Сварка TIG

Технология TIG (Tungsten Inert Gas) - это ручная сварка неплавящимся электродом из вольфрама в аргоновой защитной среде.

Описание процесса

Вольфрамовый электрод - главная деталь. Он плавится при температуре около 3500 град С, за счет чего может соединять большинство металлов: нержавейку, медь, алюминий и т.д. Он считается неплавящимся, поэтому, чтобы получить аккуратный шов, его надо время от времени затачивать. Данный электрод вставляется в горелку по центру при помощи фиксирующей цанги. Тыльный его конец, выступающий из задней части горелки, прячется под колпачком, чтобы случайно не замкнул на массу.

Керамическое сопло горелки сконструировано так, что электрод находится в центре, а по периферии, вокруг него, подается аргон. Тяжелый инертный газ защищает сварочную ванну от более легкого атмосферного кислорода. Без протектора воздух, попавший в зону дуги, образует оксидную пленку, а сам шов, после кристаллизации, получается пористым.

Оборудование

Для TIG сварки нужны:

• Источник тока (инвертор или выпрямитель).
• Осциллятор.
• Система охлаждения (для толстого металла).
• Газовый баллон с редуктором для понижения давления.
• Горелка с соплами и цангами.
• Электроды из вольфрама.
• Присадочная проволока.
• Массовый зажим.
• Кабели и шланги.

Присадочный пруток делается из того же металла, что и соединяемые заготовки. Горелки применяются двух типов. Первая, для тонких листов, остывает самостоятельно. Вторая, для толстых (3 мм и более), выполнена с каналом для охлаждающей жидкости. В качестве последней используют дистиллированную воду. Зимой к ней добавляют этиловый спирт, против замерзания.

Режим работы

Сварка TIG выполняется на постоянном (DC) или переменном (AC) токе. Первый используется, в основном, для нержавейки. Второй – для алюминия и других металлов, на поверхности которых образуются жаропрочные оксиды.

Полярность DC может быть прямой или обратной. Прямая более распространенная, она хороша для формирования узкой глубокой сварочной ванны. Горелка соединяется с отрицательным полюсом, электроны двигаются от стержня к детали. Электрод меньше изнашивается. На обратной полярности варят алюминий, магний и другие металлы, покрытые оксидной пленкой. Значения тока относительно невысокие, т.к. иначе электрод будет сильно перегреваться.

Порядок работы

Кромки свариваемых заготовок очищаются от налета ржавчины, слоя краски и масляных пятен. Электрод надо заточить так, чтобы риски остались параллельно оси стержня. Чем меньше они будут, тем шов получится качественнее. Желательно использовать сначала наждачный камень (круг), а потом кончик еще и отполировать. Для тонких металлов требуется острая заточка. Для толстых – угол увеличивают.

Выбирают давление газа, толщину электрода и сварочный ток. От этих параметров зависит ширина шва и глубина проплавки. Для металла толщиной 1 мм берется электрод 1,5 мм в диаметре, сила тока при этом равна 45-55 А. Для заготовок 2 мм / 3 мм / 4 мм нужен электрод, соответственно, 2,0 мм / 3,2 мм / 5,0 мм и сила тока 80-90А / 120-150А / 170-190А. Средний расход аргона – 13 л/мин.

Для розжига применяются различные способы. В первом случае сварщик проводит кончиком электрода по заготовке. Это непросто, потому что стержень нередко залипает и, вообще, быстро тупится. Поэтому чаще применяется точечное касание (lift TIG). Более дорогие аппараты обеспечивают бесконтактный розжиг – это самый удобный метод.

Для начала сварки следует нажать кнопку розжига. После этого выполняется продувка (от 0,1 до 15 сек), создается защитная среда. Включается осциллятор. На стартовом токе зажигается дуга. Через 0,2-10 сек стартовый ток переходит в базовый. Сварка заготовок делается вручную. Одной рукой мастер держит горелку, другой – присадочную проволоку. В конце шва кнопка горелки отпускается, базовый ток за 0,1-15 сек спадает да значения окончания сварки – можно заварить кратер. Потом дуга гасится. Аргон подается еще в течение 0,1 – 60 сек, чтобы кристаллизующийся металл не окислялся.

Чтобы шов получился ровный и тонкий, зазор между поверхностью металла и электродом должен быть 3 мм. Если сделать больше, то сварочная ванна расширится, а степень проплавки уменьшится. На стыковом соединении вылет иглы равен 5 мм. На угловых подбирается индивидуально. Принимается во внимание доступность к сварочной зоне и диаметр сопла.

При сварке тонких пластин, шов ведется ровными движениями, без колебаний, справа налево. При соединении толстых листов, корневой шов делается ровно. А заполняющий и накладной – колебательными движениями. В этом случае кромки предварительно разделываются на 45 град, дополнительно используется присадочная проволока.

Плюсы и минусы

Достоинства TIG сварки:

• Шов получается равномерный и аккуратный. Он не пористый, без пустот и трещин.
• Внутреннее напряжение металла минимальное. Зона прогрева небольшая, деформаций практически нет.
• Скорость выполнения шва достаточно высокая.
• Нет разбрызгивания. В атмосферу выделяется сравнительно немного вредных газов.
• Не требуется дополнительная обработка после сварки.
• Технология универсальная, подходит для большинства металлов и их сплавов.
• Способ не сложный, не требует привлечения опытного специалиста.

Недостатки:

• При сварке вне помещения, надо защищать рабочее место от ветра и увеличивать подачу защитного газа. Расход аргона повышается.
• Требуется тщательная подготовка поверхностей.
• Нельзя сильно наклонять горелку.
• В труднодоступных местах или на угловых соединениях колпачок может мешать работать. Если увеличить вылет иглы, она будет перегреваться. Если поставить небольшой футляр, то придется резать электрод.
• В месте розжига остается след от дуги, его потом надо удалить.

Нетрудно заметить, что преимуществ у ТИГ сварки намного больше, а недостатки – не слишком серьезные. Это обусловливает значительную популярность данной технологии.