Сварка вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG) - это метод сварки в газовой среде, при котором в качестве электрода используется вольфрамовый стержень, а в качестве защитного газа - аргон.
Между вольфрамовым электродом и заготовкой возникает электрическая дуга, а поток аргонового газа из сварочной горелки образует плотный герметичный слой в зоне дуги.
Это изолирует электрод и бассейн расплавленного металла от воздуха, предотвращая его проникновение. Тепло дуги используется для расплавления основного металла и присадочной проволоки с образованием расплавленной ванны, которая застывает в сварной шов после охлаждения.
Аргон, будучи инертным газом, не вступает в химическую реакцию с металлом, поэтому он надежно защищает расплавленный металлический бассейн от окисления.
Аргон также не растворяется в расплавленном металле при высоких температурах, что предотвращает образование газовых отверстий в сварном шве. Таким образом, защитное действие аргона является одновременно эффективным и надежным, что позволяет получать высококачественные сварные швы.
Во время сварки вольфрамовый электрод не плавится, поэтому TIG-сварку также называют сваркой неплавящимся электродом. дуговая сварка. В зависимости от используемого источника питания, Сварка TIG подразделяется на постоянный ток (DC), переменный ток (AC) и импульсный тип.
1) Преимущества сварки TIG по сравнению с другими методами дуговой сварки
a. Превосходная защита
Высококачественный сварной шов обусловлен тем, что аргон не вступает в реакцию с металлами и не растворяется в них. Процесс сварки - это, по сути, простой процесс плавления и кристаллизации металла, в результате чего получается более чистый и высокий качественная сварка шов.
b. Минимальная деформация и напряжение
Поток аргонового газа сжимает и охлаждает дугу, концентрируя ее тепло, что приводит к образованию узкой зоны термического влияния. Это минимизирует деформацию и напряжение во время сварки, что делает ее особенно подходящей для тонких сварка листов.
c. Простота наблюдения и эксплуатации
Поскольку это открытая дуга процесс сваркиОн легко обозрим и управляем, особенно подходит для сварки во всех положениях.
d. Стабильность
Дуга стабильная, с минимальным количеством брызг, и нет необходимости удалять шлак после сварки.
e. Легкий контроль размера расплавленного бассейна
Поскольку присадочная проволока и электрод разделены, сварщик может эффективно контролировать размер расплавленной ванны.
f. Широкий спектр свариваемых материалов
Почти все металлические материалы может подвергаться сварке TIG. Она особенно подходит для сварки химически активных металлов и сплавов, таких как алюминий, магний, титан, и т.д.
2) Недостатки
a. Более высокая стоимость оборудования;
b. Высокий потенциал ионизации аргона, затрудненное зажигание дуги, требующее высокочастотных устройств зажигания и стабилизации дуги;
c. Сварка TIG излучает в 5-30 раз больше ультрафиолета, чем ручная дуговая сварка, генерируя вредный для сварщика озон, поэтому требуется усиленная защита;
d. Во время сварки необходимо принять меры по защите от ветра.
3) Область применения
Сварка TIG - это высококачественная метод сварки и широко используется в различных отраслях промышленности.
Он особенно полезен для химически активных металлов, которые трудно сваривать другими видами дуги. методы сваркиНо с помощью TIG-сварки можно легко получить высококачественные сварные швы.
Кроме того, при сварке напорных труб из углеродистой и низколегированной стали все чаще используется сварка TIG для сварки корневого прохода с целью повышения качества сварные соединения.
Параметры процесса ручной TIG-сварки включают: тип и полярность источника питания, диаметр вольфрамового электрода, сварочный ток, напряжение дуги, расход аргонового газа, скорость сварки, диаметр сопла, расстояние от сопла до заготовки и длина выступа вольфрамового электрода.
Правильный выбор и рациональное сочетание этих параметров являются залогом удовлетворительного качества сварки.
1) Виды швов и канавок
Сварка TIG в основном используется для сварки тонких листов толщиной менее 5 мм. Типы соединений включают стыковые, нахлесточные, угловые и Т-образные. Для листов толщиной менее 1 мм можно также использовать фланцевые соединения. При толщине листа более 4 мм следует использовать V-образные канавки (для стыковых соединений труб толщиной 2-3 мм V-образные канавки необходимы). Для стыковых соединений толстостенных труб можно также использовать U-образные канавки.
2) Очистка перед сваркой
Предварительная очистка перед сваркой очень важна для обеспечения качества соединения при сварке TIG. Под защитой инертного газа расплавленный металл не претерпевает значительных металлургических реакций, а окисление и загрязнения не могут быть удалены раскислением.
Поэтому перед сваркой поверхности пазов заготовки, обеих сторон шва и присадочной проволоки должны быть очищены органическим растворителем (бензином, ацетоном, трихлорэтиленом, четыреххлористым углеродом и т.д.) для удаления масла, влаги, пыли и оксидных пленок.
Для материалов, где поверхностный оксидный слой имеет прочную связь с основным слоем, таких как нержавеющая сталь и алюминиевый сплавДля удаления оксидного слоя следует использовать механические методы.
Обычно используются проволочные щетки из нержавеющей стали или медные проволочные щетки, тонкие шлифовальные круги или шлифовальные ленты.
3) Тип и полярность источника питания
Тип и полярность источника питания можно выбрать в зависимости от материала заготовки, как показано в таблице ниже.
Выбор типа и полярности источника питания
| Тип и полярность источника питания | Сварные металлический материал |
| Прямое подключение DC | Низкоуглеродистая сталь, низкая легированная стальнержавеющая сталь, медь, титан и их сплавы |
| Реверсивное подключение постоянного тока | Подходит для плавящегося электрода аргонодуговая сварка различных металлов, аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом используется редко |
| Переменный ток | Алюминий, магний и их сплавы |
При использовании положительного электрода постоянного тока (DCEP) заготовка подключается к положительному полюсу, который имеет более высокую температуру, что подходит для сварки толстых заготовок и металлов, которые быстро отводят тепло.
Вольфрамовый стержень подключается к отрицательному полюсу, который находится при более низкой температуре, что позволяет увеличить допустимый ток и минимизировать износ вольфрамового электрода.
При использовании отрицательного электрода постоянного тока (DCEN) вольфрамовый электрод подключается к положительному полюсу, что приводит к сильному износу электрода, поэтому он используется редко.
При сварке переменным током вольфрамовым электродом в инертном газе (AC TIG) во время полуволны, когда заготовка имеет отрицательное напряжение, а вольфрамовый электрод - положительное, катод удаляет оксидную пленку, что называется эффектом "очистки катода".
При сварке алюминия, магния и их сплавов, на поверхности которых имеется плотная оксидная пленка с высокой температурой плавления, если эту оксидную пленку не удалить, это приведет к таким дефектам, как неполное проплавление, включение шлака, морщины на поверхности шва и внутренняя пористость.
Полуволна, в которой заготовка имеет положительное напряжение, а вольфрамовый электрод - отрицательное, может охлаждать вольфрамовый электрод, уменьшая его износ. Поэтому сварка AC TIG обычно используется для сварки сильно окисляющихся алюминия, магния и их сплавов.
4) Диаметр вольфрамового электрода
Диаметр вольфрамового электрода выбирается в зависимости от толщины заготовки, величины сварочного тока и полярности источника питания.
Неправильный выбор диаметра вольфрамового электрода может привести к нестабильной дуге, сильному износу вольфрамового стержня и включению вольфрама в сварной шов. (Состав вольфрамового электрода: Как электрод, вольфрамовый электрод отвечает за проведение тока, зажигание дуги и поддержание дуги.
Вольфрам - тугоплавкий металл (температура плавления 3410±10℃) с высокой термостойкостью (температура кипения 5900℃), хорошей электропроводностью и сильной способностью испускать электроны, что делает вольфрамовые стержни пригодными для использования в качестве электродов).
5) Сварочный ток
Сварочный ток выбирается в зависимости от толщины заготовки и пространственного положения. Как слишком большой, так и слишком малый сварочный ток может привести к плохому формированию шва или дефекты сварки.
Поэтому в диапазоне допустимых значений сварочного тока для различных диаметров вольфрамовых электродов необходимо правильно выбрать величину сварочного тока, как показано в таблице ниже.
Допустимые диапазоны тока для вольфрамовых электродов разного диаметра (с оксидами)
| Диаметр вольфрамового электрода (мм) | Дуговая сварка постоянным током (A) | Реверс постоянного тока (A) | Переменный ток (A) |
| 0.5 | 2-20 | – | 2-15 |
| 1 | 10-75 | – | 15-70 |
| 1.6 | 60-150 | 10-20 | 60-125 |
| 2 | 100-200 | 15-25 | 85-160 |
| 2.5 | 170-250 | 17-30 | 120-210 |
Форма наконечника вольфрамового электрода и диапазон тока
| Диаметр вольфрамового электрода /мм | Диаметр наконечника / мм | Угол режущей кромки /（°） | Выпрямление постоянного тока | |
| Постоянный постоянный ток /A | Импульсный ток /A | |||
| 1 | 0.125 | 12 | 2-15 | 2-25 |
| 1 | 0.25 | 20 | 5-30 | 5-60 |
| 1.6 | 0.5 | 25 | 8-50 | 8-100 |
| 1.6 | 0.8 | 30 | 10-70 | 10-140 |
| 2.4 | 0.8 | 35 | 12-90 | 12-180 |
| 2.4 | 1.1 | 45 | 15-150 | 15-250 |
6) Напряжение дуги
Напряжение дуги определяется ее длиной. При увеличении напряжения ширина шва немного увеличивается, а проплавление уменьшается.
Координируя сварочный ток и напряжение дуги, можно регулировать форму сварного шва. При слишком высоком напряжении дуги легко вызвать недостаточное проплавление и ухудшить эффект аргоновой защиты.
Поэтому длина дуги должна быть максимально сокращена, чтобы не вызвать короткого замыкания. Обычный диапазон напряжения дуги при аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом составляет 10-24 вольта.
7) Поток аргонового газа
Чтобы надежно защитить зону сварки от загрязнения воздухом, необходимо обеспечить достаточный поток защитного газа. Чем больше поток аргонового газа, тем сильнее способность защитного слоя противостоять воздействию проходящего воздуха.
Однако при слишком большом расходе аргон не только расходуется впустую, но и в потоке защитного газа может образоваться турбулентность, в результате чего воздух попадает в защищаемую зону и снижает защитный эффект.
Поэтому расход аргона должен быть подобран правильно. Расход газа обычно можно определить по следующей эмпирической формуле:
Q = (0,8 - 1,2) D
Где:
(Чистота аргона: Различные металлы требуют различной чистоты аргона. Например, для сварки жаропрочной стали, нержавеющей стали, меди и медных сплавов чистота аргона должна быть выше 99,70%; для сварки алюминия, магния и их сплавов чистота аргона должна быть выше 99,90%; для сварка титана и его сплавов, чистота аргона должна быть выше 99,98%. Чистота промышленного аргона отечественного производства может достигать 99,99%, поэтому в реальном производстве очистка обычно не рассматривается).
8) Скорость сварки
При увеличении скорости сварки расход аргонового газа также должен увеличиваться. Если скорость сварки слишком высока, из-за сопротивления воздуха, влияющего на поток защитного газа, защитный слой может отклониться от вольфрамового электрода и сварочной ванны, тем самым ухудшив защитный эффект.
В то же время скорость сварки существенно влияет на формирование сварного шва. Поэтому необходимо выбрать подходящую скорость сварки.
9) Диаметр сопла
При увеличении диаметра сопла необходимо одновременно увеличивать поток газа. В это время площадь защиты увеличивается, и защитный эффект становится лучше.
Но если сопло слишком большое, то не только увеличивается расход аргона, но и горелка может не доставать до него, или же она может загораживать сварщику линию обзора и затруднять наблюдение за работой.
Поэтому диаметр сопла для аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом лучше всего выбирать в пределах 5-14 мм.
Кроме того, диаметр сопла может быть выбран по эмпирической формуле:
D = (2,5 - 3,5) d
Где:
10) Расстояние от сопла до заготовки
Здесь мы имеем в виду расстояние между торцевой поверхностью сопла и заготовкой. Чем меньше это расстояние, тем лучше защитный эффект.
Поэтому расстояние между соплом и заготовкой должно быть как можно меньше, но если оно слишком мало, то это делает работу и наблюдение неудобными. Поэтому обычное расстояние от сопла до заготовки составляет 5-15 мм.
11) Длина удлинения вольфрамового электрода
Для того чтобы тепло дуги не повредило сопло, конец вольфрамового электрода выступает за пределы сопла. Расстояние от конца вольфрамового электрода до торца сопла называется длиной удлинения вольфрамового электрода.
Чем меньше длина удлинителя вольфрамового электрода, тем ближе расстояние между соплом и заготовкой, и тем лучше защитный эффект, но если оно слишком близко, это будет мешать наблюдению за сварочной ванной.
Обычно при сварке стыковых соединений лучше использовать удлинитель вольфрамового электрода длиной 3-6 мм. При сварке филейное соединениеЛучше использовать вольфрамовый электрод длиной 7-8 мм.
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
DE 
ES 