Сварка алюминиевых тонкостенных труб

Обновлено: 24.01.2025

Сварное соединение высокого качества может быть получено только при условии выполнения всех мероприятий по предотвращению попадания в зону сварки каких-либо загрязнений, помещение или участок для проведения газоэлектричрхкой сварки алюминия должны быть чистыми, сухими, не пыльными, скорость движения воздуха не должна превышать 0,2 м/сек; свариваемые детали и присадочная проволока должны быть подвергнуты специальной обработке по их очистке; в качестве защитных газов можно применять лишь аргон чистый марки А по ГОСТу 10157—62 и гелий ВЧ (высокой чистоты) по МРТУ 51-04-23-64; газоподводящую арматуру, шланги и сварочную горелку следует тщательно промывать спиртом перед началом сварочных работ и регулярно очищать и промывать в процессе работы.

Очистка сварочной проволоки заключается в удалении консервационной смазки растворителем (бензином) или горячей (80— 90° С) водой и в химической обработке для удаления окисной пленки с поверхности проволоки. Расконсервацию и химическую обработку следует проводить на специальном участке вне помещения, выделенного для проведения сварочных работ. Химическая обработка сварочной проволоки может быть осуществлена несколькими способами, однако на практике наиболее часто применяют обработку по следующей технологии:

1) травление в 5%-ном растворе каустической соды NOH при температуре 60—65° С в течение 2—3 мин;
2) промывка в горячей (45—50° С) воде, а затем в холодной проточной воде;
3) осветление в 15—30%-ном растворе азотной кислоты HN03 при температуре 60—65° С в течение 2—3 мин;
4) промывка в горячей (45—50° С) воде, а затем в холодной проточной воде;
5) сушка при температуре, не ниже 60° С до полного удаления влаги.

Если химически обработанная и высушенная сварочная проволока не может быть сразу же использована для сварки, то хранить ее необходимо в специальном плотно закрывающемся шкафу или - ящике. Обычно считают, что срок хранения обработанной проволоки не должен превышать 12 ч. Опыт работы показывает, однако, что такое требование справедливо; лишь при сварке неплавящимся электродом с присадочной проволокой малых диаметров (1—1,6 мм) на малых токах (до 100 а). При сварке же плавящимся электродом на токах свыше 400 а проволокой диаметром 4—5 мм этот срок может быть увеличен до 1—1,5 суток без ущерба для качества сварного соединения при условии соблюдения правил хранения обработанной проволоки. Очищенную проволоку можно брать только в чистых перчатках или рукавицах, чтобы не загрязнить и не нанести на поверхность проволоки жировых остатков.

Свариваемые детали или их кромки также нуждаются в тщательной обработке. Предпочтительно очистку деталей под сварку производить также химической обработкой по приведенному выше режиму, причем небольшие детали желательно обрабатывать целиком, а детали большого размера подавать на сварку целиком обезжиренными и с химически обработанными на расстоянии до 100 мм от стыка сварочными кромками.

По наблюдениям авторов и других исследователей на сварных соединениях небольших размеров целесообразно проводить зачистку кромок шабером непосредственно перед сваркой. Помимо зачистки стыка, необходимо еще удалять окисную пленку шабером или стальной проволочной щеткой в месте токоподвода. При невозможности проведения химической обработки крупногабаритных деталей в некоторых случаях после предварительной экспериментальной проверки можно зачищать кромки стальными проволочными щетками с предварительной и последующей протиркой зачищаемой поверхности спиртом или ацетоном. Желательно, чтобы проволока щеток была из нержавеющей стали диаметром не более 0,2 мм, так как более толстая проволока делает глубокие царапины, являющиеся источниками дефектов. В процессе работы щетки необходимо периодически промывать в каком-либо растворителе.

Допустимые сроки хранения деталей, подготовленных под сварку, те же, что и для обработанной присадочной проволоки, но при условии хранения деталей в сухом и теплом помещении с закрытыми чистыми чехлами сварочными кромками. В случае, когда длительность промежуточных технологических операций (монтаж, контрольные операции и т. д.) превышает допустимые сроки между зачисткой деталей и их сваркой, следует применять сварку плавящимся электродом большого диаметра и принимать все меры по предотвращению загрязнения кромок свариваемых деталей на промежуточных операциях.

При многопроходной сварке перед наложением каждого доследующего валика следует тщательно зачищать поверхности шва и разделки проволочными щетками и протирать их спиртом или ацетоном.

Разделка кромок под сварку

Алюминий, наряду с высокой теплопроводностью, обладает и большой скрытой теплотой плавления — 96 кал/г (у железа 64 кал/г, у меди 49 кал/г). Следовательно, для образования надежного соединения расплавленного металла сварочной проволоки с основным металлом необходимо непосредственное воздействие сварочной дуги на всю область контакта жидкой и твердой фаз сварочной ванны.

При сварке неплавящимся электродом ванна жидкого металла образуется лишь непосредственно в зоне горения дуги и в основном за счет расплавления основного металла (доля присадочного материала в однопроходном шве не превышает 30%); усиление имеет плавный переход к основному металлу (рис. 1, а). При сварке же плавящимся электродом (рис. 1, б) дуга гораздо более концентрированная и сильно углублена в основной металл, размер сварочной ванны увеличен за счет наплавленного металла (доля которого в шве 50% и более) и в результате периферийная часть ванны не подвергается непосредственному, воздействию дуги; возникает опасность образования несплавления.

Рис. 1. Сечения сварочной ванны при сварке:
а — неплавящимся (вольфрамовым) электродом; б — плавящимся электродом при токах более 500 — 550 А.

Поэтому необходимо, чтобы форма разделки кромок позволяла те места, где возможно появление несплавления, повторно переплавлять дугой при наложении последующих валиков. Таким образом, правильная разделка кромок под сварку обусловливает высокое качество сварного соединения и технологичность его выполнения. Во всех случаях предпочтение следует отдавать, двусторонней сварке.

Если двустороннюю сварку применить невозможно или нецелесообразно, то следует уделять особое внимание предотвращению и устранению дефектов в корне шва.

Сборка под сварку

При односторонней сварке первый валик следует всегда выполнять на подкладке или применять разделку в виде замка (рис. 1).

Рис. 1. Разделка кромок в виде «замка» для сварки без подкладки.

Подкладка из нержавеющей стали или меди, устанавливаемая только на время сварки, должна иметь канавку глубиной 0,8—1 мм и шириной 6—10 мм для формирования усиления с обратной стороны шва. Непровары в данном случае практически исключены, так как при сварке на подкладке можно значительно увеличить сварочный ток и тем самым гарантировать проплавление. Однако при односторонней сварке, особенно при сварке неплавящимся электродом, очень часто появляется другой дефект — несплавление в корне шва, часто переходящее в трещину общей глубиной до 0,5—0,8 мм (рис. 2).

Рис. 2. Несплавление в корне шва. Х100.

Появление несплавлений можно объяснить следующим. Состыкованные кромки при приближении к ним сварочной дуги нагреваются и активно окисляются. Образовавшаяся по высоте притупления окисная пленка большой толщины полностью не разрушается под действием дуги и не «ложится» на дно сварочной ванны, а опускается вместе с расплавившимися, но полностью не сплавившимися состыкованными кромками на подкладку, оставаясь в вертикальном или наклонном положении.

Под действием растягивающих усилий, возникающих в корне шва при охлаждении, происходит раскрытие несплавившихся участков и развитие трещины в глубь основного металла шва. Особенность дефектов подобного типа заключается в том, что их трудно выявить существующими методами контроля. По условиям работы большинства сварных конструкций такие дефекты недопустимы, поэтому их следует устранять или предупреждать их появление. Для этой цели рекомендуем следующее:

1) защиту корня шва от активного окисления при сварке путем поддува с обратной стороны шва защитным газом, причем необходимо применение чистого аргона марки Б по ГОСТу 101-57-62;

2) усиление с обратной стороны шва переплавлять сваркой не- плавящимся Электродом;

3) канавку, формирующую усиление с обратной стороны шва, делать глубиной 1,2—1,5 мм и после сварки подрубать или запиливать усиление не менее чем на 1 мм;

4) обеспечивать надежное опускание окисной пленки на дно сварочной ванны, для чего необходимо применять разделку со скругленными внутренними кромками, с радиусом, равным примерно половине высоты притупления (рис. 3).

Рис. 3. Разделка кромок под сварку со скругленными внутренними кромками.

При многослойной сварке плавящимся электродом наложение первого, а также второго валиков, если первый выполняли со сквозным проплавлением, целесообразно производить на подкладке для исключения прожога. Подкладка, изготовляемая из нержавеющей стали, должна плотно прилегать к стыку по всей его длине, особенно при сварке со сквозным проплавлением. При наличии зазора между подкладкой и стыком происходит провали- вание сварочной ванны. В результате нарушается защита и нормальное формирование шва. Установлено, что зазор между подкладкой и стыком при кварке со сквозным проплавлением не должен превышать 0,5 мм; по аналогичным причинам зазор в стыке и смещение кромок также не должны превышать 0,5 мм.

Сварка тонкостенных труб

Сварка тонкостенных труб – один из наиболее востребованных методов. Металлические фермы, теплицы, легкие каркасные конструкции – во всех этих случаях используются профильные трубы.

Несмотря на преимущественно бытовое применение изделий, изготовленных таким способом, данный вид сварки нельзя назвать простым. Требуется учитывать множество нюансов для выполнения качественного сварного шва. Что это за тонкости, какими методами осуществляется сварка, читайте в нашем материале.

Особенности тонкостенных труб

Для производства профильных труб используют нержавеющую или углеродистую стали. Эта разновидность металлопроката изготавливается по технологии формовки. Благодаря широкому диапазону сечений (10–500 мм) можно выбрать изделие, подходящее для конкретных работ.

Из профильного металлопроката производят прочные легкие конструкции, работы можно выполнять как на основе чертежей, так и без них.

Профильные трубы отличаются:

небольшим весом, благодаря которому снижаются затраты на возведение, транспортировку и монтаж готовой конструкции;
возможностью выбора оптимально подходящего размера и диаметра;
стандартными размерами типовых тонкостенных конструкций, облегчающими их торцевание и стыковку;
унифицированной толщиной стенок изделий;
гладкой внешней и внутренней поверхностями.

Путем сварки тонкостенных труб изготавливают поликарбонатные теплицы, декоративные опоры для заборов, гаражей, ворот, навесов, коммуникационные магистрали.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Прежде чем приступить к свариванию тонкостенного проката, стоит уделить время ознакомлению с особенностями работы с профметаллами. Иначе качество сварных соединений будет низким, а на исправление ошибок потребуется время и дополнительные средства.

Технология ручной дуговой сварки тонкостенных труб

Сварку тонкостенных труб чаще всего выполняют ручным дуговым способом. Его преимущества заключаются в простоте, доступности оборудования и материалов, получении качественного сварного соединения, возможности работы в труднодоступных местах.

Процесс обработки невозможен без:

Трансформаторного или инверторного сварочного аппарата.
Электродов.
Средств индивидуальной защиты для сварщика.
Металлической щетки или наждачной бумаги для очистки заготовок.
Приспособлений для соединения изделий из профилированного металла:
Центратора, позволяющего разместить оси соединяемых труб на одной линии и совместить их торцевые кромки. Такие изделия могут быть наружными и внутренними. Обработка изделий большого диаметра осуществляется при помощи звенного центратора. В бытовых условиях используются центраторы-струбцины. Также из уголков и струбцин можно самостоятельно изготовить соответствующее устройство.
Магнитных угольников, помогающих соединять заготовки под нужным углом.

Ручная дуговая сварка позволяет соединять детали разной толщины и сечения. Однако трубы, толщина стенок которых превышает 4 мм, нуждаются в предварительной подготовке.

Торцы свариваемых заготовок перед началом работ очищаются от загрязнений и обезжириваются.

Существенное значение для качества сварного соединения имеет правильный выбор электрода. Сварка тонкостенных труб (толщина стенок до 4 мм) выполняется с помощью электродов диаметром 2-3 мм при силе тока 50–60 А.

При соединении тонкостенных труб не требуется формирования кромок, зазор между заготовками должен быть минимальным.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Работать можно в нижнем, горизонтальном или вертикальном положениях.

Результат итогового соединения зависит от выбора качественного оборудования и оснащения.

Сварка тонкостенных труб инвертором

Сварка тонкостенных профильных труб инвертором проста и надежна. Сам аппарат компактен, легок, доступен по стоимости, может использоваться как в быту, так и в промышленном производстве.

Начинающим сварщикам стоит работать именно с ним, используя импульсный режим.

Инверторный аппарат подходит для работы с заготовками независимо от их толщины. Сварку тонкостенных труб осуществляют при силе тока 50 А. Для соединения более толстых деталей необходимо повысить напряжение.

В процессе работы электрическая дуга контактирует с электродом заготовки. Плавящийся под воздействием температуры электрод покрывает очищенную область сварки. В его составе присутствуют элементы, препятствующие воздуху контактировать с обрабатываемой поверхностью.

Достоинства инвертора заключаются в:

отсутствии залипаний электродов;
стабильности работы дуги за счет воздействия постоянного тока, и, как следствие, получении качественного сварного соединения, не нуждающегося в последующей обработке;
надежности сварного шва, устойчивого к нагрузке.

Сварка тонкостенной профильной трубы в среде защитного газа

Электродуговая сварка тонкостенных труб в защитной газовой среде достаточно распространена. В процессе используются неплавящиеся электроды. Прежде чем приступить к обработке, заготовки необходимо очистить и обезжирить.

Существенное значение имеет правильный выбор диаметра вольфрамового электрода. Если толщина стенок трубы менее 2 мм, подойдут расходники диаметром 1 мм, для более толстых стенок – 1,6 мм.

На диаметр присадочной проволоки также влияет толщина заготовки. При толщине стенок 1 мм нужна проволока с диаметром 1–1,5 мм, при толщине 2 мм диаметр проволоки должен составлять 2–2,5 мм.

Для работы необходимо следующее:

расходные материалы (электроды, проволока);
трансформатор или инвертор в качестве источника тока;
блок питания;
газовая горелка;
баллон с газом;
редуктор;
шланги.

При электродуговой сварке тонкостенных труб электрод должен располагаться на небольшом расстоянии от сварочной ванны. Короткая дуга обеспечивает лучшее качество соединения и сварного шва.

Присадочную проволоку перемещают вдоль, а не поперек зоны соединения заготовок.

Присадку нужно подавать плавно, чтобы избежать разбрызгивания частиц расплавленного металла.

При сварке тонкостенных труб максимальный расход газа должен составлять 12 л/мин.

Сила тока в процессе работы зависит от толщины свариваемых заготовок и может составлять 50–120 А.

Газовая сварка тонкостенных труб

Газовая сварка тонкостенных труб невозможна без:

баллонов с кислородом и ацетиленом;
редуктора;
горелки;
присадочной проволоки или прутков;
шлангов для подачи газа в горелку.

Соединение заготовок происходит за счет нагревания обрабатываемой области, подачи в нее присадочной проволоки, плавящейся и заполняющей зазор между свариваемыми деталями.

При толщине стенок меньше 4 мм их кромки не нуждаются в формировании.

Сварку тонкостенных труб можно выполнять:

Слева направо, при этом присадочная проволока следует за горелкой. Достоинства этого способа заключаются в хорошем прогреве свариваемой области, меньшем расходе газа, высокой производительности, прекрасном обзоре места соединения заготовок. Эту технологию следует использовать при работе с деталями толщиной более 5 мм.
Справа налево – так происходит работа с тонкостенными изделиями. При этом газовая горелка следует за присадочной проволокой.

Нюансы сварки тонкостенных оцинкованных труб

При работе с оцинкованными трубами сварщики сталкиваются с определенными нюансами. В процессе обработки входящий в состав заготовки цинк начинает «пениться» (на поверхности выступают белые хлопья). Во избежание этого зону соединения деталей тщательно обрабатывают соляной или серной кислотой.

Кроме того, работая с оцинкованными заготовками, важно помнить о выделении ими при нагреве ядовитых веществ. Следовательно, в процессе сварки тонкостенных изделий из цинка следует пользоваться респираторами и постоянно проветривать помещение, в котором ведутся работы. Респираторы можно заменить специальными масками для сварщиков со встроенной принудительной вентиляцией. Об отравлении свидетельствует появление сладковатого привкуса во рту и неприятных ощущений в горле.

Для сварки тонкостенных оцинкованных труб в основном используется флюс HLS-B, сохраняющий целым цинковое покрытие при нагревании. Поверхность заготовки в зоне соединения обрабатывается толстым слоем флюса. При этом площадь обработки должна превышать размер шва. Пламя должно быть насыщено кислородом, а горелка – быть на два номера меньше, чем требуется для работы со стальными деталями.

4 часто задаваемых вопроса о сварке тонкостенных труб

1. Какими электродами сваривают?

Секрет сварки тонкостенных профильных труб заключается в правильно подобранных электродах (их выбор зависит от марки стали):

AHO-4 – универсальный электрод, не нуждающийся в предварительном прокаливании и подходящий для любого оборудования.
MP-3С позволяет получить качественный и привлекательный сварной шов.
УОНИ-13/55 используется профессиональными сварщиками.
ОЗС-12 – его достоинство заключается в отличном сварном шве, а недостаток – в низкой устойчивости к влажности.

2. Какой режим используют?

При выборе режима для работы с тонкостенным прокатом необходимо исходить в первую очередь из силы тока, соответствующей диаметру электродов. А выбор последних зависит от толщины обрабатываемых заготовок.

Выбирая электроды для сварки тонкостенных труб, можно ориентироваться на данные нижеприведенной таблицы:

3. Как выполняется сварка встык?

Соединение тонкостенных заготовок встык иначе называют тавровым методом сварки. На первый взгляд способ обработки очень прост, однако требует определенного опыта. В процессе работы:

на каждом углу сечения профильной трубы делают прихваты, затем стыки выравнивают, обязательно обваривают всю плоскость каркаса;
соединение тонкостенных заготовок выполняют за один раз, более толстые детали сваривают в несколько этапов;
при подаче дуги нужно следить, чтобы кромки детали оплавлялись, металл не проседал;
край стыка по завершении работы должен совпадать с первоначальным, который внахлест.

4. Как сваривают профильные трубы под 90 ?

Прежде чем приступить к сварке тонкостенных труб, необходимо:

обрезать заготовки;
использовать для работы ровную (бетонную) поверхность;
предварительно зафиксировать угол магнитами или косынками;
выполнять сварку поэтапно: черновое соединение, проверка геометрии стыков, создание окончательного сварного шва.

Стоимость сварки тонкостенных труб

Приведенная ниже стоимость сварки тонкостенных труб является ориентировочной, окончательная цена работ может варьироваться в различных регионах. Определять цену можно, исходя из следующих параметров:

длина заготовок (от 20 руб. за единицу);
количество стыков (от 150 руб. за один стык);
более высокая стоимость при работе со сложными конструкциями (сварка ворот или заборов измеряется в погонных метрах и составляет от 600 руб. за пог. м.).

На сайтах всегда указывают ориентировочную стоимость. После обращения заказчика обсуждаются конкретные необходимые действия, только затем формируется окончательный счет на работу. Сварщик занимается не только непосредственно сварочными работами, но и предварительной подготовкой.

Приступая к обработке трубного металлопроката, специалисту необходимо помнить следующее:

профильные трубы под воздействием высоких температур деформируются сильнее, чем заготовки с круглым сечением;
расплавленный металл может заполнить внутреннее пространство трубы, об этом необходимо помнить, если готовая деталь внутри должна оставаться пустой;
неравномерный прогрев или неправильное формирование валиков при торцевой сварке профильных труб может привести к появлению высокого напряжения на углах конструкции.

Толщина стенок металлопроката может быть различной, но при работе с тонкостенными заготовками сварщику особенно нужны знания и опыт.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Аргоновая сварка труб

Аргоновая сварка труб сегодня востребована как никогда, ведь данная технология основана на использовании наиболее доступного, а потому самого дешевого газа, являющегося продуктом массового производства. Кроме того, этот процесс позволяет соединить разные виды металлов и занимает не так много времени.

Правда, одно дело варить аргоном плоские поверхности и совсем другое – более сложные изделия в виде труб. Тут без определенных навыков и знания некоторых тонкостей не обойтись. Все нужно делать последовательно и в соответствии с правилами, иначе работа вряд ли будет выполнено удовлетворительно.

Суть аргоновой сварки

Выражение «сварка аргоном», которое можно услышать среди домашних умельцев, в действительности некорректно. Аргон – инертный газ, который не принимает непосредственного участия в соединении заготовок. Верной является формулировка «сварка в инертной среде». При этом работы проводятся в среде аргона или другого защитного газа, который препятствует негативному воздействию окружающей среды на сварную зону.

Если же вернуться к бытовому выражению, то аргоновая сварка представляет собой технологию, в которой сочетаются газовая и электрическая. Она позволяет соединять заготовки из любых материалов и размеров. Технология подходит для сварки чугунных, стальных, медных и др. деталей. Она одинаково хороша как для крупных стальных труб, так и для небольших бронзовых крючков для вешалки. Аргоновая сварка используется также для работы с изделиями из нержавеющей стали.

В процессе аргоновой сварки труб и других металлических деталей соединяемые края расплавляются под воздействием высокой температуры.

Для нагревания заготовок используется огонь, который не может гореть без кислорода. Вступая в химическую реакцию с металлом, кислород окисляет его. Чем быстрее происходит окисление, тем сложнее процесс сварки. Эта реакция относится к нежелательным, с которыми сталкиваются сварщики во время выполнения сварных работ.

При окислении внутри металла образуется множество воздушных пузырьков, снижающих качество шва. Алюминий же при большом количестве кислорода сгорает.

Аргон необходим для того, чтобы защитить зону сварки от воздействия окружающей среды, т. е. вытеснить из нее кислород. Поскольку газ тяжелее воздуха, то он вытесняет кислород из рабочей области.

Кроме аргона, для этой цели используют также гелий. Однако последний применяется реже, поскольку он интенсивнее расходуется и дороже стоит. Кроме того, работа с гелием требует использования защитной одежды.

Еще одним инертным газом, применяемым при сварке, является азот. Это наиболее редкий газ, с помощью которого сваривают медные изделия. Самым востребованным является аргон, именно он и дал разговорное название для этой технологии сварных работ.

Плюсы и минусы аргоно-дуговой сварки

Далее расскажем о достоинствах и недостатках аргоновой сварки труб и других изделий, влияющих на качество шва, его прочность и другие параметры работы.

К достоинствам следует отнести:

Невысокую температуру нагрева, благодаря которой максимально сохраняются размеры и форма соединяемых заготовок.
Поскольку инертный газ плотнее и тяжелее воздуха, он вытесняет его из рабочей зоны, обеспечивая ее защиту.
Благодаря высокой тепловой мощности сварочной дуги соединение заготовок происходит за короткое время.
Аргоновая сварка труб и других заготовок очень проста в исполнении, может использоваться даже новичками.
Подходит для работы с различными видами металлов, которые нельзя сваривать с помощью других технологий.

Впрочем, у технологии есть и ряд недостатков:

Аргоновую сварку нельзя проводить при ветре и сильном сквозняке, поскольку в таких условиях часть газа улетучивается из рабочей зоны, тем самым снижая степень ее защиты и качество сварного шва. Работа с инертными газами выполняется в закрытых помещениях, оборудованных хорошей системой вентиляции.
Технология предполагает использование сварочного оборудования со сложной системой управления и настройки режимов работы.
При необходимости использования высокотемпературной дуги понадобится дополнительное охлаждение заготовок.

Области применения аргоно-дуговой сварки

Аргоновую сварку труб и других металлических заготовок используют в различных сферах промышленности, а также в бытовых условиях и на небольших производствах. В основном, технологию применяют для соединения деталей из цветных металлов и легированных сталей. Если предстоит работа с изделиями небольшой толщины, то сварка выполняется без использования присадок.

С помощью технологии сварки в среде защитного газа продлевают срок эксплуатации автомобильных запчастей, нарезают резьбу, латают трещины. Чтобы получить качественный сварной шов, сварщику требуется опыт, а также знания в области физико-химических свойств различных металлов.

Технология аргоновой сварки труб и других изделий из металла позволяет получать высококачественный шов, поддерживать одинаковую глубину проплавления металла. Именно его используют при необходимости соединения неповоротных стыков труб. Для работы с заготовками из алюминиевых и титановых сплавов необходимы неплавящиеся электроды, для изделий из алюминия и нержавеющих сталей – плавящиеся.

Технология сварки труб вручную в аргоне

При помощи ручной аргоновой сварки труб формируют корень шва технологических трубопроводов, изготовленных из углеродистых, низко-, среднелегированных и легированных сталей, диаметр которых не превышает 100 мм, а толщина стенок – 10 мм.

Технологические трубопроводы из хромированных никелевых сплавов монтируют также с помощью сварки в защитной аргоновой среде. Если толщина стенок трубопровода не превышает 3 мм, то их сваривают только аргоно-дуговой технологией. Если же стенки трубы толще 3 мм, то аргоновую сварку применяют для формирования корня шва, дальнейшее соединение элементов трубопровода выполняется аргоно-дуговым способом с использованием присадочной проволоки, ручным методом с применением покрытых электродов или механизированными способами сварки.

Если расстояние между свариваемыми трубами не превышает 0,5 мм, использовать присадочную проволоку для их соединения не нужно, если превышает – присадочная проволока обязательна. Если аргоновая сварка труб выполняется в ветреную или дождливую погоду, необходимо работать в специальном укрытии.

Чтобы определить, под каким углом располагать электрод к свариваемой трубе, необходимо ориентироваться на качество защиты и конструктивные особенности горелки. При использовании горелок АГМ-2 и АГС-3 угол может варьироваться в пределах от 0° до 70°, при использовании других горелок (АР-3, МГ-3 и пр.) с канальной схемой истечения газов – от 0° до 25°.

Если в процессе аргоновой сварки труб используется присадочная проволока, то подается она в рабочую зону слева направо, в то время как горелка двигается навстречу проволоке, т. е. справа налево. При формировании корневого шва амплитуда колебаний горелки и присадки составляет от 2 до 4 мм. Если в дальнейшем накладываются еще швы, то горелку перемещают поперечными движениями, амплитуда колебаний которых варьируется от 6 до 8 мм. Оплавляемый конец присадки во время сварочных работ должен находиться в защитной газовой среде. Сама подача проволоки должна происходить плавно, без резких движений.

При ручной аргоновой сварке труб и других металлических заготовок используют как можно более короткую электрическую дугу (около 1–3 мм), ток должен быть постоянным с обратной полярностью. Зажигают и гасят дугу на кромке или на шве соединяемых элементов на расстоянии 20–25 мм сзади кратера. Аргон начинает поступать в горелку за 15–20 секунд до того, как дуга активируется, подача инертного газа прекращается спустя 10–15 секунд после того, как дуга погашена. В эти периоды струю аргона необходимо направлять в зону начала сварки или на кратер.

При аргоновой сварке труб необходимо уделить пристальное внимание корню шва и заделке кратера. В последнем случае оптимально подходит дистанционное управление источником питания электрической дуги. Если нет возможности управлять дугой дистанционно, то в кратер вводят каплю расплавленного металла с присадки, одновременно быстро отводя горелку от области стыка, пока дуга естественным образом не оборвется.

Если сварочные работы выполняются без использования присадочной проволоки, то для заделки кратера горелку сначала быстро уводят в противоположную движению сторону, а потом также быстро возвращают обратно к кратеру. После того как корневой шов сформирован, необходимо проверить его качество. Если будут обнаружены трещины или другие дефекты, то этот участок удаляется с помощью узкого наждачного круга, после чего повторно заваривается с использованием присадки. При формировании корневого шва с применением расплавляемой вставки присадочную проволоку не используют, вставку расплавляют на всю глубину и по всему периметру сварного соединения.

Если свариваемый трубопровод имеет небольшой диаметр, то количество используемого для продувки аргона должно быть не более 3-4 л/мин. Чем больше диаметр и длина свариваемых труб, тем дольше время продувки. Чтобы сэкономить инертный газ, им заполняют не всю полость трубы, а только трубопровод в области сварного соединения, для чего используют специальные заглушки, ограничивающие зону продувки.

После того как заглушки установлены, инертный газ подают через специальный рукав и заполняют полость трубы. У этого способа есть определенные недостатки. Поскольку для продувки используется свыше 50 % аргона, который защищает рабочую зону, то защита обратной стороны формируемого шва стоит в два раза дороже, чем непосредственно сварка стыка. На увеличении стоимости продувки сказывается необходимость изготовления и установки заглушек. Если работа выполняется с замыкающими стыками, то инертным газом заполняется вся полость трубы.

Для устранения этих недостатков сварщики используют флюс. Паяльную пасту наносят при плюсовой температуре на обратную сторону сварного шва до его кристаллизации. Высыхает паста через 15–20 минут, сварщик контролирует процесс визуально, ориентируясь на ее цвет (сухая масса будет темно-серой).

Нагревают стыки с помощью:

гибких нагревательных элементов типа ГЭН;
комбинированных нагревательных элементов типа КЭН;
гибких индукторов из голого медного провода марки М или М1Т сечением 180–240 мм 2 с 8–12 витками;
газопламенными горелками.

После установки и крепления к месту стыка воронок из листового асбеста его прогревают одноплеменными универсальными горелками на нейтральном пламени. Их количество выбирается таким образом, чтобы равномерно прогреть свариваемый стык по всей окружности. Кольцевые многопламенные горелки располагают по обе стороны от места соединения заготовок.

Аргоновая сварка труб может выполняться в поворотном и неповоротном положениях. В первом случае ось трубопровода может быть расположена как вертикально, так и горизонтально. Во втором – шов формируется за два поворота. Если длина сваренных участков составляет более 200 мм, используется обратноступенчатый способ.

Аргоновую сварку труб диаметром менее 21,9 см из мартенситных и мартенситно-ферритных сталей выполняет один сварщик. Для работы с трубами большего диаметра необходимо два специалиста. Если диаметр трубы превышает 80 см, то сварку выполняют четыре сварщика, работающие поочередно.

Аргоновая сварка труб из мартенситно-ферритных сталей выполняется при температуре окружающей среды выше 0 °С, работать с трубами из стали 15ХМ можно при температуре воздуха выше +10 °С, при этом заготовки независимо от толщины стенок прогреваются до +250…+300 °С.

Перерыв между завершением сварочных работ и началом термообработки определяется в соответствии с требованиями проекта работ. При аргоновой сварке нельзя перегревать места соединения труб из аустенитной стали. При нагревании металла на расстоянии 20–25 мм от стыка до +100 °С либо делается перерыв в работе, либо стык охлаждается с помощью струи сжатого воздуха.

Если необходимо выполнить аргоновую сварку труб из разнородных сталей разной степени легирования, выбирают технологию и режимы работы, подходящие для сваривания более легированных металлов. При работе с трубами из разнородных сталей, принадлежащих к разным структурным классам, выбранная технология и режим сварки должны обеспечивать наименьшее проплавление основного металла.

При работе с коррозионностойкими и жаропрочными сталями, в составе которых содержится 12 % хрома, а также с высокохромистыми хромоникелевыми сталями температура нагрева должна быть приближена к той, при которой сваривают однородные стали с содержанием хрома 12 %.

Аргоновая сварка труб из нержавейки

Круглые и профильные трубы с тонкими стенками используются в разных отраслях промышленности и в быту. Легкие конструкции с гладкой внешней и внутренней поверхностью подходят для изготовления коммуникационных магистралей (канализаций, водопроводов), поликарбонатных теплиц, гаражей, навесов, ворот и других объектов.

Прокат считается тонкостенным, если соблюден определенный баланс толщины стенок и диаметра конструкции. Показатель равен от 12 до 40 единиц (подробная информация прописана в ГОСТ). В среднем, к этому классу изделий причисляют трубопрокат с диаметром 20 мм и менее (при этом величина стенок не может превышать показатель в 1,5 мм).

Сваривание конструкций выполняют, чтобы улучшить качество соединения. Для получения прочного неразъемного соединения специалист учитывает много нюансов. Рассмотрим, какие навыки и какие методы необходимы для создания герметичного шва.

Технология сварки тонкого металла

Обработка тонкостенного проката – непростая задача. Желательно, чтобы ее выполнял профессионал, т.к. соединительные швы должны соответствовать строительным нормативам и условиям ГОСТ.

Сложность сваривания стальной конструкции с тонкими стенками в том, что ее нельзя повернуть для того, чтобы специалисту было удобно работать. Когда инженерные коммуникации проходят очень близко к потолку, полу или стене, профессионалы варят их с помощью зеркала или проделывают внутренний шов в самой трубе. Обыватель, как правило, не обладает достаточной квалификацией для выполнения таких операций.

Еще один нюанс операции заключается в том, что такие детали легко прожечь насквозь. Чтобы избежать порчи материала, сварщик должен знать, какой ток выставлять и какими электродными стержнями пользоваться.

Для получения неразъемного соединения двух деталей используют:

газ;
электроды;
инверторы;
аргон и др.

Технологические этапы процесса:

Свариваемые участки предварительно обрабатывают. С поверхности удаляют грязь, жирные пятна, ржавчину. Оцинкованный металл очищают болгаркой от защитного покрытия. В некоторых случаях варят прямо по нему: цинковый слой сгорает в процессе работы.
Заготовки располагают как можно ближе друг к другу. Далее их соединяют струбцинами. Зазора между соединяемыми плоскостями быть не должно.
Делают короткие швы, располагая их примерно в 10 см друг от друга (так называемые «прихватки»).
Накладывают единый сплошной шов.
Выдерживают время, чтобы металл остыл. Каждый последующий сварочный слой наносят только после полного остывания предыдущего покрытия.

Сварка труб инвертором

Обработка проката толщиной до 5 мм легким и компактным инверторным аппаратом – способ, который более всего подходит для новичков.

Советы по свариванию:

Работы проводят на малых токах сварочного инвертора (например, для электродов диаметром 1,5 мм устанавливают силу тока не более 45 А).
Для обработки тонколистных заготовок используют рутиловые электродные стержни. Для них характерен легкий розжиг дуги, хорошая отделяемость шлака. Диаметр стержней не должен быть более 2 мм.
Чтобы не прожечь материал, следует использовать обратную полярность инвертора. Для этого к плюсу аппарата подключают электродержатель, а к минусу – кабель массы.
Чтобы металл не «повело», заготовки сваривают короткими стежками (через 5-8 см). Только потом накладывают непрерывный сварочный шов.
Варку проводят, выдерживая короткую дугу длиной не более 4 мм.
При толщине листа менее 2 мм места соединения охлаждают с помощью теплоотводящих пластин. Это необходимо, чтобы избежать деформации заготовки под воздействием высокой температуры.
Сварщик действует быстро, выдерживая поступательную и одинаковую скорость движения. Если долго удерживать электрод в одном месте, на металлической поверхности образуется прожог.

Сварка тонких труб электродом

Технология позволяет собирать легкие конструкции, которые отличаются повышенным запасом прочности. С помощью данного метода восстанавливают автомобили, ремонтируют бытовые металлоизделия.

Работа с тонколистовым металлом – сложный и трудоемкий процесс. Очень важно правильно выбрать электрод – стальной стержень со специальным покрытием (рутиловым, целлюлозным и др.). От этого будут зависеть эксплуатационные характеристики сварочного рубца.

При сваривании таких конструкций, в первую очередь, определяются с диаметром расходников. Обычно эта величина составляет от 1,5 до 2 мм.

Используя стержни такой толщины, шов ведут быстро: скорость плавления у этих электродов довольно высокая.

для обеспечения быстрого поджога дуги стержень на конце очищают от обмазки на 5-8 мм;
по всей длине будущего соединения делают точечные прихватки материала;
зажигают дугу (чирканьем или постукиванием кончика стержня по металлической поверхности), выдерживая ее в пределах 2-4 мм по длине;
образовывают ванну овальной формы из расплавленного металла, начинают аккуратно вести шов.

Сварка тонкостенных труб аргоном

По информации ГОСТ 2601-84 правильное название метода – аргонодуговое сваривание (иногда его называют «TIG-сварка»). Он основывается на соединении материалов в среде инертного (защитного) газа с помощью неплавящегося электрода, позволяя получить качественные непрерывные швы. Соединения обладают высокими механическими свойствами, устойчивостью к коррозии, эстетичным внешним видом.

Технология применима для прямошовного проката из высоколегированных марок стали. Диаметр трубной продукции из нержавейки может составлять 15-426 мм, в толщина стенки не должна превышать 5 мм.

Трубные детали, соединенные аргонодуговым способом, востребованы в химической промышленности. Для увеличения коррозионной стойкости шва готовые металлоизделия подвергают холодной прокатке, волочению, термообработке.

Т.к. процесс достаточно затратный и небезопасный (используется газ), то технологию с аргоном применяют, в основном, на крупных предприятиях.

Особенности ручной дуговой сварки

Это один из самых распространенных способов. Он отличается простотой, высоким качеством шва, возможностью проводить работы в труднодоступных местах.

Какие материалы понадобятся для ручного дугового метода? Исполнителю необходим аппарат (инвертор, трансформатор), электроды (АНО-21 или МР-3С), техоборудование (центратор, магнитные угольники,) и средства индивидуальной защиты (респиратор, рукавицы).

Ручной дуговой способ сваривания подходит для обработки трубопроката с разной толщиной и сечением. Тонкостенные детали соединяют встык за один раз. Зазор при этом получается минимальным, кромки не формируют. Работы проводят в горизонтальном, вертикальным, нижнем положениях.

Для проката с толщиной стенок менее 4 мм выбирают стержни, которые имеют диаметр 2-3 мм. Рекомендуемая сила тока не превышает 60 Ампер. Перед свариванием торцы труб зачищают, обезжиривают.

Сварка алюминия аргоном: Что нужно знать

В чем сложность работы с металлом? Алюминий — не самый простой материал для сварки. Работу приходится вести, учитывая особенности металла:

На воздухе чистый алюминий окисляется. Оксид Al 2 O 3 — это тугоплавкое соединение, переходящее в жидкое состояние при 2050 o С. Само собой это существенно усложняет процесс сварки. Для того чтобы работать с алюминиевыми деталями потребуется специальная подготовка материала, которая доведет его до «чистого» состояния.
Температура плавления чистого алюминия составляет всего 660 o С. Высокий риск прожига требует тщательного контроля параметров сварочного аппарата и выверенных движений во время сварочного процесса.

Сварка алюминия полуавтоматом в аргоне или аппаратом TIG позволяет избавиться от возникающих проблем, обеспечивая аккуратный и прочный шов на стыке соединения двух деталей.

Технология TIG: преимущества метода

В отличие от стальных сплавов алюминий сложнее в плане термической обработки. Главная проблема — образование оксида при контакте с кислородом воздуха. Подача аргона в зону сварки перекрывает поступление кислорода к алюминию, создавая благоприятные условия для сваривания. В процессе работы происходит расплавление алюминиевого прутка с образованием сварного соединения.

Сварка алюминия аргоном: плюсы метода

Стабильное горение дуги.
Равномерный провар.
Производство тонкого и аккуратного шва.

Метод относится к универсальным: технология TIG годится не только для алюминия, но и для других металлов и сплавов.

Оборудование

Вольфрамовые электроды. Материал содержит небольшое включение редкоземельных элементов. Чем ниже их содержание, тем выше качество электрода и стабильнее дуга.

Присадочный алюминиевый пруток. Расходник длиной до метра предлагается в разных диаметрах в интервале 1,6–4,0 мм. Желательно использовать материал после вскрытия упаковки.

Продолжительное хранение приводит к образованию оксидной плёнки, что усложняет процесс сварки алюминия. Состав прутка должен соответствовать характеристикам свариваемых поверхностей.

Горелка TIG и сопла для равномерной подачи инертного газа к зоне расплава. Если сварку алюминия аргоном планируется вести на открытом воздухе, необходимо брать сопла с большим диаметром, поскольку инертный газ вне помещения скорее уходит из зоны сварки под действием ветра.
Баллон с аргоном, оснащённый редуктором для регулировки давления.

Сварка постоянным и переменным током

Аппарат для сварки алюминия аргоном может работать на постоянном токе (DC) и переменном (AC) (есть и инверторы с двумя режимами AC/DC). Если подключить DC в обратной полярности, произойдёт резкий рост температуры сварки. Условия приводят к перегреву вольфрамового электрода, в результате металл разрушается. Чтобы этого не происходило, сварщику приходится уменьшать сварочный ток. В таком режиме можно сваривать только небольшие по толщине детали.

Переменный ток сварки алюминия аргоном запускает процесс удаления оксидной плёнки электрическим методом. Когда на электроде минус, деталь разогревается и плавится. После смены направления заряженных частиц на электроде возникает плюс, и начинается разрушение Al 2 O 3 . В таких условиях электрод практически не перегревается, поэтому можно поднять сварочный ток.

Читайте также: