Аргонодуговая сварка

Аргонодуговая сварка. Технология и оборудование

Без такой операции, как сварка сегодня не обходится ни одна стройка, ни одно производство, где необходимо соединить металлические детали. Этот вид соединения считается одним из быстрых и довольно качественных. Существует несколько видов сварки, но в этой статье, речь пойдет именно об аргонодуговой. Чем она примечательна, ее плюсы и минусы, все это будет рассмотрено ниже.

Факты о названии сварки

1. Маркировка буквами латинского алфавита

Интересно, что название данного вида сварки несколько отличается в разных странах, и незнание маркировки может ввести в заблуждение разнообразием аббревиатур. Например, в англоязычных странах аббревиатура, которой маркируется аргонодуговые сварочные инверторы – это TIG. Расшифровывается как «Tungsten Inert Gas» – сварка вольфрамовым (на шведском вольфрам – «tungsten») электродом в среде инертного газа. Именно эта маркировка часто употребляется на территории Европы и Средней Азии.

В Германии, в связи с особенностями немецкого языка маркировка состоит из букв WIG, то есть Wolfram Inert Gas. В Соединенных Штатах Америки аббревиатура GTAW или же Gas Tungsten Arc Welding, то есть сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа.

2. На территории Российской Федерации дуговая сварка в среде защитного газа имеет собственные обозначения

Согласно ГОСТ 14776-79, технология аргонодуговой сварки неплавящимся электродом обозначается ИН и ИНп. Маркировка ИН говорит о том, что сварочный процесс производится в среде инертного газа, при помощи неплавящегося электрода. Если же используются присадочные металлы, добавляется маленькая буква «п».

3. Как правильно говорить: «аргонно-дуговая» или «аргонодуговая» сварка?

Согласно ГОСТ 2601-84, существует единственно верное понятие аргонодуговой сварки.

Гост на сварку нержавейки в среде аргона

Содержание

Назначение

Настоящая инструкция распространяется на ручную и автоматическую сварку в среде аргона нержавеющих сталей аустенитного класса.

В соответствии с требованиями инструкции разрешается производить сварку деталей из нержавеющих сталей типа Х18Н9Т с деталями из малоуглеродистой стали и никеля.

Инструкцией надлежит руководствоваться при проектировании, разработке технологических процессов, изготовление, контроле и приемке сварных узлов.

Отступления (ужесточение или снижение требований) от настоящей инструкции могут быть внесены в технологическую документацию на изделие по согласованию с главным технологом и представителем заказчика.

Материалы, оборудование, приспособления, инструмент даны в Приложении.

Выполнение аргонодуговой сварки меди должно производиться дипломированными сварщиками при соблюдении правил техники безопасности, изложенных в инструкции по ТБ.

К выполнению сварных работ допускать дипломированных сварщиков, имеющих право на производство работ по сварке нержавеющих сталей.

Подготовка деталей к сварке

Удалить со свариваемых поверхностей деталей масло и другие жировые загрязнения протиркой хлопчатобумажной тканью, смоченной бензином.

Произвести после обезжиривания дальнейшую подготовку деталей к сварке путем химического травления или механической зачистки свариваемых кромок.

Производить механическую зачистку или травление сварочной проволоки согласно соответствующей ТИ.

Производить механическую зачистку свариваемых деталей с двух сторон до металлического блеска на ширину 15-20 мм с помощью стальной щетки или шабера.

Примечание — На подготовленных к сварке кромках деталей не допускаются заусеницы, трещины, расслоения.

Протереть после механической зачистки кромки деталей хлопчатобумажной тканью, смоченной бензином.

Производить химическое травление деталей из нержавеющих сталей согласно соответствующей ТИ.

Производить отжиг тонколистовых деталей в вакуумной печи при температуре 900-950 °С в течение 20-30 мин. Рабочий вакуум 5×10 -4 мм рт.ст.

Использовать подготовленные согласно данной инструкции детали и сварочную проволоку для сварки не позднее 72 ч.

Сварка

Выбор цанги, сопла и вольфрамового электрода горелки осуществлять исходя из соотношений, указанных в таблице 1.

Примечание — Использование рекомендуемых соотношений позволяет обеспечивать хорошую защиту зоны сварного шва от воздействия окружающей среды.

Протереть цангу, сопло и вольфрамовый электрод горелки х/б тканью, смоченной спиртом. Протирку производить каждый раз перед началом смены.

Установить многослойную сетку с отверстием под вольфрамовый электрод между цангой и соплом горелки.

Закрепить вольфрамовый электрод в горелке таким образом, чтобы вылет его из сопла горелки не превышал 5-12 мм.

Перед началом смены проводить операции.

Проверить внешний вид сварочной установки, убедиться в отсутствии посторонних предметов и наличия заземления установки.

Подать на установку напряжение питания от силового распределительного щита.

Открыть вентиль баллона с аргоном. С помощью редуктора установить расход газа по ротаметру согласно таблице 2.

Производить сварку на постоянном токе прямой полярности.

Произвести сборку деталей или сборочных единиц под сварку с использованием кондуктора и сделать прихватки свариваемых кромок в диаметрально противоположных точках режимом согласно таблице 2.

Снять кондуктор с узла после прихватки и установить его в приспособление для сварки.

Сварку производить рекомендуемым режимом согласно таблице 2.

Примечание — Если сварной шов узла замкнутый, произвести перекрытие его по длине на 10-20 % от периметра шва.

По окончании сварки извлечь сваренный узел из приспособления.

Осмотреть узел с помощью лупы на отсутствие дефектов сварного шва. Швы должны иметь гладкую или мелкочешуйчатую поверхность без видимых дефектов: непроваров, подрезов, пор, трещин, незаплавленных кратеров.

Примечание — Окисление основной зоны (цвета побежалости) браковочным признаком не являются.

По окончании рабочей смены выключить установку и закрыть вентиль редуктора баллона.

Зачистку сварного шва с целью установления окалины, выплесков и наплывов металла производить по маршрутной карте на изготовление узла.

Марки стальной сварочной проволоки (присадочного материала) в зависимости от марок стали свариваемых деталей указаны в таблице 3.

Таблица 2 — Ориентировочные режимы сварки нержавеющих сталей

Таблица 3 — Выбор марки сварочной проволоки в зависимости от марки свариваемой стали

Контроль качества сварки

Выполнять сплошной контроль качества сварных швов после окончания сварки с помощью лупы в соответствии с чертежом.

Произвести осмотр сварных швов по всей длине с обеих сторон.

Произвести разбраковку дефектом сварных швов согласно требованиям таблицы 4.

Подваривать дефектные участки сварных швов допускается не более двух раз.

Браковать окончательно сварные узлы, имеющие в сварных швах дефекты, размеры которых более допустимых к исправлению.

Таблица 4 — Разбраковка дефектов швов по результатам визуального осмотра

Примечание — При измерении дефектов сварных швов необходимо пользоваться инструментом: штангенциркулем, щупом, специальными шаблонами или др.

Английское название: Gas-shielded arc welding. Welded joints. Main types, design elements and dimensions

Настоящий стандарт устанавливает основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений из сталей, а также сплавов на железоникелевой и никелевой основах, выполняемых дуговой сваркой в защитном газе.

Стандарт не устанавливает основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений стальных трубопроводов по ГОСТ 16037-80

Дата издания: 01.12.2006
Дата введения в действие: 01.07.1977

Скачайте PDF-cбоpник ГОСТ на сварку

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ДУГОВАЯ СВАРКА В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ.
СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ ПОД ОСТРЫМИ
И ТУПЫМИ УГЛАМИ

Основные типы, конструктивные элементы и размеры

Cas-shielded arc welding. Welded joints. Main types, design elements and dimensions

ГОСТ
23518-79

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 11.03.79 № 870 срок действия установлен

1. Настоящий стандарт устанавливает основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений из сталей, а также сплавов на железоникелевой и никелевой основах, выполняемых дуговой сваркой в защитных газах.

2. Приняты следующие обозначения способов сварки:

ИН – в инертных газах неплавящимся электродом без присадочного металла;

ИНп – в инертных газах неплавящимся электродом с присадочным металлом;

ИП – в инертных газах и их смесях с углекислым газом и кислородом плавящимся электродом;

УП – в углекислом газе и его смеси с кислородом плавящимся электродом.

3. Основные типы сварных соединений должны соответствовать указанным в табл. 1.

4. Конструктивные элементы сварных соединений, их размеры и предельные отклонения по ним должны соответствовать указанным в табл. 2-20.

Оборудование для аргоновой сварки

На рынке представлены аппараты для дуговой сварки аргоном: WESTER, WERT, РЕСАНТА, FUBAG. Стоимость полупрофессиональных аппаратов колеблется от 10 до 40 тысяч рублей. Обычно это компактные изделия весом до 10 кг, работающие на переменном и постоянном токах, с предельным значением тока 200 Ампер. Подобного оборудования будет более чем достаточно для домашних/бытовых нужд.

Сварочный аппарат состоит из следующих компонентов:

Горелка
Трансформатор
Осциллятор
Баллон с аргоном
Реле
Контактор
Электроды из вольфрама
Выпрямитель напряжения

Аппараты TIG для сварки в среде аргона

Каждый начинающий сварщик встречал аббревиатуру TIG. Режим TIG – это сварка с неплавящимся вольфрамовым электродом. Методу уже около 80-лет. Изначально он применялся в тяжелом машиностроении, но практичность позволила использовать ТИГ-сварку в бытовом ремонте.

На рынке на сегодняшний день представлено множество аппаратов для TIG-сварки. Диапазон цен позволит каждому найти оборудование по карману. Встречаются как «домашние» сварочные аппараты до 10 000 рублей, так и профессиональные инверторы, с переменным или постоянным током до 200 А, сконструированные на мощных MOSFET транзисторах.

Альтернатива методу TIG – сварка плавящимся электродом MIG. В этом случае сварная проволока подается из сопла горелки механически. Скорость подачи зависит от величины заданного тока. Как правило, устанавливается автоматически.

Оборудование TIG

Состав нержавеющей стали и ее виды

По своему составу любая нержавейка относится к высоколегированным сталям, устойчивым к коррозии. При этом основным компонентом такого сплава является обычный Cr (хром), благодаря которому он и получил свои свойства, но в то же время, именно из-за хрома, технология сварки нержавеющей стали имеет множество особенностей.

Кроме того, в зависимости от необходимых физических и эксплуатационных характеристик в состав сплава добавляют (в различном процентном отношении) следующие металлы — Mn (марганец), Ni (никель), Ti (титан), Mo (молибден). Всего существует более сотни разновидностей нержавеющей стали, состав которой зависит от технического назначения и условий эксплуатации.

Специалисты различают несколько основных марок этого материала:

Аустенитные нержавеющие сплавы считаются наиболее распространенными. Они прекрасно поддаются обработке, отличаются прочностью и пластичностью, устойчивы к любым видам коррозии.
Ферритные сплавы могут эксплуатироваться в агрессивных окисляющих средах. Поэтому они нашли применение в пищевой, химической и многих других отраслях промышленности.
Мартенситные, а также мартенсито-ферритные сплавы отличаются повышенной прочностью, поэтому широко применяются при производстве режущего инструмента, но сфера их применения ограничена средой с малой агрессивностью.

Согласно существующего ГОСТ, сварка нержавеющей стали каждого типа имеет свои особенности, но, в то же время, работа с любым материалом данной группы имеет много общего. Это связано с некоторыми физическими свойствами таких сплавов.

Физические свойства нержавейки, влияющие на свариваемость

Основное влияние оказывают следующие физические характеристики сплавов данной группы:

Низкая теплопроводность нержавеющей (как, впрочем, и всей высоколегированной) стали приводит к тому, что она очень чувствительно относиться к местному (локальному) перегреву. Именно поэтому традиционная газовая сварка нержавеющей стали практически невозможна, но отрицать то, что существуют специалисты, которым по силам такая операция, тоже нельзя. В среднем показатель теплопроводности у нержавейки ниже в 1,5-2 раза.
Следующий показатель — высокий коэффициент линейного расширения под воздействием высоких температур. Поэтому между соединяемыми деталями должен быть нормированный зазор (зависит от толщины металла).
Длительное тепловое воздействие может привести к изменению физических свойств материала и возникновению предпосылок к появлению межкристаллической коррозии. Чтобы предотвратить этот процесс при сварке необходимо стараться уменьшить время теплового воздействия на свариваемые детали и обеспечить возможность их охлаждения в самый короткий срок.

Исходя из этих особенностей, аппарат для сварки нержавеющей стали и сама технология выполнения работ должна гарантировать сохранность всех свойств металла.

Контроль качества

Получившийся шов должен иметь ровный серебристый цвет и не иметь никаких трещин и пор. Если шов получился желтоватым — качество сварки среднее, но удовлетворительное.

Любые другие цвета — серый, коричневый, ярко-золотистый, даже голубой и фиолетовый с переливами — говорят о том, что технология сварки была нарушена, и материал шва содержит ненужные примеси, образовавшиеся при контакте раскаленного титана с атмосферным воздухом. Такое соединение непрочно и может разрушиться при малейшем усилии.

Область применения сварки с аргонной защитой

Сварку в среде аргона можно использовать для сваривания различных материалов. Её можно применять для сварки сталей (углеродистых и легированных), для сварки цветных металлов (меди, алюминия, титана, никеля и их сплавов), для сварки трубопроводов. Аргонодуговой сваркой можно выполнять все виды сварных соединений: стыковые, тавровые, нахлёсточные, угловые.

Сварка в аргоне может успешно применяться как при сварке мелких деталей, так и при сварке крупногабаритных изделий и в бытовых условиях и на производстве и при проведении строительно-монтажных работ.

В некоторых случаях, употребление смеси газов вместо технически чистого аргона повышает устойчивость горения сварочной дуги, уменьшает разбрызгивание металла, улучшает формирование сварного шва, увеличивает глубину проплавления, а также воздействует на перенос металла и увеличивает производительность сварки.

Преимущества и недостатки аргонодуговой сварки.

Аргонодуговая сварка имеет множество достоинств:

металл, подвергающийся сварке, нагревается до минимальных необходимых значений
металл в расплавленном состоянии надежно защищен от воздействия окружающего воздуха, а значит, в нем не появится соединений, которые будут негативно влиять на качество сварного шва
повышается скорость сварки за счет увеличения тепловой мощности сварочной дуги
процесс сварки легко контролируется
техника такой сварки достаточно проста, а это значит, что от сварщика не требуется высокой квалификации
такой метод сварки дает возможность сваривать металлы, которые обычно трудно поддаются подобному виду обработки. Также, аргонодуговая сварка позволяет сваривать и разнородные металлы
процесс сварки может быть полностью механизирован и автоматизирован.

А к недостаткам аргонодуговой сварки можно отнести:

сложности при работе на открытом воздухе или на сквозняке, так как газовая защита не очень устойчива при таких условиях
возникновение ультрафиолетового излучения
усложнение процесса при применении высокоамперной дуги в процессе сварки, так как в данном случае необходимо использовать охлаждение.

Как правильно варить алюминий аргоном

Качество сварки алюминия зависит не только от модели и настройки сварочного аппарата, горелки, практической и теоретической подготовки сварщика, но и от расходных материалов.

В работе используют вольфрамовые электроды с малыми выгоранием и деформациями конца, которые могут изготавливаться из чистого металла или содержать окиси лантана, церия, смешанные оксиды. И, если добавки в сварочных прутках улучшают свойства шва — повышают прочность, стойкость к растрескиванию, коррозии, то примеси в электродах влияют на характеристики зажигания. Диаметр прутка подбирается с учетом задачи, толщины заготовки и диаметра электрода.

Особенности сварочного процесса:

Сварочный пруток всегда находится впереди электрода в защитной зоне. Направление сварки — справа налево.
Подача проволоки и движение электрода плавные, без поперечных колебаний. Интенсивные движения приводят к брызгам и деформированным соединениям.
Расстояние между заготовкой и электродом минимально. Это позволяет сфокусировать дугу и обеспечивает глубокий провар.
Электрод желательно выдерживать вертикально по отношению к поверхности металла. Такое положение улучшает стабильность дуги и обеспечивает направленное внесение тепла.
Скорость сварки максимальна возможная для сварщика. Достичь высокой скорости и лучшего провара помогает концентрированная дуга.
Прикосновения электрода к металлу не допускаются. Они становятся причиной вольфрамовых включений в шве, которые снижают его прочность.

Сварка TIG выполняется в любом рабочем положении и обеспечивает надежность шва. Стоит принимать во внимание используемый газ или смесь. Аргон тяжелее воздуха, поэтому помогает получить качественный шов при горизонтальном положении. При сварке горизонтально на стене, на потолке, формировании нисходящего или восходящего шва можно применять аргоно-гелиевую смесь. Но нужно помнить, что мощность дуги при сварке с гелием выше.

Аргонодуговая сварка

Аргонодуговая сварка. Технология и оборудование

Факты о названии сварки