткое замыкание. Только при устранении короткого замыкания будет протекать основной сварочный ток. Однако существует риск того, что электрод может прилипнуть к поверхности и вызвать вольфрамовое включение в сварном шве. Этот риск можно свести к минимуму, используя метод «подъемной дуги», при котором короткое замыкание формируется при очень низком уровне тока. Наиболее распространенным способом запуска дуги TIG является использование ВЧ (высокой частоты). HF состоит из искр высокого напряжения в несколько тысяч вольт, которые длятся несколько микросекунд. ВЧ-искры вызывают разрушение или ионизацию зазора между электродом и заготовкой. После образования электронно-ионного облака ток может течь от источника питания.

Примечание. Поскольку ВЧ создает аномально высокое электромагнитное излучение (ЭМ), сварщики должны знать, что его использование может вызвать помехи, особенно в электронном оборудовании. Поскольку ЭМ-излучение может распространяться по воздуху, как радиоволны, или передаваться по силовым кабелям, необходимо соблюдать осторожность, чтобы не создавать помех системам управления и приборам вблизи места сварки.

HF также важен для стабилизации дуги переменного тока; в переменном токе полярность электродов меняется на противоположную с частотой около 50 раз в секунду, в результате чего дуга гаснет при каждом изменении полярности. Чтобы обеспечить повторное зажигание дуги при каждой смене полярности, в зазоре между электродом и заготовкой генерируются высокочастотные искры, совпадающие с началом каждого полупериода.

Электроды

Электроды для сварки постоянным током обычно изготавливаются из чистого вольфрама с содержанием тория от 1 до 4% для улучшения зажигания дуги. Альтернативными добавками являются оксид лантана и оксид церия, которые, как утверждается, обеспечивают превосходные характеристики (поджиг дуги и меньший расход электрода). Важно выбрать правильный диаметр электрода и угол наклона кончика для уровня сварочного тока. Как правило, чем меньше ток, тем меньше диаметр электрода и угол наклона. При сварке переменным током, поскольку электрод будет работать при гораздо более высокой температуре, для уменьшения эрозии электрода используется вольфрам с добавкой диоксида циркония. Следует отметить, что из-за большого количества тепла, выделяемого на электроде, трудно сохранить заостренный наконечник, и конец электрода принимает сферический или «шаровидный» профиль.

Защитный газ

Защитный газ выбирается в зависимости от свариваемого материала. Следующие рекомендации могут помочь:

• Аргон — наиболее часто используемый защитный газ, который можно использовать для сварки широкого спектра материалов, включая стали, нержавеющую сталь, алюминий и титан.
• Аргон + от 2 до 5 % h3 — добавление водорода к аргону немного восстановит газ, что поможет получить более чистые сварные швы без окисления поверхности. Поскольку дуга более горячая и более сжатая, это позволяет использовать более высокие скорости сварки. Недостатки включают риск водородного растрескивания в углеродистых сталях и пористость металла шва в алюминиевых сплавах.
• Гелий и смеси гелия/аргона — добавление гелия в аргон повысит температуру дуги. Это способствует более высокой скорости сварки и более глубокому проплавлению шва. Недостатками использования гелия или смеси гелия и аргона являются высокая стоимость газа и трудности с запуском дуги.

Приложения

Сварка ВИГ применяется во всех отраслях промышленности, но особенно подходит для высококачественной сварки. При ручной сварке относительно небольшая дуга идеальна для тонколистового материала или контролируемого провара (в корневом шве трубных швов). Поскольку скорость наплавки может быть довольно низкой (с использованием отдельного присадочного стержня), MMA или MIG могут быть предпочтительнее для более толстого материала и для заполняющих проходов в сварных швах толстостенных труб.

Сварка ВИГ также широко применяется в механизированных системах как в автогенном режиме, так и с присадочной проволокой. Однако имеется несколько готовых систем для орбитальной сварки труб, используемых при производстве химических установок или котлов. Системы не требуют манипулятивных навыков, но оператор должен быть хорошо обучен. Поскольку сварщик в меньшей степени контролирует поведение дуги и сварочной ванны, необходимо уделять особое внимание подготовке кромок (механической, а не ручной), подгонке стыка и контролю параметров сварки.

Эта статья о вакансиях была первоначально опубликована в журнале Connect в марте 1995 года. Она была обновлена, поэтому веб-страница больше не отражает точно печатную версию.

Что такое сварка ВИГ (GTAW) и как она работает

Процесс сварки ВИГ представляет собой очень сложный, точный и универсальный метод дуговой сварки, который соединяет практически все металлы.

Другими словами, сварка TIG просто невероятна. Но это также очень сложно.

В этой статье вы узнаете, что такое сварка TIG, как она работает, ее области применения и с чего начать. Кроме того, мы сравним его со сваркой MIG, обсудим карьеру сварщика TIG и поделимся важными плюсами и минусами этого процесса сварки.

Что такое сварка TIG?

TIG, или вольфрамовый инертный газ, использует нерасходуемый вольфрамовый электрод для создания дуги и соединения металла. Это требует использования защитного газа, чаще всего чистого аргона или аргона, смешанного с гелием.

В этом процессе сварки используется постоянный ток («DC») и переменный ток («AC») в зависимости от соединяемого металла.

Американское общество сварщиков (AWS) классифицирует сварку TIG как «дуговую сварку вольфрамовым электродом в среде защитного газа», но обычно используется аббревиатура «GTAW». Первоначально процесс назывался «гелиарк», но в настоящее время этот термин встречается редко. Подробнее о гелиаруговой сварке можно прочитать здесь.

Уникальными аспектами сварки TIG являются отсутствие физического контакта между электродом и металлическими деталями, а также то, что электрод не расходуется в процессе. В результате дуга становится стабильной и чистой, а сварные швы выглядят эстетично.

Электроды, используемые в других процессах дуговой сварки, физически взаимодействуют с металлом и могут содержать различные флюсы, что приводит к разбрызгиванию и меньшему контролю над сварочной дугой.

Как работает сварка TIG?

Сварка ВИГ осуществляется путем плавления основного металла с помощью электрической дуги, образующейся между вольфрамовым электродом и заземленным металлом (рабочий зажим замыкает цепь).

Давайте разберемся…

Вольфрамовый электрод

Металлический вольфрам плавится при гораздо более высоких температурах (3422°C), чем такие металлы, как сталь (1371-1540°C) и алюминий (660°C). Таким образом, вольфрамовый электрод легко переносит высокую температуру, поскольку он направляет электрическую дугу в сварочную ванну. Кроме того, по мере того, как вольфрам нагревается, эмиссия электронов улучшается и создает еще более стабильную и чистую дугу.

Вы можете формировать сварочную дугу и ширину конуса, затачивая кончик вольфрамового электрода до заострения. Этот металл легко формуется и хорошо сохраняет нужную форму. Вы можете изменить подачу и концентрацию тепла, адаптировав форму вольфрамового наконечника, что является очень полезным аспектом сварки TIG.

На изображении показано, как форма кончика электрода влияет на профиль сварного шва.

Присадочный металл

В процессе сварки ВИГ можно соединять металлы с присадочным металлом или без него. Сварочная дуга, исходящая от вольфрамового электрода, плавит два основных металла и сплавляет их. Однако для получения прочных соединений обычно требуется присадочный металл.

Добавление присадочного металла является одним из сложных аспектов GTAW. Вы должны добавить присадочный металл, вводя присадочную проволоку в сварочную ванну одной рукой, а другой рукой управляя горелкой TIG.

Прикосновение к вольфраму присадочным металлом загрязняет электрод, что требует остановки и повторной заточки вольфрамового наконечника. Таким образом, добавление присадочного металла является сложной задачей, поскольку вольфрамовый наконечник и наконечник присадочной проволоки должны располагаться близко друг к другу и двигаться в одном направлении, не касаясь друг друга.

Защитный газ

Как следует из названия, процесс сварки «вольфрамовым инертным газом» требует использования инертного защитного газа для защиты вольфрамового электрода и расплавленного металла от окисления. Инертные газы не вступают в реакцию с материалами, используемыми для сварки. Эта защита необходима, поскольку она обеспечивает чистую и стабильную среду для дуги и расплавленного металла в стыке.

Двумя наиболее часто используемыми защитными газами для сварки TIG являются аргон и гелий. Аргон почти идеален и выполняет свою работу за 99% случаев. Однако вы можете столкнуться с задачами, в которых смесь гелия с аргоном может улучшить проникновение. Просто знайте, что это жертвует некоторой стабильностью дуги.

Где используется сварка TIG?

Газовая вольфрамовая дуговая сварка обычно используется для точных сварных швов и соединения экзотических металлов, таких как нержавеющая сталь, алюминий, хромомолибден, никелевые сплавы и магний. Однако он также используется для сварки обычной низкоуглеродистой стали, если качество соединения должно быть абсолютным. В остальном сварка MIG больше подходит для низкоуглеродистой стали, поскольку она быстрее и проще.

Процесс сварки TIG позволяет полностью контролировать подачу тепла и сварочную дугу. Современные источники питания TIG поддерживают импульсную сварку TIG, и вы можете изменить баланс переменного тока, частоту, форму волны и индивидуальную выходную силу тока для частей DCEN и DCEP переменного тока. Кроме того, ножная педаль позволяет регулировать выходную силу тока в режиме реального времени во время сварки.

Для профессиональной сварки тонких заготовок, особенно экзотических материалов, необходим точный контроль температуры. Например, нержавеющая сталь сохраняет тепло, что приводит к осаждению углерода, что быстро разрушает ее коррозионную стойкость. Но если вы используете импульсную сварку TIG, вы можете контролировать тепловложение и получать идеальные сварные швы из нержавеющей стали.

Сварка алюминия и магния

Некоторые материалы, такие как алюминий или магний, можно сваривать только методом TIG, если вы хотите получить максимальное качество соединения. Сварка алюминия методом MIG также работает хорошо, но сварка TIG на переменном токе является ведущей. Это связано с тем, что DCEP полностью удаляет поверхностные оксиды, в то время как DCEN позволяет им проникать в материал. Источники питания для сварки MIG не могут обеспечить полный контроль, как сварочные аппараты TIG.

На изображении показано, как переменный ток чередуется между DCEP и DCEN и как DCEP разрушает оксиды, в то время как DCEN проникает в металл.

Вы можете идеально настроить дугу для конкретного изделия из алюминия или магния, используя баланс переменного тока и контроль амплитуды (индивидуально изменяя выходную силу тока DCEN и DCEP). Это требует опыта, потому что вы должны оценить степень поверхностных оксидов и установить правильный баланс переменного тока и выходную силу тока для каждой полярности, чтобы соответствовать ситуации. Никакой другой процесс дуговой сварки не предлагает такого полного контроля.

Внешний вид сварного шва

Наконец, эстетика играет важную роль при выборе метода сварки. Сварка стержнем и порошковой проволокой не вариант, если вы хотите красивые сварные швы. В то время как сварка MIG может выглядеть хорошо, сварка TIG дает наилучшие результаты.

Представьте, что вы используете процесс сварки стержнями для изготовления велосипедной рамы. Это было бы катастрофой и потребовало бы обширной очистки после сварки.

Но, с другой стороны, квалифицированный сварщик TIG может сделать знаменитый валик «стопка десяти центов», который практически не требует очистки. То же самое касается ремонта кузова автомобиля, внутренней мебели или чего-либо еще, где важна эстетика.

Отличается ли сварка TIG от сварки MIG?

Сварка ВИГ сильно отличается от сварки МИГ, поскольку в процессе сварки МИГ используется плавящийся электрод, который также выступает в качестве присадочного металла. В отличие от TIG, сварка MIG основана на автоматическом механизме подачи проволоки, который проталкивает присадочную проволоку в расплавленную сварочную ванну. Но эта присадочная проволока также находится под напряжением, как и вольфрамовый электрод при сварке TIG.

Проволока MIG выталкивается из механизма подачи проволоки через кабель в горелку горелки MIG. Как только проволока касается металла, образуется дуга, которая расплавляет проволоку и основной металл. Так, в отличие от TIG, электрод становится частью соединения, и сварка без присадочного металла невозможна.

При сварке MIG также образуются брызги, поскольку дуга гаснет и снова зажигается каждый раз, когда проволока касается металла. Это происходит много раз в секунду во время типичной передачи MIG с коротким замыканием. В результате сварка MIG по своей сути не может производить эстетически привлекательные сварные швы, как процесс сварки TIG.

Однако, поскольку добавление присадочного металла в сварочную ванну автоматизировано, процесс сварки MIG намного проще освоить. Кроме того, вы можете достичь гораздо более высокой скорости сварки и повысить производительность по сравнению со сваркой TIG.

Если вы можете использовать процесс сварки MIG, сделайте это, потому что он более производительный. Вы должны использовать сварку TIG, когда качество соединения имеет первостепенное значение, при сварке экзотических материалов или если важна эстетика сварного шва.

Родственные : сварка TIG и MIG – основные отличия

Что нужно для сварки TIG?

Оборудование для сварки TIG дороже, чем оборудование для сварки MIG или дуговой сварки. На рынке есть доступные сварочные аппараты для сварки TIG, но они не предлагают все ранее обсуждавшиеся функции для управления дугой.

В состав необходимого оборудования для сварки ВИГ входят:

• Сварочный аппарат ВИГ – самая дорогая часть установки. Сварочный аппарат TIG должен поддерживать выход переменного тока TIG для сварки алюминия.
• Вольфрамовый электрод – чаще всего используются стержни из лантана, церия, тория и чистого вольфрама. Торированный вольфрам радиоактивен, но лантан — отличная и безопасная замена.
• Присадочные стержни – используйте ER70S-6 для обычной мягкой стали, ER308 для стандартных нержавеющих сталей серий 200 и 300 и ER4043 для большинства применений с алюминием.
• Баллон с защитным газом – Покупайте и заправляйте, не арендуйте. Так дешевле. Прочтите наше руководство по размерам баллонов с защитным газом здесь или просто приобретите баллон с аргоном 80CF, который отлично подходит для большинства работ и рабочих нагрузок.
• Сварочная маска . Капюшон должен быть рассчитан на малую силу тока TIG, если сварка тонких материалов требует пуска с малой силой тока.
• Перчатки — не используйте сверхпрочные перчатки для сварки MIG или дуговой сварки. Используйте легкие, гибкие перчатки из козьей кожи, предназначенные для TIG.
• Ножная педаль – позволяет регулировать выходную силу тока в режиме реального времени, но не все сварочные аппараты поддерживают подключение ножной педали.

Вам также нужно запастись терпением. Обучение сварке TIG требует практики, большого количества времени и практического опыта. Не расстраивайтесь, если вам не удастся воссоздать первоначальные сварные швы, опубликованные популярными сварщиками в социальных сетях.

Никто не может по-настоящему освоить сварку TIG. Мы все просто вместе для поездки. Спросите любого профессионала, и все они скажут, что все еще учатся.

Но, немного потренировавшись, вы сможете делать красивые, ровные сварные швы в плоском горизонтальном положении. По мере накопления опыта вы сможете сваривать более сложные соединения и работать с экзотическими материалами.

Плюсы и минусы сварки TIG

Преимущества GTAW:

• Максимальное качество соединения
• Сварка почти всех материалов
• Идеально подходит для тонких заготовок
• Низкая вероятность загрязнения сварного шва
• Сварка с присадочным металлом или без него
• Без брызг и дыма
• Не требует флюса или шлака
• Позволяет сваривать во всех положениях
• Максимальный контроль дуги и тепловложения
• Обеспечивает превосходную видимость дуги и сварочной ванны
• ВИГ делает самые красивые сварные швы

Недостатки GTAW:

• Это сложный процесс для изучения
• Сварка ВИГ является медленным процессом, который снижает производительность
• Небольшие ошибки в скорости перемещения, выходной силе, настройках импульса или подготовке вольфрама могут значительно ухудшить качество сварки
• Сварка на открытом воздухе приводит к выбросу защитного газа
• Дорогостоящее оборудование

Карьера в сварке TIG

Лучшие рабочие места для квалифицированных сварщиков TIG находятся в аэрокосмической и трубопроводной отраслях. Однако работы с трубопроводом часто выполняются в суровых условиях. Итак, если вы можете ремонтировать самолеты, у вас будут лучшие условия труда.

Другие отрасли промышленности включают производство, сварку конструкций, производство продуктов питания и напитков, а также нефтегазовую промышленность. Все это требует наличия квалифицированных операторов TIG для соединения экзотических сплавов и выполнения сложных соединений. Чтобы получить высокооплачиваемую работу по сварке TIG, вам необходимо быть сертифицированным сварщиком TIG.

Мы рекомендуем поступить в школу сварщиков, например Tulsa, Lincoln Electric или Hobart. Вы не только будете учиться у лучших, но и ваши инструкторы по сварке и консультанты по вопросам карьеры помогут вам найти хорошую работу, как только вы получите документы.

Wrapping It

Сварка ВИГ — лучший метод дуговой сварки для получения высококачественных и красивых сварных швов. Благодаря неплавящемуся электроду, который точно направляет дугу, и многочисленным функциям, предлагаемым современным оборудованием для сварки TIG, вы можете точно настроить дугу и подачу тепла в соответствии с вашими потребностями.