TIG (WIG)- Tungsten Insert Gas

― ручная дуговая сварка неплавящимися вольфрамовыми электродамив среде инертного защитного газа.В качестве защитного газа в большинстве случаев применяется аргон. Иногда используются смеси с гелием.



TIG сварка используется при высоких требованиях качества шва и поверхности. Скорость сварки в сравнении с MIG/MAG сваркой относительно низкая. Обычно вручную добавляется присадочный материал в форме прута. Метод TIG на постоянном токе (TIG-DC) применяют для сталей, метод TIG на переменном токе (TIG-AC) ― для алюминиевых сплавов.

Плюсы метода TIG:

+ Аккуратный сварной шов 
+ Отсутствие брызг 
+ Сварка деталей небольшой толщины 
+ Лучше управление параматрами дуги 

и минусы метода

- Большие требования к опыту оператора 
- Низкая производительность 
- Наличие газового баллона 

Данный метод сварки реализуется следующим оборудованием:

-  Полуавтоматические сварочные аппараты

- Инверторные полуавтоматические сварочные аппараты
 

Аппараты для сварки TIG

    Данный тип сварочных аппаратов работает по технологии аргонно-дуговой сварки. Это своеобразный гибрид сварки электрической и газовой, от первого унаследовавший генерацию электродуги, а от второй – метод работы специалиста – сварщика. 

Технология процесса имеет примерно следующую схему: в токопроводящем устройстве надежно закрепляется электрод, выполняющий роль сварочной головки, и к нему по шлангу подводится аргон, а по проводу – электроток. При этом аргон, как инертный газ, защищает от окисления и действия содержащегося в воздухе азота сам электрод, а также электродугу и образовавшуюся сварочную ванну. При использовании добавки – присадки металла с целью усиления сварочного шва проволока – присадка подается непосредственно в дугу; при этом желательно, чтобы она и металл свариваемого изделия имели сходный химический состав. 

Защита сварочной ванны и шва аргоном весьма надежна, поэтому аргонно-дуговая сварка аппаратами TIG применяется преимущественно для соединения деталей из металлов, сходных с газами воздуха, в частности, из циркония, алюминия, титана, магния и некоторых других металлов, обладающих повышенной химической активностью. 

Аппараты TIG незаменимы при сварочных работах на металлоконструкциях, обладающих повышенной значимостью и ответственностью, из сталей, устойчивых к коррозиям, а также некоторых других недешевых металлов. 

Аппараты TIG имеют широкий спектр применения – сегодня аргонно-дуговая сварка применяется при ремонте радиаторов, блоков, систем вентиляции и кондиционирования и во многих других областях. Аргонно-дуговым методом выполняют сварку ювелирных изделий из драгоценных металлов, деталей из нержавеющей стали, чугуна, меди. Надежность такого метода очень высока, сварочный шов после остывания являет со сваренными изделиями единое целое, а аппаратов TIG на рынке представлено великое множество, отличающихся назначением и возможностью выполнения различных объемов сварочных работ. 

Поскольку чаще всего в качестве материала для неплавящихся электродов используется вольфрам, в немецкоязычной литературе используют сокращение WIG (Wolfram Inert Gas); иногда встречается обозначение GTA (Gas Tungsten Arc). Может осуществляться с ручной или автоматической подачей присадочной проволоки или без нее. Так как наиболее распространено применение в качестве защитного газа аргона, за этим методом закрепилось название «аргонно-дуговая сварка», или АДС.

Следует, однако, заметить, что такое наименование не совсем правильно, потому что при сварке методом TIG в качестве защитного газа могут использоваться также гелий, азот или различные газовые смести; существует также метод атомно-водородной сварки, схожий по своей физической сущности с методом TIG; коме того, сварка с использованием аргона в качестве защитного газа может вестись и с применением плавящегося электрода. При описании оборудования для сварки методом TIG упоминание самого метода сварки обычно дополняют упоминанием рода тока сварки: DC (Direct Current)-постоянный ток- или AC/DC (Alternating Current/Direct Current)-переменный/постоянный ток.



Сварка в защитных газах нашла широкое применение в промышленности. Этим способом можно соединять вручную, полуавтоматически или автоматически в различных пространственных положениях разнообразные металлы и сплавы толщиной от десятых долей до десятков миллиметров. Типичное применение для метода TIG – это сварка изделий из алюминиевых, магниевых и титановых сплавов, стальных труб, сосудов высокого давления, теплообменников, изделий для пищевых продуктов и пр. Т.к. этот метод применим для мелких деталей, сварка TIG используется в электронной промышленности.
 

Сущность способа

При сварке в зону дуги через сопло непрерывно подается защитный газ. Теплотой дуги расплавляется основной металл 4 и, если сварку выполняют плавящимся электродом, расплавляется и электродная проволока. Расплавленный металл сварочной ванны, кристаллизуясь, образует шов. При сварке неплавящимся электродом электрод не расплавляется, а его расход вызван испарением металла или частичным оплавлением при повышенном сварочном токе.

Образование шва происходит за счет расплавления кромок основного металла или дополнительно вводимого присадочного металла. В качестве защитных газов применяют инертные (аргон и гелий) и активные (углекислый газ, водород, кислород и азот) газы, а также их смеси (Аr + Не; Аr + СО2; Аr + О2; СО2 + О2 и др.).

По отношению к электроду защитный газ можно подавать центрально или сбоку. Сбоку газ подают при больших скоростях сварки плавящимся электродом, когда при центральной защите надежность защиты нарушается из-за обдувания газа неподвижным воздухом. Сквозняки или ветер при сварке, сдувая струю защитного газа, могут резко ухудшить качество сварного шва. В некоторых случаях, особенно при сварке вольфрамовым электродом, для получения необходимых технологических свойств дуги, а также с целью экономии дефицитных и дорогих инертных газов используют защиту двумя концентрическими потоками газа.

Для сварки тугоплавких и активных металлов, часто выполняемой вольфрамовым электродом, для улучшения защиты нагретого и расплавленного металлов от возможного подсоса в зону сварки воздуха используют специальные камеры (сварка в контролируемой атмосфере). Детали помещают в специальные камеры, откачивают воздух до создания вакуума (до 10-4 мм рт. ст.) и заполняют инертным газом высокой чистоты. Сварку выполняют вручную или автоматически с дистанционным управлением.

Для сварки в контролируемой атмосфере крупногабаритных изделий находят применение обитаемые камеры объемом до 450 м3. Сварщик находится внутри камеры в специальном скафандре с индивидуальной системой дыхания. Инертный газ, заполняющий камеру, регулярно очищается и частично заменяется. Для доступа сварщика в камеру и подачи необходимых материалов имеется система шлюзов. При крупногабаритных изделиях используют переносные мягкие камеры, устанавливаемые на поверхности изделия. После их продувки и заполнения защитным газом сварку выполняют вручную или механизировано. Для этих же целей используют подвижные камеры, представляющие собой дополнительную насадку на уширенное газовое сопло горелки. Сварка в этом случае обычно выполняется автоматически.

Теплофизические свойства защитных газов оказывают большое влияние на технологические свойства дуги и форму швов. Например, по сравнению с аргоном гелий имеет более высокий потенциал ионизации и большую теплопроводность при температурах плазмы. Поэтому дуга в гелии более "мягкая". При равных условиях дуга в гелии имеет более высокое напряжение, а образующийся шов имеет меньшую глубину проплавления и большую ширину. Поэтому гелий целесообразно использовать при сварке тонколистового металла. Кроме того, он легче воздуха и аргона, что требует для хорошей защиты зоны сварки повышенного его расхода (1,5 ... 3 раза). Углекислый газ по влиянию на форму шва занимает промежуточное положение.

Широкий диапазон используемых защитных газов, обладающих значительно различающимися теплофизическими свойствами, обусловливает большие технологические возможности этого способа как в отношении свариваемых металлов (практически всех), так и их толщин (от 0,1 мм до десятков миллиметров). Сварку можно выполнять, используя неплавящийся (угольный, вольфрамовый) или плавящийся электрод.

По сравнению с другими способами сварка в защитных газах обладает рядом преимуществ:

- высокое качество сварных соединений на разнообразных металлах и сплавах различной толщины; 
- возможность сварки в различных пространственных положениях; возможность визуального наблюдения за образованием шва, что особенно важно при полуавтоматической сварке; 
- отсутствие операций по засыпке и уборке флюса и удалению шлака; высокая производительность и легкость механизации и автоматизации;
- низкая стоимость при использовании активных защитных газов.

К недостаткам способа по сравнению со сваркой под флюсом относится необходимость применения защитных мер против световой и тепловой радиации дуги.