Аргонодуговая сварка своими руками

Существенным отличием работ с цветметом (к примеру, медью, бронзой, алюминием) и его сплавами, «нержавейкой», сталью легированной является то, что обычная сварка (хоть газовая, хоть электрическая) для них не подходит. Перед тем как рассматривать вопрос о том, что такое аргонная сварка своими руками, нужно для начала уяснить, что она из себя представляет в целом.

Аргонная сварка применяется для работы с алюминием и изделиями из него.

Аргонная сварка — это нечто среднее между газовой и электрической сваркой.

У нее есть признаки, которые делают ее сродни этим двум видам сварки: применение газа, образование дуги.

Хотя принцип ее действия имеет существенные отличия.

Чем вызвана необходимость использования аргона (инертного газа)?

Устройство электрода для сварки.

Результатом влияния высоких температур становится то, что легированные стали и цветметаллы вступают в реакцию с кислородом и прочими газами, выделяя окислы, а какие-то даже возгораются (алюминий, например). Появление в области сваривания инородных примесей сказывается на надежности шва не в лучшую сторону. Аргоном, являющимся гораздо тяжелее воздуха, последний вытесняется из области электрической дугой, что исключает возможность соединения плохого качества. Помимо этого, появляется плазма, плавящая соединяемые между собой металлы.

Все электроды для сварки подразделяют на неплавящиеся (вольфрамовые) и плавящиеся. Исходя из выбранного вида электрода, аргонную сварку различают: либо ручную (при помощи неплавящегося электрода), либо по типу «автомат» (любым видом электрода). Хотя некоторые мастера из народа могут сделать аргонную сварку полуавтоматической, возможности которой не так велики, как у первых двух вариантов. Чтобы сделать аппарат, применяют различные «детали». Главное, что следует учитывать, что аргонная сварка своими руками, выполненная по-простому, выйдет не только дешевле, но и надежнее.

Для процесса обязательно потребуются

Трансформатор

Трансформатор: а- внешность; б- схема регулирования тока; в- электрическая схема; 1- корпус; 2- зажим; 3- ручка; 4- магнитопровод; 5- рукоятка; 6- рымболт; 7- шкала; 8- крышка; 9- вертикальный винт; 10- ходовая гайка винта; 11,12– обмотки.

Основываясь на том, что «варят», подбирают мощность прибора. Одну вторичную обмотку рассчитывают на напряжение в 65-70 В без нагрузки.

Некоторым новичкам не понятны рекомендации для самостоятельного выбора «железа» и по наматыванию обмоток. Требуется наличие опыта, чтобы изготовить прибор. Предпочтительнее воспользоваться купленным трансформатором, рассчитанным для значительной силы тока (к примеру, от «сварочника» электрического).

Потребуется изготовить выпрямитель, поскольку применяется постоянное напряжение. Важна его полярность, которая может быть изменена.

Горелка

Первым делом подбирают цангу (зажим) под диаметр около 0,2 см. К противоположному направлению зажима на держатель припаивают трубку из меди для подачи газа (аргона) и напряжения к электроду. Трубка должна иметь диаметр 0,6 см. Припой применяют с высокими температурами.

Еще к одному месту цанги прикрепляют рабочую трубку (из кварцевого стекла, керамики). Важно предусмотреть ее легкое снятие для перезаправки проволоки. Диаметр трубки подбирают в пределах 0,8-1,0 см, с длиной 5,0 см. Внутрь помещают изогнутый дугообразно электрод, удерживаемый зажимом. Назначение трубки — подача аргона к рабочей области.

Как изготовить аппарат под аргонную сварку?

Схема устройства горелки для сварки.

Трубку-держатель обматывают изолирующим материалом (стеклотканью), поверх него — еще одним слоем изоляции. Промеж них — силиконовый герметик. Должно получиться наподобие рукоятки револьвера. К ней крепят микровыключатель, управляющий действием газового клапана.

Горелку соединяют с газовым баллоном трубкой (диаметр 0,6-0,8 см), плюс два провода — от выключателя к клапану и под напряжение трансформатора (хватит 8 «квадратов»).

Важно: в рабочей области пламя должно исчезнуть не сразу, а по прошествии некоторого времени. Промышленные модели под аргонную сварку для этого имеют задержку выключения. На деле данное устройство электроники только делает схему сложнее, поэтому при самостоятельном изготовлении отключение делают ручным способом с некоторой задержкой.

Такой вариант считается наиболее бюджетным для получения аргонной сварки. Здесь главное — учесть стоимость самого аппарата (готовое изделие стоит недешево) и то, что таким промышленно созданным оборудованием не придется слишком часто пользоваться.

Некоторые источники дают указание на то, что можно применять, помимо аргона, и другой газ. Но это не верно. На практике достоверно выяснено, что содержание меньше, чем 99% аргона приводит к некачественно выполненной сварке.

Процесс аргонно-дуговой сварки: последовательность работ

Физические свойства защитных газов и металла электродов

Сварочный ток и инертный газ подводят в газовую горелку, другую фазу тока для сварки подсоединяют к детали. В горелке вставлен вольфрамовый электрод, в процессе сварки не расплавляющийся. Горит дуга, идущая от вольфрамового электрода до детали, присадочную проволоку подают непосредственно в область дуги. Конец электрода из вольфрама при аргоновой ручной сварке затачивают конусообразно. Длину заточки делают равной 2-м или 3-м диаметрам электрода. В начале дугу зажигают на специальной пластине из угля.

Недопустимо зажигать дугу на базовом металле ввиду оплавления конца электрода и его загрязнения.

Возбуждение дуги выполняют, пользуясь источником питания, холостой ход у которого имеет повышенное напряжение, либо применяют дополнительный источник питания, имеющий высокой напряжение (осциллятор), поскольку потенциал возбуждения и ионизации аргона гораздо выше, чем у азота, кислорода или паров металлов.

Дуговой разряд аргона отличает надежная стабильность. Важная особенность аргонно-дуговой сварки при помощи неплавящегося вольфрамового электрода и применении переменного тока — появление в сварочной цепи показателя постоянного тока, величина которого может составлять до 50% от эффективной величины значения переменного тока в сварочной цепи.

Выпрямление тока находится в прямой зависимости от формы и размеров вольфрамового электрода, материала, из которого выполнено изделие, и режима сварки (токовой величины, скорости сваривания, длины дуги).

Схема аргоннодуговой сварки.

Когда величина постоянного тока будет слишком высока, то нарушится стабильность дугового горения и, соответственно, резко уменьшится качество наплавляемой поверхности металла, появятся надрезы, чешуйчатость. Но самое главное — снизится прочность соединения и пластичность металла на шве.

Особенно нежелательно образование в сварочной цепи характеристик постоянного тока в процессе сваривания алюминия и его сплавов. Чтобы получить качественные сварные соединения, нужно устранить в цепи сварки элементы постоянного тока. Аналогично аргонно-дуговой сварке выполняется гелио-дуговая сварка.

Отличие обычной ручной сварки дугой качественными электродами от ручной аргонной сварки дугой состоит в количестве задаваемых направлений движения электроду. В первом случае задают три движения электроду (по оси электрода, перпендикулярно шву и по оси будущего шва). Во втором варианте задают только одно направление — горизонтально оси будущего шва. Это правило распространяется и на механизированные способы сваривания изделий. Два других направления движения не применяют при аргонно-дуговой сварке по причинам:

• исключается передвижение согласно оси электрода книзу, так как при аргонно-дуговом сваривании не происходит его расплавление;
• в поперечном направлении согласно шву не двигаются, дабы не нарушить инертным газом защищенность расплавляемого металла.

Поскольку колебательное передвижение электрода перпендикулярно шву исключается, то швы, выполненные аргонным свариванием, получаются более узкие, нежели при ручной обычной сварке дугой хорошими электродами. Стык освобождают из приспособления, выполняя первоначальный слой шовного соединения, используя присадочную проволоку, марку которой устанавливают либо технологическим процессом либо техническими условиями. Дугу зажигают на пластине из угля, но ни в коем случае не на самой детали. Гашение дуги следует выполнять на расстоянии.

В целях недопущения пропитки металла шва воздушными О2 или азотом, концы расплавляемой проволоки сварочной и нагретого вольфрамового электрода никогда не должны выходить из области защитного газа. Чтобы избежать разбрызгивания расплавляемого металла, выполняют подачу проволочного конца в жидкую ванну плавными движениями.

Накладывая корневой слой шва, внимательно отслеживают, в какой степени полноты проплавились кромки, нет ли непроваренных мест. Насколько металл проплавился, определяют по конфигурации ванны расплавляемого металла: о качественном проплавлении свидетельствует ванна, длина которой вытянута в сторону направления сварки, недостаточность проплавления определяет ванна в форме круга либо овала.

Если послушать отзывы тех, кто уже применял аргонную сварку, то все они сходятся во мнении о том, что желания работать обычным аппаратом для сварки после такой технологии больше не возникает. И шов при этом образуется узенький и качественно выполненный. Для этого нужно лишь немного потренироваться.

Время чтения: 7 минут

Аргонодуговая сварка — это одна из самых востребованных сварочных технологий. Аппарат для аргонной сварки дает практически безграничные возможности. Вам под силу сварка любых металлов практически без ограничений по толщине. Но всегда у домашнего мастера есть возможность приобрести заводской аппарат. И причины могут быть разными: от недостатка средств до банального недоверия к современным производителям.

К счастью, эта проблема решается довольно просто и, что самое главное, быстро. Если вы хотите сэкономить или по каким-либо другим причинам не можете купить заводской аппарат, то аргонная сварка из инвертора своими руками — это ваш выбор. В этой статье мы расскажем, как собрать аргонный аппарат своими руками.

Общая информация

Аргонно дуговая сварка во многом очень схожа с ручной дуговой сваркой, вот только дополнительно применяется защитный газ аргон и присадочная проволока. Одновременно с этим используется неплавящийся электрод из вольфрама. Электрод помогает поджечь дугу, а проволока формируется шов. В мире эта сварочная технология называется TIG (ТИГ).

Суть аргонодуговой сварки проста. Сначала горелка подает в сварочную зону аргон. Спустя секунду после подачи газа поджигается сварочная дуга. Чтобы поджечь дугу, нужно поднести к металлу горелку с электродом внутри и нажать на копку включения. Но отчего поджигается дуга? Ведь нет никаких причин для этого.

Эту задачу решает осциллятор. Он ионизирует газ и тем самым позволяет дуге зажечься в парах аргона.

После того, как дуга стабилизировалась, можно подавать в сварочную ванну присадочный материал. Это можно делать вручную или с помощью подающего механизма. Дуга плавит металл, а вот присадочная проволока позволяет сформировать сварной валик. Проволока плавится вместе с металлом и смешивается с ним.

Далее мы расскажем, что вам понадобится для сборки аргонной сварки своими руками.

Сборка самодельного аргонового аппарата

Из чего собираем?

Аргонная сварка своими руками собирается из очень простых компонентов. Мы перечислим основные компоненты, которые понадобятся вам для сборки аргонной сварки своими силами.

Для начала, вам понадобится источник сварочного тока. В нашем случае это сварочный аппарат типа инвертор. Также вам нужен осциллятор. Дополнительно мы соберем блок защиты для нашего инвертора. Из второстепенных компонентов понадобится сварочная горелка, газовый баллон с аргоном, редуктор, газовые шланг и кабели. Давайте подробнее остановимся на каждом компоненте.

Про источник тока

Аргонныйаппарат собирается на основе какого-либо источника тока. Мы выбрали для этих целей обычный сварочный инвертор. Конечно, можно использовать трансформатор или выпрямитель, но инвертор предпочтительнее.

Однако, учтите, что из инвертора сделать аргонный аппарат сложнее. Если вы возьмете обычный инвертор и подключите к нему осциллятор, то аппарат все равно не сможет работать как аргонный. Он просто выйдет из строя. Так что вам придется немного переделать инвертор, добавив к основной схеме так называемый блок защиты. Блок собирается на той же плате, что и осциллятор, и плата монтируется в отдельный корпус.

Есть еще один вариант. Внимательно осмотрите ваш инвертор. Возможно в нем есть встроенная функция TIG. Если это действительно так, то считайте вам повезло. Инвертор не нужно переделывать. Достаточно подсоединить к нему газовый баллон, горелку и можно варить. Такие инвертор зачастую предназначены для ММА сварки, но оснащены осциллятором и блоком защиты. Поэтому производитель дает возможность использовать аппарат для TIG.

Про осциллятор и блок защиты

Предположим, что у вас обычный инвертор без функции TIG, и из него вам нужно собрать аргонную сварку своими руками. В таком случае вам придется отдельно сделать осциллятор и блок защиты. Ниже приведена удобная схема.

На ней показан как блок, так и осциллятор. Если вы не знаете, как применить эту схему, посмотрите видео ниже.

Про горелку и газ

Теперь о второстепенных компонентах. Вам понадобится газовая горелка, но не любая. А специально предназначенная для сварки аргоном. У нее керамическое сопло и специальный держатель для неплавящегося электрода.

Вы можете самостоятельно собрать аргонную горелку дома , купив все детали в интернете. Но по нашему опыту это пустая трата времени и сил. Лучше купите заводскую, она стоит не так уж дорого.

В качестве газа нужно использовать аргон. Он поставляется в баллонах черного или серого цвета, так что не перепутаете. Но лучше всего использовать именно газ из серых баллонов, поскольку там содержится чистый аргон. Он предпочтительнее для сварки.

Что касается емкости, то для сварки в домашних условиях вам будет достаточно баллона 10 л. Он достаточно легкий и компактный, его можно без проблем привезти на дачу или в гаражный кооператив. Для дома лучше не покупать большие баллоны по 50 литров. Вам будет трудно его перемещать.

Про редуктор и шланг

Также вам понадобится специальный газовый редуктор. Он надевается на баллон и используется для стабилизация давления в нем. Редуктор тоже должен быть аргонный, а не первый попавшийся. Для удобства редукторы окрашивают тем же цветом, что и баллоны. Так что ищите серый или черный редуктор.

Отдельно обращайте внимание на шланг. Мы рекомендуем сразу купить готовый и не мучиться с самостоятельной сборкой. Самодельный шланг, скорее всего, будет неудобным и вы потеряете много времени на поиск и установку специальных разъемов для подключения шланга к баллону и горелке.

Сборка аппарата

Итак, все компоненты собраны, можно приступать. Аргоновая сварка своими руками начинается с подключения осциллятора + блока защиты к инвертору. Посмотрите на схему выше, там все понятно. Возьмите массу и подсоедините ее к плюсовой клемме осциллятора. К минусовой клемме подключите кабель, идущий от горелки. Если будете варить алюминий, то поменяйте эти кабели местами.

Далее соедините газовый рукав и горелку, установите редуктор на баллон. Подсоедините горелку к рукаву с кабелем и газовым шлангом. Затем подсоедините шланг к редуктору. Теперь можно включать инвертор розетку. А вот для осциллятора обеспечьте питание 6В. Прикрутите к баллону с аргоном редуктор.

Газовый шланг необходимо подсоединить к редуктору, установленному на баллоне с аргоном. Подключите инвертор к сети 220 В, а осциллятор к блоку питания на 6 В. Все готово. Осталось настроить аппарат для корректной работы.

Настройка самодельного аппарата

Любая самодельная вещь или прибор нуждается в грамотной настройке, чтобы сварка проходила более-менее качественно. Наш самодельный аппарат не исключение. Мы расскажем о некоторых особенностях, которые нужно учитывать.

Для начала нужно заточить электрод. Для этого можно использовать специальную точилку. Конец электрода должен быть остро заточен. Если использовать для сварки не заточенный электрод, дуга будет нестабильной и не сможет сконцентрироваться в одной точке. Так что не игнорируйте этот этап.

Затем вам нужно установить электрод в горелку и включить ее, открыв вентиль на баллоне. С помощью редуктора отрегулируйте расход газа. Он не должен превышать 15 литров в минуту. После регулировки выключите горелку и приостановите подачу газа.

Теперь вам нужно включить осциллятор с блоком защиты и поднести горелку к металлу. Предварительно на металл присоединяется масса. Держите горелку близко к поверхности металла. При включении появится сварочная дуга. Далее вам нужно опять включить подачу газа, одновременно отводя горелку чуть дальше.

Вот и все. Аппарат настроен и готов к работе.

Вместо заключения

Как видите, аргоно дуговая сварка своими руками собирается довольно просто. Для его сборки вам понадобятся детали, которые можно купить с рук или поискать у себя в гараже. Самодельный аппарат обладает множеством достоинств. Он прост в применении, стоит недорого и ремонтопригодный. К тому же, вы знаете с точностью до детали, какие компоненты использовали при сборке. И поэтому можете быть уверены в его надежности.

Конечно, не стоит требовать слишком многого от самодельного аргонного аппарата. Он точно не подойдет для регулярной профессиональной сварки. А вот для работы на дому его можно смело использовать.

При работе с цветными металлами и их сплавами в домашних условиях аргонная сварка своими руками – один из наиболее подходящих способов соединения металлических заготовок.

Стремление к самостоятельному изготовлению аппарата, предназначенного для аргоновой сварки, объясняется высокой стоимостью промышленного оборудования, содержащего в своём составе множество различных узлов. К этому следует добавить высокую цену самого инвертора, позволяющего сваривать аргоном в самых различных режимах.

Устройство и принцип действия

В тех случаях, когда предполагаются лишь разовые домашние операции – предпочтительнее собрать аппарат для аргонодуговой сварки своими руками. Реализацию этой затеи облегчит подход, при котором применяются готовые блоки, входящие в состав ряда бытовых устройств, а также подходящие подручные материалы.

Перед началом сборки аппарата своими руками желательно изучить его принцип функционирования и устройство.

При комплектации аппарата аргоновой сварки нужно исходить из того, что для работы в инертной среде в целях экономии применяется не чистый аргон, а его смесь с углекислотой.

Следствием этого является потребность в нескольких газовых баллонах. Впрочем, можно приобрести и готовую смесь в одном баллоне, что упростит аргоновую сварку.

Большое значение также имеет используемая в инверторном модуле схема формирования выходного тока. Она гарантирует получение дуги высокого качества без окисления шва.

Исходя из этих условий, полный комплект оборудования для работы в аргоновой среде должен содержать такие обязательные узлы, как:

• источник сварочного тока, в качестве которого может использоваться любой импульсный инвертор подходящей мощности с возможностью смены полярности;
• комплект из нескольких баллонов, оснащённых редукторами и датчиками давления, обеспечивающих подачу смеси газов в зону аргоновой сварки;
• соединительные шланги со встроенными электрическими проводами и газовыми каналами, позволяющими доставлять к месту сваривания все необходимые компоненты и оснащённые разъёмом особой формы;
• газовая горелка с соплом и специальным держателем, позволяющим фиксировать неплавящийся электрод;
• встраиваемый в питающий модуль осциллятор со схемой задержки токового импульса.

Собирая своими руками поэтапно аппарат для аргоновой сварки, надо обязательно подготовить шланги, а также побеспокоиться о надёжности электрических соединений подводящих кабелей.

Что понадобится для сборки

Необходимые инструменты и комплектующие детали, без которых невозможно будет своими руками собрать аппарат аргоновой сварки, должны подбираться согласно списку:

• вентилятор заданной мощности, достаточной для охлаждения нескольких радиаторов;
• электрическая дрель с набором свёрл;
• шуруповёрт, шлифовальная машина;
• ножовка по металлу и набор отвёрток;
• паяльник мощностью не менее 40 Ватт;
• соединительные проводники;
• электронные измерительные приборы (мультиметр и однолучевой осциллограф);
• полный комплект радиодеталей.

Помимо этого потребуется наждачная бумага различной зернистости и несколько пластин текстолита (простого и фольгированного). К списку вспомогательных инструментов нужно добавить специальные прибор для нарезки резьбы и несколько зажимов типа струбцины.

При подготовке перечня необходимых материалов и комплектующих для аппарата аргоновой сварки следует исходить из своих финансовых возможностей.

Варианты исполнения

Возможно несколько подходов к изготовлению своими руками аргонового сварочного аппарата, отличающихся разным уровнем материальных затрат. Самый дешёвый вариант предполагает использование готовых модулей и запасных частей.

Такой подход позволяет получить простую в исполнении конструкцию инверторного агрегата, обладающего возможностью варить как постоянным, так и переменным током.

Вдобавок к этому потребуется комплект шлангов в сборе с заводской горелкой и специальный блок (осциллятор), значительно облегчающий розжиг дуги. И, наконец, нужно будет побеспокоиться о приобретении готового узла задержки токовой подачи.

Второй подход к реализации проекта аргоновой сварки состоит в изготовлении своими руками всех сборных модулей и электронных плат, что несколько снижает суммарные затраты. Однако в этом случае от исполнителя потребуется высокий профессионализм, а также достаточный запас свободного времени.

Независимо от выбранного способа сборки, при изготовлении своими руками инвертора для аргоновой сварки потребуется корпус, в котором будут размещены все элементы конструкции.

Перед набором запчастей и деталей следует внимательно изучить электрическую схему будущего устройства и составить чёткий план соединения электронных блоков.

Варианты принципиальных схем сварочного аппарата с осциллятором

За основу комплекта для аргоновой сварки всегда берётся типовой блок питания, собираемый на базе трансформаторного преобразователя и диодного мостика с ёмкостными фильтрующими элементами на выходе. С их помощью формируется пониженное напряжение (от 45 до 60 Вольт), которое после импульсного преобразования в инверторе вновь выпрямляется и обеспечивает на выходе требуемую величину сварочного тока.

Изготовление своими руками инверторного модуля сопряжено с большими трудностями профессионального характера. Проще всего использовать готовый импульсный блок от бытового прибора с подходящими характеристиками после его доработки и перенастройки.

Сборка и проверка работоспособности

Для изготовления входного преобразователя аргоновой сварки может подойти силовой трансформатор, рассчитанный на рабочую мощность порядка 1 киловатта и обеспечивающий требуемый коэффициент снижения напряжения.

Помимо этого следует побеспокоиться о приобретении осциллятора, выдающего на выходе напряжение амплитудой от двух с половиной до шести тысяч вольт и рабочей частотой порядка 200-500 килогерц. Указанные параметры выбираются с тем расчётом, чтобы в зазоре между электродом и заготовкой происходила ионизация воздуха, заметно облегчающая розжиг дуги.

Настройка собранного прибора аргоновой сварки состоит в проверке функционирования его отдельных узлов, включая осциллятор, импульсный преобразователь и блок питания. Тестирование работы основных узлов агрегата, как правило, проводится в сварочном режиме, то есть в реальных условиях. Для этого потребуется выполнить следующие рабочие процедуры.

Во-первых, посредством вентилей выставляется требуемая концентрация смеси газов, определяемая величиной сварочного тока и параметрами сплавляемых заготовок.

Затем в зажим держателя вставляется вольфрамовый электрод, посредством которого зажигается дуга размером не более 2,5−4-х мм.

Сплавляемые детали во избежание смещения надёжно закрепляются на рабочем столе, после чего включается аппарат аргоновой сварки, импульс тока с которого подаётся с небольшой задержкой относительно поступления газа. И, наконец, после розжига полноценной дуги и образования сварочной ванны к этому месту в ручном режиме подаётся заранее подготовленная присадочная проволока.

Нельзя забывать о том, что при проверке работоспособности собранного аппарата необходимо пользоваться специальной защитной маской, перчатками из плотной ткани и спецодеждой. Следует руководствоваться требованиями пожарной и электрической безопасности, регламентирующими порядок действий при сварочных работах.

В завершение надо отметить, что собрать своими руками конструкцию для аргоновой сварки по силам только специалисту с большим опытом подобных операций. Однако грамотный подход к подбору готовых блоков будущего устройства облегчит предстоящие работы, а также снизит возможные риски самостоятельной сборки.