Сварка вольфрамовым электродом: особенности и преимущества


В том случае, когда к сварному шву предъявляются особенно строгие требования, касающиеся его чистоты и точности, не обойтись без аргонодуговой сварки. Такими качествами должен обладать шов, выполняемый, например, при изготовлении автомобилей. Применяемая в данной ситуации сварка вольфрамовым электродом позволяет не только выполнить все необходимые условия, но и существенно сэкономить расход подручных материалов, то есть непосредственно самих электродов.

 

Особенности вольфрамовых электродов и сварки ими.

Вольфрам – это наиболее тугоплавкий из всех применяемых для изготовления электродов металлов. Температура его плавления составляет 3422 градуса Цельсия. Вследствие этого расход электродов при выполнении аргоновой сварки сводится к минимальным значениям.

Вести такую сварку можно как в ручном, так и в полуавтоматическом или автоматическом режиме. При этом можно вообще не применять присадку, используя в качестве материала для формирования сварного шва металл с расплавляемых кромок детали. Такой подход еще больше повышает экономичность сварочных работ.

Вольфрамовые неплавящиеся электроды применяют для сварки металлических изделий, толщина которых может начинаться с 0,1 мм. Максимальная толщина в данном случае не ограничена.

 

Вольфрамовые электроды для сварки в среде защитного газа

 

Одним из главных условий получения качественного и точного сварного шва является тщательная подготовка кромок и сборка свариваемых деталей. Особенно важно это в том случае, если ведется соединение заготовок из тонколистового металла. Здесь необходимо произвести предварительную сборку изделия с помощью прихваток, выполняемых тем же вольфрамовым электродом. При промышленном производстве в этом случае обычно используются специальные сборочные станки.

Еще одно важное условие – это вытеснение воздуха из зоны сварки. Для этого работы ведутся в среде защитных газов (чаще всего аргона). Количество необходимого газа зависит от многих факторов: от толщины металла, от его химического состава, от размера свариваемых деталей, от типа сварного соединения. Кроме того, на расход газа влияет и скорость сварки – чем быстрее она ведется, тем более мощным должен быть защитный газовый поток. Важно, чтобы под действие аргона попадала вся сварочная ванна, а также разогретый конец присадки (если она применяется) и сам электрод.

Существенной особенностью сварки при помощи вольфрамового электрода является то, что зажигание дуги требуется производить без прикосновения его конца к металлу свариваемого изделия. Сделать это можно при помощи осциллятора. Дело в том, что в момент зажигания дуги при контакте электрода и основного металла вольфрам на его конце сплавляется с металлом, то есть появляется состав, температура плавления которого гораздо ниже, чем у чистого вольфрама. А это приводит к снижению качества сварного соединения. Также очень важно правильно выбрать сварной ток – это позволит свести к минимуму расход электрода при сварке и надолго сохранить форму заточки его конца.

 

Вольфрамовая горелка

 

Использование прямой полярности сварного тока позволяет добиться минимального нагрева вольфрама, а значит, и снизить расход электрода. Также этому способствует и аргоновая защита электрода от окисления кислородом воздуха. В результате за час работы сварщика вольфрамовый электрод уменьшается на десятые, а иногда и на сотые доли грамма. Другими словами, одного такого изделия может хватить на несколько полных рабочих смен.

 

Технологические характеристики сварки вольфрамовым электродом.

Вольфрамовый электрод с успехом применяется для сварки изделий из разных видов металлов, толщина которых варьируется от самых маленьких значений до 6-8 мм. Также допускается использование данных видов электродов и для выполнения более толстых соединений, но на практике это встречается редко. Применение в таком случае плавящихся электродов позволяет получить шов с более высокими технико-физическими характеристиками и повысить производительность труда.

Выбор технологии проведения сварки зависит от того, выполняется ли она ручным способом или в автоматическом режиме.

При ручной сварке необходимо соблюдать следующие требования:

  • сварка производится по направлению справа налево;
  • при сварке изделий небольшой толщины горелка располагается под углом в 60 градусов к поверхности свариваемого изделия;
  • если сварке подвергаются детали большой толщины, горелка располагается как при сварке угловых швов, то есть под углом в 90 градусов к поверхности детали;
  • способ ведения присадочного прутка также зависит от толщины изделия. Если речь идет о деталях из тонколистового металла, пруток вводится сбоку от столба дуги при совершении возвратно-поступательных колебаний. При сварке же значительных по толщине деталей движения прутка должны быть поступательно-поперечными.

 

Схема сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа

 

Если сварка выполняется в автоматическом или полуавтоматическом режиме, то направление выбирается таким образом, чтобы присадочный пруток шел перед дугой. При этом вольфрамовый электрод должен располагаться под углом в 90 градусов к поверхности свариваемых заготовок. Угол между электродом и присадочным прутком также должен быть прямым.

 

Отличительные черты аргонодуговой сварки алюминия вольфрамовым электродом.

Аргонодуговая сварка применяется сегодня при выполнении неразъемного соединения деталей из самых разных металлов: стали, никеля, меди, а также их сплавов. Но наибольшую популярность она получила при сварке алюминиевых изделий, особенно если речь идет об изготовлении ответственных конструкций для самолетостроения или машиностроения.

Теоретические рекомендации гласят, что сварка алюминия вольфрамовым электродом должна вестись на постоянном токе обратной полярности (с «плюсом» на электроде). Но практика показывает, что в данном случае добиться устойчивого, ровного горения дуги практически невозможно. А это приводит к тому, что кромки свариваемых деталей расплавляются недостаточно хорошо, а расход дорогостоящего вольфрамового электрода увеличивается в разы. Именно поэтому чаще всего практикующие сварщики производят работы с алюминием на переменном токе нормальной частоты.

В этом случае период сварки делится на два полупериода:

  • в одном из них ток меньше, а на электроде находится «плюс»,
  • в другом ток больше, а на электроде «минус».

 

В том полупериоде, когда электрод имеет положительный заряд, поверхность свариваемого металла очищается. Когда же электрод заряжен отрицательно, металл усиленно расплавляется, при этом нагрев самого вольфрама снижается. Свойство металла очищаться во время проведения сварки позволяет выполнять работы без применения специальных флюсов.

 

Некоторые нюансы аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом.

Одно из важных условий для получения качественного сварного соединения – это стабильная дуга. Добиться от дуги непрерывного, ровного горения помогает постоянный ток прямой полярности. При этом значения тока могут быть совсем небольшими – от 5 А, а напряжение – от 12 В. На постоянном токе производят сварку стали, меди, латуни, чугуна, титана и их сплавов.

Большое значение при сварке на постоянном токе имеет заточка вольфрамового электрода – его конец должен быть острым и четко очерченным. При промышленной сварке электроды затачивают с помощью специального оборудования – станков с алмазным кругом. При их отсутствии подойдет и обычный точильный станок или мелкозернистый круг. Заточка производится по направлению к концу электрода. При этом необходимо внимательно следить за тем, чтобы электрод в процессе подготовки не перегрелся. Превышение температуры вольфрама выше допустимых значений делает его очень хрупким – такой электрод будет просто крошиться в процессе сварки.

 

Правильная заточка электрода

 

Кроме того, для выполнения аргонодуговой сварки необходим защитный газ высокой чистоты – в нем должно содержаться не менее 99,99% аргона. В противном случае говорить о высоком качестве сварного шва не придется. Кстати, именно сварной шов поможет определить качество аргона – если газ содержит большое количество посторонних примесей, материал сварного шва будет темнеть.

Обратите внимание! Использование аргона надежно защищает изделия от появления на их поверхности в процессе сварки оксидной пленки. Но при этом оксиды, которые находились на металле изначально, аргон не удаляет. Поэтому до начала сварки необходимо тщательно зачистить кромки свариваемых заготовок.

Сварку алюминия и его сплавов, как уже упоминалось, ведут на переменном токе. Заточка электрода здесь также имеет большое значение. Правда, в этом случае электрод не оттачивается остро, как жало – достаточно немного закруглить его конец. Кроме того, перед сваркой алюминия очень важно правильно подготовить детали и точно подобрать присадочный материал. Что касается подготовки, то это, в первую очередь, зачистка и обезжиривание свариваемых поверхностей, а также снятие с них фаски, если детали выполнены из толстого металла. В качестве присадки при сварке вольфрамовым электродом алюминия может выступать как чистый алюминий (Al 99%), так и его сплавы – силумин (сплав алюминия с кремнием AlSi) или дюраль (алюминий плюс магний AlMg).

Читайте также:

Многие исполнители относятся к требованиям правил безопасности при  ведении работ, мягко говоря, несерьезно. Первоочередной задачей руководителя любого уровня является постоянный контроль за соблюдением сварщиком этих правил.

Работа сварщика считается одним из самых опасных видов работ. Специалистам приходится иметь дело со сжатым воздухом, горючими и негорючими газами, электрическим током. Для того, чтобы свести риск получения травмы к минимуму необходимо знать особенности различных видов сварочного оборудования, соблюдать технологию работы и всегда при работе использовать средства защиты.

Эта статья в подробностях ознакомит вас с такой важной частью работы, как техника безопасности при работе с металлами. Это очень важная и необходимая рабочим информация, незнание которой может привести к тяжёлым последствиям. Ни в коем случае не следует начинать работу с металлами, не ознакомившись и не поняв технику безопасности.

Рекомендовано: