Argonové obloukové svařování TIG/TIG | Rudetrans

Argonové obloukové svařování je obloukové svařování v prostředí inertního plynu argonu. Lze provést stavnou nebo nekonzumovatelnou elektrodou. Jako nekonzumovatelná elektroda se obvykle používá wolframová elektroda.

Pro argonové obloukové svařování lze použít následující názvy:

• RÁD – ruční svařování argonem netavitelnou elektrodou,
• AAD – automatické argonové obloukové svařování netavitelnou elektrodou,
• AADP – automatické svařování argonovým obloukem stavnou elektrodou.

Označení argonového obloukového svařování wolframovou elektrodou:

• TIG – Tungsten Inert Gas (Welding) – svařování wolframem v prostředí inertního plynu
• GTAW – Gas Tungsten Arc Welding – svařování plynovým wolframovým obloukem

Obecná charakteristika argonového obloukového svařování

Argon prakticky nevstupuje do chemických interakcí s roztaveným kovem a jinými plyny v zóně hoření oblouku. Argon je o 38 % těžší než vzduch, vytlačuje jej ze svařovací zóny a spolehlivě izoluje svarovou lázeň od kontaktu s atmosférou.

Při svařování argonovým obloukem je možný přenos velkých kapek nebo proudění kovu elektrody. Při velkém přenosu kapek je svařovací proces nestabilní, s velkým rozstřikem. Jeho technologické vlastnosti jsou horší než u poloautomatického svařování v oxidu uhličitém, protože v důsledku nižšího tlaku v oblouku kapky rostou do velkých rozměrů. Rozsah proudů pro přenos velkých kapek je poměrně velký, například pro drát o průměru d = 1,6 mm I_St. = 120-240A. Při současné síle I_St. nad 260A dochází k ostrému přechodu na proudový přenos, zlepšuje se stabilita procesu svařování, snižuje se rozstřik. Ne vždy však takové proudy splňují technologické požadavky. Proto je pro zajištění stability procesu racionálnější používat zdroje pulzního oblouku, které poskytují přechod na proudový přenos při proudech kolem I_St. ≈ 100A.

Technologie svařování netavitelnými elektrodami argonovým obloukem

Oblouk hoří mezi svařovaným obrobkem a nespotřebovatelnou elektrodou (obvykle wolframem). Elektroda je umístěna v hořáku, jehož tryskou je vháněn ochranný plyn. Výplňový materiál je přiváděn do zóny oblouku ze strany a není součástí elektrického obvodu.

Výkres. Argonové obloukové svařování netavitelnou elektrodou, procesní schéma

Svařování argonem může být ruční, kdy je hořák a přídavná tyč v rukou svářeče, a automatické, kdy se hořák a přídavný drát pohybují bez přímé účasti svářeče.

U tohoto způsobu svařování nelze zapálení oblouku na rozdíl od svařování stavnou elektrodou provést dotykem elektrody s obrobkem ze dvou důvodů. Za prvé, argon má poměrně vysoký ionizační potenciál, takže je poměrně obtížné ionizovat obloukovou mezeru v důsledku jiskry mezi výrobkem a elektrodou (při argonovém svařování stavnou elektrodou se poté, co se drát dotkne výrobku, objeví páry železa v oblouková zóna, které mají ionizační potenciál 2,5krát nižší než argon, což umožňuje zapálení oblouku). Za druhé, dotyk produktu wolframovou elektrodou vede ke kontaminaci a intenzivnímu tání. Proto při svařování argonem netavící se elektrodou je paralelně ke zdroji energie připojeno zařízení zvané „oscilátor“, které zažehne oblouk.

Oscilátor pro zapálení oblouku dodává do elektrody vysokofrekvenční vysokonapěťové impulzy, které ionizují obloukovou mezeru a zajišťují zapálení oblouku po zapnutí svařovacího proudu. Pokud se argonové svařování provádí na střídavý proud, oscilátor se po zapálení oblouku přepne do režimu stabilizátoru a v okamžiku změny polarity dodává do oblouku impulsy, aby nedocházelo k deionizaci mezery oblouku a zajistilo se stabilní hoření oblouku.

Při svařování stejnosměrným proudem vzniká na anodě a katodě nestejné množství tepla. Při proudech do 300 A se 70 % tepla generuje na anodě a 30 % na katodě, takže se téměř vždy používá přímá polarita, aby se maximalizovalo roztavení produktu a minimalizovalo se zahřívání elektrody. Všechny oceli, titan a další materiály s výjimkou hliníku jsou svařovány s přímou polaritou. Hliník se obvykle svařuje pomocí střídavého proudu, aby se zlepšila destrukce oxidového filmu.

Pro zlepšení boje proti pórovitosti se někdy k argonu přidává kyslík v množství 3–5 %. Současně se ochrana kovu stává aktivnější. Čistý argon nechrání kov před nečistotami, vlhkostí a jinými nečistotami, které se dostávají do svařovací zóny ze svařovaných hran nebo přídavného kovu. Kyslík vstupující do chemických reakcí se škodlivými nečistotami zajišťuje jejich vyhoření nebo přeměnu na sloučeniny, které plavou na povrch svarové lázně. Tím se zabrání poréznosti.

Rozsah a výhody argonového obloukového svařování

Hlavní oblastí použití argonového obloukového svařování netavitelnou elektrodou jsou spoje z legovaných ocelí a neželezných kovů. Pro malé tloušťky lze svařování argonem provádět bez přísad. Metoda svařování zajišťuje dobrou kvalitu a tvorbu svarů, umožňuje přesně udržovat hloubku průniku kovu, což je velmi důležité při svařování tenkého kovu s jednostranným přístupem k povrchu výrobku. Rozšířil se při svařování pevných spojů trubek, pro které byly vyvinuty různé konstrukce svařovacích automatů. Tento typ svařování se někdy nazývá orbitální svařování. Svařování netavitelnými elektrodami je jednou z hlavních metod spojování slitin titanu a hliníku.

Svařování argonovou spotřební elektrodou se používá při svařování nerezových ocelí a hliníku. Rozsah jeho použití je však relativně malý.

Nevýhody argonového obloukového svařování

Nevýhodou argonového obloukového svařování je nízká produktivita při použití ruční verze. Použití automatického svařování není vždy možné pro krátké a různě orientované švy.

Argonové svařování je druh svařování elektrickým obloukem v ochranném prostředí. Tato technologie svařování eliminuje interakci zahřátých částí dílů s kyslíkem přítomným ve vzduchu, což nespouští oxidační a spalovací procesy. Proto je seznam toho, co lze svařovat argonovým svařováním, velmi rozsáhlý a skládá se jak z ocelí různých jakostí, tak i z barevných kovů.

Výhody argonového svařování

Seznam toho, co může argonové svařování vyrobit, je poměrně rozsáhlý vzhledem k četným výhodám této technologie. Vychází z rozšířeného způsobu svařování v ochranném prostředí, vzniklém vytěsněním kyslíku ze vzduchu jiným plynem. Pro argonové svařování se používají speciální svařovací lázně, do kterých se ponoří díly určené ke svařování.

Protože je tento plyn těžší než vzduch, zcela jej vytlačuje z bazénu a vytváří tak bezpečné a neutrální svařovací prostředí. Dalším znakem technologie je, že pro svařování v ochranném argonovém prostředí se používají speciální nekonzumovatelné elektrody z wolframu nebo grafitu, jejichž bod tavení je výrazně vyšší než teplota tavení svařovaných kovů.

Argonové svařování oceli a neželezných kovů má následující výhody:

• plyn neumožňuje oxidaci svaru, což eliminuje vzhled pórů a dutin a pomáhá vizuálně kontrolovat šev během práce;
• argon je inertní plyn, proto je zcela neutrální a neinteraguje se svařovanými kovy, bez ohledu na jejich typ;
• argon zaručuje nepřítomnost nečistot ve svaru, díky čemuž je pevnější a samotný svarový spoj je homogennější;
• svarový šev je tenký a čistý, v některých případech není ani utěsněn, což negativně neovlivňuje estetiku součásti;
• v důsledku nedostatku kyslíku nedochází ke spalování svařovaných kovů, což je zvláště důležité při svařování hliníku a slitin na jeho bázi.

Relativní snadnost technologie a její spolehlivost se staly hlavními důvody, proč jsou kovy svařovány pomocí argonového svařování jak v každodenním životě, tak ve výrobě. Existuje také obrovské množství svařovacích strojů: od jednoduchých modelů pro domácnost až po automatické CNC svařovací linky.

Druhy argonového svařování

Výběr technologie argonového svařování přímo závisí na tom, co se svařuje argonem, a také na rozsahu svařovacích prací:

• Ruční svařování argonem. Tato technologie se nejčastěji používá v každodenním životě a v malosériové výrobě. Pro takovou práci se používá ruční svařovací invertor, v jehož hořáku je instalována nekonzumovatelná wolframová nebo grafitová elektroda. Hořák se pohybuje po svaru ručně, pokud je požadováno navařování kovu, mistr samostatně podává svařovací drát druhou rukou.
• Poloautomatické argonové svařování. Jedná se o produktivnější a technologicky vyspělejší způsob svařování kovů v ochranném prostředí, jehož základem jsou invertorové poloautomaty pro argonové svařování. Na rozdíl od běžných svařovacích poloautomatů jsou vybaveny hořákem jiné konstrukce, do kterého je vložena netavitelná elektroda pro vytvoření oblouku. I když princip je stejný: když stisknete tlačítko hořáku, drát se automaticky podá a mistr posouvá hořák sám po švu rukou. V každodenním životě se poloautomatické argonové svařování používá zřídka, protože je dražší ve srovnání se svařováním oxidem uhličitým nebo elektrodou a samotné zařízení je poměrně objemné.
• Automatické argonové svařování. Zde se hořák s automatickým posuvem drátu pohybuje samostatně pomocí pohonu: rychlost a směr pohybu, stejně jako délku oblouku, nastavuje obsluha. Robotické systémy se používají výhradně ve výrobě a jsou vybaveny CNC, jakákoli změna velikosti a geometrie dílu vyžaduje překonfigurování algoritmu.

V dnešní době se aktivně distribuují univerzální svařovací invertory MIG/TIG/MMA, které zajistí svařování elektrodou v prostředí oxidu uhličitého a v inertních plynech. Pro dílny nebo malovýrobu budou ideální variantou, i když jejich cena je znatelně vyšší než náklady na klasické svařovací poloautomaty.

Co můžete vařit s argonem?

Vzhledem k univerzálnosti a relativní jednoduchosti technologie je poměrně snadné použít svařování argonem a lze svařovat různé druhy kovů a jejich slitin. Zde jsou kovy, které lze vařit s argonem doma nebo v dílnách:

• měď;
• hliník
• nerezová ocel;
• dural;
• tenký plech (do 1 mm) ocel a jiné kovy.

Argon se nejvíce používá v autoservisech pro svařování a opravy litých kol a renovaci potrubí klimatizace. Při provádění karosářských prací jej lze použít i s tradičními poloautomaty na oxid uhličitý.

Tyto kovy jsou svařovány argonem ve výrobě, a to i na automatických svařovacích linkách:

• měď;
• titan;
• hliník
• legované a nerezové oceli;
• litina.

Ve výrobě jsou kovové trubky a části kritických stavebních konstrukcí svařovány argonovým svařováním. Kromě toho se svařování v inertním prostředí aktivně používá ve strojírenství.

Seznam věcí, které lze vařit pomocí argonového svařování, lze rozšiřovat doslova donekonečna. Tato technologie je také vynikající pro svařování konvenčních ocelí v ochranném prostředí. S ohledem na spotřebu plynu a jeho náklady to však není vždy vhodné: při práci s ocelí je optimálním řešením použití poloautomatického svářecího stroje s oxidem uhličitým.

Jak se provádí argonové svařování?

Technologie provádění svařovacích prací přímo závisí na tom, co se svařuje argonem: jaké kovy a jaké požadavky jsou kladeny na svařovanou část, jaké zařízení se používá. Specialisté společnosti dokonale znají všechny požadavky a vlastnosti svařování různých kovů nebo jejich slitin v argonovém prostředí a provedou vysoce kvalitní svařování jakýchkoli dílů bez vad, s nejodolnějším a esteticky bezvadným svarem.