TIG-сварку (аргонодуговую) называют «высшей школой сварки». Не потому что она сложнее всего прочего, а потому что она точнее. Узкая дуга, контролируемое тепловложение, минимальное разбрызгивание. На сложных материалах — алюминии, титане, нержавейке — именно она даёт результат, который другими методами получить трудно.
Принцип работы
Аргонодуговая сварка (TIG — Tungsten Inert Gas) — процесс, при котором дуга горит между неплавящимся вольфрамовым электродом и изделием. Присадочный материал — отдельный пруток, который сварщик подаёт вручную в зону дуги.
Аргон в этом процессе играет роль защитного экрана: поступает из сопла горелки и окутывает зону дуги и расплавленную ванну. Это исключает контакт горячего металла с атмосферным кислородом и азотом. Без такой защиты металл немедленно начнёт окисляться — особенно алюминий.
Вольфрамовый электрод не расплавляется в процессе работы. Он только инициирует и поддерживает дугу. Именно поэтому TIG-сварка даёт очень чистый шов: нет переноса металла через дугу с каплями и брызгами, как в MIG/MAG.
Почему используют аргон
Ключевое требование к защитному газу при TIG — полная химическая инертность. Любая реактивность газа с металлом при температурах дуги (6 000–20 000 °C) немедленно ухудшает качество шва.
Аргон этому требованию отвечает полностью: не вступает ни в какие реакции, хорошо ионизируется (что обеспечивает стабильность дуги), тяжелее воздуха — «стекает» вниз и надёжно защищает ванну.
Гелий в этом смысле тоже инертен, но дуга на нём горит горячее и нестабильнее — применяют его в смесях с аргоном там, где нужно увеличить проплавление.
Для снабжения нескольких сварочных постов аргоном без перерывов и ручной замены баллонов используют рампы для аргона — автоматическое переключение между группами баллонов, постоянное давление на всех постах.
Где применяют TIG-сварку
Алюминий и его сплавы
Основная область применения в промышленности. Алюминий покрыт прочной оксидной плёнкой Al₂O₃ с температурой плавления 2 050 °C — намного выше, чем у самого металла (660 °C). Если не разрушить плёнку перед сваркой, металл под ней расплавится, а плёнка останется — шов не сформируется.
При TIG-сварке алюминия используют переменный ток (AC). В отрицательную полуволну дуга проплавляет основной металл, в положительную — разрушает оксидную плёнку катодным распылением. Это называют «очищающим действием» дуги. Именно поэтому алюминий сваривают аргонодуговым методом — других простых способов убрать оксидную плёнку в процессе сварки нет.
Нержавеющая сталь
TIG даёт минимальное тепловложение — это критично для нержавейки. Избыточный нагрев вызывает сенсибилизацию: карбиды хрома выделяются по границам зёрен, и материал теряет коррозионную стойкость. При TIG-сварке нержавейки тепло можно контролировать точно — шов остаётся коррозионно стойким.
Титан и высоколегированные стали
Титан жадно поглощает кислород, азот и водород при нагреве — прочность падает, появляется хрупкость. Сварка только в аргоновой среде высокой чистоты, причём с дополнительной защитой обратной стороны шва (поддув аргона). При ответственных соединениях — сварка в специальных камерах с аргоновой атмосферой.
Тонкий металл и точные соединения
Корневые швы трубопроводов, тонкостенные конструкции, теплообменники, авиационные детали — везде, где точность геометрии шва и отсутствие дефектов важнее скорости. TIG медленнее MIG, но даёт качество, которое другими методами в этих сценариях не достичь.
TIG против MIG: когда что выбирать
Это два разных инструмента, а не конкуренты. Каждый хорош в своей области.
TIG — медленнее, требует более квалифицированного сварщика, дороже в работе. Но даёт шов высшего качества, минимальное разбрызгивание, контроль над геометрией. Выбирают для цветных металлов, ответственных соединений, тонкого металла, видимых швов.
MIG/MAG — быстрее, проще в освоении, производительнее на толстом металле. Выбирают для массовой сварки конструкционных сталей, там где скорость важна и качество шва приемлемо, но не критично.
На большинстве производств оба метода присутствуют одновременно: TIG — для сложных и ответственных позиций, MIG — для рутинных.
Расход аргона и организация подачи
Расход при TIG-сварке — 6–12 л/мин. На практике это около 5–8 часов работы на одном 40-литровом баллоне (6 м³). При нескольких постах — считайте: 3 поста в одну смену расходуют 1–2 баллона в день.
При таком потреблении поштучная замена баллонов создаёт реальные неудобства. Переход на газовую рампу снимает эту проблему: несколько баллонов параллельно, автоматическое переключение, сварщик не отвлекается на замену. Подробнее о выборе рамп — в статье «Что такое газовая рампа».
При высоком суточном расходе — газовые моноблоки: одна заправка на несколько дней работы.
