Разновидности и особенности сварки неплавящимся электродом в среде защитного инертного газа

Разновидности и особенности сварки неплавящимся электродом в среде защитного инертного газа

При сваривании неплавящимся электродом дуга возникает между электродом, находящимся в горелке, из которой подается защитный газ, и изделием. Для образования шва при этом в сварочную ванну подается присадочный материал. Если сварка ручная, то присадка подается непосредственно сварщиком, если автоматическая, процесс происходит без его участия.

Данный способ сваривания используется для сваривания неферромагнитных материалов, среди которых: магний, алюминий, цирконий, никель, титан, бронза, медь, нержавеющая сталь и другие. Этот метод сварки позволяет сварщику тонко чувствовать глубину проплавления металлов, что способствует хорошему качеству шва. При ручной сварке специалист сам управляет горелкой и присадочным материалом, что избавляет изделие от непроваров и других дефектов сварочного шва.

Какие бывают электроды и где их применяют

Различают три типа неплавящихся стержней: сделанные из угля, графита и вольфрама. Каждый обладает своими преимуществами и свойствами.

Угольный стержень пригодится для небольших ремонтных работ, резки воздушной дугой или сварки тонких конструкций из цветных металлов или нержавейки.

Профессионалы вместе с тугоплавкими угольными стрежнями используют присадки, которые подают в сварочную ванну или по сварочному шву.

Резка воздушной дугой (ВДК) — во время сварки происходит постоянный поток сжатого воздуха и убирается размягченный металл с поверхности, обеспечивая четкий и прямой разрез.

Сами тугоплавкие стержни могут быть круглой (резка воздушной дугой), плоской (сварка воздушной дугой) и круглой формы (обычная сварка).

Стержни из графита намного дешевле угольных и подходят для работы с цветными металлами. Как раз такие стержни и используют новички на заводах. Графит более устойчив к изменениям температуры и влажности и дольше служит в работе.

Плавящийся вид

Ручная дуговая сварка с применением плавящегося электрода относится к разряду универсальных подходов, поскольку может проводиться практически в любых условиях.

Этот способ организации сварочного процесса позволяет оператору комфортно работать даже в самых труднодоступных местах. Однако наряду с указанными достоинствами этот метод имеет ряд существенных недостатков, проявляющихся в следующем:

  • небольшая глубина проплавления обрабатываемого металла;
  • низкая производительность процесса сварки, что объясняется малыми уровнями рабочих токов;
  • нестабильность ручной сварки, заметно уступающей автоматизированным приёмам сплавления.

Сущность данного способа обработки металлов состоит в использовании энергии электрической дуги, искусственно создаваемой между свариваемой заготовкой и электродом.

Под действием высоких температур металл в зоне сварки интенсивно плавится и образует так называемую «сварочную ванну». На завершающей стадии работ на месте расплава (после его остывания) должен получиться аккуратный шов.

По внешнему виду плавящийся электрод – это типовой металлический стержень с нанесённым на его поверхность покрытием определенной структуры и толщины.

Основные параметры, определяющие размеры так называемых «обмазанных» электродов, их разбивку по типам и предъявляемые к ним требования регламентируются действующими стандартами (ГОСТ 9467-75, в частности).

Согласно этим данным самый распространённый диаметр электродных стержней – в пределах от 3-х до 6-ти миллиметров. Указанный показатель определяется как толщина стержня, без учёта имеющегося рабочего покрытия.

Со снижением этой величины, а также при увеличении общей длины электрода изменяется и его проводимость, что естественно приводит к сильному нагреванию в процессе сварки.

В случае чрезмерного нагрева стержень быстро плавится (говорят, что она начинает «течь»). Одновременно с этим сгорают и входящие в состав покрытия органические компоненты, теряя свои защитные свойства.

Преимущества и недостатки

Данный технологический процесс получил наибольшее распространение при работе с цветными металлами и легированными сталями. Он обладает рядом как преимуществ, так и недостатков. К основным преимуществам следует отнести:

  1. Возможности минимального деформирования в свариваемых металлах из-за маленькой зоны прогрева;
  2. Высокое качество соединения за счет использования защитных газов, которые вытесняют кислород;
  3. Относительно большая скорость выполнения работ;
  4. Минимальные трудозатраты на последующую обработку шва;
  5. Относительно широкий спектр свариваемых материалов.

Основные недостатки таковы:

  1. При работе на улице создается возможность выдува защитного газа из зоны сварки. Для борьбы с этим явлением используют заграждения или увеличивают подачу газа, что приводит к увеличению его расхода;
  2. Относительно качественная подготовка металлов перед сваркой;
  3. Неудобство при работе под острым углом из-за особенностей конструкции горелки;
  4. Необходимость зачистки места розжига вне зоны сварки.

Достоинства и недостатки

Неплавящиеся электроды часто становятся темой для обсуждения как среди начинающих, так и среди опытных сварщиков. Это связано с их неоднозначными достоинствами и недостатками, которых практически поровну.

Можно выделить следующие достоинства:

  • Металл практически не деформируется при сварке или резке.
  • Сварной шов получается качественным и долговечным.
  • Работа выполняется быстро и не требует высокой квалификации.
  • Защитный газ охотно выдувается из сварочной зоны, что затрудняет работу на улице или в полуоткрытых цехах.
  • Перед сварочными работами нужно тщательно подготовить металл, иначе качество шва будет неудовлетворительным.
  • Детали нужно зачищать, если производится розжиг вне сварочной зоны.

Мы считаем, что недостатки таких электродов несущественны.Неплавящиеся электроды для дуговой сварки обязательно нужно испробовать в своей практике, хотя бы для получения нового опыта. Они не потребуют от вас каких-то особенных навыков сварки, нужно лишь тщательно подготовить металл.

Сварка неплавящимися электродами

Неплавящиеся электроды активно применяются на крупных предприятиях:

  • при необходимости осуществить сварку тонколистового металла;
  • для проведения сварных работ со сталями всех классов, цветного металла, а также их сплавов;
  • при необходимости получить высококачественные сварные соединения разнородных металлов.

Преимущества, которыми характеризуется сварка неплавящимся электродом:

  • высокие показатели устойчивости дуги, вне зависимости от полярности тока;
  • возможность получить швы с долей участия основного металла 0-100%;
  • возможность регулировать химический состав и геометрию соединений при изменении скорости подачи, угла наклона, профиля, марки присадочного материала.

Недостатками такого метода сварных работ считаются следующие моменты:

  • неважные показатели эффективности использования электроэнергии;
  • необходимость применять специальные устройства для обеспечения начального возбуждения дуги;
  • высокая скорость охлаждения изготовленных швов.

Но для полноценной характеристики сварки неплавящимся электродом важно понимать технологическую суть процесса. Операция осуществляется путем подачи защитного газа через сопло в зону дуги, которая горит между расходным материалом и изделием.

Газ выполняет защитную функцию, предохраняя несгораемые сварочные электроды и расплавленный основной металл от негативного влияния активных атмосферных газов. Кромки свариваемого изделия плавятся под воздействием теплоты дуги и образуют сварной шов, кристаллизируясь.

При использовании сварочного аппарата и неплавящихся электродов важно правильно установить полярность. Она может быть прямой или обратной. В первом случае нужно установить массу на минус, держатель – на плюс. Во втором масса устанавливается на плюс, а держатель – на минус.

Марка и назначение неплавящихся электродов.

От правильности выбора режима полярности зависит форма проваренного металла:

  • работа с помощью постоянного тока при прямой полярности позволит создать глубокий и узкий сварной шов;
  • широкого и поверхностного шва можно достичь путем выбора постоянного тока и обратной полярности.
Читайте также  Обозначение выключателя

Защитный газ для аргонодуговой сварки с применением электродов непременно должен демонстрировать инертность к рабочим металлам, поэтому при работе вольфрамовыми электродами в качестве такого вещества используют аргон, гелий, смесь аргона и гелия.

Если сварочные работы ведутся над проводами из меди или с помощью медных электродов со вставкой из гафния, можно воспользоваться азотом.

[box type=”fact”]Важно! В случае использования при сварке дорогостоящих инертных газов, к примеру Ar или He, стоит создать комбинированную защиту. Это позволит расходовать газ рационально.[/box]

Если работать приходится с металлом большой толщины, то обеспечить плавление основного металла и получить актуальные геометрические параметры сварного шва можно при варении по зазору или с разделкой кромок с добавлением присадки.

Оборудование

В зависимости от того, какой объем сварочных работ будет производиться, и какие конструкции будут собираться, можно использовать оборудование двух типов: универсальное или специальное. Чаще всего используется первый класс аппаратов, потому что второй предназначен для больших объемов и чаще всего механизированных. Универсальные ручные и автоматизированные сварочные агрегаты просты в использовании и обслуживании, поэтому их применяют и в небольших цехах, и в больших производствах.

Аппарат для дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах состоит из:

  • источника постоянного или переменного тока (есть аппараты, которые вырабатывают и тот, и другой ток);
  • горелки разных размеров, предназначенных для разных величин токов;
  • осциллятор для поджига первичной дуги;
  • приспособления для газовой подачи аргона;
  • средства управления сварочным процессом.

Основные положения электродуговой сварки неплавящимся электродом

Электродуговая сварка неплавящимся электродом позволяет сохранять высокую устойчивость сварочной дуги, независимо от рода тока. Также, регулируя скорость подачи и угол наклона электрода, подбирая марку присадочной проволоки, можно изменять химический состав сварного шва и его геометрические параметры. Электродуговая сварка неплавящимся электродом имеет широкий диапазон применения для сваривания разных металлов. Успешно свариваются:

  • углеродистые стали, низколегированные и высоколегированные;
  • жаропрочные стали и сплавы;
  • цветные металлы и их сплавы.

Технологии сварки разных родов металла отличаются своей спецификой, но основные параметры похожи. Например, технология сварки углеродистой и низколегированной стали:

  • Заготовка тщательно зачищается от окалины, ржавчины и грязи. Это способствует хорошему контакту электрода со свариваемой поверхностью металла;
  • Выбираются параметры тока. Обычно применяется постоянный ток прямой полярности. При этом электрод – это минус, а заготовка – это плюс. Расчет берется на 1 мм диаметра вольфрамового электрода напряжение 30 – 35 А. Сварочная дуга должна быть короткой. Это способствует глубокому проплаву;
  • Сварку ведут углом вперед. Марки стали 10, 20 свариваются только с присадочной проволокой, иначе шов может быть с порами. Для предотвращения разбрызгивания присадочного металла и окисления конца проволоки, нужно избегать резких движений проволокой.

Угольный электрод

При сварке таким электродом защитная среда образуется за счет обгорания и последующего испарения электрода. Создается своя атмосфера, содержащая СО2, СО и пары углерода. Но, для сварки ответственных деталей используют дополнительные средства, которые усиливают газовую защиту зоны сваривания металла. Сварка угольным электродом применяется для наплавки и сварки: стали, чугуна, твердых сплавов, цветных металлов.

Вольфрамовый электрод

Вольфрамовый электрод применяется чаще, в отличие от угольного электрода. Он достаточно износостойкий. Расход стержня составляет 1 -2 см. за 1 час горения сварочной дуги. Для того чтобы предотвратить быстрое окисление электрода, они работают в защитном газе. Для этого применяют гелий и аргон, они не реагируют с вольфрамом. Таким электродом можно эффективно соединять листы металла толщиной до 6мм., а также очень малой толщины менее 0,1 мм. Сварочный шов получается чистый. Электродуговая сварка неплавящимся электродом позволяет качественно выполнять сварку деталей высокоактивных металлов и тугоплавких.

post_views_count: 2666

  • vote-total: 1
  • vote-rating: 4
  • —>

    Оставьте свой комментарий Отменить ответ

    Впервые такой метод сварки появился в 1958 году. С помощью…

    Настройка параметров

    В первую очередь выбирают оптимальный режим, благодаря которому качество и эффективность сварки получается выше. Направление тока, полярность выбирают, учитывая свойства свариваемых металлов, а величина тока зависит от марки и химического состава деталей, учитывают и диаметр используемого электрода. Правильные параметры опытные мастера выбирают по справочнику.

    Напряжение напрямую зависит от длины дуги, поэтому работы производят при минимуме аналогичных размеров и пониженном напряжении, так как при увеличении ухудшается качество соединения.