Как варить черный металл аргоном

Сварка черного металла аргоном

Сваривание черного металла аргоном является несложным и весьма качественным процессом сваривания. В основном аргонно-дуговое сваривание применяют для непростых ситуаций, где приходится иметь дело со сложно свариваемыми металлами, которые сильно подвергаются появлению брака. Черный металл легко сваривается в различных условиях, а также дает очень хороший результат. Для сварки данного металла аргоном используется присадочная проволока требуемого диаметра, которая не имеет защищающего покрытия. Вместо нее, что бы обеспечить защищающую среду для сварной ванны от разных внешних факторов, таких как мусор, грязь, и просачивание атмосферного кислорода, применяется аргон.

Основа

Главной проблемой является кипение сварной ванны. Оно происходит потому, что металл становится слабо нагретым. Для решения этой проблемы нужно верно выбирать присадочный материал, а еще применять флюс, который помогает раскалить заготовку. Когда сваривают тонкий металл аргоном процесс идет быстрее, поскольку отсутствует риск прожечь деталь, а соединение образуется гораздо качественнее. Процесс технологии должен осуществляться по ГОСТу 14771-76.

Преимущества

Несложный процесс сварки тонкого металла, а также уменьшается шанс в образовании брака;

Применение полученных швов почти в любых сферах;
Процесс сварки весьма легкий в реализации;

Отсутствие неудач при попытках зажечь дугу;
Могут осуществляться непрерывные швы благодаря длине проволоки;
Можно осуществлять подогрев металла газом горелки;

Минимальные подготовительные работы с металлом для сваривания.

Сваривание стали аргоном является весьма дорогим процессом, в отличие других его разновидностей, стоимость превышает простую дуговою несколько раз;

Увеличивается риск в работе из-за использования газа;
Иногда происходит вскипание сварной ванны, и впоследствии разбрызгивание металла в разные стороны, что приводит к некачественному соединению и созданию опасных условий;
Некоторые приспособления сложно доступные, в отличие от обычной сварки.

Выбор инструмента

Качественное соединение сильно зависит от верно выбранного материала для последующего сварочного процесса. Сваривать углеродистую сталь считается сложнее, чем высоколегированную, однако применяются одинаковые методы выбора. Поскольку сваривание стали аргоном только прибавляет дополнительную защиту, а свойства шва зависят от применяемых приспособлений. Чтобы осуществить наилучшее качество, требуется выявить точный состав предстоящего для сварки металла, где проволока должна идентично соответствовать ему. Но такое не часто удается осуществить, в связи с этим допускается использование распространенных — используемых марок проволоки для данного процесса.

По рекомендациям мастеров используется проволока Св-08Г2С. Также может применяться 12Х18Н10Т, СА20ХМА и 20ХГ, выбор зависит от состава металла.

Совершая выбор, обычно смотрят на свойства кипучести, если на проволоке значение КП, это означает, что металл подвергается кипению. Когда сваривают черный металл аргоном, это и является главной проблемой, поэтому эти материалы ненужно приобретать. Так же очень важен выбор, касающийся толщины диаметра проволоки, который подбирают в соответствии с толщиной металла для сваривания. Проволоку можно применять толще, если предстоит столкнуться с трудно плавящимся металлом. Если сваривают тонкий металл аргоном, допускается увеличение не больше 0.5 мм.

Что бы сваривание стало качественнее, требуется правильно соблюдать выставленные режимы, которые будут соответствовать данной толщине материала.

Технология сварки черного металла аргоном

Вначале следует произвести зачистку будущего соединения. Так же потребуется удалить пленку из масла, если она присутствует, с помощью растворителя или другого химического вещества. После требуется разложить флюс на поверхности металла, что бы избежать потери важных элементов состава, и поставить правильные для процесса параметры. Потом можно начинать процесс сваривания. При появлении сварной ванны, нужно двигать ее до конца, постепенно подавая проволоку. Для одинаковой консистенции соединения не стоит останавливать процесс.

В завершении результата, требуется осуществить осмотр, где можно заметить явные дефекты. Для более четкого обзора, применяют рентгена и магнитографические методы проверки. Еще используют ультразвук, который помогает увидеть различные микротрещины. Важный момент в том, что производить анализы рекомендуется через сутки после сваривания.

Техника безопасности

1.Требуется организовать рабочее место, осуществлять процесс запрещается вблизи легковоспламеняющихся смесей и материалов. Желательно убрать с рабочего места все лишнее, оставив только необходимое для проведения работ;

2.Рекомендуется установить обеспечить стабильную вентиляцию для рабочего места для небольшой защиты дыхательной системы, при необходимости подключить систему удаления продуктов сгорания;

3.Перед началом процесса следует убедиться в исправности оборудования, в основном в правильно выставленных параметрах баллона, и в том, что шланги, с которыми следует бережно обращаться, тоже целы во избежание утечки газа.

4.Не следует использовать различные тройники и редукторы для подключения сразу нескольких горелок;

5.Не стоит забывать и об личной безопасности, для которой понадобиться огнеупорная одежда, защитная маска для сваривания и другие различные предметы.

TIG-сварка черных металлов: выбор присадочного материала, режимы сварки, технология процесса

Дуговая сварка неплавящимся электродом в среде защитного газа получила название TIG и нашла широкое применение как средство соединения цветных металлов, склонных к оксидированию на открытом воздухе. Тем не менее этот метод может эффективно использоваться и для сварки черных металлов.

Преимущества и недостатки TIG-сварки черных металлов

По сравнению с обычной электродуговой сваркой метод обладает такими достоинствами:

возможность качественного сваривания разнородных материалов (например, углеродистой стали с нержавеющей);
малая зона прогрева и, как следствие, снижение вероятности прожига тонкого металла и отсутствие термических деформаций;
возможность выполнения длинных непрерывных швов при постоянной подаче присадочной проволоки;
предотвращение попадания воздуха и загрязнений в сварочную ванну;
низкие требования к качеству присадочного материала;
отсутствие необходимости в обработке готового шва;
высокая скорость сваривания;
аккуратность шва;
простота обучения работе.

Недостатков у сварки неплавящимся электродом в защитной среде не так уж и много. Прежде всего, это необходимость тщательной обработки стыка перед проведением работ, иначе велик риск образования полостей в шве, чем особенно грешат высокоуглеродистые стали. Также нужно учитывать, что конструкция горелки делает неудобным ведение электрода под острым углом, а после розжига дуги вне стыка остается след, который необходимо удалять механически.

Кроме того, может быть затруднена работа на открытом воздухе – ветер будет выдувать защитный газ, а это приведет к его перерасходу.

Технология TIG-сварки

Сварка проводится вольфрамовым или вольфрамсодержащим электродом, который закрепляется в контактной трубке сварочной головки. Помимо электрического контакта со сварочным трансформатором, головка соединяется гибким шлангом с газонагнетательной системой, содержащей инертный газ. Процесс сваривания начинается с подачи газа, за которой следует поджиг дуги и поступление присадочной проволоки в сварочную ванну.

Перед тем как приступать к выбору расходных материалов и расчету параметров сварки, нужно понять, какой металл вы собираетесь варить. Наиболее распространены четыре варианта:

Среднеуглеродистые стали (0,25-0,45%) – трудно свариваемые. Требуют обязательного прогрева до 150-400℃ (зависит от конкретной марки стали), а также последующей термообработки в виде отжига или отпуска.
Легированные и высокоуглеродистые стали (более 0,45%) – ограниченно свариваемые. Эти металлы относятся к конструкционным, а потому не рекомендуются к сварке. Допускается соединение заготовок, не несущих существенных нагрузок, при условии их защиты от резких перепадов температуры. (более 2,41%) – требуют особого режима сварки с предварительным прогревом, предпочтительна работа плавящимся, а не вольфрамовым электродом. Соединения, выполненные методом TIG, не должны испытывать значительных механических нагрузок.

Для снижения температурного воздействия на околошовные зоны используются охладительные радиаторы из меди или других теплопроводных металлов.

Выбор и подготовка вольфрамовых электродов

Использование вольфрама в качестве основного материала электродов для TIG-сварки оправдано крайне высокой температурой его плавления (около 3380℃). Содержание этого металла в электроде обычно составляет 97,0-99,5%, остальное приходится на долю легирующих материалов. Они же задают классификацию изделий:

Оксид тория – электроды переменного тока, стойкие к перегрузкам. Важно учитывать, что пыль таких изделий (выделяется при заточке, а иногда и при использовании) опасна для здоровья.
Оксид церия – электроды переменного тока для сварки тонких и хрупких заготовок, позволяют легко и быстро поджигать дугу.
Оксид лантана – электроды способны работать как с постоянным, так и с переменным током. Рекомендуются для кратковременных циклов и относительного малого ампеража, очень долговечны.
Оксид циркония – электроды переменного тока со стабильной дугой, способствуют самоочистке сварочной ванны.
Оксид иттрия – электроды постоянного тока, крайне долговечны, рекомендуются для ответственных соединений.

Диаметр электрода выбирается в соответствии с толщиной свариваемых заготовок. Условно эту зависимость можно представить в таком виде:

Толщина заготовки, мм	Диаметр электрода, мм
0,5	1,0
1,0	1,6
2,0	2,0
3,0	3,0
4,0	3,0-4,0
5,0	3,0-5,0
более 5	3,0-6,0

Длина заточки электрода зависит от требуемых величин глубины и ширины шва, обычно она составляет 50-200% диаметра. «Острие» притупляется до 5-10% диаметра – это обеспечивает стабильное горение дуги.

Примерная стоимость вольфрамовых электродов на Яндекс.маркет

Как выбрать присадочный материал

Для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом используют присадочные прутки и проволоки без флюсовых оболочек, так как роль защиты сварочной ванны играет инертный газ. При этом материал может включать щелочные, щелочноземельные и цветные металлы для снижения пористости шва, сдерживания разбрызгивания, защиты прутков от коррозии и др. Широкое распространение получили такие модели присадок:

Св.-08Г2С – стальной пруток с содержанием кремния и марганца, используется для сварки низко- и среднеуглеродистых сталей, в том числе для конструкций, работающих под нагрузкой;
ER 70S-6 – импортный омедненный пруток для сталей с любым содержанием углерода, не требует зачистки перед подачей в сварочную ванну;
ER-308 (и его отечественные аналоги: СВ-06Х19Н9Т, СВ-01Х19Н9, СВ-04Х19Н9) – стойкий к химическим средам пруток для сварки нержавеющих сталей, предотвращает развитие межкристалльной коррозии, включает кремний и марганец;
ER-316 и Св-04Х19Н11М3 – прутки для сварки хром-никель-молибденовых сталей с высоким пределом текучести и низким показателем относительного удлинения.

Толщина присадочного материала зависит от толщины свариваемых заготовок, способа обработки их кромок и выбранной силы тока.

Примерная стоимость проволоки для сварки ER 70S-6 на Яндекс.маркет

Для сваривания листовой стали толщиной менее 1 мм используются 1,0-миллиметровые прутки, заготовкам толщиной 1,0-2,5 мм соответствуют прутки диаметром 1,6 мм, скорость их подачи составляет 0,3 м/мин. Толстолистовые заготовки сваривают с использованием прутков диаметром 2,0-4,0 мм.

Режимы аргонодуговой сварки листовой стали неплавящимся электродом

При сварке методом TIG крайне важно правильно выбрать значение силы тока. Если она будет недостаточной, дуга начнет блуждать, а от чрезмерно высоких значений начнет плавиться электрод. В большинстве случаев верной будет такая зависимость силы сварочного тока от диаметра электрода:

Диаметр электрода, мм	Сила постоянного тока, А	Сила переменного тока, А
1,0	10-70	10-15
1,6	40-130	30-90
2,0	65-160	50-100
3,0	140-180	100-160
4,0	250-340	140-220
5,0	300-400	200-280
6,0	350-450	250-300

Напряжение дуги зависит от ее длины. Для получения наиболее равномерных и аккуратных швов необходима низковольтная дуга, то есть стабильная и как можно более короткая. Оптимальная длина – 1,5-3,0 мм, что соответствует напряжению в 11-14 В.

Поджиг дуги может производиться как классическим контактным, так и бесконтактным способом. Последний предполагает генерирование высокочастотного импульса сварочным аппаратом и необходим в том случае, когда короткое замыкание вольфрамового электрода на поверхность заготовки может нарушить ее свойства, например, при сварке коррозионностойких и легированных сталей.

Как происходит процесс сварки

Перед тем как приступать к TIG-сварке листового черного металла, поверхности стыка защищают механическим инструментом и обезжиривают. В случае необходимости проводится разделывание кромок, а также прогрев заготовок до температуры около 200℃. Дальнейший алгоритм включает такие операции:

Обеспечение подачи защитного газа в зону стыка.
Поджиг дуги в начале шва контактным или бесконтактным методом.
Ведение электрода под прямым углом к оси заготовок или лучше с уклоном в 10-15° назад с одновременной подачей присадочного прутка под углом 45° к электроду.
Одно- или многопроходная проварка шва стабильной непрерывной дугой длиной 1,5-3,0 мм.
Обрыв дуги и прекращение подачи защитного газа через 15-30 секунд.

В случае необходимости проводится защита шва от быстрого остывания или последующая термообработка сваренных заготовок. С поверхности шва механически удаляются шлаки и другие загрязнения.

Сварка черного металла аргоном

Сварка аргоном черного металла является относительно простым и достаточно качественным процессом соединения. Аргонно-дуговая сварка зачастую используется для сложных ситуаций, когда необходимо соединять трудно свариваемую сталь или материалы, которые сильно подвержены образованию брака. При работе с черным металлом, который нормально сваривается и при обыкновенных условиях, этот способ способен дать достаточно высокий результат. Сварка металла аргоном предполагает использование обыкновенной присадочной проволоки заданного диаметра, у которой нет защитного покрытия. Вместо него сварочную ванну от воздействия кислорода и прочих негативных факторов защищает аргон.

Сварка черного металла

Основной проблемой здесь выступает кипение сварочной ванны. Оно случается из-за того, что металл получается недостаточно раскаленным. Для того, чтобы избежать данной проблемы, следует правильно подбирать присадочный материал и использовать флюсы, которые улучшают раскаливание. При этом сварка тонкой стали аргоном происходит значительно проще, так что шов получается достаточно качественным, а вероятность прожигания заготовки становится намного меньше. Вся технология процесса, исходя из производственной технологии, должна соответствовать ГОСТ 14771-76.

Сварка листового черного металла аргоном

Преимущества

Сварка черных металлов аргоном предоставляет намного более качественный шов, вне зависимости от его положения, чем другие виды и способы сварки металла;

Шов при сварке тонкого металла аргоном

Здесь легко проходит сваривание тонких листов, а также уменьшается вероятность появления бракованных изделий;
Полученные швы могут применяться практически в любой сфере;
Сам процесс сваривания более простой в осуществлении;
Практически отсутствуют проблемы с зажиганием дуги;
Благодаря использованию длинной проволоки, любой шов может получиться непрерывным;
Возможность подогревать металл газом горелки;
Требуется не столь тщательная подготовка металла под сварку.

Недостатки

Сварка стали аргоном получается более дорогостоящим процессом, чем остальные его разновидности, так как себестоимость является в 10 раз выше, чем у простой дуговой;
Повышается опасность работы из-за применения газа;
Появляется опасность вскипания сварочной ванны, и как следствие, разбрызгивание металла в различные стороны, что приводит к ухудшению качества и создает небезопасную ситуацию;
Некоторые расходные материалы являются более труднодоступными, чем для обыкновенной сварки.

Выбор инструмента

Правильный подбор инструмента для сваривания во многом определяет последующий успех применения данного процесса. Сварка углеродистой стали аргоном оказывается более сложной, чем высоколегированной, но здесь действуют практически одни и те же принципы подбора. Ведь сварка стали в среде аргона только способствует дополнительной защите, а свойства соединения зависят от используемых материалов. для достижения лучшего результата, следует знать точный состав свариваемого металла. Присадочный материал должен максимально соответствовать ему. Но это далеко не всегда осуществимо, поэтому, можно ориентироваться на распространенные марки проволоки, которые применяются для этого процесса. Одним из самых распространенных вариантов является Св-08Г2С, который рекомендуют многие специалисты.

Проволока сварочная Св-08Г2С и электроды

В качестве аналогов также применяют 12Х18Н10Т, 20ХМА и 20ХГСА, что уже зависит от особенностей состава заготовки.

При выборе стоит обращать внимание на свойства кипучести, если на проволоке стоит аббревиатура «КП», то это значит, что ее металл подвержен кипению. Когда идет аргоновая сварка черных металлов, то именно это и является одной из главных проблем, поэтому, такие варианты не стоит использовать. Очень важным параметром является толщина диаметра присадочного материала. Здесь подбор осуществляется согласно толщине свариваемых деталей. Эти параметры должны быть, примерно, одинаковыми. Допускается увеличение диаметра сварочной проволоки, если состав металла тугоплавкий. Если же идет сварка тонкого металла аргоном, то превышение размеров должно быть не более 0,5 мм.

Режимы сварки листового черного металла аргоном

Чтобы качество соединения было максимально качественным, даже если вы занимаетесь таким видом сварки в первый раз. Следует подобрать правильный режим, который бы соответствовал заданной толщине заготовки и другим параметрам.