Что такое сварка ТИГ

Появление новых металлов и сплавов потребовало развитие сварочных технологий, способствующих возникновению и развитию прогрессивных методов. Один из них — сварка ТИГ.

История появления

Сварка представляет собой соединение металлов при высокой (сотни и тысячи градусов) температуре. В таких условиях интенсивно протекают окислительные процессы, насыщение и легирование металлов вредными примесями.Сварка методом TIG

Идея проводить высокотемпературную стыковку в облаке газов возникла на рубеже XIX-XX веков у американского инженера Charles L. Coffin (Чарльз Л. Коффин). Но существующие технологии не позволяли применить этот способ в промышленных масштабах. Особенно это касалось активных металлов (алюминия, магния, титана).

Первые практические опыты были совершены в 40-х годах прошлого века. Используя вольфрамовый неплавящийся электрод и инертный гелий, специалисты корпорации Northrop Corporation разработали метод соединения алюминия, магния и никеля. Это открытие позволило сделать технический рывок в авиационной промышленности.

Современное название метода — сварка TIG (от немецкого Tungsten Insert Gas), буквально: сварка неплавящимся вольфрамовым стержнем в облаке инертного газа.

Часто возникает путаница с АДС в защитном газе. Этот процесс проводится плавящимся электродом — сварочной проволокой. Имеет обозначение MIG/MAG.

Схема процесса

Общая схема процесса сварки TIG
Общая схема процесса сварки TIG

Электрическая дуга в процессе сварки методом TIG образуется между неплавящимся электродом и заготовкой или сварочной ванной. С целью защиты используется облако инертного газа. Тепловой поток, вызываемый электродугой, расходуется на оплавление кромок соединяемых деталей и (или) присадочного материала (проволоки).

Пруток или проволока подаются в зону сварки вручную или автоматически. Подача газа осуществляется через специальную насадку — горелку. Формирование шва осуществляется по мере остывания ванны расплавленного металла.

Данный способ является достаточно сложным по исполнению, особенно, неопытными сварщиками. В процессе заняты обе руки: одна направляет горелку, другая — подает в зону электродуги присадочную проволоку. Необходимо соблюдать расстояния между электродом и заготовкой, присадочным материалом и дугой. Нарушение приводит к некачественному шву.

Преимущества и недостатки

Прогрессивный способ сварки металлов методом ТИГ обладает рядом несомненных потребительских преимуществ:

  • Образование высококачественного шва за счет надежной защиты облаком газа от негативных влияний окружающего воздуха.
  • Ограничение теплового влияния на металл в зоне шва — снижает возможность образования термических напряжений в теле детали.
  • Нет эффекта разбрызгивания металла.
  • Высокая производительность.
  • Отсутствует необходимость обработки шва.
  • Достаточно быстрое освоение и приобретение навыков работы по ТИГ-методу.
  • Широкий перечень свариваемых металлов.

Слабые стороны метода:

  • Ограничение применения на открытом воздухе. Сильный ветер или его порывы сдувают защитный газ из зоны расплавленного металла, что приводит к нарушению процесса. Шов получается некачественным.
  • Необходимость более тщательной подготовки поверхности заготовки, по сравнению с другими способами.
  • Осложнен процесс соединения под острым углом наклона горелки к плоскости детали.
  • В зоне зажигания электродуги возникает черный след, который требуется зачищать.

Применение

Сфера применения затрагивает те отрасли промышленности, где применяются высоколегированные или цветные металлы и сплавы:

  • космическая;
  • авиационная;
  • медицинская;
  • автомобильная и другие.

Метод ТИГ позволяет соединять почти все металлы:

  • черные;
  • углеродистые и легированные стали;
  • нержавеющую сталь;
  • никель;
  • алюминий, магний, титан;
  • медь и сплавы на ее основе;
  • золото, серебро.

Кроме соединений, можно выполнять наплавку, увеличивая общую толщину металла.

Несмотря на достаточно сложный процесс, способ применяется в бытовых условиях. Например, ремонт кузова автомобиля или радиатора, заварка выпускного коллектора.

Режимы TIG-сварки

ТИГ-режим осуществляется на однополярном (DC, Direct Current) или переменном (AC, Alternating Current) токе.

Режим однополярного тока используется для работ с широким перечнем металлов. Переменный — по алюминию, титану и другим сплавам с наличием поверхностных тугоплавких пленок.

Постоянный ток

Однополярный ток применяется на прямой полярности: на вольфрамовый стержень подается «минус», на заготовку — «плюс». Такой способ позволяет:Процесс TIG сварки

  • ускорить сварочный процесс;
  • создать зауженную и глубокую сварочную ванну;
  • повысить ресурс неплавящегося электрода.

Этот режим применяется для соединения высоколегированных и нержавеющих сталей. Обратная полярность способствует разрушению тугоплавкой окисной пленки. Поэтому используется для работ с титаном, алюминием и его сплавами.

Переменный ток

Процесс используется с алюминием, титаном и сплавами, образующими на поверхности тугоплавкую пленку. Переменный ток создает периодическую смену «плюса» и «минуса» (прямой и обратной полярности).

Прямая полярность способствует формированию качественной сварной ванны. Обратная — разрушению защитной пленки и очищению поверхности металла. Баланс между полярностью поддается регулировке:

  • Подавая больший «плюс» (повышение величины обратной полярности) на электрод, улучшаем процесс очищения от пленки.
  • Подавая больший «минус» (усиление обратной полярности) на вольфрамовый стержень, создаем проплавление металла, добиваемся необходимой глубины ванны.

Оборудование

Используются два основных типа оборудования:Инвертор для TIG сварки

  • Инвертор TIG — выпрямляет переменную составляющую с идеальными динамическими характеристиками электродуги. Отдельные модели оснащены блоком для выдачи постоянного или переменного тока. Это позволяет расширить функционал оборудования. Кроме сталей, появляется возможность работы с алюминием и сплавами на его основе.

Инверторы отличаются по мощности, максимальному току, длительности режима сварочного процесса и ценой. При выборе аппарата необходимо заострить внимание на следующем:

  • Возможность работы при плавающих показателях электросети. Величина подаваемого напряжения.
  • Обеспечение переменной или постоянной составляющей напряжения в выходных параметрах.
  • Проведение работ во всех пространственных положениях: по горизонтали, вертикали или на потолочной поверхности.
  • Наличие системы защиты аппарата от перегрева и своевременного отключения при пиковых нагрузках.

Применяемые электроды

Электроды — один из важных компонентов при TIG-сварке. От их качества зависит дальнейшая работа.

Электрод для TIG сварки
Электрод для TIG сварки

Изготавливаются из химически чистого вольфрама. Содержание в изделии составляет 97-99.5%. Более чистый металл, склонен к легированию обрабатываемых металлов в процессе сварки. Для снижения этого явления, в состав электрода вводятся редкоземельные металлы (иттрий, тантал, торий, лантан).

Маркируется цветом (белый, золотистый, зеленый, красный, синий и темно-синий). Цифра означает содержание лигатуры (присадки оксида металла).

Заточка электрода — важный геометрический параметр, влияющий на форму электродуги. Для режима постоянного тока предпочтительнее конусовидная форма. Для переменного напряжения — округлый кончик. Поверхность стержня должна быть выполнена с минимальной шероховатостью. Оптимально — полировка.

Применяемый газ

Основной газ для режима ТИГ — аргон. Он тяжелее кислорода, поэтому вытесняет его из зоны факела, обеспечивая защиту. Другой газ — гелий. Второе по массе вещество, после водорода. Несмотря на высокую стоимость, гелий обеспечивает увеличение мощности дуги в 1.5-2 раза. Результат — более глубокое проплавление металла и повышение производительности.

Благодаря техническим свойствам, гелий применяют для работ с тугоплавкими материалами. Ответственные операции проводят на смеси газов: Ar около 35-40%, He порядка 60-65%. Это дает следующее сочетание преимуществ: легкий газ обеспечивает более глубокое проплавление, а тяжелый — стабилизирует показатели дуги.

Поиск записей с помощью фильтра:
Вид обработки
Вид проката
Вид материала
Adblock detector