Технологія зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу в дії

3. Технологія дії

В принципі, зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу дуже схоже на киснево-ацетиленове зварювання, тому, якщо ви вже навчилися керуватися киснево-ацетиленовим пальником, навчитися зварюванню вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу буде набагато простіше.

6.17. Датчики інтенсивності потоку захисного газу для балонів з аргоном зазвичай використовуються замість подвійних покажчиків. Усередині скляної трубки розташована пофарбована кулька, яка переміщається за шкалою, вказуючи зміну інтенсивності потоку повітря, при цьому зварювальник може спостерігати за змінами, не відходячи від робочого місця.

6.18. Як захисний газ аргон є універсальним практично для всіх проектів зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу, значно спрощуючи зберігання балонів. Часто один великий балон, встановлений на візок зі зварювальним агрегатом, цілком може задовольнити потреби невеликої майстерні.

Звичайно ж, процес навчання не буде простим, проте тим значнішим буде результат. Як і в газовому зварюванні, оператор використовує обидві руки, в одній руці знаходиться пальник, в іншій - пруток присадки, при цьому їх необхідно переміщати по зварному шву рівномірно з однаковою швидкістю (дивіться ілюстрацію). До того ж, зварювальник повинен керувати силою струму за допомогою педалі або перемикача (який найчастіше закріплений на корпусі пальника), розташованих віддалено від зварювального агрегату (дивіться ілюстрацію). Використання дистанційного керування є одним з переваг агрегатів для зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу, оскільки дозволяє зварювальнику створювати дугу, змінювати силу струму зварювання під час процесу, а також перервати дугу, не переміщуючи пальник. Можливість змінювати силу струму під час виконання зварного шва робить зварювання вольфрамовим електродом серед інертного газу універсальною, особливо, якщо необхідно з'єднати матеріали різної товщини або хімічного складу. Точно дозовану кількість тепла можна направити на кожний бік стику, це також робить зварювання вольфрамовим електродом оптимальним рішенням для виконання з'єднань у будь-якому положенні.

Агрегати для зварювання вольфрамовим електродом серед інертного газу генерують або високочастотний змінний струм, або постійний струм високої частоти тільки для створення дуги (дивіться ілюстрацію). Більшість агрегатів для зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу оснащені елементами керування на передній панелі, які дозволяють перемикати режими електричного струму, а також вибирати необхідну силу струму та регулювати струм високої частоти та подачу захисного газу після закінчення дуги (дивіться ілюстрацію).

6.19. Обов'язково прийміть зручне положення тіла і зручно розташуйте руку, яка тримає пальник, тому що це допоможе вам створювати міцні та прямі шви за допомогою зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу. Потренуйтеся виконувати зварний шов, не створюючи дугу, щоб вибрати зручне положення рук. Зверніть увагу на пологий кут розташування прутка в лівій руці зварювальника.

6.20. На ілюстрації можна бачити агрегат для зварювання минулих років. Сучасні агрегати приблизно вдвічі менші. Блок для водяного охолодження пальника в даному випадку встановлений у верхній частині, а зліва встановлена ​​полиця з різними зварювальними прутками. На ілюстрації також показано педаль керування силою струму.

6.21. Передня панель керування типова для більшості агрегатів для зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу з елементами керування силою струму, можливістю вибору виду електричного струму, з елементами керування високими частотами та часом подачі захисного газу після закінчення електричної дуги.

Змінний струм використовується при зварюванні кольорових металів і зазвичай є високочастотним протягом усього процесу зварювання, окрім найновіших агрегатів, оснащених технологією прямокутної хвилі, які не потребують постійної високої частоти. Постійний струм може мати зворотну чи пряму полярність. Пряма полярність використовується для зварювання сталі, нержавіючої сталі, срібла, мідно-кремнистого сплаву, латунних сплавів, чавуну, титану та розкисленої міді, при цьому змінний струм використовується для зварювання алюмінію та магнію.

Налаштуйте агрегат на режим постійного струму зворотної полярності, встановіть режим високої частоти тільки для створення дуги, потім підберіть силу струму, що підходить для металу, який ви збираєтеся варити. Досвідчені зварювальники зазвичай використовують важіль з трьома положеннями сили струму як грубе налаштування, потім більш точно налаштовують силу струму за допомогою додаткового регулятора (див. ілюстрацію). Часто зварювальники налаштовують силу струму лише за допомогою педалі. Таким чином, якщо під час зварювання необхідно трохи збільшити температуру, зварювальник просто сильніше вичавлює педаль. Яку б межу ви не встановили за допомогою регулятора, саме такою буде межа на педалі (дивіться ілюстрацію).

На агрегаті для зварювання вольфрамовим електродом серед інертного газу повинна бути наведена таблиця відповідності розмірів вольфрамового електрода, сили струму і товщини матеріалу. Швидше за все, ви використовуватимете вольфрамові електроди діаметром 1,6 мм, 2,4 мм або 3 мм практично для всіх проектів. Існує два основні види вольфрамових електродів: електроди з чистого або тарованого вольфраму. Електроди з чистого вольфраму можуть використовуватися в будь-яких умовах з будь-якими матеріалами, проте вони призначені для агрегатів змінного струму, в той час як вольфрамовий тарований електрод використовується з агрегатами постійного струму, оскільки забезпечує легше створення дуги і більш глибоке проплавлення.

Вольфрамові електроди досить дорогі, проте ви можете продовжити термін їх експлуатації (дивіться ілюстрацію). Гострий наконечник електрода дуже важливий для легкого початку дуги та глибокого проплавлення металу, тому зварювальники завжди тримають під рукою запас гострих вольфрамових електродів, які можна легко встановити у пальник (дивіться ілюстрацію). Більшість зварювальників заточують обидва краї вольфрамового електрода, тому можуть легко зняти задню кришку і перевернути електрод гострим наконечником вниз. Хороші зварювальники можуть зробити це за лічені секунди.

6.22. Даний перемикач з лівого боку з трьома положеннями дозволяє регулювати високі частоти, з правого боку встановлено таймер потоку захисного газу після закінчення дуги, який можна встановлювати залежно від вольфрамового електрода. Чим більший вольфрамовий електрод, тим більше часу йому потрібно, щоб охолонути.

6.23. Важіль з лівого боку на агрегаті Miller TIG встановлює полярність, а важіль праворуч регулює силу струму: нижнє положення відповідає 10-55 А, середнє положення відповідає 40-190 А, а максимальне – силі струму від 125 до 310 А. У кожному діапазоні є регулятор точного налаштування, який встановлює верхній.

6.24. Дана педаль є останнім елементом управління, який використовує зварювальник для регулювання сили струму під час зварювання металевим електродом серед інертного газу. Поки ви не наберетеся досвіду, рекомендується вибирати вищу силу струму, ніж необхідно, при цьому знатимете, що педаль можна вичавлювати до упору. Якщо ви займаєтеся зварюванням вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу, спочатку буде складно визначити, якою мірою можна вичавлювати педаль, особливо якщо регулятор встановлений у положення максимальних налаштувань.

Щоб загострити вольфрамовий електрод, зазвичай використовується піскоструминний або шліфувальний апарат, спеціально призначений для цього (дивіться ілюстрацію). Шліфувальний апарат, який використовується для шліфування сталі або алюмінію, може спричинити забруднення вольфрамового електрода. При заточенні вольфрамового електрода необхідно спрямовувати шліфувальний верстат від наконечника до основної частини електрода довжиною електрода. Поперечне заточування електрода може спричинити утворення відміток на наконечнику, і, як наслідок, призвести до його руйнування. При зварюванні алюмінію наконечники електродів необхідно заточити таким чином, щоб вони були чистими, проте наконечник повинен бути притуплений, на відміну від електродів, що використовуються при зварюванні сталі (див. ілюстрацію). Теоретично необхідно мати окремі керамічні чаші для зварювання алюмінію, проте багато зварювальників використовують одну чашу для зварювання алюмінію і стали вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу. Під час встановлення вольфрамового електрода в пальник, притисніть його до твердої поверхні (вимкнувши зварювальний агрегат), щоб визначити, чи буде електрод вмикатися. У такому разі вольфрамовий електрод не закріплений належним чином (дивіться ілюстрацію).

Іноді вольфрамовий електрод може стикатися зі зварювальною ванною, що небажано, проте це може статися з кожним. У такому випадку відпустіть педаль, щоб перервати дугу і потримайте вольфрамовий електрод деякий час у захисному газі, доки він не охолоне. Ви не зможете продовжувати зварювання даним електродом, якщо він стикнувся з присадним прутком або зварювальною ванною, оскільки він буде забруднений, при цьому дуга буде переривчастою.

6.25. Ви зможете використовувати електроди, доки вони не стануть занадто короткими, щоб встановлюватись у пальник. Коротші електроди можна заточити, не побоюючись обпалити пальці, просто необхідно використовувати спеціальний тримач.

6.26. Запасні заточені електроди потрібно завжди тримати під рукою. На ілюстрації зображено невеликий відсік для зберігання запасних вольфрамових електродів, а також запасних деталей для пальника, сопел та цанг різного розміру. Цей відсік кріпиться на магнітах, що робить його дуже зручним.

6.27. Важливо заточувати електроди в поздовжньому напрямку, при заточуванні електродів упоперек можуть залишитися радіальні борозенки, що може стати причиною їх руйнування. Необхідно заточувати вольфрамові електроди для зварювання сталі як олівці та як крейда для зварювання алюмінію.

6.28. Вольфрамовий електрод, зображений у нижній частині ілюстрації, був заточений для зварювання сталі, а вольфрамовий електрод, зображений у верхній частині ілюстрації, заточений для зварювання алюмінію з кулястим наконечником. Теоретично, кулястий наконечник можна створити, вдаривши вольфрамовим електродом по мідній поверхні і створивши дугу перед тим, як починати зварювання алюмінію, потім за кілька секунд зварювання алюмінію тупий наконечник вольфрамового електрода набуде кулястої форми.

6.29. Заточений електрод встановлюється в корпус пальника, як тільки наконечник виступатиме на відповідну відстань із пальника, необхідно закріпити задню кришку, щоб зафіксувати вольфрамовий електрод на місці.

Потемнілу та покриту раковинами поверхню вольфрамового електрода необхідно буде видалити за допомогою щипців, потім наконечник вольфрамового електрода доведеться ще раз ув'язнити. Хоча електроди і не витрачаються занадто швидко, вони все одно будуть ставати коротшими, отже, вони стануть занадто короткими, щоб встановлювати їх належним чином у пальник. При зварюванні у важкодоступних місцях ви можете використовувати коротку задню кришку з невеликим вольфрамовим електродом, проте використання довгої кришки допоможе запобігти контакту із загостреним наконечником електрода (якщо ви заточили обидва краї). Довга задня кришка може повністю закрити навіть новий електрод.

Увімкніть подачу захисного газу та встановіть інтенсивність потоку 283,2 л/год, приєднайте робочий вивід до пластини та виконайте кілька пробних швів. Вольфрамовий електрод повинен бути встановлений таким чином, щоб він виступав із керамічної чаші приблизно на 3-5 мм (див. ілюстрацію). Вольфрамовий електрод за жодних обставин не повинен стикатися з робочою поверхнею. Як тільки ви піднесете електрод на відстань 3 мм від робочої поверхні та натиснете на педаль, створиться електрична дуга, а вольфрамовий електрод почне світитися червоно-жовтогарячим кольором. Переміщаючи вольфрамовий електрод по невеликому колу одному місці, пальник необхідно тримати перпендикулярно до робочої поверхні, натиснути на педаль сильніше, щоб збільшити силу струму. Коли зварювальна ванна стане яскравою та рідкою, переміщуйте пальник по лінії шва повільно та рівномірно. Тепер пальник необхідно нахилити під кутом 75° тому, щоб продовжувати виконання шва. Якщо вам необхідно з будь-якої причини зупинити процес, просто приберіть ногу з педалі, щоб перервати дугу, проте не переміщуйте пальник, щоб охолодити зварний шов та електрод потоком захисного газу.

При додаванні прутка до будь-яких матеріалів, крім тонкого листового металу, перемістіть електрод в задню частину зварювальної ванни і зануріть пруток в передній частині ванни. Потім знову перемістіть пальник вперед, створюючи нову зварювальну ванну, змістіть пальник назад, додайте пруток і так далі. Вам все це може здатися надто складним, проте, насправді, ця технологія дуже схожа на киснево-ацетиленове зварювання, до того ж ваші рухи будуть доведені до автоматизму після практики. Присадковий пруток не повинен стикатися з електродом, до того ж його необхідно тримати біля переднього краю шва, щоб він не охолоджувався в проміжок між зануреннями. Коли ви піднесете пруток до переднього краю зварювальної ванни, крапля розплавленого металу потрапить в неї і змішається з основним металом, як тільки ви наблизите до нього пальник. Зазвичай присадковий пруток переміщається в одному напрямку з пальником, при цьому його необхідно тримати під пологим кутом по відношенню до робочої поверхні.

6.30. Хоча ви можете збільшити інтенсивність потоку захисного газу та висунути наконечник вольфрамового електрода, щоб виконати зварний шов у важкодоступному місці, за нормальних умов наконечник електрода повинен виступати на 3-5 мм із сопла пальника.

6.31. Ви виконуватимете велику кількість тренувальних зварних швів, навчаючись зварюванню вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу. На ілюстрації показані приклади пробних зварних швів, починаючи з лівого боку: А – шов, виконаний при занадто низьких налаштуваннях сили струму, тому шов занадто високий, шов виглядає правильно, шов С – обрана занадто велика сила струму, хоча шов виглядає непогано, а шов D – температура занадто висока, тому з

6.32. На цій ілюстрації показано зворотний бік цих зразків. Зверніть увагу, що на шві А знебарвлення незначне, шов В виконаний близько до ідеалу, проте з незначним наскрізним проплавленням металу, шов дуже гарячий, зі значним наскрізним проплавленням, а шов D настільки гарячий, що більша частина знаходиться на звороті пластини.

Швидкість переміщення пальника залежить від товщини матеріалу, з яким ви працюєте, сили струму, а також необхідної висоти та ширини зварного шва. Якщо сила струму занадто низька, а ви переміщуєте пальник занадто швидко, шов буде занадто високим, і навіть якщо він виглядатиме гладким і однорідним, він не пройде перевірку при згинанні, оскільки проплавлення металу буде недостатньо глибоким (дивіться ілюстрації). Якщо температура при зварюванні надто висока або ви переміщуєте пальник надто повільно, зварний шов залишить довгий кратер на поверхні основного металу. При зварюванні металів товщі 3 мм з країв деталей необхідно попередньо зняти фаску, при цьому шов, швидше за все, буде багатопрохідним. Нижній прохід з'єднує деталі разом, а всі наступні проходи можна виконувати за більш високої сили струму. Зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу не призначене для швидкого заповнення великих зазорів або зварювання деталей із щільного матеріалу, де з країв знято фаску. Для цього краще використовувати зварювання металевим електродом у середовищі інертного газу або електродугове зварювання.

Присадковий пруток, що використовується для зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу може виглядати так само, як і пруток для присадки для киснево-ацетиленового зварювання, однак, насправді, вони не ідентичні. До складу присадних прутків для зварювання стали вольфрамовим електродом в середовищі інертного газу входять розкислювачі, тому, якщо ви випадково використовуєте пруток для присадження киснево-ацетиленового зварювання, зварний шов може бути пористим. Придатні прутки для зварювання вольфрамовим електродом можуть стати в нагоді при зварюванні низькоякісної сталі, наприклад гарячекатаної сталі, придбаної в місцевому спеціалізованому магазині. Існує велика кількість різних прутків, включаючи прутки зі спеціального хімічного складу, для зварювання низьковуглецевих, високоміцних листових металів, які в наш час використовуються при виготовленні автомобілів.

Після зварювання наконечник вольфрамового електрода має виглядати сріблястим і відносно чистим. Якщо ви помітили сліди забруднень на електроді, швидше за все пальник пропускає повітря чи захисний газ. Перевірте всі дроти, а також надійність установки цанги та керамічної чаші. Якщо наконечник електрода має кулясту форму, можливо, сила струму занадто висока для електрода даного розміру. Діаметр кулястого наконечника не повинен перевищувати більш ніж в 1,5 рази діаметр електрода. Якщо наконечник вольфрамового електрода синього або чорного кольору перевірте налаштування таймера потоку захисного газу після переривання дуги.

Подивіться на внутрішній бік керамічної чаші після зварювання та перевірте її на наявність забруднень. Якщо чаша надто мала для виконання цього зварного шва, ви помітите тріщини та інші пошкодження. Розмір керамічних чаш встановлюється із кроком 1,6 мм. Отже, сопло №4 становить 6,3 мм, а сопло №8 – 13 мм. Як правило, розмір чаші повинен бути в 4-6 разів більший за розмір електрода, який використовується під час зварювання.

Кількість часу, який знадобиться для практики, перш ніж зварні шви стануть якісними, залежить від вашого досвіду зварювання. Як ми вже говорили, киснево-ацетиленова зварювання та зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу мають багато спільного, тому, якщо ви раніше оволоділи технікою киснево-ацетиленового зварювання, зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу буде для вас набагато легшим. Як тільки ви навчитеся виконувати якісно прямі та стикові зварні шви на плоскій поверхні, можете зайнятися кутовими, Т-подібними та вертикальними швами. Після того, як і ці шви ви зможете виконувати акуратно та якісно, ​​а з'єднані деталі пройдуть перевірку на вигин та поперечний зріз для перевірки глибини проплавлення, ви можете приступати до цих проектів, використовуючи агрегат для зварювання вольфрамовим електродом у середовищі інертного газу.