Сварка вольфрамовым инертным газом (TIG): Исчерпывающее руководство

Последнее обновление:
24 августа, 2023

Оглавление

Сварка вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG), часто называемая TIG-сваркой, - это вид дуговой сварки, при которой тепло выделяется между неплавящимся электродом и заготовкой.

Электродный стержень, сварочная ванна, дуга и окрестности нагретой зоны заготовки изолированы от атмосферного загрязнения газовой защитой. Эта защита обеспечивается постоянным потоком газа или газовой смеси, обычно инертного газа, который должен обеспечивать полную защиту, так как даже небольшое загрязнение воздуха может испортить сварной шов.

I. Применимость

Сварка вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG), выполняемая вручную или автоматически, подходит для непрерывной, прерывистой (иногда называемой "сваркой с пропуском") и точечной сварки. Благодаря тому, что электрод не расходуется, сварка может выполняться путем простого расплавления основного металла без добавления присадочного металла. Однако для некоторых соединений может потребоваться присадочный металл, исходя из конкретных потребностей.

TIG-сварка - это универсальный метод сварки, который особенно подходит для сварки тонких листов, часто толщиной до 0,005 дюйма.

1. Металлы для сварки

Характеристики сварки TIG позволяют использовать ее для сварки большинства металлов и сплавов. К металлам, которые можно сваривать методом TIG, относятся углеродистая сталь, легированная сталь, нержавеющая сталь, жаропрочные сплавы, тугоплавкие металлы, алюминиевые сплавы, магниевые сплавы, бериллиевые сплавы, медные сплавы, никелевые сплавы, титановые сплавы, циркониевые сплавы и другие.

Свинец и цинк трудно поддаются сварке TIG. Низкие температуры плавления этих металлов делают управление процессом сварки чрезвычайно сложным. Цинк испаряется при температуре 1663°F, что значительно ниже температуры дуги, и испарение цинка может ухудшить состояние сварочного шва. Стальные поверхности, покрытые свинцом, оловом, цинком, кадмием или алюминием, а также другими металлами, которые плавятся при более высоких температурах, можно сваривать дуговой сваркой, но для этого требуются специальные процедуры.

В сварных соединениях металлов с покрытием механические свойства могут снижаться из-за образования "интерметаллических соединений". Чтобы предотвратить образование интерметаллидов при сварке металлов с покрытием, необходимо удалить поверхностное покрытие в зоне сварки, а затем восстановить его после сварки.

2. Толщина основного металла

Сварка TIG может применяться к широкому диапазону толщин металла. Она особенно подходит для сварки объектов толщиной менее 3 мм, поскольку дуга генерирует высокую концентрацию тепла, что приводит к высокой скорости сварки. При использовании присадочного металла можно выполнять несколько сварочных проходов.

Хотя для основных металлов толщиной более 6,25 мм обычно используются другие методы сварки, для высококачественных толстых сварных конструкций может потребоваться сварка TIG для многопроходной сварки. Например, при изготовлении оболочки толщиной 15 мм для ракетного двигателя диаметром 8 м используется сварка TIG с присадочным металлом для нескольких продольных и окружных швов. Хотя этот метод медленнее для таких толстых металлов, сварка TIG используется из-за требований к качеству сварного шва.

Сварка TIG позволяет успешно сваривать различные сплавы "толщиной с фольгу". Сварка тонких листов требует точной фиксации оборудования. Для сварки металлов толщиной в фольгу требуется механическая или автоматическая сварка. "Высокотемпературная ионно-дуговая сварка" часто рассматривается как разновидность TIG-сварки, предлагающая больше преимуществ для сварки тонких листов.

3. Форма заготовки

Ручная сварка требуется для сложных форм при использовании автоматических методов. Ручное управление подходит для объектов неправильной формы, требующих короткой сварочной шашки, или для сварки в труднодоступных местах. Ручное управление также подходит для сварки во всех положениях.

Автоматическое оборудование может сваривать изогнутые и прямые поверхности. Например, специальный метод синусоидальной сварки используется для двух концов волнообразного титанового электрода к компонентам. При этом типе синусоидальной сварки механический направляющий блок движется по металлическому шаблону, направляя сварочную горелку. Ручное управление такой сваркой сопряжено с большими трудностями в управлении.

II. Основы TIG

При сварке вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG) тепло выделяется между электродом и заготовкой, расплавляя края последней. Для правильного сплавления очень важно, чтобы сварочная ванна после застывания была чистой. Для получения высококачественных сварных швов с помощью TIG необходимо тщательно очистить все свариваемые поверхности и прилегающие участки, а также любой используемый присадочный металл.

Еще одним основополагающим требованием является точное и устойчивое позиционирование свариваемых компонентов, особенно если требуется высокая точность, а заготовка тонкая и сложной формы. Специальные приспособления могут потребоваться при сварке без присадочного металла или при автоматической сварке.

1. Инициация дуги

Обычные методы "инициирования дуги" включают в себя инициирование эмиссии электронов и ионизации газа. Это может быть достигнуто путем быстрого отвода электрода, находящегося под напряжением, от заготовки до требуемой длины дуги, или с помощью пилотной дуги, или вспомогательного устройства, генерирующего высокочастотную искру между электродом и заготовкой.

Механическое оттягивание электрода от заготовки можно использовать только для механизированной сварки с помощью сварочных аппаратов постоянного тока. Однако метод инициирования пилотной дуги может использоваться для ручной и механизированной сварки, но также ограничен сварочными аппаратами постоянного тока. Метод инициирования высокочастотной искры может применяться для ручной сварки с использованием сварочных аппаратов как переменного, так и постоянного тока. Многие сварочные аппараты оснащены устройствами для генерирования высокочастотных искр для инициирования и стабилизации дуги.

2. Позиционирование электродного стержня и присадочного металла

При ручной дуговой сварке вольфрамовым электродом после зажигания дуги держите сварочную горелку так, чтобы электродный стержень находился на расстоянии около 75º от поверхности заготовки, направленной в сторону сварки. В начале сварки дуга обычно движется по кругу, пока не расплавится достаточное количество основного металла, чтобы образовалась расплавленная ванна соответствующего размера.

Когда будет достигнуто достаточное проплавление, постепенно перемещайте сварочную горелку вдоль смежных кромок соединения заготовок. Такое постепенное сплавление заготовки обычно выполняется, пока присадочный металл, добавляемый вручную, находится под углом примерно 15º от поверхности заготовки, медленно входя в расплавленную ванну.

Необходимо соблюдать осторожность при подаче присадочного металла, чтобы не нарушить газовый экран или не коснуться электродного стержня и не вызвать загрязнение в результате окисления конца присадочного стержня или электродного стержня. Присадочный металлический стержень можно добавлять непрерывно или многократно "погружать" и "вытаскивать".

Присадочный металл можно добавлять непрерывно, поддерживая линейное расположение присадочного прутка и траектории сварки (часто используется в многопроходных соединениях с V-образным швом), или поворачивая присадочный пруток и сварочную горелку влево и вправо для подачи присадочного прутка в расплавленную ванну (обычно используется в процессе наплавки).

При прекращении сварки извлеките присадочный металл из расплавленной ванны, но временно держите его под газовой защитой, чтобы предотвратить окисление присадочного металла. Затем, прежде чем погасить дугу, переместите сварочную горелку к передней кромке расплавленной ванны, поднимая ее на высоту, достаточную для погашения дуги, но недостаточную для образования кратера и загрязнения электродного стержня. Лучше всего постепенно снижать ток с помощью педали, не поднимая сварочную горелку.

3. Длина дуги

Во многих полностью автоматических установках для дуговой сварки вольфрамовым электродом длина дуги примерно в 1,5 раза больше диаметра электродного стержня, но она может варьироваться в зависимости от конкретной задачи или предпочтений сварщика.

Однако чем больше длина дуги, тем выше тепло, рассеиваемое в окружающую атмосферу, и длинная дуга часто может препятствовать (в некоторой степени) стабильному ходу сварки. Исключением является "раструбное соединение" в трубопроводе; при вертикальной сварке с официальной осью длинная дуга может дать более гладкий филейный шов, чем короткая дуга.

4. Ручные и автоматические операции

Существует различие между ручной и полностью автоматизированной сваркой вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG): ручная сварка выполняется "сварщиками", а автоматизированная - "операторами". Например, ручное управление сварочным током и переключение с помощью ножной педали - это ранние разработки, склоняющиеся к автоматизации.

Использование устройства, которое приводит в движение сварочный пистолет с фиксированной или запланированной скоростью, автоматически регулирует напряжение дуги (длину дуги), автоматически запускается и останавливается, представляет собой полностью автоматизированную сварку.

5. Техника сварки

Подбор и обучение операторов в основном зависят от "степени автоматизации" используемого оборудования. Поскольку TIG-сварка часто используется для соединения металлических листовых деталей, при ее применении сварщики легко справляются с относительно небольшими компонентами.

Поэтому сварщики часто тратят часть своего времени на очистку, комбинирование и фиксацию устройств, а также на операции точечной сварки. Помимо того, что для получения качественных сварных швов требуется высокая ловкость рук и терпеливая подготовка, иногда механические методы также необходимы для правильной сборки и крепления свариваемых деталей.

При переходе от одного метода сварки к другому изменяется потребность в конкретных методах сварки. Например, сварщику, умеющему выполнять ручную сварку в защитном газе, потребуется дополнительное обучение, чтобы получить квалификацию для сварки TIG. Кроме того, для некоторых видов работ требуются специальные технологии, например, установка и приварка опорных колец с расходными материалами, а также ремонтная сварка.

6. Инспекция

Контроль сварки TIG включает в себя все неразрушающие методы, от поверхностного контроля сварных швов листового металла до радиографического (рентгеновского) и ультразвукового контроля более толстых сварных соединений, чтобы проверить наличие потенциальных дефектов под поверхностью (внутренних).

III. Сварочный ток

В любой сварочной операции "ток" является наиболее критическим рабочим условием, поскольку он связан с глубиной проплавления, скорость сваркискорость затвердевания и качество сварного шва.

В основном существует три вида сварочного тока: (а) постоянный ток положительного электрода (DCEP), (б) постоянный ток отрицательного электрода (DCEN), (в) переменный ток (AC). Некоторые желаемые эффекты могут быть достигнуты путем наложения высокочастотного тока на эти три типа тока.

1. Положительный электрод постоянного тока (DCEP)

DCEP - наиболее широко используемый тип тока для TIG-сварки, который позволяет получить хорошие сварочные швы практически на всех свариваемых металлах и сплавах.

При сварке DCEP электродный стержень имеет отрицательный заряд, а металл заготовки - положительный, поэтому поток электронов направляется от электродного стержня к металлу заготовки. Поскольку 70% тепла во всех дугах постоянного тока генерируется на положительном или анодном конце дуги, электродный стержень определенного размера может выдерживать больше положительного тока и меньше отрицательного.

Аналогично, если для электродного стержня определенного размера требуется самая горячая дуга, необходимо использовать ток типа DCEP.

DCEP может генерировать глубокие, узкие сварочные лучи, а его "проплавление" превосходит два других типа тока. Однако узкая сварочная фаска и более глубокое проплавление затрудняют сварку тонких металлических объектов с помощью DCEP. В отличие от DCEN или AC, DCEP не может удалить поверхностные окислы с алюминия, магния или бериллиевой меди.

Но если алюминий сваривается с помощью DCEP, необходимо использовать специально модифицированный метод сварки, а также механическую или химическую очистку перед сваркой. Сварка DCEP требует большего мастерства по сравнению со сваркой высокочастотной стабилизированной дугой переменного тока, прежде всего потому, что в DCEP отсутствует высокочастотный направляющий разряд при ударе по дуге.

Поэтому к стандартной машине можно добавить специальное устройство для наложения высокочастотного тока на DCEP.

2. Обратная полярность постоянного тока

При сварке постоянным током обратной полярности (DCRP) электродный стержень подключается к положительному полюсу сварочного аппарата, а металл заготовки - к отрицательному. В результате поток электронов движется от заготовки к электродному стержню.

При этом выделяется больше тепла в стержне электрода и меньше - в заготовке. При одинаковой силе тока и длине дуги напряжение дуги DCRP немного выше, чем у дуги DCSP, что приводит к увеличению общей энергии дуги DCRP.

DCRP является наименее распространенным среди трех типов электрического тока из-за его склонности к образованию плоских, широких и неглубоких сварочных дорожек. Сварка на DCRP требует развитых навыков, так как при тех же низких значениях сварочного тока приходится использовать электродные стержни большего размера. Поэтому он обычно не используется. DCRP обеспечивает самую "холодную" эффективную дугу, но обладает превосходными характеристиками при удалении окислов с поверхности заготовки.

Сварка алюминия с использованием DCRP особенно сложна, поскольку расплавленная ванна легко притягивается к кончику электродного стержня. Электрод загрязняется при контакте с алюминием.

Однако DCRP можно эффективно использовать для соединения тонких алюминиевых листов (0,6 мм). С другой стороны, магний, который не подвержен воздействию дуги, присущей DCRP, и поэтому не сталкивается с проблемами загрязнения, может быть сварен с помощью DCRP при толщине до 3 мм.

3. DCRP для удаления оксидов

Несколько теорий объясняют, почему DCRP может удалять оксиды с поверхности некоторых неблагородных металлов. Общепринятое объяснение заключается в следующем:

Когда электрод положительно заряжен, ионы аргона или гелия движутся к поверхности основного металла. В окружающем облаке инертного газа под действием дуги образуются заряженные ионы газа. Поскольку эти ионы обладают значительной массой, они приобретают большую кинетическую энергию, устремляясь к поверхности металла. При столкновении с поверхностью металла они отрывают частицы оксида пескоструйным способом, тем самым очищая поверхность.

При этом на основном металле выделяется меньше тепла, чем на положительном конце дуги, что приводит к минимальному проникновению. Если электродный стержень отрицательный, а заготовка положительная, ионы движутся к электродному стержню и не оказывают очищающего действия на металл заготовки. Бомбардировка" электронами вызывает значительное нагревание и проникновение в металл заготовки.

Такие металлы, как нержавеющая сталь, углеродистая сталь и медь, не образуют оксидного слоя, который существенно влияет на сварку вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG).

4. Определение полярности сварочного аппарата

При автоматической сварке TIG существует риск начать сварочную операцию с неправильной полярностью из-за повторяющихся операций. При ручной сварке клеммное соединение аппарата иногда может быть перевернуто, что приводит к изменению полярности. Лучше всего проверить полярность перед началом сварочного процесса, чтобы избежать возможного повреждения электрода (которое может произойти при подаче тока обратной полярности на маленький электродный стержень).

Для ручной палочной сварки подключите держатель электрода к цепи и проверьте полярность. Запустите стержень (марки E6010) для всепозиционной ручной палочной сварки с обратной полярностью. Если полярность положительная, дуга будет издавать сильный шипящий звук. Истинная дуга E6010 с обратной полярностью не будет издавать сильного трещащего звука.

5. Переменный ток (AC)

Переменный ток можно описать как непрерывное колебание между DCSP и DCRP, при этом направление тока меняется 120 раз в секунду. В переменном токе напряжение чередуется от максимального положительного значения до максимального отрицательного в каждом цикле, и дуга гаснет каждый раз, когда происходит это изменение.

При сварке в инертной атмосфере традиционные трансформаторы для дуговой сварки не могут генерировать напряжение, достаточно высокое для восстановления дуги после ее погасания. Аналогично, если не используется трансформатор с достаточным собственным напряжением, для восстановления сварочной дуги в каждом полуцикле необходимо добавлять к дуге ток высокой частоты.

AC обеспечивает хорошее проплавление и уменьшает (или восстанавливает) поверхностные окислы. Сварной шов, полученный при сварке вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG), шире и мельче, чем при сварке DCSP, но более узкий и глубокий, чем при сварке DCRP. Кроме того, усиление сварочного пучка AC больше, чем у DCSP или DCRP, что делает AC более подходящим для сварки алюминия, магния и бериллиевой меди.

6. Предотвращение выпрямления в переменном токе

Поскольку положительные и отрицательные полупериоды напряжения создают неодинаковое сопротивление току в дуге переменного тока, это приводит к несимметричной синусоиде тока, вызывающей повышение эффекта выпрямления. Этот эффект генерирует часть напряжения постоянного тока в дуге переменного тока, которая достаточно высока, чтобы вызвать перегорание дуги и нестабильность.

Старые трансформаторы, используемые для сварки вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG), более подвержены выпрямлению, поскольку в них отсутствуют современные компоненты сбалансированной формы волны.

Выпрямление происходит из-за неравномерной эмиссии электронов из электродного стержня и сварочного металла. На него влияют плотность тока дуги на кончике электрода и заготовке (так как это контролирует их температуру), а также длина дуги и используемый защитный газ в определенной степени. При сварке алюминия выпрямление может создавать постоянную составляющую напряжения до 12 В.

При высокой составляющей постоянного тока яркий расплавленный слой алюминия темнеет и образует оксидную пленку, степень которой прямо пропорциональна величине составляющей постоянного тока.

Для устранения выпрямления и его вредных последствий можно использовать трансформаторы сбалансированной формы волны. Такие устройства включают конденсатор последовательно со сварочной цепью. Емкость этого конденсатора позволяет эффективно пропускать переменный сварочный ток, блокируя при этом часть потока. Эти компоненты обычно рассчитаны на напряжение разомкнутой цепи в диапазоне 100-150 вольт, требуют высокочастотного тока для инициирования дуги и широко используются для сварки алюминиевых и магниевых сплавов.

7. Сварка импульсным током

Импульсная сварка вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG), работающая на высоких скоростях нарастания и спада тока с высокой частотой повторения импульсов, широко используется для соединения прецизионных деталей. Более медленная скорость импульсов тока используется для механизированной сварки труб и других видов механизированной сварки.

В настоящее время разработаны схемы, позволяющие автоматически регулировать напряжение дуги при импульсной сварке TIG. Эти схемы генерируют напряжение дуги с помощью высоких импульсных токов и блокируют управление в течение оставшейся части цикла. В сварочных аппаратах импульсного тока модифицированной формы следующие функции могут запускаться независимо друг от друга.

Преимущества сварки импульсным током TIG заключаются в следующем:

1. Увеличенное соотношение глубины и ширины сварного шва: Благодаря использованию коротких высокотоковых сварочных импульсов и небольших электродных стержней из чистого ториевого вольфрама сила дуги, возникающая при сварке нержавеющей стали, обеспечивает соотношение глубины и ширины сварного шва 2:1.

2. Устранение "провисания" высоких токов: Короткие импульсы могут "проникать" в корень шва или тонкий металл заготовки и застывать до того, как расплавленная ванна расширится настолько, что начнет провисать.

3. Минимизация зоны теплового воздействия: Благодаря соответствующему соотношению высоты и длительности высокого и низкого импульсов можно минимизировать зону теплового воздействия. Иногда высота низкого импульса устанавливается равной нулю, сохраняя ограниченный промежуток между импульсами высокого тока.

4. Перемешивание в расплавленной ванне: Сила дуги и электромагнитное усилие, создаваемые импульсами высокого тока, намного больше, чем при сварке постоянным током. Эти высокие силы перемешивают расплавленную ванну, снижая вероятность образования точечных отверстий и неполного проплавления в нижней части шва. Жесткая дуга, создаваемая импульсами при сварке на низком токе, устраняет нестабильность рассеивания дуги, которая может возникать при низких постоянных токах.

IV. Сварочные аппараты

Сварочные аппараты для сварки вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG) включают в себя:

(a) Трансформаторно-выпрямительный тип с выходом постоянного тока (DC).
(b) Трансформатор с выходом переменного тока (AC).
(c) Генератор с механическим приводом - с приводом от электродвигателя (только для выхода переменного тока) или от двигателя (для выхода переменного или постоянного тока).

Сварочные аппараты трансформаторного и выпрямительного типа имеют ряд преимуществ перед генераторами с механическим приводом: более низкая первоначальная стоимость, отсутствие падения тока при прогреве, бесшумная работа, низкие затраты на обслуживание и эксплуатацию, отсутствие движущихся частей, низкая потребляемая мощность во время пауз. Преимущество генераторов с приводом от двигателя заключается в том, что их можно использовать в местах, где нет электроснабжения.

1. Высокочастотная стабилизация

Большой воздушный зазор или ламповый осциллятор подключается к цепи сварочного трансформатора для инициирования дуги, а в некоторых случаях и для постоянного использования. В большинстве ранних моделей TIG-сварки с использованием высокочастотного стабилизированного переменного тока "радиопомехи" вызывали немало проблем.

Однако сегодня вибрирующие электрические станции, тормозные устройства типа "электронная трубка" и высокочастотные трансформаторы с уникальными фазами дают более слабые искровые разряды, уменьшая явления "радиопомех".

Для модернизации некоторых старых трансформаторов устанавливается схема высокочастотной стабилизации для контактного включения дуги. К сварочному аппарату переменного тока может быть добавлен магнитный контактор с ножным переключателем для управления.

При такой установке сварщик может установить электродный стержень в начальную точку под крышкой заготовки, а затем нажать ножной выключатель. Дуга зажигается, когда электродный стержень отрывается от заготовки. Этот процесс прост, и чтобы остановить сварочный ток, сварщику нужно только отпустить ножной выключатель.

Необходимая сила высокочастотного индукционного разряда зависит от конструкции шва, длины выступания электродного стержня и способности сварщика запустить дугу с минимальным высокочастотным индукционным током. Если сварка выполняется в соединениях с глубокими канавками, сила высокочастотного тока должна быть меньше, иначе дуга будет перекрывать ширину канавки и не войдет в корень шва.

Чрезмерная высокочастотная стабилизация может иметь следующие негативные последствия:

1. Повышенная вероятность поражения оператора электрическим током.

2. Нестабильная сварочная дуга.

3. "Электрификация" насадки, если используется металлическая.

4. Сокращение срока службы сварочного кабеля, так как высокие частоты могут пробить изоляцию.

5. Повышенные помехи при приеме радиосигналов.

При добавлении высокочастотного контура к сварочному току необходимо обязательно отключить питание перед установкой или регулировкой электродного стержня, а также перед тем, как поместить руки на металлическую часть сварочной головки или рядом с ней. В противном случае возможен сильный удар током, особенно при контакте оператора с теплым воздухом вблизи обрабатываемого изделия.

При сварке высокочастотным стабилизированным переменным током на кончике электродного стержня после погасания дуги появляется фиолетовый ореол, пока стержень еще горячий. По мере остывания электродного стержня фиолетовый ореол резко ослабевает и внезапно исчезает, когда стержень достигает определенной температуры. Пока фиолетовый ореол виден, электродный стержень все еще может инициировать дугу на значительном расстоянии от заготовки, поэтому необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать внезапного возникновения дуги и ее горения в нежелательных местах.

2. Устройство "Горячий старт"

Для некоторых сварочных операций требуется подача импульсного тока (значительно выше обычного уровня), чтобы запустить процесс сварки (начало дуги) в кратчайшие сроки. Это особенно полезно при автоматической или полуавтоматической сварке. Для обеспечения такого всплеска начального тока в цепь подключается устройство горячего старта. Как правило, это устройство можно предварительно отрегулировать для обеспечения необходимого дополнительного тока и требуемой продолжительности.

3. Смягчение последствий скачков напряжения

При сварочных работах, связанных с короткими периодами высокого тока и частыми пусками, можно использовать асинхронный двигатель, подключенный параллельно к клеммам сварочного аппарата, чтобы уменьшить скачки напряжения в линии. Этот двигатель без внешней нагрузки должен иметь номинальную мощность, превышающую номинальную кВА сварочного аппарата.

Если напряжение в сети падает из-за короткого замыкания, вызывающего скачок тока во время запуска дуги, вращающийся якорь будет обладать достаточной кинетической энергией для преобразования в значительную электрическую энергию, подаваемую в линию. Резкие перепады напряжения в сети заставят двигатель замедлиться, и энергия вращения в двигателе преобразуется в электрическую энергию, помогая поддерживать рост напряжения в сети, если только он не используется для срочного снижения падения напряжения в сети во время запуска дуги. Однако перед внедрением такой установки необходимо провести тщательный анализ затрат.

4. Уменьшение тока для заполнения кратера

В некоторых случаях конец траектории сварки требует симметричного завершения, чтобы избежать внезапных впадин в точке погасания в кратере шва. При сварке алюминиевых и магниевых сплавов сварочный ток необходимо снижать непосредственно перед окончанием сварки.

Однако для таких металлов, как сплавы на основе никеля и кобальта, которые очень чувствительны к "пульсациям", необходимо постепенно снижать силу тока, чтобы погасить дугу, способствуя повышению температуры расплавленного присадочного металла (это также может уменьшить количество лужиц).

В противном случае растрескивание кратера неизбежно. Чтобы избежать "жажды" или впадин в кратере после погасания дуги, сварочный тракт должен продолжаться до конечной точки, а сила тока должна постепенно снижаться до уровня, при котором металл больше не плавится. В противном случае после остановки дуги в заготовке образуются впадины или шрамы, а эти шрамы и возможные микроскопические трещины могут увеличить восприимчивость к коррозии.

5. Сварочная горелка

Сварочная горелка для ручной дуговой сварки вольфрамовым электродом должна быть прочной, легкой и полностью изолированной. Она должна иметь ручную рукоятку для создания давления и подачи защитного газа в зону дуги.

Кроме того, она должна иметь трубчатый зажим, зажимную головку или другой способ надежно прижимать и направлять сварочный ток на стержень вольфрамового электрода. В комплект сварочной горелки обычно входит множество различных кабелей, шлангов и соединительных деталей для подключения горелки к источнику питания, а также газа и воды.

На рисунке 3 показана типичная ручная сварочная горелка с водяным охлаждением. Вся система, через которую проходит защитный газ, должна быть герметичной. Утечка в месте соединения шлангов может привести к значительным потерям газа и недостаточной защите расплавленной ванны. Попадание воздуха в газовую систему часто является серьезной проблемой, требующей тщательного обслуживания для обеспечения герметичности газовой системы.

Горелка для дуговой сварки вольфрамовым электродом бывает разных размеров и типов, а ее вес варьируется от нескольких унций до почти фунта. Размер сварочной горелки зависит от максимального сварочного тока, который можно использовать, и она может быть оснащена электродными стержнями разных размеров, а также соплами разных типов и размеров.

Угол между электродным стержнем и рукояткой также варьируется в разных сварочных горелках. Наиболее распространенный угол составляет около 120°, но существуют также сварочные горелки с углом наклона головки 90°, прямолинейные сварочные горелки и даже сварочные горелки с регулируемым углом наклона. Некоторые сварочные горелки оснащены вспомогательными переключателями и газовыми клапанами, установленными в рукоятках.

Основное различие между горелками для дуговой сварки вольфрамовым электродом заключается в том, имеют ли они воздушное или водяное охлаждение. В основном охлаждение в горелках с воздушным охлаждением обеспечивается газовой защитой. Поэтому более точным термином будет "газовое охлаждение". Настоящее воздушное охлаждение достигается только за счет излучения в окружающий воздух. С другой стороны, некоторое охлаждение сварочных горелок с водяным охлаждением обеспечивается защитным газом, но остальное происходит за счет воды, циркулирующей через горелку для дополнительного охлаждения.

Сварочные горелки с воздушным охлаждением, как правило, легкие, компактные и прочные, а также менее дорогие, чем сварочные горелки с водяным охлаждением. Однако они обычно ограничены сварочным током около 125 ампер или меньше и обычно используются для сварки тонких листов с низкой интенсивностью использования. Рабочая температура вольфрамового электродного стержня выше, чем в сварочных горелках с водяным охлаждением, и в результате при использовании чисто вольфрамовых электродных стержней или при сварке на токе, близком к номинальному, частицы вольфрама могут выпадать в расплавленную ванну.

Сварочная горелка с водяным охлаждением предназначена для непрерывной сварки на высоких токах, способна длительно работать при сварочном токе до 200 ампер. Некоторые модели рассчитаны на максимальный сварочный ток 500 ампер, они тяжелее и дороже сварочных горелок с воздушным охлаждением.

Сварочная горелка подключается к водопроводным трубам и соответствующим соединительным элементам. Как правило, кабель, подводящий ток к электродному стержню от сварочного аппарата, размещается в выпускном трубопроводе системы водяного охлаждения. Это обеспечивает охлаждение кабеля и позволяет использовать легкую и гибкую проводку небольшого диаметра. Иногда сюда также входят фитинги, реле потока и предохранители. Утечка воды или газа в сварочной горелке или в системе, содержащей влагу, может загрязнить сварочный канал и помешать бесперебойной работе.

Запрос БЕСПЛАТНОГО предложения
Контактная форма

Последние сообщения
Будьте в курсе новых и интересных материалов на различные темы, включая полезные советы.

Выбор правильных материалов для проектирования из листового металла

Производство листового металла обычно включает в себя использование методов ручной или штамповочной штамповки для создания пластической деформации в тонких металлических листах, придания формы [...]...
Читать далее
Поговорите с экспертом
Свяжитесь с нами
Наши инженеры по продажам готовы ответить на любые ваши вопросы и предоставить быстрое предложение с учетом ваших потребностей.

Запрос бесплатной цитаты

Контактная форма

Получить бесплатную цитату
Вы получите наш квалифицированный ответ в течение 24 часов.
Контактная форма