Существенным отличием работ с цветметом (к примеру, медью, бронзой, алюминием) и его сплавами, «нержавейкой», сталью легированной является то, что обычная сварка (хоть газовая, хоть электрическая) для них не подходит. Перед тем как рассматривать вопрос о том, что такое аргонная сварка своими руками, нужно для начала уяснить, что она из себя представляет в целом.
Аргонная сварка — это нечто среднее между газовой и электрической сваркой.
У нее есть признаки, которые делают ее сродни этим двум видам сварки: применение газа, образование дуги.
Хотя принцип ее действия имеет существенные отличия.
Чем вызвана необходимость использования аргона (инертного газа)?
Результатом влияния высоких температур становится то, что легированные стали и цветметаллы вступают в реакцию с кислородом и прочими газами, выделяя окислы, а какие-то даже возгораются (алюминий, например). Появление в области сваривания инородных примесей сказывается на надежности шва не в лучшую сторону. Аргоном, являющимся гораздо тяжелее воздуха, последний вытесняется из области электрической дугой, что исключает возможность соединения плохого качества. Помимо этого, появляется плазма, плавящая соединяемые между собой металлы.
Все электроды для сварки подразделяют на неплавящиеся (вольфрамовые) и плавящиеся. Исходя из выбранного вида электрода, аргонную сварку различают: либо ручную (при помощи неплавящегося электрода), либо по типу «автомат» (любым видом электрода). Хотя некоторые мастера из народа могут сделать аргонную сварку полуавтоматической, возможности которой не так велики, как у первых двух вариантов. Чтобы сделать аппарат, применяют различные «детали». Главное, что следует учитывать, что аргонная сварка своими руками, выполненная по-простому, выйдет не только дешевле, но и надежнее.
Для процесса обязательно потребуются
Трансформатор
Основываясь на том, что «варят», подбирают мощность прибора. Одну вторичную обмотку рассчитывают на напряжение в 65-70 В без нагрузки.
Некоторым новичкам не понятны рекомендации для самостоятельного выбора «железа» и по наматыванию обмоток. Требуется наличие опыта, чтобы изготовить прибор. Предпочтительнее воспользоваться купленным трансформатором, рассчитанным для значительной силы тока (к примеру, от «сварочника» электрического).
Потребуется изготовить выпрямитель, поскольку применяется постоянное напряжение. Важна его полярность, которая может быть изменена.
Горелка
Первым делом подбирают цангу (зажим) под диаметр около 0,2 см. К противоположному направлению зажима на держатель припаивают трубку из меди для подачи газа (аргона) и напряжения к электроду. Трубка должна иметь диаметр 0,6 см. Припой применяют с высокими температурами.
Еще к одному месту цанги прикрепляют рабочую трубку (из кварцевого стекла, керамики). Важно предусмотреть ее легкое снятие для перезаправки проволоки. Диаметр трубки подбирают в пределах 0,8-1,0 см, с длиной 5,0 см. Внутрь помещают изогнутый дугообразно электрод, удерживаемый зажимом. Назначение трубки — подача аргона к рабочей области.
Как изготовить аппарат под аргонную сварку?
Трубку-держатель обматывают изолирующим материалом (стеклотканью), поверх него — еще одним слоем изоляции. Промеж них — силиконовый герметик. Должно получиться наподобие рукоятки револьвера. К ней крепят микровыключатель, управляющий действием газового клапана.
Горелку соединяют с газовым баллоном трубкой (диаметр 0,6-0,8 см), плюс два провода — от выключателя к клапану и под напряжение трансформатора (хватит 8 «квадратов»).
Важно: в рабочей области пламя должно исчезнуть не сразу, а по прошествии некоторого времени. Промышленные модели под аргонную сварку для этого имеют задержку выключения. На деле данное устройство электроники только делает схему сложнее, поэтому при самостоятельном изготовлении отключение делают ручным способом с некоторой задержкой.
Такой вариант считается наиболее бюджетным для получения аргонной сварки. Здесь главное — учесть стоимость самого аппарата (готовое изделие стоит недешево) и то, что таким промышленно созданным оборудованием не придется слишком часто пользоваться.
Некоторые источники дают указание на то, что можно применять, помимо аргона, и другой газ. Но это не верно. На практике достоверно выяснено, что содержание меньше, чем 99% аргона приводит к некачественно выполненной сварке.
Процесс аргонно-дуговой сварки: последовательность работ
Сварочный ток и инертный газ подводят в газовую горелку, другую фазу тока для сварки подсоединяют к детали. В горелке вставлен вольфрамовый электрод, в процессе сварки не расплавляющийся. Горит дуга, идущая от вольфрамового электрода до детали, присадочную проволоку подают непосредственно в область дуги. Конец электрода из вольфрама при аргоновой ручной сварке затачивают конусообразно. Длину заточки делают равной 2-м или 3-м диаметрам электрода. В начале дугу зажигают на специальной пластине из угля.
Недопустимо зажигать дугу на базовом металле ввиду оплавления конца электрода и его загрязнения.
Возбуждение дуги выполняют, пользуясь источником питания, холостой ход у которого имеет повышенное напряжение, либо применяют дополнительный источник питания, имеющий высокой напряжение (осциллятор), поскольку потенциал возбуждения и ионизации аргона гораздо выше, чем у азота, кислорода или паров металлов.
Дуговой разряд аргона отличает надежная стабильность. Важная особенность аргонно-дуговой сварки при помощи неплавящегося вольфрамового электрода и применении переменного тока — появление в сварочной цепи показателя постоянного тока, величина которого может составлять до 50% от эффективной величины значения переменного тока в сварочной цепи.
Выпрямление тока находится в прямой зависимости от формы и размеров вольфрамового электрода, материала, из которого выполнено изделие, и режима сварки (токовой величины, скорости сваривания, длины дуги).
Когда величина постоянного тока будет слишком высока, то нарушится стабильность дугового горения и, соответственно, резко уменьшится качество наплавляемой поверхности металла, появятся надрезы, чешуйчатость. Но самое главное — снизится прочность соединения и пластичность металла на шве.
Особенно нежелательно образование в сварочной цепи характеристик постоянного тока в процессе сваривания алюминия и его сплавов. Чтобы получить качественные сварные соединения, нужно устранить в цепи сварки элементы постоянного тока. Аналогично аргонно-дуговой сварке выполняется гелио-дуговая сварка.
Отличие обычной ручной сварки дугой качественными электродами от ручной аргонной сварки дугой состоит в количестве задаваемых направлений движения электроду. В первом случае задают три движения электроду (по оси электрода, перпендикулярно шву и по оси будущего шва). Во втором варианте задают только одно направление — горизонтально оси будущего шва. Это правило распространяется и на механизированные способы сваривания изделий. Два других направления движения не применяют при аргонно-дуговой сварке по причинам:
- исключается передвижение согласно оси электрода книзу, так как при аргонно-дуговом сваривании не происходит его расплавление;
- в поперечном направлении согласно шву не двигаются, дабы не нарушить инертным газом защищенность расплавляемого металла.
Поскольку колебательное передвижение электрода перпендикулярно шву исключается, то швы, выполненные аргонным свариванием, получаются более узкие, нежели при ручной обычной сварке дугой хорошими электродами. Стык освобождают из приспособления, выполняя первоначальный слой шовного соединения, используя присадочную проволоку, марку которой устанавливают либо технологическим процессом либо техническими условиями. Дугу зажигают на пластине из угля, но ни в коем случае не на самой детали. Гашение дуги следует выполнять на расстоянии.
В целях недопущения пропитки металла шва воздушными О2 или азотом, концы расплавляемой проволоки сварочной и нагретого вольфрамового электрода никогда не должны выходить из области защитного газа. Чтобы избежать разбрызгивания расплавляемого металла, выполняют подачу проволочного конца в жидкую ванну плавными движениями.
Накладывая корневой слой шва, внимательно отслеживают, в какой степени полноты проплавились кромки, нет ли непроваренных мест. Насколько металл проплавился, определяют по конфигурации ванны расплавляемого металла: о качественном проплавлении свидетельствует ванна, длина которой вытянута в сторону направления сварки, недостаточность проплавления определяет ванна в форме круга либо овала.
Если послушать отзывы тех, кто уже применял аргонную сварку, то все они сходятся во мнении о том, что желания работать обычным аппаратом для сварки после такой технологии больше не возникает. И шов при этом образуется узенький и качественно выполненный. Для этого нужно лишь немного потренироваться.
