Дугове зварювання, при якій в якості захисного газу використовується аргон. Застосовують аргонодугове зварювання неплавким вольфрамовим і плавиться електродами. Аргонодуговая зварювання вольфрамовим електродом може бути ручним і автоматичним. Сварка можлива без подачі і з подачею присадного дроту. Цей процес призначений головним чином для металів товщиною менше 3-4 мм. Більшість металів зварюють на постійному струмі прямої полярності. Зварювання алюмінію, магнію і берилію ведуть на змінному струмі. При прямій полярності (плюс на виробі, мінус на електроді) кращі умови термоелектронної емісії, вище стійкість вольфрамового електрода й допускається граничний струм. Допустимий струм при використанні вольфрамового електрода діаметром 3 мм складає орієнтовно при прямій полярності 140 "-280 А, зворотної - тільки 2-4 А, при змінному струмі - проміжне значення lit-16 А. Дуга на прямий полярності легко запалюється і горить стійко при напрузі 10- 15 в в широкому діапазоні щільності струму.
При зворотній полярності зростає напруга дуги, зменшується стійкість її горіння, різко зменшується стійкість електрода, підвищуються його нагрівання і витрата. Ці особливості дуги зворотної полярності роблять її непридатною для безпосереднього застосування в зварювальному процесі. Однак дуга зворотної полярності володіє важливим технологічним властивістю: при її дії з поверхні зварюваного металу видаляються оксиди і забруднення. Це явище пояснюється тим, що при зворотній полярності поверхню металу бомбардується важкими позитивними іонами аргону, які, переміщаючись під дією електричного поля від плюса (електрод) до мінуса (виріб), руйнують окисні плівки на зварюваної металі, а виходять з катода (поверхні виробу) електрони сприяють видаленню зруйнованих окисних плівок. Цей процес видалення окислів називається катодним розпиленням. Зазначене властивість дуги зворотної полярності використовують при зварюванні Al, Mg, Be і їх сплавів, що мають міцні окисні плівки. Але так як при постійному струмі зворотної полярності стійкість вольфрамового електрода низька, то для цієї мети використовують змінний струм. При цьому видалення плівки, т. Е. Катодного розпилення, відбувається, коли виріб, що зварюється є катодом. Таким чином, при зварюванні неплавким електродом на змінному струмі в певній мірі реалізуються переваги дуги прямої і зворотної полярності, т. Е. При цьому забезпечується і стійкість електрода і руйнування окисних плівок. Найпростіші електричні та газові схеми для аргонодугового зварювання наведені на рис. 60, з, б.
Технологія аргонодугового зварювання вольфрамовим електродом. Характерна циклограмма процесу аргонодугового зварювання вольфрамовим електродом. На циклограмме показано зміна основних параметрів процесу ручного зварювання: зварювального струму / св, напруги дуги f / a, швидкості подачі присадного дроту, швидкості зварювання, витрати аргону Qr і додаткового параметра - напруги осцилятора протягом циклу зварювання t. Газ подають за 10-15 с до початку горіння дуги, тиск газу становить (1,1-1,3) «105? Па, середня витрата газу для захисту зони зварювання - 10-15 л / хв, для зворотного боку шва - 30-50% від основного витрати. Дуга збуджується замиканням електрода і металу вугільним стрижнем або короткочасним розрядом високої частоти і напруги за допомогою осцилятора. Ручну зварювання виконують похилій пальником кутом вперед, кут нахилу до поверхні виробу становить 70-80 °. Присадні дріт подають під кутом 10- 15 ° (рис. 62). Після закінчення зварювання дугу поступово обривають для заварки кратера, при ручному зварюванні - її поступовим розтягуванням, при автоматичній - спеціальним пристроєм заварки кратера, що забезпечує поступове зменшення зварювального струму. Для захисту охолоджуючого металу подачу газу припиняють через 10-15 с після вимкнення струму. Приблизний режим ручного аргонодугового зварювання вольфрамовим електродом стикового з'єднання з високолегованої сталі товщиною 3 мм: діаметр вольфрамового електрода 3-4 мм, діаметр присадочного дроту 1,6 2 мм, зварювальний струм 120-160 А, напруга на дузі 12- 16 В, витрата аргону 6-7 л / хв. Аргонодуговой зварюванням виконують шви стикових, таврових і кутових з'єднань. При товщині листа до 2,5 мм доцільно зварювати з відбортовкою кромок, при малій величині зазору (0,1-0,5 мм) можна зварювати тонколистовий метал товщиною від 0,4 до 4 мм без оброблення крайок. Допустимий зазор тим менше, чим менше товщина зварюваного матеріалу. Листи товщиною більше 4 мм зварюють встик з обробленням, при цьому допустимий зазор повинен бути не більше 1,0 мм. Розроблено кілька різновидів, аргонодугового зварювання вольфрамовим електродом, заснованих на збільшенні проплавляющей здатності дуги за рахунок збільшення інтенсивності теплового і силового впливу дуги на зварюваний метал. До цих різновидів відносяться: зварювання зануреною дугою, із застосуванням флюсу, при підвищеному тиску захисної атмосфери, імпульсно-дугова, плазмова зварювання. Сварка зануреної дугою. Зі збільшенням діаметра електрода і сили струму збільшуються тиск дуги і питома кількість введеної теплоти. Під тиском дуги відбувається відтискування під електродом рідкого металу. Дуга при цьому занурюється в зварювальну ванну, а підтримку заданої напруги (довжини дуги) досягається опусканням електрода нижче поверхні зварюваного металу.Глибинапроплавлення досягає 10- 12 мм і вище, витрата аргону в сопло пальника становить 15-20 л / хв, в приставку для захисту остигаючого шва 15-30 л / хв і на зворотну сторону шва 6-10 л / хв. Сварка з застосуванням флюсу. Нанесення на поверхню металу, що зварюється шару флюсу не великий товщини (0,2-0,5 мм), що складається із з'єднань фтору, хлору і деяких оксидів, сприяє підвищенню зосередженості теплового потоку в плямі нагріву і збільшення проплавляющей здатності дуги. При цьому завдяки концентрації теплової енергії підвищується ефективність проплавления і знижуються витрати погонной енергії при зварюванні. Зварювання при підвищеному тиску захисної атмосфери. Потужність дуги зростає зі збільшенням тиску захисної атмосфери при постійному струмі і довжині дуги. Дуга при цьому стискається, завдяки чому збільшується її проплавляющей здатність приблизно на 25-60%. Цей спосіб можна використовувати при зварюванні в камерах з контрольованою атмосферою. Імпульсно-дугове зварювання вольфрамовим електродом полягає в застосуванні в якості джерела теплоти імпульсної (пульсуючою) дуги з метою концентрації в часі теплового і силового впливу дуги на основний і електродний метал. При обмеженому теплоотводе повніше використовується теплота на розплавлення основного металу, ніж при зварюванні постійної дугою. Дуга пульсує з заданим співвідношенням імпульсу і паузи.Суцільний шов виходить розплавленням окремих точок з певним перекриттям. Повторні порушення і стійкість дуги забезпечуються завдяки горінню малопотужної чергової дуги (10-15% від сили струму в імпульсі). Поряд з силою струму, напругою, швидкістю зварювання до основних параметрів імпульсно-дугового зварювання відносяться тривалість імпульсу і паузи, тривалість циклу зварювання t = tCB + tn і крок точок де vcb - швидкість зварювання. Відношення називається жорсткістю режиму. Жорсткість режиму при заданій енергії імпульсу і тривалості циклу характеризує проплавляющей здатність дуги. Змінюючи параметри режиму імпульсно-дугового зварювання, можна в широких межах змінювати кристалізацію металу і таким чином впливати на властивості зварних з'єднань. Технологічні переваги зварювання імпульсною дугою вольфрамовим електродом в найбільшою мірою проявляються при зварюванні тонколистових матеріалів: практично відсутні дефекти формування шва, провисання і підрізи, поліпшуються умови формування шва в різних просторових положеннях, знижуються вимоги до кваліфікації зварника при ручному зварюванні. Так як для зварювання металу певної товщини потрібна значно менша погонне енергія, істотно зменшуються деформації та прожогом тонколистових матеріалів. Таким чином, імпульсно-дугове зварювання вольфрамовим електродом призначена головним чином для регулювання проплавленняосновного металу і формування шва при зварюванні тонколистового металу. Аргонодуговая зварювання електродом, що плавиться. Область застосування цього виду - зварювання кольорових металів (А1, Mg, Сі, Ti і їх сплавів) і легованих сталей. Сварка відбувається з крапельним і струменевим перенесенням, Зі збільшенням струму крапельний перенесення металу електрода змінюється струменевим і глибинапроплавлення збільшується. Критична величина струму, при якій крапельний перенесення змінюється струменевим, становить: при зварюванні сталей - від 60 до 120 А на 1 мм 2 перерізу електродного дроту, при зварюванні алюмінію - 70 А. Наприклад, для дроту марки Св-12Х18Н9Т різних діаметрів при горінні дуги в середовищі аргону критичний струм має наступні значення: діаметр електрода, мм 1,0 2,0 3,0 критичний струм, А. ISO 280 350 при аргонодугового зварюванні плавиться пред'являються більш жорсткі вимоги до складання, ніж при зварюванні вольфрамовим електродом, перед зварюванням необхідна ретельна очищення кромок зварювальних матеріалів і дроту.