Аргонодуговая сварка TIG (Tungsten Inert Gas) или GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) является одним из наиболее качественных и универсальных методов сварки различных металлов и сплавов. Ее основными преимуществами являются высокая прочность и герметичность сварных соединений, минимальная зона термического влияния, отличный внешний вид шва и возможность сваривать практически любой материал, будь то углеродистые, нержавеющие стали, алюминиевые, никелевые, титановые или медные сплавы.
При TIG сварке дуга горит между неплавящимся вольфрамовым электродом и свариваемым изделием в среде защитного инертного газа, обычно аргона. Отсутствие плавления электрода обеспечивает высокое качество и чистоту сварного шва. Дополнительный присадочный пруток подается в сварочную ванну при необходимости для компенсации разделки или зазора.
Сварка TIG требует высокой квалификации сварщика и использования специального сварочного оборудования, способного обеспечить стабильную дугу и точное управление параметрами процесса.
Принцип работы и конструкция инверторных сварочных аппаратов для TIG сварки
В настоящее время подавляющее большинство современных сварочных источников TIG основаны на инверторной технологии. Инверторный аппарат построен на базе высокочастотного силового преобразователя, способного трансформировать входное сетевое напряжение в стабильное выходное сварочное напряжение и ток требуемых параметров.
Основными узлами инверторного TIG аппарата являются:
Выпрямитель для преобразования переменного входного напряжения в постоянное
- Высоковольтный фильтр для стабилизации выпрямленного напряжения
- IGBT транзисторный инвертор для преобразования напряжения в высокочастотное
- Сварочный трансформатор, снижающий напряжение и повышающий силу тока
- Выходной выпрямитель и фильтр для получения постоянного сварочного тока
- Цепи обратной связи и управления для стабилизации параметров дуги
- Система газоохлаждения или жидкостного охлаждения силовой части
Такая конструкция позволяет получить стабильные выходные параметры, малые габариты и вес, высокий КПД и расширенные функциональные возможности.
Важные характеристики сварочных аппаратов TIG
При выборе сварочного аппарата TIG следует обращать внимание на следующие основные характеристики:
- Диапазон сварочного тока: чем выше, тем больше возможностей для сварки толстого металла. Бытовые аппараты до 200А, профессиональные 200-500А.
- Возможность работы на постоянном и переменном токе: на переменном токе сваривают алюминий и его сплавы, на постоянном - сталь, нержавейку и др. сплавы.
- Род тока: обычно требуется постоянный ток обратной полярности, но есть режимы прямой полярности.
- Наличие импульсного режима: позволяет лучше контролировать сварочную ванну на тонком металле.
- Циклограмма сварки: предустановленные циклы предварительной и заключительной подачи газа.
- Система охлаждения: воздушное или жидкостное для продолжительных работ на высоких токах.
- Мобильность и масса: учитывается для работы на объектах, аппараты бывают от 5 до 50 кг.
- Дополнительные функции и возможность программирования.
При выборе стоит руководствоваться реальными задачами, объемом работ и профессиональным уровнем сварщика.
Выбор источника питания TIG в зависимости от области применения
Для разных сфер применения аргонодуговой сварки требуются сварочные аппараты TIG с различными характеристиками и функциональными возможностями:
В промышленности:
- Высокопроизводительные аппараты на токи 300-500А
- Возможность циклической работы и продолжительных режимов сварки
- Цифровое программирование режимов для соблюдения четких технологий
- Дополнительные режимы импульсной и орбитальной сварки
- Интеграция с промышленными роботами и автоматизированными линиями
- Жидкостное охлаждение или мощные системы воздушного охлаждения
Для ремонтных работ:
- Мобильность и небольшая масса аппарата до 10-15 кг
- Повышенная прочность корпуса к ударам и вибрациям
- Диапазон токов 120-200А для сварки металла разной толщины
- Базовые функции и режимы сварки, возможно импульсный режим
- Питание от сети 220В или возможность работы от генератора
- Воздушное охлаждение силовых частей
Для строительства и монтажа:
- Средний диапазон токов 160-300А для сварки металлоконструкций
- Режимы синергетики для удобства настройки параметров
- Продолжительность включения 40-60% для циклических работ
- Компактность и мобильность для перемещения на стройплощадке
- Возможность работы на переменном и постоянном токе
- Функции старт/реверс сварки и разгона дуги для различных приемов
Учет требований конкретной области применения и условий эксплуатации поможет сделать правильный выбор аппарата TIG с достаточной мощностью и необходимыми функциями.
Дополнительные опции и функции современных TIG аппаратов
Многие производители сварочного оборудования оснащают свои TIG аппараты передовыми функциями для расширения возможностей сварки и повышения качества сварных соединений:
- Импульсный режим: модуляция сварочного тока пакетами импульсов, позволяет контролировать теплоподвод и размер сварочной ванны при сварке тонкого металла.
- Многопроцессорное управление с запоминанием параметров: позволяет задавать и сохранять в памяти сложные циклы сварочного процесса под различные типы работ и толщины металла.
- Синергетические функции: автоматический расчет и подбор всех сварочных параметров по заданной толщине металла и виду сварного соединения.
- Функции контроля и диагностики процесса: непрерывный мониторинг параметров, анализ дефектов сварки и оптимизация режимов.
- Блокировка параметров: предотвращает случайное изменение настроек во время сварки.
- Отображение данных на цветном TFT дисплее и управление с панели или дистанционно с пульта.
Современные цифровые системы управления TIG аппаратов не только упрощают работу сварщика, но и повышают стабильность и качество сварных швов.
Рекомендации по выбору горелки, электродов и расходных материалов
Для эффективной TIG сварки важно грамотно подобрать горелку, вольфрамовые электроды и защитный газ в соответствии с выбранным сварочным аппаратом:
Сварочная горелка TIG:
- Тип охлаждения: воздушное или жидкостное (водяное)
- Диаметр цанги под разные диаметры электродов
- Длина и гибкость кабельного вала для лучшей эргономики
- Система газовой защиты корня шва
- Форма и материал сопла под сварку разных металлов
Вольфрамовые электроды:
- Чистый вольфрам (зеленый) для сварки алюминия на АС токе
- С присадками окисдов лантана (синий), церия (оранжевый) для сварки на DC токе
- Диаметр электрода в зависимости от силы сварочного тока
- Правильная заточка рабочего торца электрода
Защитные газы:
- Аргон высокой чистоты 99.99% для сварки большинства металлов
- Гелий для сварки материалов с высокой теплопроводностью
- Смеси газов Ar+H2 или Ar+N2 для улучшенной защиты корня шва
Качественная горелка, правильно подобранные электроды и газовая среда имеют решающее значение для стабильности сварочного процесса и достижения хороших эксплуатационных характеристик сварных швов при TIG сварке.
Правила эксплуатации и обслуживания сварочных аппаратов TIG
Для длительной и безотказной эксплуатации сварочного TIG аппарата необходимо соблюдать ряд правил:
- Размещение: обеспечить достаточный воздухообмен для охлаждения, беречь от влаги, пыли и грязи.
- Питание: источник должен быть подключен к сети требуемого напряжения через защитный автомат и заземлен.
- Эксплуатация: не превышать допустимую продолжительность цикла сварки и максимальный сварочный ток.
- Перерывы: при перегреве обязательны паузы для охлаждения в течение 5-10 минут.
- Обслуживание: регулярно очищать вентиляционные каналы сжатым воздухом, проверять целостность кабелей.
- Для аппаратов с жидкостным охлаждением: поддержание уровня и периодическая замена охлаждающей жидкости согласно инструкции.
- После окончания срока службы электрода (около 15-20 часов) необходима его замена.
- Соблюдение инструкций по технике безопасности при работе с электрическим током и защитными газами.
Своевременное обслуживание и бережная эксплуатация являются залогом надежной и долговечной работы профессиональных TIG аппаратов.
Таким образом, правильно подобранное оборудование для аргонодуговой TIG сварки открывает широкие возможности для соединения практически любых металлов и сплавов с получением высококачественных и прочных сварных швов. При этом ключевую роль играет рациональный выбор сварочного аппарата и расходных материалов, а также строгое соблюдение технологических режимов и рекомендаций по безопасной эксплуатации оборудования.