(0 Голосов)

Сварка (метод TIG)

В последнее время дуговую сварку неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертного газа (метод TIG) всё больше вытесняют более новые и постоянно совершенствуемые методы дуговой сварки плавящимся электродом в среде инертного газа (MIG) либо в среде активного газа (MAG). Эти новые методы резко повысили производительность сварки без снижения её качества. Однако, несмотря на более низкую скорость сварки и мощность плавления при использовании метода TIG, во многих областях применения он по-прежнему остается несомненным гарантом максимально высокого качества сварочных работ. Метод дуговой сварки неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертного газа сохраняет шансы на будущее во многом благодаря усовершенствованию источников тока.

Основой сварочной горелки, применяемой в технологии TIG, является неплавящийся, термостойкий вольфрамовый электрод. Исходящая от него электрическая дуга нагревает и расплавляет свариваемый материал. При необходимости осуществляется подача сварочной проволоки, вручную или с помощью подающего механизма. При относительно небольшом зазоре между свариваемыми заготовками присадочный материал во многих случаях вообще не требуется. Как правило, электрическая дуга зажигается без прикосновения вольфрамового электрода к заготовке. Для зажигания дуги используется временно подключаемый источник высокого напряжения. Сама сварка большинства металлов осуществляется с помощью постоянного тока. Лишь алюминий сваривается с использованием переменного тока.

Вокруг вольфрамового электрода расположена форсунка для защитного газа. Выходящий из неё поток газа защищает нагретый материал заготовок от вступления в химические реакции с окружающим воздухом и тем самым обеспечивает необходимую прочность и вязкость металла сварного шва. В качестве защитных газов применяются инертные газы аргон, гелий или их смеси. В отдельных случаях также применяется водород. Все эти газы являются химически пассивными. Название этого метода сварки (TIG/MIG) происходит от названий материала электрода (Tungsten (англ.) или Wolfram (нем.)) и защитного газа (Inert Gas).

В качестве защитного газа при сварке методом TIG чаще всего применяется аргон. Он оптимизирует динамические качества источника питания с точки зрения возбуждения электрической дуги, а также её устойчивость и обеспечивает улучшенную по сравнению с гелием зону очистки сварного шва. В свою очередь гелий способствует особенно широкому и глубокому провару благодаря тому, что его теплопроводность в 9 раз превышает теплопроводность аргона. При сварке алюминия в среде аргона также обеспечивается менее выраженное образование пор. При сварке аустенитных сталей применяется частичная добавка водорода (лишь 2-5 %), а остальную часть защитного газа составляет аргон. Теплопроводность водорода в 11 раз превышает теплопроводность аргона, благодаря чему достигается очень глубокий провар и чрезвычайно эффективная дегазация.

При сварке коррозионностойких материалов, например, нержавеющих сталей, происходит окисление нагретых краевых зон вследствие контакта с кислородом воздуха, которого не всегда удается избежать полностью. При этом на поверхности заготовки образуются так называемые цвета побежалости. Их можно удалить методом последующей обработки и тем самым восстановить коррозионную стойкость материала. Однако более эффективным методом является полное исключение образования цветов побежалости. Это достигается с помощью так называемых формирующих газов. Эти газы блокируют доступ воздуха к краевым зонам сварного шва, а в некоторых случаях даже влияют на формирование корня шва. В качестве формирующих газов применяются главным образом смеси водорода и азота, а также аргон.

Дуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертного газа подходит для любых материалов, поддающихся сварке. В основном же этот метод применяется для сварки нержавеющих сталей, алюминиевых и никелевых сплавов. Концентрированная, устойчивая электрическая дуга обеспечивает высокое качество металла сварного шва и его гладкость, а также отсутствие брызг металла и шлака. Поэтому метод TIG является самым оптимальным для сварки деталей, к качеству которых предъявляются максимальные требования, например, трубопроводов для реакторов.

Во многих областях применения данного метода сварки выгодно использовать пульсирующий сварочный ток, чтобы предотвратить слишком интенсивное плавление материала основы и вызванное им проваливание сварного шва. При использовании пульсирующего сварочного тока сварной шов легче всего формируется при сварке тонколистового металла, так как материал основы расплавляется лишь отрезками и снова застывает.