Аргонодуговая сварка¶

Аргонодуговая сварка — вид дуговой сварки плавящимся или неплавящимся электродом в среде инертного газа (аргона), применяемый для соединения металлов и сплавов, в том числе активных и трудносвариваемых. Метод основан на использовании электрической дуги, горящей между электродом и свариваемым изделием в атмосфере аргона, который защищает сварочную ванну от взаимодействия с кислородом, азотом и влагой воздуха.

¶Принцип действия

При аргонодуговой сварке электрическая дуга возбуждается между вольфрамовым (неплавящимся) электродом или металлическим плавящимся электродом и свариваемым изделием. Аргон, подаваемый через сопло горелки, вытесняет воздух из зоны сварки и формирует инертную газовую оболочку вокруг дуги и сварочной ванны. Поскольку аргон химически инертен, он не вступает в реакцию с расплавленным металлом, что обеспечивает высокое качество сварного шва.

Плотность аргона (1,784 кг/м³) примерно в 1,4 раза выше плотности воздуха, что позволяет эффективно вытеснять атмосферный газ из зоны сварки даже при низких расходах. Теплопроводность аргона невысока, поэтому дуга получается концентрированной и стабильной.

¶Классификация

По типу электрода аргонодуговую сварку подразделяют на два основных вида:

• Сварка неплавящимся электродом (в России обозначается как АДС, в международной практике — TIG от tungsten inert gas или GTAW от gas tungsten arc welding). Электрод изготовлен из вольфрама или вольфрамовых сплавов (вольфрам с добавками иттрия, церия, лантана). Сварной шов формируется за счёт присадочного металла или основного металла свариваемых кромок.
• Сварка плавящимся электродом (MIG/MAG в аргоновой среде, в России — АДСп). Электрод выполнен в виде металлической проволоки, которая подаётся в зону дуги и расплавляется, формируя сварной шов.

По типу свариваемого металла различают сварку стали, алюминия и его сплавов, меди и её сплавов, титана, магниевых сплавов, жаропрочных и нержавеющих сталей.

¶Оборудование

Для аргонодуговой сварки применяется следующее оборудование:

• Сварочный источник тока — как правило, инверторный или трансформаторный выпрямитель, обеспечивающий постоянный или переменный ток. Для сварки алюминия и магниевых сплавов требуется переменный ток, поскольку оксидная плёнка на поверхности этих металлов разрушается только при переменном токе или с применением специальных методов.
• Горелка — устройство с вольфрамовым электродом, соплом для подачи аргона и каналом для присадочной проволоки (при необходимости).
• Баллон с аргоном и редуктор для регулирования давления и расхода газа.
• Присадочная проволока — подбирается в зависимости от материала свариваемых деталей.

¶Технологические особенности

Аргонодуговая сварка характеризуется рядом преимуществ:

• Высокое качество сварных соединений — шов получается чистым, без пор и включений, с минимальным разбрызгиванием металла.
• Возможность сварки тонких листов (от 0,3 мм и тоньше) и деталей малого сечения.
• Возможность сварки во всех пространственных положениях.
• Сварка практически всех металлов и сплавов, включая алюминий, титан, магний, медь, нержавеющие и жаропрочные стали.

К ограничениям метода относятся:

• Пониженная производительность по сравнению с полуавтоматической сваркой в защитных газах, особенно при использовании неплавящегося электрода.
• Необходимость тщательной подготовки кромок и защиты обратной стороны шва (для активных металлов — титана, алюминия — требуется защита корня шва аргоном с обратной стороны).
• Более высокая стоимость оборудования и расходных материалов по сравнению с ручной дуговой сваркой.

¶Применение

Аргонодуговая сварка широко применяется в следующих отраслях:

• Авиастроение и космическая промышленность — сварка конструкций из алюминиевых и титановых сплавов.
• Атомная промышленность — сварка трубопроводов реакторных установок.
• Пищевая и химическая промышленность — сварка оборудования из нержавеющих сталей, где требуется высокое качество и чистота шва.
• Машиностроение — сварка ответственных конструкций, ремонт деталей.
• Строительство — сварка конструкций из нержавеющей стали, элементов декора.

В России аргонодуговая сварка регламентирована стандартами ГОСТ 14776-79 «Сварка аргонодуговая. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры» и рядом отраслевых нормативных документов.

¶История

Метод аргонодуговой сварки был разработан в 1941 году американским инженером Расселом Мерром (Russell Meredith) на заводах компании Northrop Aircraft. Первоначально технология предназначалась для сварки магниевых сплавов, применявшихся в авиационной промышленности. В СССР аргонодуговая сварка получила развитие в 1950-х годах, активно применяясь в атомной и космической отраслях. В 1957 году на заводе «Электротяжмаш» в Харькове была создана первая в СССР автоматическая линия аргонодуговой сварки труб.

Источники:

• ГОСТ 14776-79. Сварка аргонодуговая. Соединения сварные.
• Хренов К. К. «Теория сварочных процессов».
• Патон Б. Е. «Сварка и свариваемые материалы».
• Лебедев В. К. «Оборудование для сварки плавящимся электродом».