Дугове зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу

7. Дугове зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу

Безперечно, цей вид зварювання можна вважати «королем» зварювального процесу за багатьма параметрами. Повна назва даного виду зварювання – «Дугове зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу», хоча багато зварювальників називають його зварюванням у середовищі гелію.

2.22. Ремонт автомобілів для вуличних гонок і реставрація старих автомобілів часто передбачають зварювання старих і навіть схильних до корозії металевих панелей кузова. На ілюстрації показано нижню частину капота автомобіля Ford, на яку було накладено латку зі сталі, щоб замінити проржавілу область. Панель була приварена агрегатом для зварювання електродом, що плавиться, в середовищі інертного газу, потім оброблена за допомогою шліфувального верстата і підготовлена ​​до чистової обробки.

2.23. Основні компоненти системи для зварювання вольфрамовим електродом серед інертного газу. Принцип роботи схожий на газове зварювання, тому що необхідно використовувати другу руку, щоб тримати електрод. При використанні даного типу зварювання ви отримаєте чисті шви за найменшої ймовірності деформації матеріалу. Це найкраща система для зварювання тонких та високоміцних матеріалів таких, як хромомолібденова сталь та алюміній.

Друга назва пов'язана з тим, що найчастіше саме гелій використовувався як захисний газ при зварюванні, хоча в наші дні найбільш поширений аргон. Обидва вищезазначені захисні гази мають властивість запобігати попаданню сторонніх матеріалів під час зварювання, а також не можуть вступати у взаємодію з іншими хімічними елементами, щоб формувати хімічні сполуки, що руйнують єдність зварювального шва.

До основних компонентів апарату для зварювання вольфрамовим електродом серед інертного газу можна віднести: зварювальний агрегат, пальник з вольфрамовим електродом, провід «маси», педаль регулювання сили струму і ємність стиснутого захисного газу, наприклад, аргону. Основною відмінністю даного виду зварювання від електродугового зварювання і зварювання електродом, що плавиться, в середовищі інертного газу є те, що електрод не витрачається, а присадковий пруток окремо подається в зварену ванну при необхідності. Під час виконання зварювання, увімкнувши агрегат, зварювальник підносить пальник до робочої поверхні та натискає на педаль, щоб створити дугу. Електрика проходить через вольфрамовий електрод до робочої поверхні, створюючи інтенсивне, концентроване джерело тепла, яке плавить основний метал, при цьому оператор контролює силу струму за допомогою педалі під час зварювання і направляє пруток присадки в зварювальну ванну при необхідності. Точка плавлення вольфрамового електрода дуже висока, тому під час зварювання він не витрачається.

Насправді зварювання вольфрамовим електродом серед інертного газу відрізняє від інших видів зварювання більш високий рівень майстерності зварювальника, необхідний виконання шва, оскільки оператор повинен працювати як руками, а й натискати ногою на педаль. Якщо ви раніше не використовували електродугове зварювання, вам знадобиться багато часу, щоб освоїти цей вид зварювання. При зварюванні вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу ви отримуєте найбільш чистий шов без використання флюсу і без бризок і забруднень. Тому цей метод обирають для таких проектів, як гоночні автомобілі, літаки, ракети та ядерні реактори.

2.24. Оскільки зварювання вольфрамовим електродом серед інертного газу визнана багатьма фахівцями найконтрольованішим процесом, знадобиться практика, щоб опанувати даним видом зварювання. Вам доведеться навчитися керувати пальником однією рукою, прутком - іншою рукою, а також контролювати силу струму за допомогою педалі. При використанні даного виду зварювання немає іскор, шлаку та бризок.

2.25. Зварювання вольфрамовим електродом в середовищі інертного газу може дійсно стати в нагоді в складних проектах, для зварювання тонких металів і алюмінію, наприклад, дана деталь виглядає як частина обладнання космічного корабля. Алюміній набагато складніше варити, аніж сталь, тому що він не змінює колір при нагріванні. Під час плавлення він стає блискучим, проте якщо перетримати пальник, метал може проплавитись до дірок. Не беріться за подібні проекти, доки не освоїте технологію.

Шви від зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу дуже міцні, ковкі та стійкі до корозії, при цьому, після виконання вони не потребують очищення, саме тому даний вид зварювання часто використовується при виробництві хірургічного та медичного обладнання, а також обладнання для харчової промисловості, особливо при виробництві нержавіючої сталі. При зварюванні вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу ви можете помітити легкий дим, проте не буде іскор, тому зварювальник може уважно стежити за процесом.

Для використання даного виду зварювання необхідно мати спеціальні навички, проте якщо ви оволодієте цією майстерністю, ви зможете варити всі види металів різної товщини, зможете варити деталі під кутом, а також у важкодоступних місцях. Ви також зможете варити тонкі метали, не допускаючи їхньої деформації. Саме тому зварювання вольфрамовим електродом часто використовується у виробництві гоночних автомобілів та інших складних конструкцій. До металів, які можна з'єднувати за допомогою зварювання вольфрамовим електродом серед інертного газу можна віднести: сталеві сплави, алюмінієві сплави, ливарні сплави алюмінію, нержавіючу сталь, мідні і нікелеві сплави, магній і такі екзотичні метали, як титан і цирконій. Це одна з небагатьох систем, які можна використовувати для зварювання двох різних металів та матеріалів різної товщини. Кажуть, що досвідчений зварювальник, за допомогою зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу, може з'єднати лезо бритви та залізничну рейку, хоча в цьому немає потреби.

Пальник для зварювання вольфрамовим електродом серед інертного газу менше і легше, ніж в апаратах для інших видів зварювання. У виробничих масштабах більшість агрегатів для зварювання вольфрамовим електродом оснащена системою циркуляції води, яка допомагає охолоджувати пальник. При використанні водяний насос прокачує фільтровану воду з бачка по основному каналу до наконечника пальника, а потім повертає підігріту воду назад в бачок. У багатьох елементах охолодження використовується невеликий радіатор та електричний вентилятор для охолодження води. Якщо зварювальний агрегат часто використовується, використовується водяний бак великого об'єму або холодна вода подається з водопровідно-каналізаційної мережі, а гаряча вода повертається назад у водопровід, тому гаряча вода не проходить біля пальника. Агрегат для зварювання вольфрамовим електродом потребує спеціальних джерел живлення (230 В/460 В/575 В одна фаза або 230 В/460 В три фази), а також приєднання до обладнання для охолодження, що робить її найменш портативною з усіх зварювальних систем.

Через вимоги до джерел живлення та додаткових сполук, а також через тривалий і кропіткий процес навчання та значну вартість обладнання дана система не набула широкого поширення в побуті. Власники агрегатів для зварювання вольфрамовим електродом серед інертного газу серед автолюбителів зустрічаються досить рідко, особливо ті, які можуть використовувати його на належному рівні. Більшість автолюбителів належать до даного типу зварювання з деяким благоговінням через його використання при виробництві гоночних автомобілів, тому навіть досвідчений механік-автолюбитель швидше за все звернеться до кваліфікованого зварювальника для ремонту особливо важливих компонентів. Конструктори автомобілів для вуличних гонок воліють цей тип зварювання за якість зварних швів, які можуть бути виконані настільки чисто і акуратно, що не вимагатимуть подальшого шліфування або обробки напилком перед фарбуванням або хромуванням.

Майстерні, де є агрегат для зварювання вольфрамовим електродом в середовищі інертного газу, рідко користуються даною функцією, проте цю систему можна використовувати для електродугового зварювання, якщо це потрібно. Зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу ідеальне для з'єднання тонких матеріалів, проте, якщо необхідно зварити метали товщиною більше 24.5 мм, справа піде набагато швидше, якщо ви оберете режим електродугового зварювання. Цей режим також стане в нагоді, якщо необхідно зварити на свіжому повітрі або в приміщенні з протягами. Протяг може здувати захисний газ, тому шов буде неякісним. Перемикання в режим електродугового зварювання відключає педаль для регулювання сили струму, після чого зварювальник може налаштувати необхідну силу струму за допомогою спеціального регулятора на агрегаті.

Оскільки більшість агрегатів для зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу мають великі розміри, дорого коштують і потребують додаткового водяного охолодження, в останні 20 років робилися спроби створити більш доступні агрегати. У наші дні існує кілька видів агрегатів з повітряним охолодженням, ця особливість значно знизила їхню вартість і спростила конструкцію. Дані агрегати працюють від джерела живлення 220 В з однофазними з'єднаннями для спрощення підключення. Вартість такого агрегату на одну третину або навіть на половину менша від вартості виробничого зварювального агрегату.

З цієї причини багато невеликих майстерень можуть дозволити собі використання зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу, що дозволило їм працювати з тонкими металами та виконувати акуратні шви на кольорових металах таких, як алюміній. Дані зварювальні агрегати можна побачити в майстернях з ремонту автомобілів, де вони використовуються для усунення тріщин в алюмінієвих блоках і головках блоків циліндрів, а також при ремонті дорогих деталей, які довелося б замінювати, якщо відновлення неможливо. Однак ці «економічні» версії агрегатів для зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу не настільки функціональні, як агрегати, що використовуються в промислових цілях, особливо якщо говорити про охолодження пальника. При проведенні зварювальних робіт протягом тривалого часу пальники з повітряним охолодженням неможливо буде тримати в руках. До того ж, робочий цикл дешевших внутрішніх компонентів агрегату буде коротшим. Але в невеликих майстернях, що займаються виробництвом автомобілів для вуличних перегонів та деталей для них, а також високоточними кузовними роботами тривалі зварювальні роботи є досить рідкісним явищем.

Деякі сучасні зварювальні агрегати адаптовані під різні види зварювання. Ви можете додати відповідний комплект до агрегату для зварювання електродом, що плавиться, щоб використовувати електродугове зварювання. Існують також комплекти пальників різної форми та призначення, а також окремі дротяні електроди, щоб використовувати потужність великих агрегатів для зварювання вольфрамовим електродом, проте подібні агрегати рідко використовуються у побуті.

Навіть з появою доступніших агрегатів для зварювання вольфрамовим електродом, ця система все одно залишається досить непрактичною для середнього механіка-аматора. Так, при використанні киснево-ацетиленового зварювання часу на тренування йде значно менше, у той час як у випадку зі зварюванням вольфрамовим електродом в середовищі інертного газу потрібні постійні тренування і щоденна практика. Тому люди, які користуються зварюванням лише час від часу, просто не мають змоги навчитися технології. Основні побутові зварювальні роботи та ремонт не вимагають високої якості зварювання, як, наприклад, при виробництві ядерного реактора, до того ж, навіть більш дешеві агрегати для зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу дорожчі приблизно в два рази, ніж агрегати для зварювання газодом, що плавиться, або інертного газу. Ось чому останні справді є універсальними при використанні зварювання з побутовою метою. Не варто також забувати, що зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу є досить тривалим процесом, а якщо йдеться про такий проект, як створення вантажного причепа, то набагато ефективніше і швидше буде зварювання електродом, що плавиться, в середовищі інертного газу.