Технология сварки труб аргоном

Обновлено: 24.01.2025

Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся W-электродом применяется для неповоротных стыков труб из низкоуглеродистых, низколегированных и легированных (коррозионностойких) сталей. Диаметр свариваемых труб - менее 100 мм, толщина стенки - до 10 мм.

Выбор параметров режима

Сварочный ток выбирают: при однопроходной сварке - в зависимости от толщины стенки трубы, а при многопроходной - исходя из высоты валика, которая должна составлять 2 - 2,5 мм. Сварочный ток назначают из расчета 30 - 35 А на 1 мм диаметра электрода.

Напряжение на дуге должно быть минимальным, что соответствует сварке короткой дугой.

Скорость сварки регулируют так. чтобы гарантировались проплавление кромок и формирование требуемых размеров шва.

Расход защитного газа зависит от марки свариваемой стали и токового режима (от 8 до 14 л/мин).

Присадочная проволока диаметром 1,6-2 мм выбирается но марке свариваемой стали (см. статью Сварочные материалы).

Ориентировочные режимы

Диаметр W-электрода, мм

Диаметр присадка, мм

Сварочный ток, А

Напряжение на дуге, В

Расход газа, л/мин

Минимальные режимы по току в зависимости от марки W-электрода

Постоянный ток (А) полярности

Переменный ток, А

Сварку начинают сразу же после установки прихваток, которые при выполнении первого слоя нужно переплавить. В труднодоступных местах первый корневой шов можно выполнять без присадочной проволоки, если зазор и смешение кромок не превышают 0,5 мм, а притупление кромок не более 1 мм. Исключение составляют стыки труб из сталей 10 и 20, которые всегда нужно сваривать с присадкой.

Очередность наложения слоев при сварке одним сварщиком неповоротного стыка

Зажигать и гасить дугу следует на кромке трубы или на уже наложенном шве на расстоянии 20-25 мм от конца шва. Подачу аргона прекращают спустя 5-8 с после обрыва дуги.

При сварке высоколегированных сталей нужно соблюдать ряд условий:

минимальные токовые режимы;
короткая сварочная дуга;
максимальная скорость сварки без перерывов и повторного нагрева одного и того же участка металла;
избегать поперечных колебаний горелки;
присадочную проволоку следует подавать равномерно, чтобы не создавать брызг расплавленного металла, которые, попав на основной металл, могут вызвать впоследствии очаги коррозии

На толстостенных (более 10 мм) трубопроводах диаметром более 100 мм из низкоуглеродистых и низколегированных сталей корневой шов сваривают аргонодуговым способом без остающихся подкладных колец.

Сварку следует вести обратноступенчатым способом участками длиной не более 200 мм. Высота корневого шва должна быть не менее 3 мм. При этом необходимо обеспечить плавные переходы к поверхности трубы.

Направление и очередность укладки корневого слоя

Аргонодуговую сварку используют также, когда приваривают подкладное кольцо в трубах из углеродистых и низколегированных ст алей. Кольцо плотно, но без натяга, устанавливают в трубу, оставляя зазор между кольцом и внутренней поверхностью трубы не более 1 мм. Кольцо прихватывают снаружи угловым швом длиной 15-20 мм с катетом 2.5-3 мм к трубам диаметром до 200 мм в двух местах, а большего диаметра в трех-четырех местах.

Прихватку, независимо от марки стали трубы и подкладного кольца, выполняют с присадочной проволокой Св-08Г2С диаметром 1,6-2 мм. Подкладное кольцо приваривают однослойным угловым швом с катетом 3-4 мм с тем же присадком.

Прихватку и приварку подкладного кольца делают без предварительного подогрева независимо от марки стали и толщины стенки трубы. Исключение составляют трубы из стали 15Х1М1Ф с толщиной стенки более 10 мм - конец такой трубы подогревают до 250 - 300 °С.

Аргонная сварка - много имен, но суть одна

Сварка аргоном осуществляется неплавящимся электродом в среде инертного газа – аргона (TIG, GTAW), от чего и происходит её название. Но для этого можно использовать также и плавящийся металл, т.е. полуавтоматическая сварка (MIG, GMAW). В качестве неплавящегося электрода обычно используют вольфрам.

Другие названия аргонной сварки – "сварка аргоном", "аргоновая сварка", "аргонодуговая сварка".

ручную аргонодуговая сварку неплавящимся электродом (TIG, GTAW) рекомендуем прочитать статью "Сварка в инертных газах вольфрамовым электродом (TIG)" или раздел "Ручная аргонодуговая сварка"
полуавтоматическую сварку в инертном защитном газе (MIG, GMAW) рекомендуем прочитать статью "Сварка плавящимся металлическим электродом в защитных газах (МIG/МАG) и сварка порошковой проволокой" или посетить раздел "Полуавтоматическая сварка"

Принцип действия аргонодуговой сварки

Во время сварки процесс плавления происходит в газовой среде аргона. Главное орудие – это электрическая дуга. Именно в этой дуге происходит преобразование электрической энергии в тепловую. Потому что плотность именно тепловой энергии способна расплавить металл.
На открытом воздухе зона сплавления металлов должна быть закрытой от кислорода, так как воздух очень плохо влияет на качество сплавки металлических швов.

Во время сварки через сопло подаются специальные газы, которые как бы вытесняют кислород и азот, таким образом, защищая швы металла во время сваривания.

Как упоминалось ранее, зачастую аргонная сварка производится с помощью вольфрамового электрода, т.е. TIG (GTAW). Но также дополнительно можно применять такие газы как гелий, азот, водород или на крайний случай углекислый газ. Но в углекислоте сварку нужно производить уже не вольфрамовым, а угольным электродом или плавящимся электродом (MIG, GMAW).

Что касается типов аргонодуговой сварки, то их существует несколько.

Типы сварки аргоном:

ручная - горелку нужно перемещать вручную;
механизированная - горелка также перемещается вручную, но проволока подается механически;
автоматизированная - весь процесс происходит автоматически, но контролируется оператором;
автоматическая - участие оператора не нужно.

Как мы уже выяснили, в сочетании с вольфрамовыми электродами обычно используют аргон или гелий. Когда вольфрам попадает под действие кислорода, он начинает разрушаться. Поэтому важным и более эффективным является использование аргона.

Чем же аргон лучше гелия? Во-первых, его стоимость значительно ниже, чем у гелия. Это связано с тем, что его добывают из воздуха. И в связи с тем, что он тяжелее, чем воздух - аргон лучше защищает зону сваривания.

Применение сварки в среде аргона

Среди всех видов сварки, наиболее востребованной является аргонодуговая сварка. Это связано с тем, что по качеству она наиболее полно удовлетворяет все запросы и требования. Она гарантирует высокое качество и прочность швов.

Свою целевую аудиторию аргонная сварка нашла как в промышленности, так и в быту. В большинстве случаев применение аргоновой сварки используют для создания строений каркасов. Это связано с тем, что в каркасах швы должны выдерживать большую и постоянную нагрузку.

Если вам предстоит работа с металлами, которые плохо свариваются между собой или очень тонкими металлическими изделиями, то тут лучшим помощником также станет аргонодуговая сварка. Очень широкое использование аргонной сварки также можно отметить и в автомобильной промышленности.

С появлением аргонной сварки сложность при орбитальных швах также исчезла, так как с помощью различных автоматов можно отлично сварить между собой неповоротные стыки труб.

Аргонная сварка нержавейки

Нержавеющая сталь – материал достаточно сложный для сварочных работ. Однако применение сварки с аргонным охлаждением позволяет получить ровный и качественный шов, соединяющий детали из нержавейки. Начинать обучение данному процессу необходимо с ознакомления с различными характеристиками этого сложного для соединения сплава. Наша статья познакомит вас не только с тем, что такое аргонная сварка нержавейки, но также с особенностями и технологией работ.

Основы аргонной сварки нержавейки

Нержавеющие стали отличаются от обычных антикоррозийными свойствами, которые они получили за счет добавления в состав хрома (до 20 %), никеля, марганца, молибдена и иных компонентов. Эти примеси придают металлу различные свойства и эксплуатационные качества. Что в результате приводит к сложностям в аргонной сварке нержавейки.

Основными свойствами нержавеющих сталей являются:

Теплопроводность – она в два раза меньше, чем у низкоуглеродистых сталей. Отток тепла из места аргонной сварки происходит очень медленно, в результате чего рабочая зона может перегреться, возможен пережог. Поэтому сила сварочного тока должна быть на 20 % меньше, чем при работе с иными сталями.
Коэффициент линейного расширения нержавейки – высокий. Соответственно, изменение длины изделия при нагреве будет значительной, что может привести к его деформации или появлению трещин.

Для предотвращения этого необходимо делать достаточно большие зазоры между соединяемыми деталями, особенно крупными.

Важной особенностью нержавеющей стали является потеря антикоррозийных свойств в месте соединения при нагревании до температуры свыше +500 °С. Причина – в образовании на границе зерен карбидов, которые берут на себя роль анодов. Они и приводят к увеличению скорости межкристаллитной коррозии сплавов.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Для защиты нержавейки от перегрева в процессе сварочных работ используют метод охлаждения аргоном. А для хромоникелевых сплавов – технологию быстрого охлаждения шва.

Преимущества аргонной сварки нержавейки

При выборе варианта проведения сварочных работ по нержавеющей стали аргонная сварка имеет ряд преимуществ, которые обусловлены технологией, а именно:

Для получения ровного шва с равномерным проплавом на всю глубину необходимо защитить металл в процессе работы от воздействия воздуха. Это помогает сделать аргон, создающий специальную атмосферу вокруг места работы, вытесняющую N₂ и O₂.
Данный метод помогает соединить сложные по форме детали без изменения их конфигурации благодаря низкой теплопроводности нержавеющей стали. Прогреву подвергается только небольшая область около шва. С одной стороны это хорошо, но с другой – действовать надо очень осторожно, чтобы не произошел пережог.
Соединение происходит достаточно быстро, поскольку температура дуги высока.

Помимо достоинств, аргонная сварка имеет и недостатки. Для ее проведения необходимо сложное и дорогостоящее оборудование, а также определенный опыт работы, знание материала и процесса.

Как настроить аргонную сварку по нержавейке: нюансы подготовки

Важным этапом, влияющим на конечный результат, является процесс подготовки нержавейки для последующей аргонной сварки:

Тщательно обработать края деталей металлической щеткой, наждачной бумагой или провести автоматическую шлифовку.
Обезжирить ацетоном, спиртом или бензином.
Расположить свариваемые детали с зазором на расширение.
Подогреть края деталей до +200…+300 °С при проведении работ по тонкой нержавейке. Это поможет снизить напряженность металла и избежать трещин.

Следующий этап – подбор присадочного материала или проволоки. Легирующих добавок в ней должно быть больше, чем в предназначенной для сваривания нержавейке. Сечение же проволоки подбирается исходя из толщины соединяемых деталей.

Технология аргонной сварки неплавящимся электродом из вольфрама

С помощью вольфрамового электрода аргонной сваркой соединяют детали с тонкими стенками (тонкостенные). Метод этот называется TIG-сваркой.

Для работы применяют два вида аппаратов: постоянного или переменного тока. Через горелку со вставленным электродом из вольфрама подается аргон. Шов формируется за счет плавки присадочной проволоки, которую подают вручную. Горелку перемещают также вручную, держа строго под углом 70–80° к шву.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Движение горелки идет вдоль линии соединения, без поперечных перемещений. Таким образом формируется стабильная сварочная ванна, исключающая попадание атмосферного кислорода и взаимодействие его с металлом. Рекомендуется одновременная подача аргона как с лицевой, так и с изнаночной стороны шва. Несмотря на больший расход газа, качество соединения будет выше.

Электрод не должен соприкасаться с поверхностью нержавейки. Для разжигания дуги используют угольные или графитовые пластинки, а затем ее переносят на металл. Делается это для предотвращения оплавления электрода и отсутствия следов на сварочном шве.

Важным этапом работы является настройка сварочного аппарата. Покажем это на примере соединения деталей толщиной в 1 мм. Используется аппарат постоянного тока с прямой полярностью (на электрод подается «+», а на детали «-»). Выбирается ток от 30 до 50 А с напряжением до 28 В. Работа проводится со скоростью от 12 до 28 см в минуту. За это время израсходуется от 3 до 5 л аргона. Присадочная проволока выбирается с диаметром от 0,8 до 1,6 мм, в зависимости от различных условий.

Угол наклона горелки – от 70° до 80°, угол подачи проволоки – от 10° до 15°. Для улучшения качества шва, а также увеличения срока службы вольфрамового электрода, аргон перекрывают спустя 10–15 секунд после остановки работы. При этом охлаждение шва и электрода происходит быстрее, а расход аргона увеличивается незначительно.

Аргонная сварка нержавейки полуавтоматом

Аргонная сварка полуавтоматом значительно упрощает процесс, увеличивает его скорость, а также повышает качество сварочного шва. Чаще полуавтомат используют для соединения деталей большой толщины.

Существует несколько особенностей проведения аргонной сварки нержавейки с помощью полуавтомата:

использование никельсодержащей проволоки;
расходование вместе с аргоном углекислого газа при соединении толстых деталей – кромки шва смачиваются газом, уменьшая нагрев, что ведет к смягчению всего процесса;
применение трех способов соединения: с короткой дугой, с технологией струйного переноса или импульсный метод.

Считается, что наибольший контроль процесса происходит при импульсной сварке, когда подача проволоки в рабочую зону происходит толчками. При этом снижается ее расход, что немаловажно по причине высокой стоимости. Сокращается площадь нагревания металла. Уменьшается его разбрызгивание.

Это приводит к снижению времени последующей окончательной обработки поверхностей рядом со сварочным швом, поскольку брызги расплавленного металла отсутствуют.

Применение двух других способов ограничивается толщиной соединяемой нержавейки. Струйный перенос используют для сваривания деталей большой толщины, короткая же дуга применяется к тонким изделиям.

Какое оборудование применяют для аргонной сварки нержавейки

Для аргонной сварки нержавейки необходимы:

Инверторный источник сварочного тока (сварочный инвертор) – является источником питания сварочной дуги, обеспечивающим ее стабильное горение. Его выбор зависит от объема работ и свойств металла. Специалисты советуют для нержавейки применять источник, функционирующий на выпрямленном токе.
Осциллятор – электронное устройство, поддерживающее и стабилизирующее сварочную дугу при использовании неплавящегося электрода из вольфрама.
Горелка и токопроводящий узел – включают форсунку для газа и неплавящийся электрод.
Аргон или его смеси с иными газами – подается из баллонов, где находится под давлением.
Неплавящиеся электроды – в настоящее время на рынке широко представлены электроды для аргонной сварки нержавейки, стойкой к коррозии. Выбор зависит от шва и свойства материала.
Присадочная проволока – выбирается в зависимости от марки нержавеющей стали.
Спецодежда – роба, рукавицы и маска. А также средства для обработки нержавейки – обезжириватель и металлическая щетка.

Настройка аппарата и тонкости аргонной сварки труб из нержавейки

Создание трубопроводов из нержавейки требует соединения его частей. Особенностью таких сварочных работ является необходимость защиты шва газом внутри трубы.

Для этой цели используют метод заглушки одного конца соединяемой трубы подручными материалами:

бумагой;
поролоном;
резиной;
тканью или пр.

В заглушку вставляют трубку, необходимую для подачи аргона. После чего конструкция закрепляется скотчем. Аргон подают под небольшим давлением, которое определяется путем визуального осмотра. Главным критерием служит отсутствие расплавленного металла в выдуваемом из трубы воздухе.

Самодельная, но удобная конструкция поможет сделать сварочный шов ровным и качественным.

Для соединения нержавейки толщиной в 3 мм аппарат настраивают на ток в 65 А. Заварка кратера шва должна длиться 3 секунды. А подача аргона после завершения работы – 4 секунды.

Итоговые рекомендации специалистов по аргонной сварке нержавейки

Использование аргонной сварки для нержавейки требует опыта и знаний, которые можно получить у специалистов в данной области – профессиональных сварщиков.

Вот несколько их рекомендаций:

Работать нужно, держа электрод на самом малом расстоянии от металла, но не прикасаясь к нему. При этом образуется минимально возможная дуга. Делается это для улучшения качества шва. Поскольку длинная дуга не будет прогревать шов по глубине, в результате чего он будет расширяться.
Подавать проволоку необходимо ровно, стараясь держать ее в зоне действия аргона. Это поможет избежать окисления при ручной аргонной сварке.
Оценить качество проплава можно по форме наплывов, появляющихся в результате плавки присадочной проволоки. Вытянутая вдоль шва форма говорит о хорошем качестве. А круговой или овальный наплыв расскажет о недостаточном или неполном проплавлении.
Постепенно снижать величину тока, приближаясь к окончанию шва. Необходимо избегать резкого отрыва дуги для повышения уровня защиты горячего шва и, соответственно, его качества.

Метод аргонной сварки хоть и считается сложным, однако таковым не является. Он не намного труднее обычного. Его можно освоить в достаточно короткие сроки, а профессионализм придет с опытом. Стоимость же дополнительного оборудования с лихвой окупится возможностью, помимо нержавейки, варить медные, алюминиевые или бронзовые детали, а также их сплавы.

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

Современная технология сварки аргоном

Технология сварки с использованием высокотемпературной дуги широко применяется в производстве для соединения металлических деталей. Однако данная технология подходит не для всех сплавов. Некоторые металлы при достижении температуры плавления на открытом воздухе окисляются. В результате структура материала меняется, его полезные технологические свойства теряются. Поэтому используется специальная технология сварки аргоном, когда при нагреве металла электрической дугой применяется инертный газ, защищающий сплав от окисления.

Особенности технологии сварки аргоном

Сварка осуществляется в аргонной среде, создающей защиту от окисления в местах соединения двух металлических деталей. Окисление происходит из-за воздействия кислорода, содержащегося в воздухе. Аргон же создает защитную оболочку вокруг зоны обработки и не позволяет кислороду проникать в эту зону.

Аргонная сварка может производиться в ручном, полуавтоматическом и автоматическом режимах. Общепринята более широкая классификация режимов сварочных работ, зависящая как от способа, так и от применяемых электродов. Так, используется два вида электродов: плавящиеся и неплавящиеся. Во втором случае электрод представляет собой вольфрамовую проволоку, обеспечивающую надежное и прочное соединение любых металлов, в том числе разных по свойствам.

Методы аргонодуговой сварки классифицируются следующим образом:

ручной с использованием неплавящегося электрода РАД;
автоматический с применением неплавящегося электрода ААД;
автоматический с использованием плавящегося электрода ААДП.

Основные достоинства технологии:

относительно низкая температура нагрева, позволяющая сохранить конфигурацию соединяемых элементов;
максимальная защита зоны обработки от воздействия кислорода благодаря высокой плотности и инертности аргона;
высокая тепловая мощность дуги, позволяющая выполнить работу за достаточно короткое время;
простота процесса, благодаря чему использовать технологию могут новички;
универсальность применения технологии, позволяющая сваривать различные по свойствам металлы и их сплавы, соединить которые другими способами не получится.

Технология сварки аргоном (видео):

Из недостатков технологии:

Чувствительность аргонной защиты к ветру и сквознякам.

При ветре газ частично улетучивается, оставляя без защиты соединение и, соответственно, снижая его качество. По этой причине сварочные работы с использованием аргонной струи следует выполнять в вентилируемых закрытых помещениях без сквозняков.

Конструктивно сложное сварочное оборудование, трудности при настройке режимов его работы.
Необходимость в дополнительном охлаждении соединений при использовании высокоамперной дуги.

Аргонная сварка широко применяется для соединения между собой медных, титановых, алюминиевых, бронзовых, стальных изделий, а также элементов из нержавеющей стали и цветных металлов. Сварочные работы с этими металлами представляют определенную сложность, и именно аргонная технология показывает здесь свою наибольшую эффективность. С помощью данной технологии соединяют различные металлические детали, трубы и элементы отделки. Большое распространение в современной промышленности получила технология сварки нержавеющих труб аргоном.

Технология сварки нержавеющих труб аргоном (видео):

Технологии сварки аргоном различных металлов

Сварочные работы с применением аргона позволяют создавать герметичный шов, не нуждающийся в последующей обработке. Фактически, таким способом можно соединять детали из всех известных на сегодня металлов и сплавов.

1. Технология сварки алюминия аргоном.

В качестве электродов применяются плавящиеся и неплавящиеся элементы. Для ручного, полуавтоматического и полностью автоматического метода могут использоваться неплавящиеся электроды. Для большей стабильности дуги желательно пользоваться осцилляторами либо импульсными возбудителями. Данным способом имеет смысл соединять металлические детали толщиной 10–12 мм. Элементы из алюминия большей толщины сваривать таким способом невыгодно по причине низкой производительности и перегрева зоны обработки. В данном случае лучше использовать плавящиеся электроды.

Сварка тонколистового алюминия (толщиной 0,2–2 мм) осуществляется в один проход без использования присадочного материала на съемных или остающихся подкладках. Конец присадочного прутка в случае его применения нежелательно выносить за пределы зоны действия аргона во избежание окисления. Дуга при этом должна быть длиной не более 2,5 мм.

Металл толщиной от 6 до 8 мм сваривается «левым способом», позволяющим снизить перегрев соединения. Сваривание изделий из более толстого металла (8–12 мм) рекомендуют выполнять плавящимися электродами, если это возможно. В противном случае пользуются «правым способом», облегчающим контроль выполнения работ.

2. Технология сварки нержавейки аргоном.

Сварка изделий из нержавеющей стали в целом производится стандартным способом с учетом некоторых нюансов:

Неплавящийся электрод и присадочную проволоку перемещают исключительно вдоль сварного шва, без поперечных движений. Выход присадочной проволоки из зоны действия инертного газа недопустим.
Для улучшения качества сварного шва соединяемые детали желательно обрабатывать аргоном как с лицевой, так и с обратной стороны. Нужно учесть, что расход газа при этом будет увеличен.
Запрещается дотрагиваться электродом поверхностей заготовок из нержавейки даже в процессе розжига дуги. Разжигать дугу допускается на угольной или графитовой пластине, после чего дуга переносится на обрабатываемый металл. Для бесконтактного розжига можно воспользоваться осциллятором.
После окончания сварочных работ подачу аргона прекращать сразу же не следует. Это нужно для более быстрого остывания сварного шва и электрода, при этом они будут защищены от окисления. Подачу газа можно прекращать через 10–15 секунд после завершения сварочного процесса. Данное правило справедливо для всех металлов.

Технология сварки нержавейки аргоном (видео):

3. Технология сварки латуни аргоном.

Латунные изделия варятся с применением аргона чаще всего при толщине металла более 5 мм. Тепло вырабатывается электрической дугой, возникающей между электродом и поверхностью обрабатываемых заготовок. Электрод крепится в зажиме горелки, проводящем электрический ток. Через сопло этой горелки поступает газ. Сварной шов создается из присадочного материала, который по составу должен максимально подходить к металлу обрабатываемых деталей.

Непосредственно перед сварочными работами поверхности заготовок требуется тщательно очистить от грязи и оксидной пленки. В итоге поверхности должны обрести характерный металлический блеск. Оксидную пленку можно удалить с помощью азотной кислоты, после чего заготовки требуется промыть горячей водой. Процесс будет сопровождаться заметным треском, возникающим в результате высвобождения паров цинка – они также окрашивают дугу в необычный цвет. Этот эффект можно увидеть на демонстрационных видеороликах.

4. Технология сварки титана аргоном.

Технология подразумевает использование вольфрамовых электродов и постоянного тока прямой полярности. В некоторых случаях к сварочному аппарату требуются дополнительные элементы, подающие инертный газ и вытесняющие воздух из сварочной зоны. Такие аксессуары бывают различных форм и размеров.

Допустимо использование стальных и медных подкладок с вырезанными отверстиями для подачи аргона. Для сваривания участков труб применяют специальные фартуки, подбираемые в зависимости от диаметра труб. В случае соединения внахлест или встык и при толщине металла не более 3 мм присадку можно не использовать. Достаточно настроить больший диаметр сопла и увеличить подачу газа.

Титановые детали варят короткой дугой с непрерывной подачей присадочной проволоки, плавными движениями без колебаний. После завершения сварочных работ желательно подавать газ еще в течение одной минуты для защиты шва от окисления в процессе остывания.

Технология сварки титана аргоном (видео):

5. Технология сварки меди аргоном.

Данная технология подразумевает использование смеси газов, состоящей из аргона (75 %) и азота (25 %). Соответственно, аргон придает дуге большую стабильность, а азот создает качественную сварочную ванну. Для соединения медных изделий требуются вольфрамовые лаптанированные (ЭВЛ) или итерированные (ЭВИ) электроды.

При соединении деталей из меди толщиной более 5 мм необходима разделка кромок, подобная той, что применяется в электродуговой сварке стальных труб. Такая необходимость продиктована высокой теплопроводностью меди – без предварительной разделки металл на всю толщину не прогревается. При этом если толщина его превышает 12 мм, требуется разделка обеих кромок соединяемых деталей, тогда как при толщине от 5 до 12 мм достаточно разделать только одну кромку.

Несмотря на достаточно сильную газовую защиту, часть кислорода все же попадает в сварочную зону. Поэтому для устранения последствий этого взаимодействия в качестве присадки полезно использовать материал, в составе которого имеется раскисляющее вещество (например, медную проволоку с добавлением большого количества марганца, вступающего в реакцию с кислородом).

Но применение марганца имеет серьезный недостаток: образующиеся в результате связывания кислорода соединения сильно снижают прочность шва и увеличивают его хрупкость. Данный недостаток устраняется при использовании присадки с добавлением редкоземельных металлов, которые удаляют из зоны контакта кислород и в то же время не влияют на качество шва, полностью исчезая в процессе реакции.

6. Технология сварки чугуна аргоном.

Технология сварки аргоном чугунных деталей позволяет добиться прочности шва, близкой к прочности самого чугуна. Но такой результат возможен лишь при соблюдении определенных условий. Основное из них – прогревать сварочную зону и затем охлаждать ее необходимо постепенно.

Благодаря медленному прогреванию изменяется структура чугуна и на его поверхности образуется графит, увеличивающий пластичность сплава. Во избежание попадания частиц другого металла в сварочную зону обычно применяют графитовые электроды или прутки. В некоторых случаях используют порошковую проволоку либо специальные пластины из чугуна.

По окончании сварочного процесса полученный шов постепенно охлаждается. Быстро это делать нельзя, в том числе используя для этого воду. Опытные специалисты рекомендуют засыпать сваренные изделия песком для сохранения качественного шва и его постепенного охлаждения.

Для сварки чугуна желательно использовать низкий сварочный ток. Это защитит от взаимного смешивания находящиеся в сварочной ванне детали.

7. Технология сварки бронзы аргоном.

Работа производится вольфрамовым электродом диаметром 3,5 мм. Для бронзы толщиной 1,4–2,5 мм присадка не нужна, а сварочные работы выполняются от постоянного тока с прямой полярностью либо от переменного тока с применением осциллятора.

В соответствии с данной технологией требуется необходимое количество аргона марки В, объем его определяется исходя из расхода 6–12 куб. дм в минуту. Перед началом работы под бронзовые детали нужно подложить медный лист. Детали соединяются между собой встык без зазоров. Практика показывает, что наиболее прочные швы получаются между деталями из отожженной бронзы.

Нужно учесть, что при сварке бронзы толщиной более 1,8 мм в местах соединения шва с основным металлом могут образовываться поры. Их возникновение связано с наличием в бронзе растворенных молекул водорода, поступающих из аргонной струи, а также с диффузией водорода из бронзовой основы внутрь шва.

Водород в составе воды может находиться как в аргоне, так и на поверхности металла. Кроме этого, поглощение бронзой молекул водорода происходит при ее отжиге в техническом газе, содержащем до 12 % водорода.

8. Технология сварки стали аргоном.

Перед сварочными работами необходимо в первую очередь отрегулировать положение горелки. Угол, образованный осью мундштука и плоскостью обрабатываемого металла должен быть в пределах 75–80 градусов. При этом горелку нужно наклонять в сторону, противоположную направлению сварки.

Движения в процессе сварочных работ должны быть плавными, без отклонений электрода за пределы зоны действия аргона, иначе шов может подвергнуться окислению. Присадочную проволоку следует располагать под прямым углом к оси мундштука. Таким образом, угол между прутком и плоскостью металла будет равен 15–20 градусов. Наиболее эффективно укладывать присадку на поверхность стали для минимизации капельного переноса присадки в сварочную ванну.

Присадочный материал необходимо продвигать впереди сварочной дуги, равномерно размещая его в сварочной ванне. Технология сварки аргоном не допускает поперечных движений присадочного прутка, так как это нарушает непрерывную подачу инертного газа в сварочную зону, а значит, и способствует проникновению кислорода в эту область. Для уменьшения расхода электрода рекомендуется не прекращать подачу газа по завершении сварочного процесса. Лучше выключить газ через 10–15 секунд с целью защиты горячего электрода от окисления и, соответственно, для продления его срока службы.

Почему следует обращаться к нам

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

Читайте также: