Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа

7. Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа

Несомненно этот вид сварки можно считать «королем» сварочного процесса по многим параметрам. Полное название данного вида сварки – «Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа», хотя многие сварщики называют ее сваркой в среде гелия.

2.22. Ремонт автомобилей для уличных гонок и реставрация старых автомобилей часто предусматривают сварку старых и даже подверженных коррозии металлических панелей кузова. На иллюстрации показана нижняя часть капота автомобиля Ford, на которую была наложена заплатка из стали, чтобы заменить проржавевшую область. Панель была приварена агрегатом для сварки плавящимся электродом в среде инертного газа, затем обработана при помощи шлифовального станка и подготовлена к чистовой обработке.

2.23. Основные компоненты системы для сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа. Принцип работы схож с газовой сваркой, так как необходимо использовать вторую руку, чтобы держать электрод. При использовании данного типа сварки вы получите чистые швы при наименьшей вероятности деформации материала. Это лучшая система для сварки тонких и высокопрочных материалов таких, как хромомолибденовая сталь и алюминий.

Второе название связано с тем, что ранее чаще всего именно гелий использовался в качестве защитного газа при сварке, хотя в наши дни наиболее распространен аргон. Оба вышеупомянутых защитных газа обладают свойством предотвращать попадание посторонних материалов во время сварки, а также не могут вступать во взаимодействие с другими химическими элементами, чтобы формировать химические соединения, разрушающие единство сварочного шва.

К основным компонентам аппарата для сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа можно отнести: сварочный агрегат, горелку с вольфрамовым электродом, провод «массы», педаль регулировки силы тока и емкость сжатого защитного газа, например, аргона. Основным отличием данного вида сварки от электродуговой сварки и сварки плавящимся электродом в среде инертного газа является то, что электрод не расходуется, а присадочный пруток отдельно подается в сварную ванну при необходимости. Во время выполнения сварки, включив агрегат, сварщик подносит горелку к рабочей поверхности и нажимает на педаль, чтобы создать дугу. Электричество проходит через вольфрамовый электрод к рабочей поверхности, создавая интенсивный, концентрированный источник тепла, который плавит основной металл, при этом оператор контролирует силу тока при помощи педали во время сварки и направляет присадочный пруток в сварочную ванну при необходимости. Точка плавления вольфрамового электрода очень высокая, поэтому во время сварки он не расходуется.

На практике сварку вольфрамовым электродом в среде инертного газа отличает от других видов сварки более высокий уровень мастерства сварщика, необходимый для выполнения шва, так как оператор должен работать не только руками, но и нажимать ногой на педаль. Если вы ранее не использовали электродуговую сварку, вам потребуется много времени, чтобы освоить данный вид сварки. При сварке вольфрамовым электродом в среде инертного газа, вы получаете наиболее чистый шов без использования флюса и без брызг и загрязнений. Поэтому этот метод выбирают для таких проектов, как гоночные автомобили, самолеты, ракеты и ядерные реакторы.

2.24. Так как сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа признана многими специалистами самым контролируемым процессом, потребуется практика, чтобы овладеть данным видом сварки. Вам придется научиться управлять горелкой одной рукой, присадочным прутком - другой рукой, а также контролировать силу тока при помощи педали. При использовании данного вида сварки нет искр, шлака и брызг.

2.25. Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа может действительно пригодиться в сложных проектах, для сварки тонких металлов и алюминия, например, данная деталь выглядит как часть оборудования космического корабля. Алюминий намного сложнее варить, чем сталь, так как он не меняет цвет при нагревании. Во время плавления он становится блестящим, однако если передержать горелку, металл может проплавиться до дыр. Не беритесь за подобные проекты, пока не освоите технологию.

Швы от сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа очень прочные, ковкие и устойчивые к коррозии, при этом, после выполнения они не нуждаются в очистке, именно поэтому данный вид сварки часто используется при производстве хирургического и медицинского оборудования, а также оборудования для пищевой промышленности, особенно при производстве нержавеющей стали. При сварке вольфрамовым электродом в среде инертного газа вы можете заметить легкий дым, однако не будет искр, поэтому сварщик может внимательно следить за процессом.

Для использования данного вида сварки необходимо обладать специальными навыками, однако если вы овладеете этим мастерством, вы сможете варить все виды металлов различной толщины, сможете варить детали под углом, а также в труднодоступных местах. Вы также сможете варить тонкие металлы, не допуская их деформации. Именно поэтому сварка вольфрамовым электродом часто используется в производстве гоночных автомобилей и других сложных конструкций. К металлам, которые можно соединять посредством сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа можно отнести: стальные сплавы, алюминиевые сплавы, литейные сплавы алюминия, нержавеющую сталь, медные и никелевые сплавы, магний и такие экзотические металлы, как титан и цирконий. Это одна из немногих систем, которые можно использовать для сварки двух разных металлов, а также материалов различной толщины. Говорят, что опытный сварщик, при помощи сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа, может соединить лезвие бритвы и железнодорожный рельс, хотя в этом и нет надобности.

Горелка для сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа меньше и легче, чем в аппаратах для других видов сварки. В производственных масштабах большая часть агрегатов для сварки вольфрамовым электродом оснащена системой циркуляции воды, которая помогает охлаждать горелку. При использовании, водяной насос прокачивает фильтрованную воду из бачка по основному каналу до наконечника горелки, а затем возвращает подогретую воду обратно в бачок. Во многих элементах охлаждения используется небольшой радиатор и электрический вентилятор для охлаждения воды. Если сварочный агрегат используется часто, используется водяной бак большого объема или холодная вода подается из водопроводно-канализационной сети, а горячая вода возвращается обратно в водопровод, поэтому горячая вода не проходит около горелки. Агрегат для сварки вольфрамовым электродом нуждается в специальных источниках питания (230 В/460 В/575 В одна фаза или 230 В/460 В три фазы), а также в присоединении к оборудованию для охлаждения, что делает ее наименее портативной из всех сварочных систем.

Из-за требований к источникам питания и дополнительным соединениям, а также из-за длительного и кропотливого процесса обучения и значительной стоимости оборудования данная система не получила широкого распространения в быту. Обладатели агрегатов для сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа среди автолюбителей встречаются довольно редко, особенно те, которые могут использовать его на надлежащем уровне. Большинство автолюбителей относятся к данному типу сварки с некоторым благоговением из-за его использования при производстве гоночных автомобилей, поэтому даже опытный механик-автолюбитель скорее всего обратится к квалифицированному сварщику для ремонта особо важных компонентов. Конструкторы автомобилей для уличных гонок предпочитают данный тип сварки за качество сварных швов, которые могут быть выполнены настолько чисто и аккуратно, что не потребуют дальнейшей шлифовки или обработки напильником перед покраской или хромированием.

Мастерские, где в наличии есть агрегат для сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа, редко пользуются данной функцией, однако эту систему можно использовать для электродуговой сварки, если это потребуется. Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа идеальна для соединения тонких материалов, однако, если необходимо сварить металлы толщиной более 24.5 мм, дело пойдет гораздо быстрее, если вы выберете режим электродуговой сварки. Данный режим также пригодится, если необходимо выполнить сварку на свежем воздухе или в помещении со сквозняками. Сквозняк может сдувать защитный газ, поэтому шов будет некачественным. Переключение в режим электродуговой сварки отключает педаль для регулировки силы тока, после этого сварщик может настроить необходимую силу тока при помощи специального регулятора на агрегате.

Так как большая часть агрегатов для сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа имеют большие размеры, дорого стоят и нуждаются в дополнительном водяном охлаждении, в последние 20 лет предпринимались попытки создать более доступные агрегаты. В наши дни существует несколько видов агрегатов с воздушным охлаждением, эта особенность значительно снизила их стоимость и упростила конструкцию. Данные агрегаты работают от источника питания 220 В, с однофазными соединениями для упрощения подключения. Стоимость подобного агрегата на одну треть или даже на половину меньше стоимости производственного сварочного агрегата.

По этой причине многие небольшие мастерские могут позволить себе использование сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа, что позволило им работать с тонкими металлами и выполнять аккуратные швы на цветных металлах таких, как алюминий. Данные сварочные агрегаты можно увидеть в мастерских по ремонту автомобилей, где они используются для устранения трещин в алюминиевых блоках и головках блоков цилиндров, а также при ремонте дорогих деталей, которые пришлось бы заменять, если восстановление невозможно. Однако данные «экономичные» версии агрегатов для сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа не настолько функциональны, как агрегаты, использующиеся в промышленных целях, особенно если говорить об охлаждении горелки. При проведении сварочных работ в течение длительного времени, горелки с воздушным охлаждением невозможно будет держать в руках. К тому же, рабочий цикл более дешевых внутренних компонентов агрегата будет короче. Но в небольших мастерских, занимающихся производством автомобилей для уличных гонок и деталей для них, а также высокоточными кузовными работами, длительные сварочные работы являются довольно редким явлением.

Некоторые современные сварочные агрегаты адаптированы под различные виды сварки. Вы можете добавить соответствующий комплект к агрегату для сварки плавящимся электродом, чтобы использовать электродуговую сварку. Существуют также комплекты горелок различной формы и назначения, а также отдельные проволочные электроды, чтобы использовать мощность больших агрегатов для сварки вольфрамовым электродом, однако подобные агрегаты редко используются в быту.

Даже с появлением более доступных агрегатов для сварки вольфрамовым электродом, эта система все равно остается достаточно непрактичной для среднего механика-любителя. Так, при использовании кислородно-ацетиленовой сварки, времени на тренировку уходит значительно меньше, в то время как в случае со сваркой вольфрамовым электродом в среде инертного газа требуются постоянные тренировки и ежедневная практика. Поэтому люди, которые пользуются сваркой лишь время от времени, просто не имеют возможности обучиться технологии. Основные бытовые сварочные работы и ремонт не требуют высокого качества сварки, как, например, при производстве ядерного реактора, к тому же, даже более дешевые агрегаты для сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа дороже примерно в два раза, чем агрегаты для сварки плавящимся электродом в среде инертного газа или газосварочное оборудование. Вот почему последние действительно являются универсальными при использовании сварки в бытовых целях. Не стоит также забывать, что сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа является достаточно длительным процессом, а если речь идет о таком проекте, как создание грузового прицепа, то намного эффективнее и быстрее будет сварка плавящимся электродом в среде инертного газа.