Расход аргона при TIG сварке: как выставить и посчитать?

Коротко

• Расход аргона при TIG сварке настраивают по расходомеру или ротаметру, а не по давлению в баллоне.
• Точное деление шкалы подбирают пробным швом: минимум, затем понемногу вверх, пока шов не перестанет сереть.
• Газовая линза выравнивает поток на выходе и позволяет не задирать расход ради защиты кромки.
• На алюминии деление шкалы и время постпродувки подбирают тем же пробным швом, ориентируясь на цвет валика и вольфрама.
• Объём газа в баллоне считают через рабочее давление по ГОСТ 949-73, а не на глаз.

Перед швом на TIG встаёт вопрос, какое деление выставить на расходомере аргона. Ниже разбираем расход аргона при TIG сварке - что на него влияет, какое деление выставить по шкале, как читать поток по ротаметру и манометру, чем отличается расход на алюминии и на полуавтомате и как посчитать запас газа в баллоне.

Мало газа - воздух подсасывает в дугу, шов сереет и покрывается порами, вольфрам темнеет и крошится при следующем поджиге. Много газа - поток становится турбулентным и втягивает воздух с краёв, так что пользы от лишних делений на шкале нет, только баллон опустеет быстрее.

1. Что влияет на расход аргона при сварке TIG?

Расходомер выставляют один раз для конкретной задачи, но следить приходится за несколькими вещами одновременно - подобрать регулятор-расходомер под свою горелку и пост можно в каталоге.

• Фактор: Диаметр сопла горелки
  • Как влияет на поток: Узкое сопло держит поток дольше, широкое - требует больше газа на ту же защиту
  • Что сделать: Сопло берут под ток и вылет электрода, а не наугад
• Фактор: Газовая линза вместо цанги
  • Как влияет на поток: Выравнивает поток на выходе, снижает завихрение у самого края сопла
  • Что сделать: Ставить на неровных швах и там, где нужен длинный вылет
• Фактор: Сквозняк на посту
  • Как влияет на поток: Сдувает защитное облако раньше, чем оно закрыло ванну
  • Что сделать: Закрыть окна и двери или поставить ширму, а не просто добавлять поток
• Фактор: Металл и толщина
  • Как влияет на поток: Крупная ванна на толстом металле остывает дольше и дольше нуждается в защите
  • Что сделать: Увеличивать не только основной поток, но и время постпродувки

2. Какой расход аргона при тиг сварке выставить по шкале?

Единой цифры для всех горелок и постов нет: она зависит от сопла и обвязки конкретного аппарата, поэтому точный режим подбирают по расходомеру на своей горелке. Ориентиром служит сама шкала прибора на посту. У регулятора АР-40-2МГ (БАМЗ) наибольший расход газа по паспорту - 40 л/мин при рабочем давлении до 0,8 МПа; конкретное рабочее деление на своей шкале подбирают пробным швом, как описано ниже.

Практический способ найти свою цифру: выставить минимальное деление, зажечь дугу на пробном обрезке и медленно увеличивать поток, пока шов не перестанет сереть и не появится ровный блестящий валик. Дальше добавлять деления не нужно - лишний газ защиту не улучшает.

3. Как выставить расход по ротаметру и по манометру?

• По ротаметру. Внутри прозрачной трубки поднимается поплавок, и деление напротив его середины показывает объём газа в литрах в минуту напрямую - так устроен, например, регулятор У-30/АР-40-01 с ротаметром и манометром в одном корпусе.
• По манометру расходомера. Стрелка показывает не сам поток, а давление на калиброванном дросселе, а шкала рядом с ней уже переведена в литры в минуту - читать нужно именно эту шкалу, а не показания давления в баллоне.
• По давлению в баллоне. Отдельный манометр на входе регулятора говорит только о том, сколько газа осталось, и к настройке потока отношения не имеет - его смотрят отдельно, когда прикидывают время работы от баллона.

Ротаметр держат в поле зрения при работе стоя у поста: деление видно сразу, без пересчёта давления в литры.

4. Какой расход аргона при сварке алюминия?

Единого числа нет: поток подбирают тем же пробным швом, но с поправкой на сам металл - оксидная плёнка снимается только в момент сварки, и если поток слабый, свежий металл ванны успевает потемнеть и покрыться чёрным налётом ещё до остывания. Именно поэтому расход аргона при сварке алюминия смотрят по цвету валика и вольфрама на обрезке, а не переносят готовое деление с другого поста.

Постпродувку для алюминия тоже подбирают пробным швом: свежая поверхность без защиты темнеет, пока металл остывает, и деление шкалы держат включённым, пока кратер не остынет полностью.

5. Как считают расход аргона при сварке полуавтоматом на том же посту?

Если на одном газовом посту стоят и TIG-горелка, и полуавтомат, поток выставляют тем же регулятором-расходомером и по тому же принципу: минимальное деление, пробный шов, деление увеличивают, пока не пропадут поры и серый налёт. Расход аргона при сварке полуавтоматом на том же посту зависит только от горелки и способа завихрения потока на выходе, а не от порядка настройки. Отдельной таблицы под каждый вид горелки паспорт регулятора не даёт - показания шкалы одни и те же для любой присоединённой горелки, рассчитанной на этот газ.

6. Как посчитать время работы от баллона аргона?

По ГОСТ 949-73 стальные баллоны среднего объёма делают вместимостью от 20 до 50 л с рабочим давлением до 19,6 МПа (200 кгс/см²) - это тот же порядок давления, что стоит в паспорте регулятора АР-40-2МГ как максимальное входное (200 бар). Из этих двух цифр количество газа в баллоне при атмосферном давлении считают простым умножением: объём баллона в литрах умножают на кратность сжатия.

Для баллона среднего объёма по ГОСТ 949-73 - от 20 до 50 л - при 200 атмосферах получаем от 20 x 200 = 4000 л до 50 x 200 = 10 000 л, то есть от 4 до 10 м³ аргона при атмосферном давлении; это оценка без поправки на реальное поведение газа при сжатии. По ГОСТ 10157-79 плотность газообразного аргона при нормальных условиях - 1,662 кг/м³, так что те же 4-10 м³ весят от 6,6 до 16,6 кг. Дальше берём расход и делим на него объём газа. Даже на наибольшем расходе регулятора АР-40-2МГ - 40 л/мин по паспорту - дуга на таком баллоне горит от 4000 л / 40 л/мин = 100 минут до 10 000 л / 40 л/мин = 250 минут, то есть от полутора до чуть больше четырёх часов без учёта продувок и утечек в соединениях. На меньшем делении шкалы, которое и подбирают пробным швом, время растягивается кратно дольше.

7. Частые ошибки при настройке расхода

• Смотрят на манометр давления в баллоне вместо шкалы расходомера и путают остаток газа с текущим потоком.
• Увеличивают поток вместо того, чтобы убрать сквозняк или поставить ширму на посту.
• Обрывают подачу газа сразу после обрыва дуги, а не через несколько секунд постпродувки, и получают потемневший кратер шва.
• Переносят деление шкалы с чужого поста и чужой горелки, не проверяя, что сопло и вылет электрода те же самые.

Полярность, ток и подготовку металла для самого шва разбирает статья об аргонодуговой TIG-сварке для начинающих, здесь же речь только про газовый узел. Регулятор с ротаметром и манометром вроде У-30/АР-40-01 и сменные сопла для TIG-горелки подбирают сразу под одну горелку - тогда пробный шов на новом посту повторит режим, который уже проверен на старом.