• О технологии TIG-сварки
• История появления
• Плюсы и минусы метода
• Основные принципы тигельной сварки
• Оборудование для ТИГ-сварки
• Техника сваривания металлов
• Использование переменного и постоянного тока
• Работа с постоянным током
• Использование переменного тока
• Режимы TIG-сварки
• Область применения TIG-сварки

Сварка – один из самых популярных способов соединения металлических деталей. С совершенствованиями технологий появляются новые методы сваривания элементов, обеспечивающие повышение прочности шва. Одним из таких способов является TIG-сварка (или ТИГ-сварка). Разберемся в особенностях и преимуществах технологии.

О технологии TIG-сварки

Сварка TIG - технология соединения деталей при помощи неплавящегося электрода в среде инертного газа. Как правило, используется вольфрамовый электрод. Электродуга образуется между электродом и поверхностями соединяемых деталей. Дополнительно используют присадку. Желательно, чтобы проволока была из того же материала, что и соединяемые элементы. Такая технология позволяет предупреждать окисление металла в области сварки за счет защитной среды и получать ровный, тонкий и надежный шов.

История появления

Первые опыты с вольфрамовой сваркой происходили еще в середине девятнадцатого столетия. В 20-х годах прошлого века метод начал применять американский технолог Чарльз Коффин. Экспериментатор использовал достаточно простое оборудование, не подходящее для масштабных промышленных работ.

В промышленных условиях методику начали применять в 40-х годах прошлого столетия. Технология позволила сваривать алюминий и прочие сплавы, которые раньше невозможно было соединять при помощи сварки. ТИГ-сварка стала настоящим прорывом в области самолетостроения, а в последующем, и ракетостроения. Достаточно быстро преимущества TIG-сварки оценили и представители прочих областей промышленности.

Плюсы и минусы метода

В чем секрет такой востребованности? Самое главное достоинство ТИГ-сварки – совместимость с любыми видами металлов. Специалисты получили возможность сваривать магний, медь, алюминий, никель, причем, можно соединять детали из разных металлов.

Преимущества:

1. Можно сваривать детали из разных металлов.
2. Равномерный шов. В сварном соединении отсутствуют неровности и пустоты. Равномерность соединения достигается за счет защиты от окисления, которую образует инертный газ.
3. Нет необходимости обрабатывать шов после сварки. Не нужно проводить шлифование и выравнивание в зоне соединений.
4. Снижено внутреннего напряжения, возникающего в металлах при классической сварке.
5. Отсутствуют плавильные брызги.
6. Можно использовать технологию для большинства металлов и сплавов.

Также стоит отметить простоту технологии. Обучиться TIG-сварке можно за несколько часов. Что касается недостатков, то отмечают следующие моменты:

1. Перед проведением сварки требуется тщательная подготовка соединяемых деталей.
2. Сварку не рекомендуется делать на открытом воздухе, так как инертный газ может выдуваться ветром, что приведет к снижению качества соединения.
3. Проводить сварочные работы не слишком удобно для оператора, так как горелку нельзя держать под острым углом относительно соединения.
4. Оператор должен плавно перемещать дугу, в случае задержки образуются отметины, которые потом придется зачищать.

Основные принципы тигельной сварки

Основное отличие метода от других видов сварки – использование аргона. Горение этого инертного газа в электрической дуге обеспечивает отсутствие окислений. Аргон имеет удельный вес больше, чем у воздуха, поэтому в сварочной ванне обеспечивается надежная защита от проникновения других атмосферных газов. При отсутствии кислорода не может образовываться оксидная пленка, что и обеспечивает равномерность сварного соединения, отсутствие пор, неровностей и прочих дефектов. Аргон является самым дешевым инертным газом, именно поэтому его наиболее часто используют при тигельной сварке.

Прочность шва обеспечивается за счет использования вольфрамового электрода. Этот металл имеет температуру плавления более 4000С. При проведении сварочных работ электрод не плавится, что позволяет работать с различными видами металлов и сплавов. Перед работой необходимо проводить заточку вольфрамового элемента, чтобы получать четкий и тонкий шов.

Дополнительно используется присадочная проволока. Это позволяет получать шов с повышенной прочностью. Как правило, присадку выбирают из материала, аналогичного свариваемому элементу. Площадь сечения проволоки определяют толщиной свариваемых деталей.

Оборудование для ТИГ-сварки

Горелка для тигельной сварки оснащается керамическим соплом. В центральной части расположен вольфрамовый элемент, по бокам подается аргон. Подача газа регулируется специальной кнопкой, расположенной на горелке.

Электрод поджигает дугу, за счет горения производится соединение кромок свариваемых металлов. Для повышения качества шва используется поддув, подающий защитный газ к другой стороне соединения.

Для проведения TIG-сварки можно использовать обычный инвертор с горелкой, поддерживающей функцию подачи газа. Однако лучше использовать специальное оборудование. В продаже можно найти следующие виды агрегатов для тигельной сварки:

1. TIG-инвертор. Основное отличие от традиционного сварочного оборудования – возможность вырабатывать прямой или переменный ток, эта функция расширяет область применения сварочного аппарата, позволяя работать как с черными, так и с цветными металлами.
2. Выпрямители. Выпрямители относятся к профессиональным видам аппаратов, с их помощью переменный ток преобразуется в постоянный.

Сваривание поверхностей можно проводить с помощью инверторного аппарата ММА, оснащенного функцией TIG. Подобный вариант оптимален для новичков. В этом случае можно потренироваться на таких металлах, как нержавеющая либо низколегированная сталь, которые достаточно просты в обработке.

Если планируется работать с магнием, алюминием, медью и прочими металлами, потребуется специальный аппарат для TIG-сварки. Такие модели могут дополнительно оснащаться следующими функциями:

• стабилизация дуги;
• ускоренный поджиг;
• заварка кратера;
• модуляция сварочного тока.

Еще одно устройство, которое понадобиться сварщику – осциллятор. Этот прибор может встраиваться в сварочный аппарат или приобретаться отдельно Осциллятор служит для бесконтактного поджигания дуги и обеспечивает ровность шва.

Несмотря на то, что TIG-сварка – достаточно простой процесс для опытного сварщика, при отсутствии опыта работы с ТИГ-обрудованием рекомендуется пройти специальное обучение. В этом случае мастер сможет освоить все тонкости метода, а также узнает о мерах предосторожности и требованиях безопасности.

Техника сваривания металлов

Для начала следует подготовить оборудование. Сборка сварочного аппарата производится следующим образом:

• соединить осциллятор и инвертор;
• подключить провод массы к положительной клемме;
• подсоединить магистраль с держателем к отрицательной клемме;
• подключить горелку к шлангу для подачи аргона;
• установить редуктор на баллон с газом;
• зафиксировать подающий шланг на редукторе.

Собранный аппарат подключают к источнику электроэнергии. Инвертор требует питания 220 Вт, осциллятор – 6Вт.

На втором этапе проводится подготовка и настройка оборудования:

• заточить электрод (для этого используют надфиль);
• установить вольфрамовый элемент в горелку и зафиксировать при помощи цангового зажима;
• повернуть вентиль редуктора, установить объем подачи газа (рекомендуемая подача – 13 литров в минуту);
• подключить осциллятор;
• расположить горелку в непосредственно близости от поверхности деталей и включить аппарат.

После включения образуется искра, по соплу начинает поступать инертный газ. Поджиг дуги может производиться следующими способами:

• контактный – оператор просто чиркает кончиком электрода о рабочую поверхность, это может приводить к деформации электрода и к образованию следов на рабочей поверхности;
• точечное касание – дугу поджигают на малом расстоянии от рабочей поверхности;
• бесконтактный – максимально удобный и безопасный, однако опция бесконтактного поджига имеется не во всех моделях.

В процессе проведения сварочных работ важно располагать электрод примерно в 3-х мм от рабочей поверхности. Это расстояние оптимально для получения качественно шва. Если увеличить расстояние от свариваемой поверхности, то будет уменьшаться глубина прохвата и увеличиваться толщина шва.

Если оператор работает с листовым прокатом, то вести электрод следует колебательными движениями, двигаясь слева направо. Таким образом предупреждают прогорание стенок. При варке угловых стыков электрод располагают под углом 45 градусов относительно рабочей поверхности.

Использование переменного и постоянного тока

Аппарат для TIG-сварки может работать от переменного или постоянного тока. Возможность менять режимы позволяет работать с разными видами металлов.

Работа с постоянным током

Если требуется работать с постоянным током, то электрод подсоединяют к минусовой клемме, плюс – к рабочей поверхности. В этом случае обеспечиваются следующие преимущества:

• возможность большой глубины прогрева, что повышает прочность соединений и позволяет сваривать толстые детали;
• высокая скорость процесса;
• высокая рентабельность использования сварочного оборудования.

Такая технология подходит для работы со стальными элементами.

Использование переменного тока

Подключение производят в режиме обратной полярности. В процессе работы в произвольном режиме меняются плюс и минус. Технология подходит для обработки сложных металлов.

Режимы TIG-сварки

Режим аргонодуговой сварки может быть следующим:

• автоматический (осуществляется сварка с поддувом в автоматическом режиме, аппарат контролирует траекторию перемещения электрода и подачу присадки);
• в полуавтоматическом (контроль за траекторией движения электрода осуществляет мастер, подача присадочной проволоки осуществляется в автоматическом режиме);
• ручной (оператор полностью контролирует процесс).

Стоит отметить, что при ручной сварке не применяют электроды с покрытием. В этом случае высокотемпературный режим обеспечивает дуга. Электрод с покрытием не может обеспечить необходимый уровень защиты, если элемент отсырел, в нем накапливается водород, его содержание в сварочной ванне станет причиной снижения качества сварного соединения.

Область применения TIG-сварки

Благодаря универсальности технологии и получению сварного соединения высокого качества, технология имеет широкую область применения. Такой вид сварки использует:

• в самолетостроении и в ракетостроении;
• в судостроении;
• для изготовления различных видов техники, в том числе, медицинской аппаратуры;
• при изготовлении инструментов и т.д.

Технология позволяет сваривать разные сорта черного металла. Например, можно приварить чугун к детали из нержавеющей стали. При сварке черных металлов допустимо использовать не чисто вольфрамовые, а вольфрамсодержащие электроды. Нет и высоких требований к присадкам. Стоит учитывать, что чугун требует предварительного прогрева, а при работе с легированными и углеродосодержащими сталями необходимо обеспечить дополнительную защиту металла от перегрева.

TIG-сварку цветных металлов используют только в том случае, когда требуется обеспечить высокое качество соединений. В других ситуациях этот метод не применяют из-за его высокой себестоимости. Кроме того, сварка цветных металлов возможно только в условиях производства.

ТИГ-сварка также используется при работе с медью. Здесь следует учитывать жидкотекучесть металла, за счет которой повышается теплопроводность. При сильном прогреве образуются тугоплавкие компоненты, отличающиеся повышенной хрупкостью. Если четко соблюдать все рекомендации, то при сварке меди получается красивый и ровный шов.