Сварка аргоном — особенности, техника, принцип работы

Выбор присадочного прутка и особенности аргонодуговой сварки (TIG) черной стали, нержавейки, алюмини

  • Новости компании
  • Новости машиностроения
  • Новости судостроения
  • Новости военно-промышленного комплекса
  • Новости космической промышленности
  • Новости авиастроения
  • Новости строительного сектора
  • Интересные статьи
  • Технические статьи
  • Видео по сварке
  • Видео по ковке

Какие особенности АрДС некоторых металлов? Как выбрать присадочный пруток? Зачем нужен присадочный пруток?

Банальные вопросы, которые задает себе каждый начинающий сварщик-аргонщик, ведь при аргонодуговой сварке необходимо в одной руке держать горелку, перемещая ее вдоль линии соединения, а второй — добавлять присадочный материал в сварочную ванну по мере ее расплавления. В некоторых случаях, например, при сварке тонкого металла встык, можно обойтись и без прутка, но если нужно получить усиление шва в виде выпуклого валика или сварить тавровое соединение с определенным катетом, без присадки никак не обойтись.
Здесь все так же, как и в ручной дуговой сварке. Присадочный материал должен иметь сходный химический состав с основным металлом изделия, тогда и механические свойства шва будут высокими. В процессе плавления прутка и переходе металла в сварочную ванну происходит некоторое выгорание легирующих элементов, поэтому в идеале их процентное содержание в прутке должно быть немного выше, чем у свариваемого металла.

Вот некоторые металлы, которые широко используются на сегодняшний день во всех отраслях народного хозяйства и в быту:

  • черные ;
  • нержавеющие;
  • алюминий;
  • медь.

Остановимся на каждом из них подробнее.

Черные стали

К ним можно отнести не только углеродистые, но и низколегированные стали. Варятся они при помощи ММА, но действительно высокачественного прочного сварного соединения можно добиться только с TIG. Считается, что низкоуглеродистые стали свариваются проще всего. Тем не менее процессы, проходящие в околошовной области могут приводить к упрочнению излишне разогретых зон при обычной сварке,а при многослойной сварке могут появляться проблемы с охрупчиванием. У кипящей и полуспойкойной низкоуглеродистой стали наблюдается падение показателя ударной вязкости в околошовной зоне.
Как известно, черные стали с содержанием углерода:

  • до 0,25% относятся к хорошо свариваемым (ст.3, ст.10). Но в случае возникновения проблем, наподобие тех, что описаны выше, рекомендуется небольшой предварительны подогрев 150-200 градусов в электропечи СНОЛ.
  • от 0,25 — 0,45% считаются трудносвариваемыми или ограниченно свариваемыми. Их нужно греть перед сварочными манипуляциями вольфрамовым электродом и обязательно термообрабатывать после. Если есть возможность провести полную термообработку, такую как отжиг или закалка+старение — это самый лучший вариант. Но если изделие уже готово, и в нем не допускаются какие-либо деформации, придется ограничиться низкотемпературным отпуском (или, как еще называют этот процесс, отдыхом).
  • от 0,45% углерода и выше сталь не применяется для сварных конструкций, особенно, если она даже незначительно легирована. Но это для конструкций. Еслиизделие не будет нести каких-либо нагрузок, можно попытаться сварить и ст.55, только без резких температурных перепадов, с применением всех «металлургических» хитростей.

И наконец, мы добрались до сварочного прутка. Все вышеописанные случаи свариваются прутком Св.-08Г2С ГОСТ 2246-70 или его незначительными модификациями. Раскислители кремний и марганец в его составе положительно влияют на механические свойства шва, сдерживают развитие пористости шва, появление раковин, уменьшают разбрызгивание и т.д. Пруток используется для сварки изделий или конструкций ответственного назначения, таких как сосуды, трубопроводы высокого давления, нагруженные узлы и детали.
Импортный аналог Св.-08Г2С: омедненный сварочный пруток ER 70S-6. Микронное покрытие меди — это, конечно, большой плюс, так как медь защищает стальной стержень от питтинговой коррозии и окисления — эти процессы активно проходят в складских условиях хранения. Пруток ER 70S-6 не нужно зачищать перед сваркой наждаком, опасаясь, что грязь на его поверхности проявится в виде дефектов в сварном шве.

Механические показатели метала в шве при использовании ER 70S-6:

  • Предел текучести 525 МПа;
  • Предел прочности 595 Мпа;
  • Удлинение 26%;
  • КV – 30°С 70 Дж.

Нержавеющие стали

Коррозионностойкие стали варятся сложнее, чем черные из-за их более сложных физико-химических свойств.
Во-первых, у нержавейки больше электропроводность, поэтому понадобятся более высокие токи, чем обычно, приблизительно на 15%. Во-вторых, легирование хромом от 13% (что и делает сталь стойкой к коррозии) может вызвать проблемы. Например, при сварке нержавейки тонкостенной, которая встречается чаще, чем толстая,важно организовывать газовую защиту обратной стороны шва, обратного валика. Оксиды хрома приводят к возникновению трещин. Если вы сварили дорогую выхлопную систему автомобиля из стали AISI 304 и защита шва шла только с наружной стороны, со временем ваша система развалится. Чтобы защитить шов внутри трубопровода, в него напускают аргон, а открытые торцы закрывают заглушками.

Аустенитные стали типа 12Х18Н10Т (AISI 321); 08Х18Н10 (AISI 304) варят с прутком нержавеющим ER-308 (аналоги СВ-06Х19Н9Т, СВ -01Х19Н9, СВ-04Х19Н9). Стали типа 12Х18Н10т называют еще «пищевыми нержавейками», так как оптимальная пропорция хрома и никеля придает стойкость к агрессивным средам, таким как органические кислоты, образующиеся при переработке некоторых пищевых технических культур. Стали данного типа часто встречаются в быту.
Наплавленный металл ER-308, имеющий сходный химсостав, также не боится кислотных и прочих «недоброжелательных» сред. Низкое содержание углерода в проволоке ER-308 снижает риск развития межкристаллитной коррозии — процесса развития коррозии по границам зерен металла. Содержание кремния и марганца положительно сказывается на формировании и кристаллизации сварочной ванны.

Читайте также:  Рязанский приборный завод назвал информацию о массовых сокращениях ложной и провокационной; РИА «7 н

Механические свойства ER-308:

  • Предел текучести, Rp0.2 390 MПa;
  • Предел прочности, Rm 600 MПa
  • Относительное удлинение A5 42 %
  • Ударная вязкость, J 120

Следующий класс сталей — хром-никель-молибденовые типа ст.10Х17Н13М3Т, ст.03Х17Н14М2; 15Х14Н14М2ВФБГ; 08Х16Н13М2В. Применяются чаще в промышленности, в быту гораздо реже. Благодаря легированию молибденом они становятся устойчивыми к еще более агрессивным кислотным средам ( серная, ортофосфорная кислоты и т.д.). Молибден препятствует местной коррозии, горячему образованию трещин, повышает температуру эксплуатации конструкций и механизмов и ударную вязкость при сверхнизких температурах. В качестве присадочного материала для этих сталей применяется пруток нержавейка ER-316 (отечественный аналог Св-04Х19Н11М3).

Механические свойства ER-316:

  • Предел текучести 480 МПа
  • Предел прочности 630 МПа
  • Удлинение 33% КCV
  • +20°С 175 Дж
  • — 110°С 150 Дж
  • -196° С 110 Дж

Часто задают вопрос про сварку нержавейки в бытовых условиях: нужно ли для этого приобретать дорогой источник питания инверторного типа? Совсем не обязательно, сварить нержавейку можно и на обычном ММА-сварочнике. Некоторые из них, правда, имеют переключатель режимов ММА/TIG, но и те инвертора, в которых такая возможность отсутствует,можно приспособить к аргонодуговой сварке: приобретите вентильную горелку, баллон с аргоном и редуктор давления дополнительно. Сварка на таком самодельном аргонном аппарате имеет свои особенности, но если их учитывать, можно вполне сносно работать. Главное, не начинать сварку на изделии, приготовьте для этого графитовую подкладку. Если будете начинать на изделии, вольфрамового электрода вам хватит на пару поджигов, затем придется перетачивать. Заканчивать процесс также необходимо на графите.

Сварка алюминия

Про аргонодуговую сварку алюминия уже говорено-переговорено на всевозможных сайтах и форумах в интернете. Сварка алюминия – это сложней, чем чермета и нержавейки, но если делать все правильно, сам процесс и результат работы принесут вам удовольствие.

Какие алюминиевые сплавы чаще всего приходится варить?

Первое, это хорошо свариваемые деформируемые алюминиево-магниевые и алюминиево-марганцевые сплавы АМг и АМц не упрочняемые термической обработкой. Для сварки этих сплавов используется присадочный пруток TIG ER-5356 (отечественный аналог Св-АМг5 ГОСТ7871-75). Правило подбора прутка все то же: он должен иметь сходный химический состав с металлом изделия. В этом плане, пруток ER-5356 более всего соответствует таким маркам, как АМг3, АМг5, АМг6.

Механические свойства:

Предел текучести: 120 Мпа,
Предел прочности: 265 Мпа,
Удлинение: 26%

Второе, это литейные алюминиевые легированные кремнием (кремний+марганец) сплавы типа АК7ч (АЛ9), АЛ10, АД35 и т.д. и т.п. Они часто используются в различных конструкциях и узлах, которые требуют уменьшения веса при сохранении высокой прочности, так как все эти сплавы упрочняются термообработкой. Например, АК7ч можно состарить до твердости 70…80 НВ.

Для таких сплавов применяется присадка TIG ER-4043 (AlSi5), отечественный аналог Св-АК5 ГОСТ7871-75. Часто приходится исправлять дефекты литья или механические дефекты (алюминиевые автомобильные диски, корпуса авиационных асинхронных электродвигателей и т.д.).

Механические свойства шва, сваренного ER-4043 :
Предел текучести: 55 Мпа,
Предел прочности: 65 Мпа,
Удлинение: 18%

Как уже говорилось, алюминий – непростой металл. Поэтому есть смысл поговорить о трудностях, связанных с его сваркой. Вот некоторые особенности:

  • Поверхность алюминия покрыта тугоплавкой оксидной пленкой АL2O3, по некоторым данным, температура ее плавления составляет 2000 -2700 градусов Цельсия, что на порядок выше температуры плавления самого алюминия, всего 600-650 градусов. Очевидно, что расплавив алюминиевую пленку вы неминуемо прожгете металл. Нужно удалить пленку какими-то другими способами. И они были придуманы.

Первый способ, сварка на переменном токе. Известно, что переменный ток отличается от постоянного тем, что он многократно меняет направление своего движение в единицу времени. Дуга переменного тока разрушительно действует на оксид алюминия.

Второй способ, это использование лепесткового круга для зачистки металла до блеска или химического травления.

  • Также вам понадобится высокочистый аргон с самым низким содержанием примесей. Из обычного аргона незамедлительно «полезет» грязь.
  • Высокая тепло- электропроводность алюминия требует от источника питания большой мощности и предварительного нагрева в электропечах.
  • Большие объемы работ лучше выполнять на сварочных инверторах, специально предназначенных для сварки цветных сплавов: вы можете и регулировать «очистку алюминия» и работать в режиме 4Т в следующей последовательности: настраиваемый начальный ток – основной ток – кратер шва.

Сварка меди

В интернете вы найдете много информации по сварке меди, только вот 90% из этой информации – теория, переписанная еще с советской литературы или ей подобной. Практические советы приходится собирать по крупицам. А что самое главное в сварке? Правильно, практика и немного теории.

Что утверждается не без оснований: медь имеет высокую теплопроводность и электропроводность, требуются высокие токи. Может возникнуть проблема ее ломкости в горячем состоянии. Активно растворяет в себе кислород с образованием закиси меди и водород даже несмотря на защиту аргоном. Причем окисляется поверхностный слой зерен металла, образуется Cu+Cu2O. В связи с тем, что Cu2O имеет температуру плавления выше на 20 градусов, чем Cu, металл склонен к образованию горячих трещин.

Читайте также:  Реклама как дидактическая составляющая на занятиях РКИ; EduNeo

При сварке меди используют также азотно-дуговую сварку. Азот, используемый в качестве инертной среды, обеспечивает лучшую защиту сварочной ванны, более глубокое проплавление при одном и том же токе. Но есть и недостатки: нестабильность дуги, низкая скорость сварки. Поэтому, по-прежнему, для сварки меди используют аргон, так как с ним работать проще, если сравнивать с азотом, и он стоит дешевле, чем гелий.

Теоретически, какая бы надежная газовая защита не была обеспечена, ее все-таки недостаточно: кислород и водород все-равно насыщают расплавленную медь. Для того, чтобы вывести эти вредные газы нужны раскислители. Вот почему не рекомендуется использовать для сварки меди чистую медь как присадочный материал, а с добавлением легирующих элементов. Например, присадочный медный пруток CuSi3 (CuSi3Mn1; БрКМц3-1; ESAB OK Tigrod 19.30) содержит 3,4% кремния и 1,1% марганца, которые связывают кислород и выводят его из расплава.

Химический состав CuSi3:

  • Si 2,8-4,0
  • Mn 0,75-1,50
  • Fe 3667

Присадочная проволока для сварки аргоном

Аргонодуговая сварка считается самой качественной, ведь с ее помощью можно обеспечить эффективную защиту сварочной ванны от плохого влияния со стороны. Именно поэтому можно быть уверенным в том, что соединение будет надежным и качественным.

Основным расходным материалом в этом случае будет присадочная проволока, поэтому выбирать ее нужно со всей внимательностью, чтобы конечный результат получился качественным. Выпускается данная продукция самых разных диаметров, а также состоит из большого многообразия металлов. В присадочной проволоке отсутствует обмазка или специализированное покрытие, ведь все данные функции должен выполнять аргон.

Проволока и основной металл расплавляются вместе благодаря воздействию электрической дуги, а также перемешивается в ванне с жидким металлом друг с другом. Если подобрать расходные материалы правильно, то соединение обязательно окажется прочным и качественным, ведь если в составе имеются слишком разные элементы, то они не смогут скрепиться друг с другом прочно. Иногда бывает углеродистая, низколегированная, легированная и другие виды проволок. Присадочные материалы должны точно соответствовать ГОСТу.

Виды проволоки

Сварочная проволока аргоном делится на некоторые виды. Самое основное различие в этом является содержание в ее составе легирующих элементов. Если содержание их слишком низкое, то ими рекомендуется варить не сплавы, а металлы в чистом виде.

Свойства сварки максимально улучшаются, а состав основного металла остается практически неизменным. Вот только в таких случаях чаще всего ввиду имеются стали, ведь при сварке алюминия желательно, чтобы легирование было как можно больше, так как этот металл слишком плохо соединяется.

Самой распространенной проволокой является та, в которой средней уровень легирования. Ведь огромное количество технических металлов рассчитаны именно на такой уровень. Это могут быть разнообразные стали, используемые в промышленных областях. Свариваемость здесь не так прекрасна, как хотелось бы, но по сравнению с другими металлами намного лучше. Поэтому, если имеются дополнительные флюсы, то соединение получится довольно качественным.

Высоколегированные материалы должны использоваться в самых сложных ситуациях, когда металл вообще практически не сваривается. Поэтому легирующие элементы быстро преодолевают выгорание, которое бывает при воздействиях слишком высоких температур. Это улучшает соединение металлов, ведь происходит компенсация утраченных элементов.
Большинство производителей выпускает две разновидности материалов, где есть омедненная и обыкновенная поверхность.

Характеристики и свойства

Присадочные проволоки для сварки аргоном часто имеют в себе легирующие элементы, которые придают дополнительную устойчивость к коррозии. Это является довольно удобным как при сварке, так и при последующем хранении. При помощи специализированного состава создается пластичный материал, который отлично справляется с деформацией, причем это происходит как до сварки, так и после нее.

Часто материал имеет низкое содержание углерода, поэтому он становится очень прочным. Иногда производители уменьшают теплопроводность металла, чтобы при сваривании защитить металл от деформации.

Как выбрать?

Если необходимо приобрести проволоку для сваривания аргоном из нержавейки, то обязательно нужно понять, какой состав материала понадобится. Ведь их имеется огромное разнообразие, а все металлы и компоненты оказывают прямое влияние на свойства материала.

Если присадочная проволока отличается своим составом, то в материале шва будет очень высокая уязвимость и хрупкость. Ведь в этом случае может образоваться большой перепад. Чтобы создать идеальные условия, необходимо выбрать тот материал, в котором будет полное совпадение, а присадочная проволока должна обладать такими же свойствами, как и основной металл.

Важно!
Самой основной характеристикой является количество углерода, ведь если его слишком много, то шов приобретает большую хрупкость. Однако это не относится к высокоуглеродистым металлам.

Также стоит уделить особое внимание диаметру проволоки. Многие производители выпускают материал в самых разных вариантах, поэтому и заготовки имеют разнообразную толщину. В итоге получается так, что чем больше основной металл, тем шире нужно приобретать проволоку. Нужно подбирать их таким образом, чтобы металл и проволока имели одинаковые или максимально близкие значения.

Производители

Сегодня имеется огромное количество компаний и производителей, которые делают сварочную проволоку самого разнообразного вида. Поэтому иногда потребитель может столкнуться с проблемой выбора материала. Однако если пользоваться вышеперечисленными советами, то можно обезопасить себя от выбора неправильного материала.

Процесс сварки в аргоновой среде с использованием присадочной проволоки

Сварка с использованием аргона очень популярна среди профессиональных работников. При таком виде сварочных работ качество швов в разы выше, они красивы и долговечны.

Чтобы провести такие работы нужно иметь особый материал, который называется присадочной металлической проволокой.

Здесь вы найдете подробную информацию о том, что такое аргоновая сварка и как правильно применять присадочную проволоку, сколько видов и что они собой представляют.

  • Основные данные
  • Подборка присадочного материала
  • Эксплуатация
  • Подытожим

Основные данные

Присадочной проволокой называют специальный материал с малым сечением, который может состоять как из разных металлов, так и из искусственных полимеров.

Присадка имеет очень большую длину, поэтому в магазинах её можно найти в виде катушки. Измеряется она килограммами. Вид присадочного материала зависит от металла или полимера, из которого она изготовлена.

Проволока для сварочных работ с металлическими изделиями в аргоновой среде представляет собой отдельный вид. Её используют при работе на автоматическом или полуавтоматическом аппарате.

Из этого материала можно изготовить не только присадку, иногда её приспосабливают под создание электродов.

Использование присадочной проволоки для сварки с аргонами способствует замене электродов и формирует ровные швы. Присадочная проволока играет роль проводника между сварочным током и дугой, она зажигает последнюю и поддерживает постоянное горение.

Со временем материал переплавляется и происходит смесь с основной заготовкой. При смешивании заготовки и проволоки химико-физические характеристики швов улучшаются.

Состав присадочной проволоки может содержать любой металл, так как при работе она должна быть того же металла, что и сама заготовка.

Соответственно если вы работаете с алюминиевыми деталями, материал присадочной проволоки должен также быть алюминием. Иногда такую проволоку называют присадочными прутками для аргонодуговых работ с алюминием и его сплавами.

Если вам нужно сварить нержавеющий материал, то состав проволоки должен быть основам на антикоррозийной стали. Эти примеры сильно обобщены, все подробности мы расскажем далее.

Подборка присадочного материала

Так как ассортимент довольно обширный, начинающие сварщики могут столкнуться с некоторыми затруднениями. Материалы различаются производителями, марками, диаметрами. Какой сделать выбор из всего этого?

Первым делом нужно выяснить тип работы. Вы будете производить или варить металлы? Или работать с пайкой пластмассовых деталей? Найдя ответ на этот вопрос, вы уже сдвинетесь с места.

Например, вы собираетесь проводить аргоновую сварку металлов. Узнайте, какой именно металл вы собираетесь варить. При этом вам нужен не просто тип металла, а конкретная марка.

Выяснив, что у вас стальная заготовка, вы можете столкнуться ещё с десятком разных видов стали.

Когда марка станет вам известна, можно приступать к выбору материалов.

Диаметр присадки должен соответствовать толщине заготовки. Чем больше толщина детали, тем больше показатель диаметра. Часто значения диаметра проволоки и толщины металла совпадают.

Кто производитель не важно. Главное, какие были условия при хранении и перевозке присадки в магазин. Скорее всего, выяснить эту информацию на сто процентов вам не удастся.

Поэтому лучше закупаться в проверенном магазине, а если есть возможность, то идти к официальному представителю. У представителей обычно соблюдается все правила хранения и можно на счет этого не беспокоиться.

Эксплуатация

Выбор присадочного материала не самый важный элемент в работе с аргоновой средой. Также нужно разбираться в технологии сварки, и какие у неё стандарты. Сама технология основывается на использовании аргонового газа для формирования швов.

При такой сварке применяют присадочную проволоку и электроды. Электроды могут быть как плавящимися, так и нет. Мы рассмотрим использование неплавящихся электродов, так как этот метод больше популярен.

Для сварочной в среде аргона работы используют автоматические и полуавтоматические аппараты. Присадку заправляют в подающий механизм, затем задаётся нужный режим и она проходит в сварочную зону.

От заготовки до электрода проходит дуга, которая и представляет собой зону сварки. В то же время используется аргон, чтобы защитить электроды и металлическую поверхность заготовки от окислительного процесса.

Для сварочной работы в среде аргона нужно приобрести специальное горелочное оборудование. На сварочной аппаратуре необходимо использование постоянного тока с прямой полярностью.

Для варки с переменным током, можете работать с осциллятором. Такая сварка не всегда рациональна. К ней можно приходить только при работе с небольшими трубами, у которых тонкие стены.

Также существует такой вид сварки, когда мастер использует горелочное оборудование и присадку по отдельности, держа их в разных руках. Такой вид называется ручной аргоновой сваркой.

Подытожим

Это вся основная информация, которая поможет вам в работе с аргоновым газом. При подборке присадочных материалов смотрите, с каким металлом вы собираетесь работать.

Присадку можно использовать для смеси с заготовкой, и чтобы сформировать соединение только при помощи присадочного материала.

А есть ли у вас опыт со сваркой в аргоновой среде? Какой присадочный материал вы подобрали? Были ли у вас проблемы при сварочных работах?

Оставляйте свои комментарии и делитесь опытом. Может ваша история поможет начинающим избежать серьёзных ошибок. Продуктивности в работе!

Ссылка на основную публикацию
Сварка алюминия электродами инвертором как варить правильно
Сварка алюминия в домашних условиях – как правильно варить алюминий Сварка алюминия затруднена многими факторами (в первую очередь его характеристиками),...
Сантехнический силиконовый герметик – ТОП-5 лучших производителей
Как быстро высушить силиконовый герметик (сушка силикона) — в ванной, можно ли феном Силиконовый герметик — средство, применяемое при работе...
Сапсан птица (фото) стремительный полет и виртуозная охота — Kot-Pes
Птица сапсан �� Фото, описание, ареал, питание, враги ✔ Птица сапсан — самый распространенный вид среди хищных пернатых. Размером он...
Сварка аргоном — особенности, техника, принцип работы
Выбор присадочного прутка и особенности аргонодуговой сварки (TIG) черной стали, нержавейки, алюмини Новости компании Новости машиностроения Новости судостроения Новости военно-промышленного...
Adblock detector