Как устроена TIG-сварка
При TIG, или GTAW, дуга горит между неплавящимся вольфрамовым электродом и изделием в инертной защитной среде. Электрод служит токоподводом и формирует дугу; он не должен расходоваться как присадка. При необходимости присадочный пруток или проволоку подают отдельно. Это позволяет управлять нагревом и добавлением металла независимо, хотя качество соединения определяется их согласованием.
Процесс используют для точного формирования шва, корневых проходов и материалов, требовательных к чистоте. Возможна сварка без присадки, но только там, где геометрия, состав и требования к соединению это допускают. Отсутствие шлака упрощает межслойную обработку, однако не устраняет необходимость очистки поверхностей. Загрязнение вольфрама или присадки способно вызвать включения и нестабильность дуги.
Основные настройки
| Элемент | Влияние | Что согласовать |
|---|---|---|
| Вольфрам | Форма и устойчивость дуги | Тип, диаметр, заточка, ток |
| Защитный газ | Защита и характер разряда | Состав, расход, сопло, сквозняк |
| Присадка | Состав и объём металла | Марка, диаметр, чистота |
| Питание | Нагрев и очистка поверхности | DCEN либо AC, импульсы и баланс |
| Защита обратной стороны | Состояние корня | Материал, продувка и критерий чистоты |
Таблицу можно прокручивать по горизонтали →
Для многих сталей на постоянном токе применяется DCEN, что ограничивает перегрев вольфрама. Для алюминия распространён переменный ток с очищающей положительной фазой электрода. Это типичная практика, а окончательное подключение определяется материалом и процедурой. Источник с характеристикой постоянного тока уменьшает изменение тока при ручных колебаниях длины дуги.
Пример энергии прохода
Для условного установившегося режима U = 12 В, I = 100 А, скорость v = 120 мм/мин. Энергия дуги E = 60UI/(1000v) = 0,600 кДж/мм. Если принятая методика использует η = 0,6, тепловложение Q = ηE = 0,360 кДж/мм. На длине 200 мм время движения составит 200/120 = 1,667 мин, или 100 с.
Коэффициент 0,6 здесь относится к выбранной расчётной методике, а не к измеренному КПД любого аппарата TIG. Нельзя сравнивать полученное тепловложение с чужим значением энергии дуги без проверки определений. При импульсном режиме используют подходящую регистрацию электрической энергии, поскольку произведение средних показаний может отличаться от среднего мгновенной мощности.
Поджиг и защита
Бесконтактный высокочастотный поджиг уменьшает риск загрязнения вольфрама при касании. Lift-поджиг использует контролируемое касание при малом токе. Случайный контакт рабочего электрода с ванной или присадкой требует осмотра и восстановления наконечника по инструкции. Частицы вольфрама в шве являются нежелательным включением, а не дополнительным легированием.
Расход газа назначают с учётом сопла, газовой линзы, вылета и окружающей среды. Увеличение расхода без причины может вызвать турбулентность и подсос воздуха. Перед сваркой проверяют утечки, состояние шлангов и наличие предварительной подачи газа. После гашения дуги продолжают защиту горячего электрода и кратера в течение установленного процедурой времени.
Для материалов с чувствительным к окислению корнем предусматривают обратную газовую защиту и критерий её достаточности. Продувка замкнутого объёма должна иметь выход газа: давление не должно деформировать ванну. Присадку вводят в защищённую область, сохраняя её чистоту. Нагретый конец прутка нельзя оставлять незащищённым и затем переносить загрязнения в следующую порцию металла.
Технологическую пробу оценивают по сплавлению, геометрии, состоянию корня и требованиям контроля. В протокол включают газ, электрод, подключение, ток, скорость, присадку и подготовку поверхности; одно значение тока не обеспечивает повторяемости результата.