Виды сварочного оборудования

Для аргонной сварки используются четыре вида оборудования.

1. Ручная (показана на видео) – это когда сварщик собственными руками держит и горелку, и присадочную проволоку.

2. Механизированный вариант – сварщик держит горелку, а проволока подается механизированным способом.

3. Автоматическая сварка аргонодуговая – сварщик отсутствует, его заменяет оператор, который следит за процессом, потому что и подача горелки, и подача присадочной проволоки происходит в автоматическом режиме.

4. Роботизированный сварочный процесс. Задается программа, которая полностью отвечает за проводимый процесс.

Самое важное достоинство аргонодуговой сварки – это возможность сваривать детали тех металлов, которые другими способами соединить невозможно. И в быту такие ситуации встречаются нередко, к примеру, стыковка труб из нержавейки. Обязательно посмотрите видео на этой странице сайта.

Сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в защитном газе

Схема процесса сварки неплавящимся электродом

Сварку в защитных газах можно выполнять неплавящимся электродом (рис. 7.3), при этом дуга горит между неплавящимся электродом и изделием. Электрод в процессе сварки не расплавляется и не попадает в шов. Дуга, передвигаемая вдоль свариваемых кромок, оплавляет их. По мере удаления дуги расплавленный металл затвердевает, образуя шов, соединяющий кромки детали.

Основными параметрами процесса ручной аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом являются: ток дуги, расход защитного газа и скорость сварки.

Охлаждающая жидкость (холодная)

Рис. 7.3. Схемы процессов сварки неплавящимся электродом в защитных газах

Дуговой сваркой вольфрамовым электродом можно сваривать разные типы соединений в различных пространственных положениях. Применение этого способа целесообразно для соединения металла толщиной до 5...6 мм. Однако его можно использовать и для сварки металла большей толщины. Сварку выполняют без присадочного металла, когда шов формируется за счет расплавления кромок, и с присадочным металлом, подаваемым в зону дуги в виде сварочной проволоки. Как правило, сварку ведут при напряжении дуги 22...34 В, при этом длина дуги должна быть 1,5... 3 мм. Вылет конца электрода из сопла не должен превышать 3...5 мм, а при сварке угловых швов и стыковых с разделкой — 5...7 мм.

Ручную сварку металла толщиной до 10 мм выполняют левым способом (рис. 7.4). Поток защитного газа должен надежно охватывать всю область сварочной ванны и разогретую часть присадочной проволоки. При уменьшении толщины свариваемого металла угол между горелкой и изделием уменьшают. Для сварки материала толщиной свыше 10 мм следует применять правый способ сварки, а угол между горелкой и изделием должен быть близким к 90°. Такое положение горелки относительно изделия

Рис. 7.4. Схемы газовых потоков в зоне сварки: а — центрального; б — бокового; в — двух концентрических;

1 — электрод; 2 — защитный газ; 3,4— наружный и внутренний потоки защитного газа

рекомендуется и при сварке угловых соединений. Проволоку вводят не в столб дуги, а сбоку, и выполняют ею возвратно-поступательные движения при сварке тонколистового металла. При сварке многослойных швов отдельные валики рекомендуется выполнять не на всю ширину разделки.

При сварке неплавящимся вольфрамовым электродом отсутствует перенос расплавленного металла через дуговой промежуток. Это облегчает условия горения дуги и ее более высокую стабильность.

Присадочный металл по мере необходимости подается в головную часть сварной ванны. Сварщик вручную контролирует перемещение сварочной горелки и подачу проволоки. В отличие от сварки плавящимся электродом скорость плавления присадочного металла не связана жесткой зависимостью с величиной сварочного тока. Количество присадочного металла, подаваемого в ванну, выбирают из условия обеспечения требуемой доли участия присадочного металла в образовании шва. При сварке стыковых соединений без разделки кромок присадочный металл необходим в основном для создания выпуклости шва.

Основной недостаток процесса — низкая производительность. Другой недостаток — необходима большая практика и высокая квалификация сварщика. К недостаткам процесса сварки неплавящимся вольфрамовым электродом по сравнению со сваркой покрытым электродом относится необходимость применения дополнительных защитных мер против световой и тепловой радиации дуги.

Сварка неплавящимся вольфрамовым электродом производится на прямой полярности (минус на электроде). При установившейся дуге поток электронов движется от отрицательного электрода горелки к положительному электроду (детали), а поток положительно заряженных ионов — к электроду. При сварке на обратной полярности примерно 70 % тепла сконцентрировано на аноде и значительная часть этого тепла передается в зону сварки.

Прямая полярность позволяет получить узкую, сконцентрированную дугу, обеспечивающую глубокое проплавление и большую скорость сварки. Электрод получает меньшую часть тепловой энергии дуги и будет иметь меньшую температуру, чем при сварке на переменном токе или при сварке на обратной полярности, что, в свою очередь, позволяет уменьшить диаметр вольфрамового электрода и снизить расход защитного газа.

При обратной полярности поток электронов также движется от отрицательного электрода к положительному, но в данном случае от изделия к электроду. Следовательно, больше тепла сконцентрировано в дуге около вольфрамового электрода. Поскольку электрод получает значительно больше тепла при сварке на обратной полярности, чем на прямой, для предотвращения перегрева электрода приходится использовать электроды увеличенного диаметра и уменьшать сварочный ток. Свариваемая деталь при сварке на обратной полярности получает меньше тепла и как результат — меньшая глубина проплавления.

Некоторые цветные металлы, например алюминий и магний, быстро образуют на поверхности оксидную пленку. Прежде чем сваривать алюминий, необходимо удалить оксидную пленку, температура плавления которой значительно выше температуры плавления основного металла. Удаление оксидной пленки может производиться механически, например щетками, или химически — травлением, но, как только пленка удалена, металл снова начинает окисляться, затрудняя сварку.

Оксидную пленку с поверхности металла во время сварки на обратной полярности может удалять сама дуга. Положительно заряженные ионы, которые, двигаясь от основного металла изделия к электроду при сварке на прямой полярности, теперь двигаются от электрода к изделию. Ударяясь с достаточной силой о поверхность изделия, они дробят и расщепляют хрупкую оксидную пленку, проводя тем самым очистку поверхности.

Дуга обратной полярности обладает важным технологическим свойством: при ее воздействии на поверхность свариваемого металла происходит очистка поверхности металла, удаление поверхностных оксидов. Процесс удаления поверхностных оксидов получил название катодного распыления (катодной очистки). Указанное свойство используют при сварке переменным током алюминия, магния, бериллия и их сплавов, имеющих на поверхности прочные оксидные пленки. Удаление пленки происходит в полупериод с обратной полярностью сварочного тока, когда свариваемое изделие является катодом. Таким образом, при сварке вольфрамовым электродом на переменном токе реализуются преимущества дуги прямой и обратной полярностей и обеспечиваются устойчивость электрода и разрушение поверхностных оксидов на изделии.

Основным требованием для зажигания и горения дуги является ионизация газа в дуговом промежутке. Ионизированный газ является хорошим проводником электрического тока. Ионизацией называется процесс, при котором из нейтральных атомов и молекул образуются положительные и отрицательные ионы.

Ионизацию можно произвести, если приложить к электродам высокое напряжение, тогда имеющиеся в газе (в малом количестве) свободные электроны будут разгоняться электрическим полем и, получив большие энергии, смогут разбить нейтральные атомы и молекулы на ионы.

Безопасность[править | править код]

Сварщик в процессе проведения работ должен пользоваться защитной спецодеждой, включая костюм сварщика, состоящий из штанов и куртки с длинными рукавами,перчаток и маски и для защиты от жёсткого ультрафиолета. В связи с тем, что при GTAW не испускается дым, который при обычной дуговой сварке является продуктами реакции флюса с кислородом воздуха и свариваемыми изделиями, то здесь при горении электрической дуги не образуется газообразных и твердых частиц (шлака); но сама дуга горит много ярче, чем при обычной дуговой сварке, подвергая оператора воздействию жёсткого ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовое излучение дуги может иметь различные уровни и длины волн, в отличие от солнечного ультрафиолета; но ввиду того, что сварщик присутствует непосредственно вблизи источника излучения, его интенсивность будет очень сильной.

Горящая дуга способна потенциально нанести вред здоровью, в том числе яркими вспышками повредить зрение (электроофтальмия) нанести повреждение коже, подобно сильному загару. Для защиты от нежелательных воздействий ультрафиолета сварщики надевают непрозрачные шлемы с темными стёклами, полностью покрывающие голову и и шею. Современные шлемы часто снабжены жидкокристаллическими самозатемняющимися (фотохромными) стёклами, которые самозатемняются под воздействием яркого света сварочной дуги. Кроме того, для защиты находящихся неподалёку рабочих и других людей от ультрафиолетового излучения сварочной дуги часто используются прозрачные сварочные экраны (щитки), изготовленные из поливинилхлоридной плёнки.^[20]

Сварщику также часто приходится иметь дело с опасными газами и макрочастицами^[21]. Несмотря на то, что в процессе сварки не испускается дыма, яркая дуга в процессе GTAW может пробить окружающий воздушный промежуток, образуя озон и оксиды азота. Озон и оксиды азота реагируют с тканью легких, из-за чего во влажной среде происходит реакция образования азотной кислоты, а также горения озона. Хотя воздействия перечисленных процессов и умеренны, однако их продолжительное воздействие, а также неоднократное периодическое воздействие могут вызвать эмфизему и отек легких, что может привести к преждевременной смерти. Поэтому необходимо контролировать параметры воздуха в помещении, где производятся работы. Точно так же дуга, благодаря её высокой температуре, может вызвать образование ядовитых газов и токсичных соединений из материалов, применяемых в целях очистки и обезжиривания места сварки. Поэтому вблизи места сварки нельзя производить операции по очистке с использованием этих агентов, а также требуется надлежащим образом обеспечить необходимую вентиляцию для защиты сварщика.^[20]