Рубрика: Строительство

Самодельный аргонный сварочный аппарат

Для выполнения сварочных работ с деталями из нержавеющей стали, цветных металлов и сплавов на их основе (алюминий, медь, бронза и др.) необходимо использование специального аппарата и защитного газа (чаще всего в этих целях применяют аргон). Из-за высокой стоимости оборудования и профессиональных услуг по выполнению таких сварочных работ у многих возникает вопрос о том, возможна ли аргонная сварка своими руками – при помощи самодельного технического устройства.

Действительно, сделать и эффективно использовать такое устройство можно, о чем свидетельствуют многочисленные фото и схемы подобных аппаратов в интернете.

Для того чтобы со знанием дела изготовить устройство для аргоновой сварки и получать с его помощью качественные и надежные сварные швы, необходимо сначала разобраться в том, что собой представляет данная технология соединения деталей из цветных металлов и легированных сталей. Она имеет много схожего и с электродуговой, и с газовой сваркой, но существенно отличается от них по своим ключевым принципам.

Для чего необходим газ при выполнении сварки

При нагревании и расплавлении легированные стали и цветные металлы вступают в реакцию с кислородом и другими газами, содержащимися в окружающем воздухе. В результате на поверхности таких металлов формируется тугоплавкая оксидная пленка, а алюминий, взаимодействуя с кислородом в расплавленном состоянии, может даже возгораться. Этот негативный фактор приводит к значительному ухудшению качества сварного шва, который становится пористым и неоднородным.

Избежать таких проблем позволяет использование инертного газа аргона, при помощи которого защищают область выполнения сварочных работ.

Применение этого газа, который обладает большей массой, чем кислород, и практически не вступает в реакции с другими химическими элементами, позволяет не только вытеснить все газообразные составляющие окружающего воздуха из зоны сварки, но и сформировать в ней поток токопроводящей плазмы, которая способствует более эффективному и быстрому расплавлению кромок соединяемых деталей.

Аргонодуговая сварка может выполняться различными типами электродов: неплавящимися, изготавливаемыми из вольфрама, и плавящимися, химический состав которых должен максимально соответствовать составу соединяемых деталей. По степени автоматизации технологического процесса аргонную сварку подразделяют на ручную (выполняется с использованием вольфрамовых стержней), автоматическую (могут применяться и неплавящиеся, и плавящиеся электроды), а также полуавтоматическую (используется достаточно редко и обладает меньшей эффективностью, по сравнению с двумя первыми методиками).

Комплектующие для самодельного аппарата аргонной сварки

Чтобы своими руками сделать аппарат для выполнения аргонной сварки, потребуются простейшая схема (или фото) данного устройства, а также трансформатор и специальная горелка.

На выбор мощности трансформатора оказывают влияние характеристики деталей, которые планируется варить при помощи самодельного аппарата аргонной сварки. Напряжение, выдаваемое вторичной обмоткой, должно находиться в пределах 65–70 В (без нагрузки).

Для многих новичков недостаточно будет электрической схемы и рекомендаций по намотке обмоток самодельного трансформатора – для этого необходим опыт выполнения подобных работ. В такой ситуации лучше приобрести готовый трансформатор, характеристики которого соответствуют работе с токами большой величины. Например, подойдет трансформатор от любого электрического сварочного аппарата.

Поскольку в электрической схеме аппарата для аргонной сварки используется постоянное напряжение, необходимо будет изготовить выпрямитель тока. Сделать это несложно.

К изготовлению горелки следует подойти очень ответственно, так как от правильности ее работы во многом зависит качество формируемого соединения, а также удобство использования самодельного сварочного аппарата.

Важнейшим элементом горелки является зажим (или цанга), в котором фиксируется вольфрамовый пруток. Такой зажим должен быть приспособлен под диаметр электрода приблизительно 2–3 мм.

К обратной стороне зажима припаивают медную трубку диаметром 6 мм, через которую к нему подается напряжение для питания сварочной дуги, а также защитный газ в зону формируемого соединения. Очень важно, чтобы припой, с помощью которого трубку соединяют с зажимом, был высокотемпературным.

Цангу с той стороны, с которой в ней фиксируется вольфрамовый электрод, соединяют с трубкой из керамики или кварцевого стекла. Диаметр последней должен находиться в пределах 8–10 мм. Через такую трубку (ее длина должна составлять приблизительно 5 см) в зону выполнения сварки подается защитный газ. Эта трубка, в центральной части которой располагается электрод, зафиксированный в зажиме, также защищает его от соприкосновения с поверхностью соединяемых деталей.

Порядок изготовления устройства для сварки в среде аргона

Разберемся в том, как сделать своими руками устройство для аргонной сварки, имея в наличии все необходимые комплектующие. В первую очередь изготавливают удобный держатель, для чего используют трубку соответствующего диаметра. Ее обматывают двумя слоями изолирующего материала (стеклоткани), между которыми располагают силиконовый герметик. Такому держателю придают удобную изогнутую форму. К нему крепят микровыключатель, который будет отвечать за открытие и закрытие газового клапана.

Читайте также:  Простой браслет из резинок на станке

К готовой горелке присоединяют трубку диаметром 6–8 мм, через которую к ней будет подаваться защитный газ. Обратный конец такой трубки соединяют с газовым баллоном. Кроме того, к горелке подводят два провода: один – для соединения микровыключателя с газовым клапаном, второй – для подачи сварочного тока к электроду. Сечение питающего провода, который будет работать под серьезной нагрузкой, должно быть не меньше 8 квадратных миллиметров.

Газ, подающийся в зону сварки, должен отключаться не сразу после ее окончания, а спустя некоторое время (5–7 секунд). В аппаратах серийных моделей для аргонной сварки задержку отключения защитного газа обеспечивает специальное электронное устройство, которое не только усложняет конструкцию оборудования, но и делает его дороже. В самодельных устройствах для аргонной сварки, которые отличаются простотой конструкции и бюджетной себестоимостью, такая задержка обеспечивается за счет ручного отключения микровыключателя.

Собираясь изготовить своими руками аппарат для аргонной сварки, имейте в виду, что не следует применять для защиты сварочной зоны смесь газов. Как показывает практика, только чистый аргон (не менее 99% чистоты) может обеспечить получение качественного и надежного сварного соединения.

Тонкости выполнения аргонной сварки

У технологии аргонной сварки есть свои тонкости. Рассмотрим их.

Аргон и сварочный ток подводят непосредственно к горелке. Второй питающий провод – массу – подсоединяют к свариваемым деталям при помощи пружинного зажима. Электрическая дуга, за счет которой и происходит расплавление кромок свариваемых деталей и присадочной проволоки, горит между вольфрамовым электродом и поверхностями свариваемых деталей. Присадочная проволока, благодаря которой происходит формирование сварного шва, подается непосредственно в зону действия электрической дуги.

Конец вольфрамового электрода для обеспечения стабильного горения дуги необходимо заточить под конус на длину, равную 2 или 3 диаметрам вольфрамового стержня.

Сварочную дугу, чтобы не допустить оплавления конца электрода и его загрязнения, зажигают не на поверхности соединяемых деталей, а на специальной угольной пластине.

Поскольку потенциал ионизации аргона намного выше, чем у кислорода, азота и металлических паров, для зажигания электрической дуги в его среде необходим источник тока с повышенным значением напряжения холостого хода либо дополнительное устройство, которое называется осциллятор. Такой аппарат, вырабатывающий ток с высокой частотой и повышенным значением напряжения, обеспечивает не только быстрое зажигание дуги, но и ее стабильное горение в процессе выполнения аргонной сварки.

Как известно любому специалисту, формирование сварного шва при выполнении обычной электродуговой сварки осуществляется за счет трех технологических движений, совершаемых электродом: продольного (вдоль оси сварного шва), осевого (вдоль оси электрода) и поперечного (перпендикулярно оси шва). В отличие от данной технологии, аргонную сварку осуществляют только за счет продольного перемещения электрода и присадочной проволоки. Никаких других движений не делают ни при ручной, ни при автоматизированной сварке.

Необходимость строгого соблюдения данного правила объясняется следующим.

  • Движение вдоль оси электрода не выполняется по той причине, что он не расплавляется в процессе горения сварочной дуги.
  • Движение в поперечном направлении нельзя выполнять из-за того, что в таком случае из-под защиты аргона будет выведена область выполнения сварки, где присутствует расплавленный металл.

Поскольку электрод и присадочная проволока при аргонной сварке не перемещаются в поперечном направлении, сварной шов получается узким и аккуратным, что хорошо видно по фото таких соединений.

Подбирая присадочную проволоку для выполнения соединений по данной технологии, очень важно обращать внимание на ее химический состав, который должен соответствовать составу свариваемых деталей. Как уже говорилось выше, зажигать дугу при выполнении аргонной сварки следует на угольной платине, а гасить ее необходимо на некотором расстоянии от соединяемых деталей.

Чтобы обеспечить надежную защиту сварочной зоны от окружающего воздуха, необходимо следить за тем, чтобы электрод и присадочный пруток никогда не выходили из зоны действия защитного газа. Для минимизации разбрызгивания расплавленного металла из зоны сварки присадочный пруток вводят в сварочную ванну очень медленно и плавными движениями.

Выполняя аргонную сварку, необходимо внимательно следить за тем, хорошо ли проплавились кромки соединяемых деталей. Определить это можно по форме ванны расплавленного металла: она должна быть вытянута в сторону выполнения сварки, но ни в коем случае не иметь форму овала или круга.

Если хорошо усвоить всю необходимую теоретическую информацию о технологии аргонной сварки и немного потренироваться, то даже с помощью самодельного сварочного аппарата можно получать качественные, надежные и аккуратные соединения.

Применение аргонодуговой сварки необходимо при работе с металлами, которые не могут быть соединены посредством обычной сварки. Данный метод используется для сварки алюминия, бронзы, нержавеющей стали и чугуна, в редких случаях — черного металла.

Читайте также:  Проточный насос для отопления

В этой статье представлена технология аргонодуговой сварки (TIG). Мы рассмотрим особенности метода, его преимущества и недостатки, а также используемое для сварки в аргоне оборудование.

1 Сфера применения технологии, плюсы и минусы

Ключевой особенностью технологии аргонодуговой сварки является то, что в отличие от обычного метода сварной шов прокладывается в среде защитного облака из защитного газа — аргона. Также разница заключается в значительно меньших температурах столба дуги, которые не превышают 2000 градусов, что дает возможность использовать неплавящиеся вольфрамовые электроды.

Данная технология практикуется при работе со следующими видами металлов:

  1. Алюминий. Соединение алюминия обычной электродуговой сваркой невыполнимо из-за высокой теплопроводности металла, сохранение цвета которого при нагреве до температуры плавления возможно только в среде защитного газа. Также на поверхности оксида в стандартных условиях быстро образуется пленка оксидов, ухудшающая качество шва.
  2. Нержавеющая сталь. Характерной особенностью сварки нержавейки является необходимость применения присадочной проволоки из аналогичного материала, присадкой в данном случае долен покрываться образовавшийся на поверхности металла слой окиси. Режим сварки подбирается так, чтобы шов медленно остывал в аргоновой среде, при отключению подачи газа сразу по завершению стыковки на поверхности нержавейки могут пойти трещины.
  3. Чугун. ТИГ технология зачастую практикуется при ремонте сантехнический и канализационных труб либо с целью ремонта дефектов чугунных конструкций, возникших в процессе их отлива. Перед прокладыванием сварного шва соединяемые детали необходимо нагреть до температуры 150-300 градусов во избежание растрескивания материала.
  4. Титан. Сварка титана аргоном является единственным возможным методом обработки данного металла, поскольку без защитного газа уже при 450 0 на его поверхности образуется окалина и оксидная пленка, провоцирующие появление трещин. Особенностью работы с титаном является применение вспомогательных накладок для подачи газа на тыльную сторону свариваемых поверхностей.
  5. Медь и латунь. Соединение данных металлов можно выполнять и по стандартной технологии, однако сварка меди аргоном обеспечивает лучшее качество шва. Медь и латунь имеют низкую температуру плавления, поэтому их нагрев при реализации ТИГ метода не превышает 350-400 градусов.

Схема аргонодуговой сварки

Сварка в среде аргона имеет ряд преимуществ, не доступных другим технологиям соединения металлов, а именно:

  • низкий нагрев поверхности стали — для титана, чугуна и меди сильное прогревание является критичным;
  • высокая продуктивность сварочных работ;
  • качественный и визуально эстетичны сварной шов;
  • сравнительная простота технологии и возможность ее реализации в домашних условиях.

Однако есть у данного метода и недостатки, к которым относится необходимость применения большого количества вспомогательного оборудования, сложности в выборе режима аргонодуговой сварки, а также трудности при работе в условиях сквозняка либо ветра, которые разрушают защитное аргоновое облако.

1.1 Нюансы ручной аргонодуговой сварки (видео)


к меню ↑

2 Используемое оборудование

Реализация аргонодуговой сварки может выполнятся так с помощью промышленных аппаратов, так и с применением самостоятельно собранного комплекта оборудования. В перечень используемых устройств входит:

  • горелка с соплом;
  • осциллятор;
  • балансный реостат;
  • инвертор (источник напряжения).

В качестве источника напряжения может применятся трансформаторная установка, однако использование инвертора более предпочтительно, поскольку такое оборудование способно создать равномерное напряжение строго заданной частоты. Инвертор может подключаться к электросетям 220 либо 380В, аппараты на трехфазную сеть является более производительными.

Установка для аргонодуговой сварки

Балансный реостат — оборудование, посредством которого регулируется сила подаваемого на дугу тока, что позволяет подобрать оптимальный режим обработки разных металлов. Промышленные сварочные аппараты оснащены встроенными реостатами, однако при самостоятельной сборке комплекта его можно приобрести отдельно.

Осциллятор для сварки является одним из ключевых по важности аппаратов в ТИГ сварке. Он выполняет несколько функций — поддерживает стабильную дугу переменного тока и пробивает междуговой промежуток между поверхность детали и концом электрода. Осциллятор для аргонодуговой сварки должен генерировать разряд мощностью от 4 до 8 кВт.

Горелка является фиксирующим электрод прибором, через который к сварному шву подается защитный газ. Основной частью корпуса горелки выступает резервуар под охлаждающую жидкость, оборудованный двумя штуцерами, по которым жидкость циркулирует, и соплом. В центральной части резервуара размещен неплавящийся вольфрамовый электрод, к которому подводится провод и клемма, соединяющие электрод с инвертором либо сварочным аппаратом. По каналу между стенками сопла и электродом подается газ, сама горелка через штуцер подсоединена к баллону с аргоном.

Устройство горелки для аргонодуговой сварки

Среди проверенных аппаратов для ТИГ сварки выделим следующие модели оборудования:

  • КЕДР TIG 200P;
  • Blue Weld TIG 230DC;
  • Brima TIG-200;
  • Сварог TIG 200P.

Это универсальные установки, оснащенные балансным реостатом, горелкой и осциллятором. Дополнительно вам потребуется приобрести баллон для газа, редуктор, которым будет регулироваться расход аргона при сварке, а также шланги для подключения баллона к горелке.

Читайте также:  Самые ленивые породы собак

2.1 Расходные материалы (электроды, присадочная проволока)

Для аргонодуговой сварки используются неплавящиеся вольфрамовые электроды, которые в зависимости от химического состава классифицируются на следующие группы:

  • электроды WP (из чистого вольфрама без примесей) — применяются при работе с переменным током для сварки алюминия и магния;
  • электроды WZ-8 (в фольфрам добавлен оксид циркония) обеспечивают максимально стабильную дугу и чистую сварочную ванну, применяются для алюминия, бронзы и никеля;
  • электроды WT-20 (с оксидом тория) — предпочтительный вариант для постоянного тока, используются для нержавейки и металлов с высокой температурой плавления (титан, никель);
  • электроды WY-20 (с иттрированного вольфрама) — применяются для аргонодуговой сварки особо ответственных соединений, обеспечивают максимальную прочность сварного шва, предназначены для соединения меди, низколегированной стали и титана на постоянном токе;
  • электроды WL-15 (вольфрам с оксидом лантана) — долговечные неплавящиеся электроды, не загрязняющие сварной шов, используются для высоколегированных сталей и алюминия как для переменного, так и для постоянного тока.

Горелка с вольфрамовым электродом

Не менее важным является правильный выбор присадочной проволоки, от которой непосредственно зависит качество сварного шва. Основным правилом выбора является использование присадочной проволоки идентичной по химическому составу тому материалу, сваривание которого будет выполняться. Присадочные прутки (проволока) производятся в диаметрах 1-12 мм, длина одного отрезка — до 100 см. Диаметр проволоки нужно выбирать исходя из толщины соединяемого металла.
к меню ↑

2.2 Технология ТИГ сварки своими руками

Ключевым условием того, будет ли аргонная сварка своими руками выполнена успешно, является правильный выбор режима проведения работ. Режим сваривания определяется в зависимости от толщины стыкующегося металла, от которого будет зависеть мощность подающегося тока, диаметры используемых электродов и присадочной проволоки, а также расход аргона и скорость прокладывания сварного шва. Ознакомьтесь с таблицей выбор выбора режимов.

Режимы аргонодуговой сварки

Аргонодуговая сварка своими руками — особенности технологии:

  1. Подача аргона должна начинаться за 15-20 секунд до начала прокладывания шва и завершатся спустя 10 сек после отключения дуги.
  2. Неплавящийся электрод нужно размещать предельно близко к соединяющемуся металлу, однако их непосредственный контакт после появления дуги не допускается.
  3. Следите за тем, чтобы присадочная проволока и электрод постоянно располагались в среде защитного газа. Перемещать горелку нужно строго по оси шва, без малейших поперечных движений.
  4. Присадочные прутки нужно подавать максимально плавно чтобы избежать их разбрызгивания. Сама проволока должна размещаться перед горелкой.
  5. Соединяемые металлические поверхности перед началом работ необходимо обезжирить и очистить от загрязнений.
  6. Гасить дугу нужно с помощью редуктора, резкий обрыв подачи тока недопускается.

Если технология реализована правильно, вы получите удлиненную по направлению перемещения горелки сварочную ванну. В случае недостаточного проплавления кромок металла ванна будет иметь овальную или круглую форму.

Всем доброго времени суток.

Сразу за блоком охлаждения поступило желание заиметь TIG горелку CK-130 superflex. Посмотрел цены, не обрадовало… курс гривны к доллару не мал, поэтому цена выходит раза в 2 выше нежели моей китайской водоохлаждаемой 18 горелки… а еще и доставка.
Прикусив губу хотел уж было ожидать "лучших времен", но характер и желание иметь нечто подобное взяло верх. В итоге родилась идея.
Теперь от самой идеи к реализации.

В первую очередь нужно было определить размер и токовую нагрузку самой горелки. Выбор пал на среднюю серию, это 17 горелка (SR-17), вот она в моей руке с газовой линзой уже

Горелка куплена, дальше нужна трубка, в которой будет проложена силовая жила, плюс по которой будет идти газ — аргон. Причем трубка то не любая должна быть, а гибкая, даже очень гибкая. Пошел на рынок, обсмотрел все варианты, от РТИ до ПВХ… все не так, все не то… разочарованный пришел домой… полез в интернет в поисках силиконовой трубки.
Силиконовая трубка оказалась тем что нужно, но цена ее была, которую мне озвучили на одной фирме, мягко говоря неподьемной — 400 грн./м., а длину рукава я планировал около 8 м.
Но на этом руки не опустились, начал смотреть форумы, обьявления, и вот — джекпот. На одной из площадок обьявления я нашел человека, который взялся мне под заказ сделать силиконовую трубку, да еще и цена ну ОЧЕНЬ обрадовала, а когда изготовитель узнал зачем мне это, он еще и скидку сделал, потому как сам любит варить аргоном, так сказать коллега по цеху).
После 2 примерок и проб вылетела вот такая трубка в типоразмере 11х1,7мм

Трубка Очень гибкая, вот видео —

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *