Открыть сервис
Главная → Блог → Сварка вольфрамовым электродом в инертных газах

Сварка вольфрамовым электродом в инертных газах

Сварка вольфрамовым электродом в инертных газах (TIG, от англ. Tungsten Inert Gas; также известна как аргонодуговая сварка, TIG-сварка, WIG-сварка, сварка неплавящимся электродом) — разновидность дуговой сварки, при которой источником тепла служит электрическая дуга между неплавящимся вольфрамовым электродом и свариваемым металлом, а зона сварки защищается от атмосферного воздуха струёй инертного газа. Относится к методам сварки плавлением и применяется преимущественно для соединения тонкостенных деталей, цветных металлов и ответственных конструкций.

История

Способ возник в середине XX века как развитие дуговой сварки в защитных газах. Первоначально в качестве защиты использовался гелий, что дало раннее название метода — Heliarc. В 1940-х годах в США разработали сварку неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертного газа; в дальнейшем более дешёвый и доступный аргон почти вытеснил гелий в большинстве применений.

В СССР и России метод получил распространение под названием аргонодуговой сварки. Его развитие связано с освоением сварки алюминия, магния, титана и нержавеющих сталей, для которых обычные способы давали неудовлетворительное качество шва. Совершенствование источников питания, появление инверторных аппаратов и систем автоматического управления током расширили область применения метода.

Принцип работы

Дуга горит между вольфрамовым электродом, закреплённым в горелке, и изделием. Электрод не плавится и не расходуется в процессе сварки (расходуется лишь постепенно при заточке и эрозии), а присадочный металл при необходимости подаётся в зону дуги отдельным прутком вручную или механизмом подачи.

Защитный газ — аргон, гелий или их смеси — подаётся через сопло горелки, окружая электрод и сварочную ванну и вытесняя воздух. Это предотвращает окисление и насыщение металла азотом и водородом. Аргон тяжелее воздуха, хорошо защищает ванну и обеспечивает стабильное горение дуги; гелий даёт более горячую дугу и применяется для толстых металлов и металлов с высокой теплопроводностью.

Виды и режимы

Различают два основных режима по роду тока:

  • Сварка на постоянном токе прямой полярности (электрод — катод, изделие — анод): применяется для сталей, титана, меди, никеля. Даёт глубокое проплавление и стойкость электрода.
  • Сварка на постоянном токе обратной полярности: используется редко из-за сильного нагрева электрода.
  • Сварка на переменном токе: основной режим для алюминия и магния. В полупериоде обратной полярности происходит катодное распыление — разрушение оксидной плёнки, что обеспечивает качественное сплавление.

По степени автоматизации выделяют ручную, механизированную и автоматическую сварку. Существуют также импульсные режимы, при которых ток периодически изменяется, что позволяет управлять тепловложением и формированием шва.

Оборудование и материалы

Основные элементы:

Вольфрамовые электроды выпускаются с различными добавками, влияющими на стойкость и стабильность дуги: торированные (с оксидом тория), лантанированные, цериевые и другие. Торированные электроды обладают хорошими характеристиками, но их применение ограничивают из-за радиоактивности тория; более безопасные лантанированные и цериевые составы широко используются в современной практике.

Применение

Метод востребован там, где требуется высокое качество и аккуратность шва:

  • авиастроение и космическая техника — сварка алюминиевых и титановых узлов;
  • химическое и пищевое машиностроение — нержавеющие трубопроводы и ёмкости;
  • энергетика — сварка тонкостенных труб и теплообменников;
  • производство трубопроводов и арматуры;
  • художественная и декоративная сварка, ремонт изделий из цветных металлов.

TIG-сварка позволяет получать чистые, ровные швы без шлака и брызг, что важно для герметичных и коррозионностойких соединений. В России метод применяется на предприятиях машиностроения, металлургии, нефтегазового комплекса и в ремонтном производстве.

Преимущества и недостатки

К достоинствам относят:

  • высокое качество и чистота шва;
  • возможность сварки тонких листов и сложных сплавов;
  • точный контроль тепловложения;
  • отсутствие шлака и минимальное разбрызгивание;
  • универсальность по материалам.

Недостатки:

  • относительно низкая производительность по сравнению с MIG/MAG и ручной дуговой сваркой;
  • повышенные требования к квалификации сварщика;
  • чувствительность к загрязнению поверхности и сквознякам, срывающим газовую защиту;
  • необходимость тщательной подготовки кромок и заточки электрода.

Техника безопасности

При работе применяются средства индивидуальной защиты: сварочная маска со светофильтром, защитные перчатки, спецодежда. Дуга TIG испускает интенсивное ультрафиолетовое излучение, поэтому открытые участки кожи должны быть закрыты. Аргон и гелий не токсичны, но в замкнутых помещениях вытесняют кислород, что требует вентиляции. Вольфрамовые электроды с торием требуют осторожного обращения из-за радиоактивности; при заточке образуется пыль, которую не следует вдыхать.

Значение

Сварка вольфрамовым электродом в инертных газах занимает особое место среди способов сварки плавлением как метод повышенной точности и качества. Она незаменима при соединении алюминия, титана, нержавеющих сталей и тонкостенных конструкций, где другие способы дают дефекты. Развитие инверторных источников питания, цифрового управления и автоматизации расширяет её возможности и снижает требования к ручному мастерству в серийном производстве.

Источники: технические справочники по сварке, учебные пособия по технологии сварочного производства, нормативные документы по аттестации сварщиков и сварочных технологий.

Похожие материалы