Сварка методом tig

Если вам нужен чистый, прочный и эстетичный шов на нержавеющей стали, алюминии или титане – TIG-сварка станет лучшим выбором. В отличие от MIG/MAG-методов, здесь нет брызг металла, а контроль над процессом позволяет работать даже с тонкими листами от 0.5 мм. Главное – правильно подобрать силу тока и угол наклона горелки.

Аргоновая защита в TIG-сварке предотвращает окисление металла, но требует точной настройки расхода газа. Оптимальный диапазон – 6–12 л/мин для большинства задач. Слишком слабый поток не защитит зону сварки, а избыточный создаст турбулентность и увлечёт воздух в рабочую область.

Вольфрамовый электрод – сердце процесса. Для алюминия выбирайте зеленые марки (WP), для стали – красные (WT20). Затачите электрод под углом 30° и делайте периодическую перешлифовку: затупленный кончик ухудшает стабильность дуги. При сварке переменным током (AC) конец электрода естественным образом округляется – это нормально.

Принцип работы TIG-сварки и основные компоненты оборудования

TIG-сварка (Tungsten Inert Gas) основана на плавлении металла электрической дугой между неплавящимся вольфрамовым электродом и заготовкой. В зону сварки подается инертный газ (аргон или гелий), который защищает расплавленный металл от окисления.

Ключевые компоненты оборудования:

1. Источник тока – обеспечивает постоянный (DC) или переменный (AC) ток в зависимости от свариваемого материала. Для алюминия применяют AC, для нержавеющей стали – DC.

2. Горелка TIG – удерживает вольфрамовый электрод и подает защитный газ. Выбирайте горелку с керамическим соплом и надежной системой охлаждения (воздушной или водяной).

3. Вольфрамовый электрод – должен соответствовать материалу заготовки. Для сварки алюминия подходят электроды с добавлением циркония (маркировка WZ), для стали – с торием (WT).

4. Баллон с инертным газом – аргон высокой чистоты (99,99%) обеспечивает стабильную дугу и качественный шов. Расход газа регулируется редуктором (оптимальный диапазон – 6-12 л/мин).

5. Присадочный пруток – подбирается по составу к основному металлу. Диаметр прутка должен быть на 25-50% меньше толщины свариваемого материала.

Для работы с тонкими металлами (0,5-3 мм) используйте ток 30-120 А, с толстыми (от 5 мм) – 150-300 А. Угол наклона горелки – 15-20° от вертикали, расстояние от электрода до заготовки – 1,5-3 мм.

Выбор вольфрамового электрода: тип, диаметр и заточка

Для сварки TIG вольфрамовый электрод подбирают по материалу, толщине заготовки и типу тока. Основные марки:

• WP (зелёный) – для переменного тока (AC), подходит для алюминия и магния.
• WT-20 (красный) – универсальный, работает на постоянном (DC) и переменном токе.
• WL-20 (синий) – для DC, обеспечивает стабильную дугу при сварке нержавеющей стали и титана.

Диаметр электрода

Зависит от силы тока:

• 1,0 мм – до 50 А;
• 1,6 мм – 50–100 А;
• 2,4 мм – 100–200 А;
• 3,2 мм – свыше 200 А.

Заточка электрода

Форма кончика влияет на стабильность дуги:

• Для DC-сварки затачивают под углом 30–60° с небольшим притуплением (0,2–0,5 мм).
• Для AC-сварки кончик оставляют округлым или слегка притупляют.

Используйте алмазный круг для заточки – он даёт гладкую поверхность без заусенцев. После обработки избегайте касания кончика пальцами, чтобы не загрязнить его.

Настройка параметров тока для разных металлов и толщин

Для нержавеющей стали толщиной 1–2 мм установите ток в диапазоне 30–60 А. Если металл толще (3–5 мм), увеличьте силу тока до 80–120 А. Используйте постоянный ток прямой полярности (DCEN) для лучшего контроля над сварочной ванной.

Алюминий и его сплавы

Сваривайте алюминий на переменном токе (AC) с балансом волны около 70% на очистку. Для листов 1,5–3 мм подойдет ток 60–100 А, а для толщины 4–6 мм потребуется 120–180 А. Увеличивайте частоту до 150–200 Гц, чтобы сфокусировать дугу и уменьшить тепловложение.

Углеродистая сталь

Работайте с углеродистой сталью на постоянном токе обратной полярности (DCEP). Для тонких заготовок (1–2 мм) достаточно 40–70 А, а для толщины 4–8 мм выставляйте 90–160 А. Подбирайте силу тока так, чтобы проплавление было равномерным без прожогов.

При сварке титана используйте постоянный ток прямой полярности (DCEN) и защитный газ с высокой чистотой (аргон 99,998%). Для толщины 1–3 мм установите 50–90 А, для 4–6 мм – 110–160 А. Контролируйте скорость сварки, чтобы избежать окисления шва.

Медь и ее сплавы требуют повышенного тепловложения. Для толщины 2–4 мм применяйте ток 80–140 А, для 5–8 мм – 150–220 А. Используйте предварительный нагрев до 200–300°C, особенно для толстостенных деталей.

Техника ведения горелки и подачи присадочной проволоки

Перемещайте горелку плавно, без резких движений. Для тонкого металла используйте колебательные движения «вперед-назад», для толстого – небольшие круговые или полукруглые перемещения. Скорость движения должна соответствовать скорости проплавления.

Подавайте присадочную проволоку в переднюю часть сварочной ванны под углом 20–30° к поверхности. Касайтесь проволокой края ванны, затем отводите на 1–2 мм – так металл будет плавиться равномерно, без брызг.

Диаметр проволоки выбирайте в пределах 0,8–1,5 толщины основного металла. Для стали 3 мм подойдет проволока 2,4 мм. Слишком толстая проволока требует избыточного нагрева, а тонкая – замедляет процесс.

Синхронизируйте движения: подавайте проволоку в момент, когда сварочная ванна достигла нужного размера. Начинающим рекомендуется делать 1–2 капли присадочного металла в секунду при сварке стали толщиной 2–3 мм.

При сварке угловых швов направляйте горелку ближе к вертикальной поверхности, а проволоку подавайте к горизонтальной – это обеспечит равномерное проплавление обеих кромок.

Защита сварочной зоны: газовые среды и их влияние на шов

Для TIG-сварки выбирайте инертные газы – аргон или гелий, либо их смеси. Они предотвращают окисление металла и обеспечивают стабильность дуги. Чистый аргон подходит для большинства сталей, а гелий увеличивает тепловложение, что полезно для толстых заготовок.

При сварке нержавеющей стали добавьте 1-2% водорода в аргон. Это улучшает текучесть металла и снижает пористость шва. Для алюминия используйте чистый аргон – примеси ухудшают качество соединения.

Контролируйте расход газа: 6-12 л/мин для аргона, 8-15 л/мин для гелия. Слишком слабый поток не защитит зону сварки, а избыточный создает турбулентность и захватывает воздух.

Проверяйте влажность газа – конденсат в баллоне вызывает поры в шве. Устанавливайте осушитель, если работаете в условиях высокой влажности. Для ответственных соединений применяйте газы с чистотой 99,998% и выше.

При сварке титана увеличьте зону защиты в 1,5-2 раза по сравнению со сталью. Используйте дополнительные экраны или камеры с контролируемой атмосферой. Даже кратковременный контакт с воздухом при температуре выше 400°C приводит к охрупчиванию металла.

Типичные дефекты при TIG-сварке и методы их устранения

Пористость шва чаще всего возникает из-за загрязнений на кромках металла или некачественного защитного газа. Перед сваркой тщательно очищайте поверхность металла щеткой из нержавеющей стали и обезжиривайте ацетоном. Проверяйте герметичность газовой системы и используйте аргон высокой чистоты (не ниже 99,98%).

Прожоги появляются при избыточном нагреве тонколистового металла. Уменьшайте силу тока на 10-15% и ведите горелку быстрее. Для материалов толщиной менее 1 мм применяйте импульсный режим сварки с частотой 2-5 Гц.

Включения вольфрама в шве – результат контакта электрода с расплавом. Держите электрод на расстоянии 1,5-3 мм от детали и затачивайте его под углом 30-45°. При случайном касании прекратите сварку, удалите загрязненный участок и замените электрод.

Неравномерность валика часто связана с нестабильной подачей присадочной проволоки. Отрабатывайте синхронное движение горелки и проволоки на тренировочных образцах. Используйте проволоку диаметром не более 2/3 толщины свариваемого металла.

Окисные пленки на поверхности шва свидетельствуют о недостаточной защите зоны сварки. Увеличьте расход аргона на 20-30%, проверьте направление потока газа и при необходимости установите дополнительные сопла. Для титана и его сплавов применяйте задние поддувы газа.