Cварка аргоном
Аргоновая сварка нержавейки, ее особенности и применение.
Прежде, чем осветить такой процесс, как сварка аргоном металлов, стоит отметить, что от качества проведенных сварочных работ в конечном итоге зависит надежность и функциональность создаваемых или восстанавливаемых таким образом изделий. Поэтому доверять эти работы надо только высококлассным специалистам, отлично зарекомендовавшим себя в сфере металлообработки, имеющим огромный опыт и все необходимое оборудование. Здесь мы рассмотрим только основные аспекты аргонодуговой (аргоновой сварки), которые помогут сориентироваться в данной технологии и новичкам, и непрофессионалам. Работе каждого сварщика нашей компании предшествовало высококачественное обучение, затем была длительная практика, и теперь накопленный опыт позволяет делиться знаниями и навыками с теми, кто только постигает премудрости качественной сварки, будь то сварка пищевой нержавейки или любые другие виды металлообработки.
Сварка стали: немного из истории
Сварка стали является главным технологическим процессом любого производства металлических изделий. С VII века до нашей эры, когда был придуман этот способ образования неразъемных соединений, и до XIX столетия использовался классический метод кузнечной сварки металлов.
Затем, с открытием возможностей электродугового нагрева и высокотемпературного газокислородного горения, была совершена настоящая революция в сфере сварки, и в итоге появилась популярная и поныне технология бескузнечной сварки.
Когда начала активно использоваться легированная сталь, очень усложнились и процессы сварки, поскольку появилась потребность в предотвращении карбидизации легирующих элементов, и прежде всего, – хрома. Так появились методы сварки в инертных средах, среди которых очень надежная сварка аргоном металлов.
Самым же распространенным металлом, востребованным в самых разных сферах, в последние десятилетия является нержавеющая сталь.
Виды сварки нержавеющего металла
Нержавеющая сталь или, как ее еще называют, нержавейка имеет уникальные свойства, благодаря которым этот металл используется в самых разных отраслях, и наверняка еще долго будет применяться и в быту, и в производственной сфере. Это и пищевая промышленность, и медицина, и дизайн, и машиностроение, и электроника, и производство автомобилей, и механика, и прочие сферы деятельности.
Кроме прочности и надежности, нержавейка обладает превосходными эстетическими характеристиками, что делает сферу ее использования практически безграничной. Нержавейка экологична, и качественные изделия из нее соответствуют самым строгим санитарно-гигиеническим стандартам, что в некоторых отраслях является очень важным.
Обработка же нержавеющей стали давно является и ремеслом, и искусством, и наукой одновременно. Есть разные способы работы с нержавейкой – штамповка, токарный метод и, наконец, сварка во всех ее разновидностях, в том числе, и сварка нержавейки газом.
Если ранее результат сварочных работ мог иметь сомнительное качество, наблюдался разлом швов, имеющий нередко плачевные последствия, то ныне, когда уже доступно инновационное сварочное оборудование и современные, качественные сварочные материалы, есть все возможности создать прочные, надежные, эластичные сварные швы, способные выдержать большие нагрузки, перепады температур, вибрацию и даже удары.
Выбор способа сварки зависит во многом от вида стали, и профессионал всегда определит, как лучше создать надежный сварной шов. Надо сказать, большинство сталей имеют высокую степень свариваемости, но стоит учитывать, что, например, сталь 12Х18Н10Т сваривается очень просто, но также легко она может подвергаться межкристаллитной коррозии, разрушающей металл и разъедающей конструкцию изнутри. Потому сварка нержавеющего металла непременно должна начинаться с правильного определения технологии, которая в каждом конкретном случае будет наиболее оптимальной.
Если сварочные работы проводятся по высоколегированной стали, специалисты порекомендуют применять в качестве сварного материала специальные электроды, имеющие защитно-легирующее покрытие. Их стержень должен быть выполнен из высоколегирующего материала. Использование таких электродов дает возможность обеспечить образование металла необходимого химического состава. Такие электроды являются эффективными при сварке сталей 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 12Х18Н12Т и некоторых других.
Весьма эффективной во многих случаях является дуговая сварка с использованием защитных газов – аргона, гелия и углекислого газа. Сварку с помощью газов иногда называют улучшенным традиционным гибридом газовой сварки и электрической. От первой она унаследовала саму электрическую дугу, а от второй – метод работы сварщика.
Аргонодуговая сварка отлично зарекомендовала себя как оптимальный вид обработки нержавеющей стали. Такая сварка намного надежнее пайки, поскольку произведенные наложения и швы качественно свариваются, составляя с изделием единое целое. В итоге обеспечивается герметичность и прочность изделия, а срок эксплуатации готовой продукции увеличивается. Эта сварка проводится с применением вольфрамовых электродов, о чем подробнее пойдет речь далее.
Сразу важно отметить, что аустенитная нержавеющая сталь нуждается в особой осторожности при сваривании, поскольку такая сталь отличается по свойствам от углеродистой. В ней, например, снижена теплопроводность, но при этом выше и температура, и электрическое сопротивление. Поэтому ручной сварке аустенитную сталь можно подвергать лишь при условии, что толщина сварной конструкции будет более полутора миллиметров. Дуговая сварка при этом может проводиться только с применением вольфрамовых электродов в инертном газе. Если листы более 0.8 мм, то при работе в инертном газе можно использовать короткую дугу.
Важно иметь в виду, что сварка нержавейки газом или любым иным способом вызывает образование пористого оксидного слоя, главной составляющей которого является хром, изрядно ослабляющий металл и ускоряющий его коррозию. Во избежание разрушения сварного шва, если сварка проводится профессионалами, при необходимости после проведения сварочных работ он дополнительно обрабатывается. Однако, при профессиональном подходе объем этого вида работ сводится к минимуму. Такая сварка нержавейки позволяет обеспечить более точное управление параметрами сварной дуги и получить аккуратный сварной шов, что является несомненным преимуществом этого вида металлообработки.
Понятно, что сварка пищевой нержавейки и, скажем, металла для строительных нужд будет иметь свои особенности. Доверяйте сварочные работы тем, кто знает все нюансы этого дела, и тогда любые металлоконструкции прослужат вам максимально долго.
Аргонодуговая сварка нержавейки: некоторые нюансы
Как уже выше отмечалось, аргонодуговая сварка нержавейки представляет собой дуговую сварку нержавеющего металла в среде аргона, являющегося инертным газом, который практически не вступает в химические реакции с расплавленным металлом и прочими газами в зоне горения дуги. Аргон, будучи на 38% тяжелее воздуха, вытесняет его из зоны сварки и надежно изолирует сварочную ванну от взаимодействия с атмосферой. Производят такую сварку плавящимися, либо же неплавящимися вольфрамовыми электродами.
Безусловно, очень важно, чтобы электроды соответствовали требованиям ГОСТ 23949-80. Допускается, чтобы они содержали активирующие добавки диоксида тория (ЭВТ), оксида лантана (ЭВЛ), иттрия (ЭВИ). Эти примеси служат облегчению зажигания и поддержанию горения дуги, а также повышению эрозионной стойкости электрода. Наиболее распространенными являются электроды ЭВЛ и ЭВИ диаметрoм 0,5-10 мм, которые выдерживают большую токовую нагрузку.
Таким образом, вольфрамовый неплавящийся электрод является своеобразным сердцем аргоновой сварки. Вольфрам, как всем известно, является очень тугоплавким металлом, и именно поэтому его выбрали для изготовления нитей накаливания электрических лампочек.
Вокруг электрода располагается сопло, и именно из него при сварке дует аргон, защищающий место сваривания от воздуха.
Сварка нержавеющего металла плавящимся электродом производится на постоянном токе обратной полярности с применением режима, который обеспечивает струйный перенос электродного металла.
Бывают случаи (преимущественно при сварке аустенитных сталей), когда для повышения стабильности горения дуги аргоновая сварка нержавейки производится с использованием также кислорода или углекислого газа (до 10%). Их смесь с аргоном способствует снижению вероятности образования пор из-за водорода, которые могут возникать при сварке плавящимся электродом.
Главная сфера применения аргонодуговой сварки при помощи неплавящегося электрода – образование соединений из легированной стали и цветных металлов. Если толщины малые, аргоновая сварка может осуществляться без присадки. Такой способ сварки обеспечивает оптимальное качество и образование сварных швов, дает возможность обеспечивать необходимую глубину проплавления металла. Таким образом, решается важнейшая задача сварки тонкого металла, когда единственно возможным является односторонний доступ к поверхности изделия. Этот способ используется, когда необходима сварка нержавеющих труб с неповоротными стыками, для чего используются разные конструкции сварочных автоматов. Такую сварку в некоторых случаях называют орбитальной.
Сварка аргоном нержавейки при помощи неплавящегося вольфрамового электрода, как правило, производится на постоянном токе прямой полярности. При этом есть возможность обеспечить намного лучшие условия для термоэлектронной эмиссии с электрода. Его стойкость и допускаемая сила тока становятся выше. На прямой полярности сварочная дуга намного легче возбуждается и лучше горит при напряжении 10-15B и очень широком диапазонe плотностей тока.
Если в сталях присутствует значительное количество алюминия, для обеспечения катодного разрушения оксидной пленки в некоторых случаях используют переменный ток.
Специалисты выделяют такие разновидности сварки неплавящимся электродом в инертных газах:
- Сварка нержавеющих труб погруженной дугой, при которой увеличивающийся расход защитного газа дает возможность обжать дугу и способствует углублению ее в основной металл. В итоге глубина провара резко увеличивается.
- Сварка импульсной или пульсирующей дугой, используемая при необходимости сварки металлов толщиной от нескольких долей миллиметра до 3-4 мм. При этом подключение тока идет периодически, импульсами, и частота его – до 25 имп.lс. Это ведет к уменьшению размеров сварочной ванны, и шов при этом образуется из отдельных сварочных ванн. В перерывах между импульсами тока происходит частичная кристаллизация сварочной ванны, что существенно уменьшает вероятность прожогов при сварке. Стоит отметить, что данный способ дает возможность сварки стыковых соединений на весу в разных пространственных положениях.
Итак, что касается такого процесса, как сварка аргоном нержавейки, технология эта постоянно совершенствуется. Ныне, если строго соблюдается технологический процесс, качество сварного шва нержавеющей стали оказывается очень высоким и не уступает по свойствам металлу самих соединяемых деталей.
При аргонодувной сварке неплавящимся электродом, дуга горит между ним и свариваемым изделием. Электрод при этом располагается в горелке, через сопло которой, собственно, и вдувается защитный газ. Что касается присадочного материала, он в зону дуги подается со стороны и не включен в электрическую цепь.
Бывает ручная аргоновая сварка нержавейки, и в этом случае присадочный пруток и горелка находятся в руках мастера, но чем далее, тем чаще используется автоматическая сварка, когда указанные элементы перемещаются без непосредственного участия сварщика.
Для зажигания дуги при аргоновой сварке неплавящимся электродом параллельно источнику питания подключается устройство, названное «осциллятором». Дело в том, что при такой технологии, в отличие от сварки плавящимся электродом, заживание дуги не может выполняться путем касания изделия электродом. Причины здесь две.
Первая заключается в том, что аргон имеет довольно-таки высокий потенциал ионизации, а потому достаточно сложно ионизировать дуговой промежуток за счет искры между электродом и изделием.
Специфика аргонодуговой сварки плавящимся электродом заключается в том, что после соприкосновения проволоки с изделием, в зоне дуги возникают пары железа с потенциалом ионизации в 2,5 раза ниже, чем у аргона, что дает возможность зажечь дугу.
Суть второй причины в том, что касание вольфрамовым электродом изделия имеет следствием его загрязнение и интенсивное оплавление. Предназначение осциллятора для зажигания дуги состоит в том, что он подает на электрод высокочастотные высоковольтные импульсы, ионизирующие дуговой промежуток и обеспечивающие зажигание дуги после включения сварочного тока.
При сварке на переменном токе после зажигания дуги осциллятор переходит в режим стабилизатора и начинает подавать на дугу импульсы в момент смены полярности, что способствует предотвращению деионизации дугового промежутка и обеспечению устойчивого горения дуги.
Если сварка нержавейки газом происходит на постоянном токе, количество тепла, выделяемого на катоде и аноде, является неодинаковым. Когда речь идет о токах до 300А, то 30% выделяются на катоде и 70% – на аноде. Поэтому в подавляющем большинстве случаев используется прямая полярность, позволяющая минимально разогревать электрод и максимально проплавлять изделие. На прямой полярности свариваются все стали, титан и прочие материалы, кроме алюминия, для сварки которого используется переменный ток, что важно для более качественного разрушения оксидной пленки.
Как уже говорилось выше, для препятствия излишней пористости в некоторых случаях к аргону добавляют небольшое количество кислорода, что делает защиту металла более активной. При всех его преимуществах чистый аргон не может защищать металл от влаги, загрязнений и разного рода включений, которые попадают в зону сварки нержавеющего металла из свариваемых кромок, либо же из присадочного металла.
Кислород же обеспечивает выгорание вредных примесей, либо же превращение их в соединения, которые всплывают на поверхность сварочной ванны.
Сварка нержавеющих труб: технология и преимущества
Технический прогресс развивается постоянно, и, как показывают специальные исследования, на каждом новом его витке появляется все большая потребность в трубах небольших диаметров, изготовленных из высоколегированных сталей, в том числе, из нержавейки. Изготовление таких труб – очень непростой процесс, требующий особых навыков и оборудования. И наиболее экономичным способом производства признана аргонодуговая сварка нержавеющих труб, технология которой позволяет изготавливать качественные трубы быстро и без огромных усилий.
По утверждению экспертов, самая большая потребность в трубах такой категории по маркам стали определилась диаметром 6 – 76 мм. Как и во всех остальных случаях, процесс аргоновой сварки основан на применении тепла (его источник – электродуга, которая создается между изделием и неплавким электродом). При этом и электрод, и зона сварки являются защищенными струей инертного газа (в данном случае – аргона), который, в то же время, ограничивает зону распространения тепла рядом со швом. Это позволяет обеспечить и более качественное плавление, и лучший провар соединения, а значит, и большую надежность сварных швов. Сварка нержавеющих труб производится постоянным током.
Различается крупнокапельный и струйный перенос электродного металла. Крупнокапельный вариант отличается большим разбрызгиванием металла, а также нестабильностью сварочного процесса. Дело в том, что при таком варианте в дуге создается намного меньшее давление, способствующее образованию более крупных капель расплавленного металла.
Крупнокапельный перенос производится в довольно-таки широком диапазоне рабочего тока. Например, для присадочной проволоки диаметром 1,6 миллиметров рабочий ток крупнокапельного переноса имеет диапазон 120-240 ампер.
Если увеличить силу тока, чтобы она превысила 260 ампер, перенос уже будет струйным, и разбрызгивание станет намного меньше. Сварочный процесс при этом является более стабильным и устойчивым. Правда, такое значение силы тока далеко не во всех случаях подходит для сварки в силу технологических причин.
Поэтому целесообразным является использование импульсных источников питания дуги, обеспечивающих переход к струйному переносу. Значения силы тока при этом являются меньшими.
Специалисты называют такие преимущества аргоновой сварки труб по сравнению с иными способами:
- И сам металл, и электрод являются полностью защищенными от окисляющего воздействия кислорода из воздуха.
- Имеется возможность сварки без использования специальных электродных покрытий, а также флюсов и дальнейшей очистки шва от флюсов и шлаков.
- Обеспечивается устойчивость горения дуги, что дает возможность осуществить непрерывный процесс сварки.
- В итоге обеспечивается коррозийная стойкость, высокие механические свойства и хороший внешний вид сварного шва.
Все это и предопределило распространенность такого процесса, как сварка нержавеющих труб аргонодуговым методом.
Аргоновый метод используется очень часто и в тех случаях, когда требуется сварка пищевой нержавейки с особыми требованиями к ее качеству. Надо заметить, этот вид сварки дает также возможность достичь полного восстановления функциональности изделия без явных внешних изменений.
Как и у других видов сварки, аргоновый вариант тоже имеет недостатки, которых, впрочем, намного меньше, чем преимуществ. Так, если качественно осуществлять ручную сварку, сложно достичь очень высокой производительности. При этом сварка разнонаправленных швов в автоматическом режиме практически невозможна. Это, пожалуй, и все «минусы» при гораздо большем количестве преимуществ.
Поэтому аргоно-дуговая сварка становится все популярнее, поскольку она применима практически ко всем черным и цветным металлом. При этом швы и наложения составляют с деталью после сварки единое целое.
Аргонодуговая сварка: вопросы контроля и возможности выбора
Разумеется, аргонодуговая сварка будет качественной, если она производится с соблюдением всех норм и правил, а также с использованием только высококачественных составляющих.
Стоит сразу отметить, что аргонодуговая сварка должна обязательно выполняться в строгом соответствии с государственными стандартами и техническими нормативами, которые, в общем, соответствуют и международным требованиям к качеству сварки. Профессионалу непременно надо знать такие важнейшие документы, как:
- ГОСТ 23949-80 Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся Технические условия.
- ГОСТ 23518-79 Дуговая сварка в защитных газах - Соединения сварные под острыми и тупыми углами.
- ГОСТ Р ИСО 3581-2009 Материалы сварочные Электроды покрытые для ручной дуговой сварки коррозионно-стойких и жаростойких сталей Классификация.
Сварка аргоном нержавейки должна предваряться также несложным входным контролем сварочных материалов. Так, защитные газы поставляются в специальных баллонах и непременно должны сопровождаться сертификатом предприятия-поставщика. На этом документе должно быть указано название газа, ГОСТ, влажность, процентное количество примесей и дата выпуска. Использовать баллоны, содержащие защитные газы и не имеющие указанных сертификатов запрещено. Имеется и отработанная технология проверки качества электродов.
На самом деле, если речь идет о сварке, интересующимся людям лучше один раз увидеть технологический процесс, чем много раз услышать или прочитать. Именно поэтому если речь идет о съемке такого процесса, как сварка аргоном нержавейки, видео должно отражать все основные моменты. Проследить за деталями процесса теперь может каждый. Начинающим сварщикам есть чему поучиться, а для тех, кто желает заказать этот вид работ профессионалам, просто приоткроется завеса самого технологического процесса.
Итак, аргоновая сварка нержавейки – это очень трудоемкий процесс, который требует специальной подготовки. Немаловажную роль также играет наличие современного оборудования и материалов высочайшего качества.
Высокопрофессиональное проведение сварочных работ с абсолютной гарантией качества, как правило, является привилегией специалистов высочайшего уровня. Именно таким мастерам и стоит заказывать профильные работы сварщика.
Наши специалисты, имеющие огромный опыт в сфере металлообработки и все необходимое для проведения высококачественной сварки нержавеющей стали, готовы подробно ответить на любые ваши вопросы и – самое главное – выполнить все требуемые работы качественно и в срок. Сварка аргоном металлов у нас всегда завершается тестированием готового изделия, что гарантирует дополнительное качество. Кроме этого вида работ, мы оказываем полный спектр других услуг по металлообработке.
Цена и уровень сервиса вас порадуют. Мы готовы ответить на любые ваши вопросы. Обращайтесь к профессионалам!
