Сварка в среде защитных газов¶

Сварка в среде защитных газов — группа способов дуговой и плазменной сварки, при которых зона плавления металла защищается от контакта с атмосферным воздухом струёй инертного или активного газа, подаваемого из сопла сварочной горелки. Газ вытесняет кислород и азот из области дуги, предотвращая окисление, азотирование и пористость шва. Наиболее распространены аргонодуговая (TIG), сварка в среде углекислого газа и его смесей (MIG/MAG), а также сварка порошковой проволокой в защитном газе.

¶История

Идея газовой защиты дуги возникла в 1920-х годах, когда начали применять гелий и аргон для сварки цветных металлов. В 1940-х годах в США получил развитие процесс TIG (Tungsten Inert Gas) — дуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертного газа. В 1948 году был запатентован способ MIG (Metal Inert Gas) со плавящимся электродом и автоматической подачей проволоки. В 1950-х годах в СССР и Западной Европе началось массовое применение углекислого газа как дешёвой активной защитной среды, что сделало метод доступным для машиностроения. В 1960-х появилась сварка порошковой проволокой с газовой защитой, расширившая область применения на монтажные и строительные работы.

¶Классификация

По типу электрода:

• Неплавящимся электродом (TIG) — вольфрамовый электрод, присадочный пруток подаётся вручную или автоматически. Обеспечивает высокое качество шва на нержавеющей стали, алюминии, титане, магнии.
• Плавящимся электродом (MIG/MAG) — электродная проволока непрерывно подаётся в зону дуги. Производительность выше, чем у TIG.

По составу газа:

• Инертные — аргон, гелий, их смеси. Не взаимодействуют с расплавленным металлом.
• Активные — углекислый газ, кислород, азот, водород, а также смеси на их основе (например, Ar + CO₂).
• Смеси — Ar + CO₂, Ar + O₂, Ar + He — подбираются под конкретный металл и режим.

¶Устройство и принцип

Основные элементы установки: источник питания (постоянный или переменный ток), сварочная горелка с соплом для подачи газа, механизм подачи проволоки (для MIG/MAG), баллон с газом и редуктор-расходомер. Дуга горит между электродом и изделием; газ, выходя из сопла, образует защитную атмосферу вокруг дуги и сварочной ванны. Расход газа обычно составляет 8–20 л/мин в зависимости от тока и условий.

¶Применение

Метод применяется в машиностроении, судостроении, авиастроении, при монтаже трубопроводов, изготовлении ёмкостей и конструкций из нержавеющих и цветных металлов. TIG используют для тонких ответственных швов и корневых проходов; MIG/MAG — для серийных и монтажных работ средней и большой толщины. Сварка в защитных газах плохо подходит для работы на открытом воздухе при сильном ветре, так как поток газа сдувается и защита нарушается.

¶Преимущества и ограничения

Преимущества: высокая производительность, возможность сварки тонких листов и цветных металлов, отсутствие шлака, стабильность дуги, возможность автоматизации и роботизации. Ограничения: необходимость газового оборудования, чувствительность к сквознякам, повышенные требования к подготовке кромок и квалификации сварщика, риск поражения электрической дугой и ультрафиолетовым излучением.