Ручная аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом. Характеристика, области применения. Сварочные материалы, техника сварки, параметры режима сварки.

Наиболее распространенным инертным газом, использующимся при сварке для защиты расплавленного металла, является аргон. Аг практически не вступает в химические взаимодействия с расплавленным металлом и другими газами в зоне горения дуги. Будучи на 38% тяжелее воздуха, он вытесняет его из зоны сварки и надежно изолирует сварочную ванну от контакта с атмосферой.

Для сварки используются две схемы процесса: сварка плавящимся и неплавящимся электродом. Схема процесса сварки не плавящимся электродом указана на рис.4.32.

Дуга 1 горит между изделием 2 и электродом 3, изготовленным из материала, имеющего высокую температуру плавления (обычно из вольфрама). Электрод расположен в горелке 4, через сопло которой вдувается защитный газ 5. Присадочный материал 6 подается в зону дуги со стороны и в электрическую цепь не включен.

Сварка может быть ручной, когда горелка и присадочный пруток находятся в руках сварщика, и автоматической, когда горелка и присадочная проволока перемещаются без непосредственного участия сварщика. Полуавтоматы при сварке неплавящимся электродом не применяются. При этом способе сварки зажигание дуги, в отличие от сварки плавящимся электродом, не может быть выполнено путем касания электродом изделия по двум причинам. Во-первых, аргон обладает достаточно высоким потенциалом ионизации, поэтому ионизировать дуговой промежуток за счет искры между изделием и электродом не удается (при сварке плавящимся электродом в Аг после того, как проволока коснется изделия, в зоне дуги появляются пары железа, которые имеют потенциал ионизации в 2,5 раза ниже, чем Аг, что позволяет зажечь дугу). Во-вторых, касание изделия вольфрамовым электродом приводит к его загрязнению и интенсивному оплавлению. Поэтому при сварке неплавящимся электродом для зажигания дуги параллельно источнику питания подключается устройство, которое называется осциллятор 7.

Осциллятор для зажигания дуги подает на электрод высокочастотные высоковольтные импульсы, которые ионизируют дуговой промежуток и обеспечивают зажигание дуги после включе­ния сварочного тока. Если сварка производится на переменном токе, осциллятор после зажигания дуги переходит в режим стабилизатора и подает импульсы на дугу в момент смены полярности, чтобы предотвратить деионизацию дугового промежутка и обеспечить устойчивое горение дуги. При сварке на постоянном токе на аноде и катоде выделяется неодинаковое количество тепла. При токах до 300 А 70% тепла выделяется на аноде и 30% на катоде, поэтому практически всегда используется прямая полярность, чтобы максимально проплавлять изделие и минимально разогревать электрод. Все стали, титан и другие материалы, за исключением алюминия, свариваются на прямой полярности. Алюминий обычно сваривается на переменном токе для улучшения разрушения оксидной пленки. Для улучшения борьбы с пористостью к Аг иногда добавляют кислород в количестве 3-5%. При этом защита металла становится более активной. Чистый аргон не защищает металл от загрязнений, влаги и других включений, попавших в зону сварки из свариваемых кромок или присадочного металла. Кислород же, вступая в химические реакции с вредными примесями, обеспечивает их выгорание или превращение в соединения, всплывающие на поверхность сварочной ванны. Это предотвращает пористость. Основная область применения сварки неплавящимся электродом - соединения из легированных сталей и цветных металлов. При малых толщинах сварка может выполняться без присадки. Способ сварки обеспечивает хорошее качество и формирование сварных швов, позволяет точно поддерживать глубину проплавления металла, что очень важно при сварке тонкого металла при одностороннем доступе к поверхности изделия. Он получил широкое распространение при сварке неповоротных стыков труб, для чего разработаны различные конструкции сварочных автоматов. Сварка неплавящимся электродом является одним из основных способов при соединении титановых и алюминиевыхсплавов.

Ее недостатками являются невысокая производительность при использовании ручного варианта и невозможность полуавтоматической сварки. Применение же автоматической сварки не всегда возможно для коротких и разноориентированных швов.