TIG сварка была разработана более 50 лет назад для авиационной промышленности в связи с необходимостью соединять алюминий и магний. Первоначально в качестве экранирующей среды, в которой обрабатывался шов, использовали гелий, поэтому технологию можно было классифицировать как гелийдуговую сварку. Сегодня наиболее общим названием для подобных методов является аббревиатура TIG (Tungsten Inert Gas) — Вольфрам Инертный Газ, а вместо гелия чаще используется аргон. Сущность процесса такова: электродуговая сварка производится неплавящимся электродом в облаке из инертного газа. Сварочный материал подаётся в зону соединения отдельно.
Аргон:
- оптимизирует зажигание и стабильность дуги;
- создаёт химически чистую среду в области электрода;
- рекомендуется для ручной сварки.
Гелий:
- благодаря высокой теплопроводности позволяет создавать широкий и глубокий шов;
- уменьшает образование пор при сварке алюминия;
- рекомендуется для автоматической сварки.
И аргон и гелий не меняют химсостав сварного шва. В некоторых случаях используют сложные смеси газов. Экран из чистого аргона удовлетворяет практически большинству требований к среде, в которой должна происходить сварка.
Вольфрам и инертный газ
Для TIG сварки существуют и другие названия, например, WIG и GTAW. Поскольку самые распространённые обозначения описываемого метода включают в себя термин «вольфрам», как основу технологии, то для понимания важности этого материала для процесса стоит остановиться на его свойствах подробнее.
Вольфрам — крайне тугоплавкий и очень хрупкий металл, типично применяемый как электропроводный материал с высокой температурой плавления: в лампах накаливания, нагревательных элементах, ракетных двигателях. В TIG сварке он используется в качестве нерасходуемого электрода, предназначенного для создания дуги с температурой до 6000 °C. Выдающаяся термостойкость и отличная электропроводность сохраняют вольфрамовый электрод от выгорания.
Уникальные механические свойства этого металла позволяют работать дугой с температурой, превышающей возможность сохранения вольфрама в твёрдом состоянии. Предел прочности на растяжение у него значительно выше по сравнению, например, со сталью. Несмотря на такие выдающиеся прочностные характеристики, сохраняемые вольфрамовым электродом в горячей среде, сам металл очень хрупок — его нетрудно разрушить ударом молотка.
О чём говорит в названии метода термин Inert Gas? Основными компонентами атмосферы являются кислород и азот. Последний легко растворяется в расплавленном материале и вступает с ним в соединение, образуя нитриды. Кислород активно окисляет металлы при высоких температурах. И первое и второе приводят к большому количеству нежелательных примесей в сварном шве, что делает его хрупким и непрочным. Сложные и ответственные работы возможны только при производстве сварочного процесса без присутствия воздуха. Создание экрана из инертного газа в высокотемпературной зоне позволяет решить эту задачу.
ТИГ сварка — что это
Итак, ТИГ сварка требует три вещи: тепла, экрана и материала для создания шва. Температура в зоне работы повышается с помощью электричества, подаваемого через вольфрамовый электрод. Экранирование осуществляется подачей сжатого газа в место создания дуги, чтобы защитить процесс от атмосферного воздуха. Сварочным материалом, заполняющим шов, служит обычная проволока, расплавляемая при помощи погружения в дугу.
Преимущества:
- универсальность — можно сваривать практически все металлы и их сплавы во всех положениях;
- возможность работы с тонкими листовыми металлами;
- высокое качество и чистота шва;
- лёгкий контроль сварочной ванны;
- возможность автоматизации и механизации метода.
Недостатки:
- невысокая скорость, особенно при работе с толстыми деталями;
- качество ручной сварки требовательно к мастерству сварщика;
- работа мощной дуги может создавать помехи для радиоэлектронных устройств.
Применение ТИГ
Описываемый метод даёт возможность получать чрезвычайно чистый сварной шов высокого качества. Процесс исключает образование шлака — это позволяет избежать загрязнений сварного шва дисперсными включениями и практически не требует его очистки. Метод TIG в основном используют для работы с нержавеющими или другими высоколегированными сталями, для сварки таких материалов, как алюминий, медь, титан, никель и их сплавов.
В авиации и космонавтике. Создание современных летательных и космических аппаратов не обходится без аргонодуговой сварки благодаря универсальности и точности технологии.- В автопромышленности. Сварочные швы, полученные способом TIG, зарекомендовали себя как коррозионностойкие соединения, поэтому автомобильные крылья зачастую приваривают именно этим способом, чтобы защитить их от ржавчины во время эксплуатации.
- В ремонтных и восстановительных работах. ТИГ процессы востребованы в ремонте — от сварки алюминиевых инструментов в быту до решения сложных промышленных задач.
- В производстве арт-объектов. Поскольку метод ТИГ позволяет получать сварочные швы косметического качества, этот способ обработки металлов привлекателен для художников и дизайнеров. Изделия, для которых внешний вид сварки очень важен, создаются с помощью методов ТИГ. Это могут быть как промышленные изделия, так и единичные произведения искусства, например, металлические скульптуры.
