Сварка является популярной технологией, при помощи которой можно создать прочные и надежные конструкции из металла. Она используется в разных областях производства, где важно высокое качество и гарантия прочности изготовляемых изделий.

Однако не каждый вид данной технологии позволяет получить прочный и идеальный шов, все зависит от вида металла и используемых материалов.

Высокой популярностью среди сварщиков пользуется сварка неплавящимся электродом.

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.

Этот метод применяется в основном для сваривания тонкостенных цветных металлов. Он используется в производстве велосипедов, изготовлении различных заготовок. С его помощью изготавливаются различные предметы интерьера из нержавеющей стали и других материалов. Последующая обработка шва делает его практически незаметным.

 

Сварочный пост, по сути, представляет собой импровизированный кабинет сварщика. Это рабочее пространство, где сварщику комфортно и безопасно работать, а под рукой у него всегда есть расходные материалы и прочий необходимый инвентарь. Сварочный пост должен быть обустроен с соблюдением всех требований безопасности и охраны труда. Это обязательное условие, позволяющее сохранить специалистам здоровье и получить от них максимальную отдачу. Особое внимание при обустройстве поста уделяется пожарной безопасности.
 

В зависимости от применяемого оборудования сварочные посты могут быть:
 

Газосварочными. Основной отличительный принцип заключается в том, что для расплавления металлических заготовок используется энергия, получаемая в результате горения газа в специальной горелке. В силу специфики газосварки для организации рабочего кабинета важно обустроить хорошую систему вентиляции. Поверхность рабочего стола и пространства вокруг него должна быть выполнена из негорючих материалов.
 

Электросварочным. Работать с электрической сваркой не менее опасно, чем с газовой. Помимо хорошей вентиляции необходима и эффективная защита сотрудника от поражения электрическим током.
 

В любом случае, какой бы метод сваривания или резки металла не использовался в закрытом рабочем пространстве очень важно внимательно отнестись к обустройству системы вентилирования. Помимо вытяжки также устанавливаются приточные системы для естественной или принудительной подачи свежего воздуха.
 

В зависимости от потребностей сварочные посты могут быть:
 

Стационарными. Представляет собой ограниченное пространство в помещении, оборудованное специально для сварки металлов. Часто комплектуются поворотными столами для удобства.
 

Передвижными. Являются передвижными конструкциями, которые один человек может перенести или передвинуть в пределах рабочей площадки. Оптимальный вариант в случаях, когда требуется сваривание конструкций большого размера. Могут находиться в закрытых помещениях или на открытой площадке (строительство, создание крупногабаритных нестандартных конструкций и т.д.).
 

Стационарный сварочный пост наилучшим образом подходит для соединения металлических заготовок небольшого и среднего размера. А вот для работы с крупногабаритными конструкциями это не лучший вариант. Специальную кабину, которая служит «стенами» такого участка изготавливают из оцинкованных металлических листов. Они характеризуются высокой устойчивостью к высоким температурам, а также ИФ-излучению.
 

Явным преимуществом мобильного сварочного поста является тот факт, что нет надобности создавать какие-либо специальные условия для работы. При необходимости защитой от осадков служит навес, а от ветра – боковые жесткие ширмы. Если условия позволяют, то сваривание деталей выполняется без защиты от непогоды.
 

Инструменты и дополнительная оснастка содержится в ящиках инструментальной тумбы, а искусственное освещение (если таковое требуется) обеспечивается локально. В передвижных постах, как и в стационарных, следует позаботиться о заземлении оборудования, которое подключается к сети энергоснабжения.

 

Планирование рабочего места сварщика должно обеспечивать ему беспрепятственный доступ к заготовкам и безопасные условия труда. Нужно, в частности, позаботиться об отсутствии легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ, а сварочные баллоны должны быть достаточно удалены от открытого пламени.
 

При комплектации рабочего места инструментом учитывается специфика работы. Но можно выделить определенный минимальный перечень инструментов, без которого сварщик не может полноценно работать. Стандартно рабочее место оснащено:
 

сварочным аппаратом;
 

металлической щеткой;
 

столом и стулом сварщика;
 

зубилом и молотком;
 

электродержателем;
 

винтовым зажимом;
 

сварочной маской.
 

При этом не следует излишне загромождать рабочее место ненужными вещами и оборудованием, которые могут помешать работе и представлять опасность.
 

Сварочные работы на постах выполняются только при работающей вентиляции. При работе следует применять передвижные воздухоотсосы.
 

При организации сварочных работ важное значение придается правильному размещению оборудования. Агрегаты и установки, которые состоят из нескольких сварочных агрегатов, располагают в отдельном помещении, огороженном перегородками с высотой не менее 1,7 м.
 

Сварочные преобразователи в процессе работы могут создать шум, который оказывает негативное влияние на нервную систему, ведет к понижению внимания и работоспособности. Поэтому их рекомендовано изолировать и вывести за пределы производственного помещения.
 

Проходы между сварочными агрегатами и установками должны быть не менее 1,5 м, между сварочным агрегатом и стеной – от 0,5 м, между стационарным агрегатом, стеной и колонной – от 0,5 м.
 

Использование сварочного оборудования на монтажной площадке может создать определенные сложности при его хранении. Лучше всего, если сварочный аппарат будет располагаться в закрытом помещении, а к рабочему месту будут подтягивать только кабели для сварки. Если это сделать невозможно, то оптимально установить сварочный аппарат на передвижную тележку, что упростит его транспортировку.
 

Заготовки должны быть предварительно подготовлены к выполнению сварочных работ.

 

На сегодняшний день при изготовлении металлоконструкций с помощью описываемого способа используются такие виды электродов:

• вольфрамовые. Наиболее распространенный вид, используемый при сварке неплавящимся электродом. Представляет собой стержень диаметром 1-4 мм. Вольфрам имеет очень высокую температуру плавления, что позволяет применять этот материал для изготовления электродов. Делятся на стандартные, иттрированные, лантанированные, торированные;
• угольные. Часто применяются для сварки изделий из цветных металлов и сталей, имеющих малую толщину стенок и для воздушно-дуговой резки металлов. Используются как с присадкой, так и без, могут складываться по линии сварки или подаваться непосредственно в сварочную ванну. Сварочный процесс при использовании этих материалов проводится на токе величиной не больше 580 А;
• графитовые. Особенно активно эти электроды применяются при работе с кабелями из меди. Отлично приспособлены к обработке, устойчивы к температурному воздействию и не подвержены быстрому износу. 

При сварке неплавящимся электродом в защитном газе в зону дуги, горящей между неплавящимся электродом и изделием через сопло подаётся защитный газ, защищающий неплавящийся электрод и расплавленный основной металл от воздействия активных газов атмосферы. Теплотой дуги расплавляются кромки свариваемого изделия. Расплавленный металл сварочной ванны, кристаллизуясь, образует сварной шов. Неплавящийся электрод изготавливают из графита, вольфрама, меди, меди со вставкой из тугоплавкого металла - вольфрама, циркония, гафния. Защитный газ должен быть инертен к металлу электрода и к свариваемому металлу. В качестве защитного газа при сварке вольфрамовым электродом применяют аргон, гелий, смесь аргона и гелия; для сварки меди медным электродом или медным электродом со вставкой из гафния (циркония) можно применить азот. 

Способ сваривания неплавящимся электродом чаще всего применяют для соединения металлов с толщиной не более 5-6 мм, но это не значит, что его нельзя использовать для сваривания более толстостенных металлов. При сварке без применения присадки шов формируют, оплавляя кромки металла, при использовании присадки она подается в место формирования шва по тому же принципу, что и сварочная проволока при газосварке.

Оборудование, необходимое для сварки неплавящимся электродом, включает в себя:

• источник сварочного тока, на котором расположен регулятор силы тока, и вольтметр с амперметром для контроля процесса регулирования;
• TIG-горелку и рукав, которые подсоединяются к сварочному источнику. По рукаву на горелку подается защитный газ, в случае с использованием водяного охлаждения подается также охлаждающая жидкость;
  газовый баллон с защитным газом, подсоединенный с помощью рукава к источнику сварочного тока и оборудованный регулятором расхода и расходомером газа;
• обратный кабель для соединения изделия с источником сварочного тока.

Аргонная сварка неплавящимся электродом выполнятся переменным (TIG-AC) и постоянным (TIG-DC) токами. При сварке постоянным током может применяться обратная и прямая полярности. Если электрод подключен к плюсовому полюсу источника сварочного тока, то полярность является обратной, и в таком случае для сваривания применяются электроды большего диаметра, чем при прямой. Сваркой на переменном токе пользуются в основном для соединения беррилия, магния и алюминия, имея при этом не такую хорошую стабильность дуги, как на прямом токе, что, впрочем, исправляется наличием режима импульсной сварки на некоторых сварочных аппаратах.

В процессе сваривания длина дуги должна составлять 1,5-3 мм, её напряжение - 22-34 В. Размер вылета неплавящегося электрода не должен быть больше 3-5 мм, а в случае со стыковыми и угловыми швами - не более 5-7 мм.

В роли защитного газа чаще всего используются аргон или смесь аргона с гелием, они немного ухудшают стабильность сварочной дуги, но при этом усиливают её энергию, тем самым увеличивая скорость сварки. Для сваривания изделия толщиной до 10 мм применяют левый тип положения горелки для того, чтобы защитный газ имел прямой доступ к месту формирования шва. Для сварки более толстостенных материалов способ меняют на правый.

Чтобы свариваемые заготовки эффективно плавились под действием неплавящегося электрода и аргона, необходимо точно соблюдать некоторые особенности аргонодуговой сварки. Именно так можно добиться максимального качества конечного результата.

• Неплавящийся вольфрамовый стержень должен как можно глубже проникать в зазор между заготовками. Сварочная дуга должна быть максимально короткой. Таким способом можно глубже проводить плавку, что отразиться на размерах сварного шва. Он будет меньше, а качество выше.
• Движение электрода должно производиться строго по центру зазора, и посередине. Отклонения снижают качество шва и его внешний вид.
• Присадочная проволока не должна выходить за пределы сварного участка, и всегда находиться в зоне аргона. Именно таким образом достигается защита ванны от негативного воздействия кислорода и азота, находящихся в воздухе. Их воздействие приведет к повышению хрупкости сварного шва. Те же самые требования и к неплавкому электроду.
• Нельзя резко подавать присадку в сварную зону. Это приведет к большому разбрызгиванию металла и к его перерасходу.
• Подача проволоки при ручной сварке должна производиться под углом. Никаких поперечных отклонений.
• Нельзя при окончании сварки обрывать шов отводом электрода из зоны сваривания. Нужно просто погасить дугу с помощью реостата.
• Подавать защитный газ и выключать его после окончания сварки можно только через (за) 10 секунд. Таким способом защищается еще неостывший плавящийся металл, который при соприкосновении с воздухом тут же покроется оксидной пленкой.
• Обязательно перед началом сварочных работ производится подготовка соединяемых металлических заготовок. Это касается и стали, и алюминия, и других металлов. Нужно стыкуемые плоскости очистить от грязи, ржавчины и других материалов, используя железную щетку или болгарку с металлической щетковидной насадкой. Зачищать надо до металлического блеска. Если есть необходимость (жирные и масляные пятна), то соединяемые поверхности придется обезжирить растворителем или спиртом.
• Обязательно сопоставляются режимы сварки с толщиною стыкуемых заготовок, учитывая диаметр неплавящегося электрода.

Среди достоинств данного метода соединения следует указать:

• высокую скорость сварки,
• по окончании сварочных работ шов не требует дополнительной обработки,
• простота освоения техники сваривания при этом методе,
• прочность соединения, благодаря использованию аргона в качестве защитного газа,
• металл не деформируется при сварке, так как прогревается на минимальной площади,
• большое количество свариваемых металлов.

Из недостатков можно отметить:

• неудобство сваривания деталей под острым углом из-за формы сварочной горелки;

• затрудняется выполнение работы при сквозняках или на улице при ветреной погоде, так как нарушается правильная подача защитного - газа в зону формирования шва;
• металл перед процессом сварки требует тщательной подготовки.