TIG сварка в домашней мастерской, знакомство. Часть 4. Настройка, присадка, включение

Мы решили приобщиться к такому замечательно полезному делу, как сварка неплавящимся (вольфрамовым) электродом в среде защитного газа, иначе — TIG, аргоно-дуговая сварка, и уже познакомились с минимальными мерами защиты и газобаллонным оборудованием процесса (Часть №1); сварочными аппаратами, горелками и расходными частями к ним (Часть №2); присоединили все кабели и шланги горелки к сварочному аппарату, подобрали, заточили и установили W электрод (Часть №3). Пора включать сетевое питание и попробовать наложить свои первые швы. Оговоримся — речь идёт о домашнем любительском применении, малыми силами и средствами, имея до этого только небольшой опыт сварки плавящимся покрытым электродом (MMA), да разнообразной пайки.

1. Настройки сварочного аппарата

Условия задачи: наша установка для аргоновой сварки — более или менее современная и среднестатистическая. Не будем сейчас говорить о составленных из отдельных узлов, самодельных чудовищах, как и о сложных промышленных вариантах — пусть это будет обычный инверторный TIG аппарат с постоянным и переменным сварочным током (AC/DC), высоковольтным бесконтактным поджигом дуги (осциллятор), электромагнитным газовым клапаном и аналоговым или цифровым управлением. Минимальный джентльменский набор удобств — двухтактный (2Т) и четырёхтактный (4Т) режим управления, обычный и импульсный режим работы.

Фото 1.1. Универсальный (AC/DC) сварочный ТIG аппарат с аналоговым управлением. Перечисленный джентльменский набор + управление балансом полуволн при работе на переменном токе — важное дело при сварке алюминия. Между ручками управления — циклограмма сварочного процесса с указанием кто чем управляет. На первый взгляд — хаос и нагромождение, но освоиться легко

Фото 1.2. Универсальный (AC/DC) сварочный ТIG аппарат с цифровым управлением. Компактнее, легче, с лаконичным и интуитивно понятным управлением. Каждый параметр цикла устанавливается точно, настроенные циклограммы можно сохранять в памяти и оперативно менять. По сравнению с аналоговым вариантом прибора, некоторые настройки шире, а сама циклограмма чуть сложнее

▍ 1.1. Циклограмма сварочного TIG процесса

Рис. 1.3. Каждый пуск и остановка горелки — цикл заранее программируемых операций. Удобно представлять его графически, как циклограмму — её и рисуют на лицевой панели сварочного аппарата. Здесь: красненьким показано изменение сварочного тока, серым — подача защитного газа, над ними — режим управления — двухтактный (2Т) или четырёхтактный (4Т)

Шаг №1 — PRE GAS — предварительная продувка системы защитным газом. Вытесняет попавший в горелку воздух, образует защитный слой над деталью.

Шаг №2 — работа стартовым током. Для предварительного, без плавления, нагрева кромок деталей и для удобного ориентирования электрода и присадочного прутка. Обычно стартовый ток назначают как четверть основного.

Шаг №3 — нарастание стартового тока до рабочего, для плавного начала цикла сварки.

Шаг №4 — основной сварочный ток. Зависит от ряда факторов: для сталей ориентировочно назначается — 25 ампер на каждый миллиметр толщины металла, для алюминия — около 40 ампер на 1 миллиметр. Корректируется по месту — рабочая дуга должна расплавлять металл детали до небольшого жидкого пятна (сварочной ванны) примерно за 2…4 секунды.

Шаги №5, 6 — культурно заканчивают сварочный шов, не позволяя образоваться усадочному углублению — кратеру.

Шаг №7 — POST GAS — охлаждение в защитном газе остывающего шва, горячего электрода и горелки. Длительность охлаждения назначается в зависимости от крупности и рода работ. Явный признак недостаточного времени охлаждения — цвета побежалости (окисная плёнка) на конце электрода (синий, коричневый цвет).

В ряде аппаратов сварочный цикл может быть отчасти упрощённым, например, без шагов № 1, 3, 6 — суровые и неделикатные аналоговые парни. Некоторые шаги циклограммы могут оказаться нерегулируемыми или недоступными в 2Т режиме управления — внимательно читать руководство пользователя имеющегося аппарата.

▍ 1.2. Импульсный режим сварки

Чудо как хорош для работ с мелочами и нетолстыми листами — позволяет очень тонко настраивать количество вложенного в заготовку тепла, уменьшая деформацию металла и вероятность прожогов.

Рис. 1.4. Вот как выглядит циклограмма сварочного TIG процесса в импульсном режиме. Здесь: Ip — ток импульса (рабочий); Ib — ток базовый (паузы); tp — длительность импульса; tb — длительность паузы; T — период (частота смены рабочего и базового токов = 1/период). Обычно доступна настройка всех этих параметров

Импульсный режим сварки работает и на постоянном, и на переменном (алюминий) токе.

▍ 1.3. Работа на переменном токе (сварка алюминия) — баланс полуволн

Всё рассмотренное работает одинаково на постоянном и переменном токе, для последнего, однако, доступна как минимум ещё одна полезная регулировка — баланс полуволн.

Рис. 1.5. При электродуговой сварке на постоянном токе процесс можно вести на прямой и обратной полярности, основные свойства каждого включения — на картинке, и к обратной полярности можно добавить — сильный нагрев электрода

Алюминий — металл весьма активный, но и надёжно защищённый от враждебной ему среды прочной, химически стойкой и вполне тугоплавкой плёнкой окиси, мгновенно образующейся на чистом металле в воздухе. Оксидная эта плёнка будет всячески препятствовать растеканию и сплавлению жидкого алюминия. Электрическая дуга на обратной полярности, из-за катодного распыления металла изделия, окисную плёнку на алюминии разрушает, но и перегревает, и быстро расходует, сравнительно тонкий не теплоёмкий вольфрамовый электрод. Удачный компромисс — работа на токе переменном, где с каждой полуволной полярность меняется — есть и эффект очистки алюминия катодным распылением, и электрод нагревается не слишком сильно. При этом регулируя соотношение длительности положительной и отрицательной полуволны в переменном сварочном токе, процесс следует настроить так, чтобы W электрод нагревался минимально, при нормальной очистке Al заготовки.

Рис. 1.6. Зону очистки вокруг сварочного шва на алюминии хорошо видно, заточка электрода при сильном нагреве оплавляется в характерный шарик

В аппаратах с цифровым управлением часто предлагаются расширенные возможности и для тока переменного — регулируемая и более высокая частота тока, изменение его формы, иногда «токовый баланс» — т. н. сварка асимметричным током.

2. Очистка деталей для TIG сварки

Защитный газ в TIG процессе не удаляет окислы и загрязнения, в отличие, от, например, обмазки штучного плавящегося электрода — при аргоно-дуговой сварке придётся подготавливать детали весьма тщательно.

Очистка от грубых загрязнений — с поверхности удаляют ржавчину, окалину, грязь, следы смазки, масла, краски. Для этого используют щётки по металлу, растворители. Удаление оксидной плёнки — кромки заготовок на ширине до 30 мм проходят наждачной бумагой или напильником. Зачищенные кромки не повредит ещё разок обезжирить растворителем. В ответственных случаях кромки дополнительно протравливают.

Детали из нержавеющей стали хорошо зачищать корщёткой (щёткой-крацовкой) с щетиной из нержавеющей проволоки. Щётки не следует использовать для работы на других материалах и металлах. Особенно вдумчиво приходится подготавливать детали алюминиевые.

Зачистить и обезжирить не повредит и присадочный пруток (проволочной мочалкой), особенно алюминиевый, хорошо бы очищать и вольфрамовые электроды после заточки — хотя бы протирать чистой тряпочкой для удаления пыли, а лучше тряпочкой, смоченной растворителем — дуга будет стабильнее.

3. Ручная подача присадочного прутка

Фото 3.1. При благоприятных условиях сварку ведут «своим телом» — формируя шов из оплавляющихся кромок деталей, часто же — с подачей присадки характерным образом — наклонив горелку, периодически макая кончик прутка в сварочную ванну и сложным образом перебирая пальцами

Как ни странно, малоопытному сварщику, кажется, удобнее начинать свои опыты, с участием присадки, тем более что держа её прутик рукой чуть дальше от дуги, короткий шов можно сделать без всякого специального навыка.

Вот какие приёмы перебирания пальцами попадаются чаще всего:

Фото 3.2. Вариант 1 — «Рабочий»

Фото 3.3. Вариант 2 — «Ювелирный»

Фото 3.4. Вариант 3 «Практический»

Фото 3.5. Вариант 4 — «Зрелищный»

Фото 3.6. И даже — вариант 5 — «Пижонский» — удерживание горелки и подача присадки одной рукой. Скорее демонстрация мастерства, для работы обычной пригоден едва ли

4. Tig Pen

ТIG горелка оперирует дугой короткой — расстояние между электродом и расплавленным металлом детали — несколько миллиметров, присадочный пруток должен находиться тут же — нельзя горячий его кончик вынимать из облака защитного газа под соплом, но и касаться раскалённого электрода или сварочной ванны недопустимо. То есть подавать присадку приходится очень точно, а движения пальцев левой руки специфические и согласованные — придётся здорово потренироваться. Очень облегчает дело даже простенькие приспособления, самое известное из которых, вероятно — Тig Pen.

Фото 4.1. Тig Pen — ничего особенного — корпус-трубка, через который проходит пруток присадки. Удерживается он между двумя подпружиненными роликами, один из которых, всего-то нужно крутить указательным пальцем — большое облегчение

Фото 4.2. Ещё один вариант с пистолетной рукояткой и роликом сбоку — под большой палец

Рис. 4.3. Вариант ещё проще — жестяная обойма с кольцом снизу или несколькими, для крепления на пальцах, и одном ролике, поддерживающем прутик присадки в пазах. Большим пальцем подталкиваем его — простое естественное движение

Фото 4.4. Вариант совсем простецкий, из куска проволоки и вообще безо всяких пружин и роликов — пистолетная рукоятка, в условном пазу в середине приспособления — большим пальцем всё так же подталкиваем прутик присадки к выходу. Несмотря на предельную простоту, отлично работает

Фото 4.5. Мой вариант — с каналом из толстостенной нержавеющей трубки. Стоит её переднюю и заднюю части чуть выгнуть вниз, и прутик надёжно удерживается от выпадения. Приспособление позволяет легко оперировать не только стандартными прутками, но и кусками тонкой проволоки с катушек для полуавтомата

Фото 4.6. Вишенка на торте — пластиковый вариант для 3D печати

5. Первые сварочные швы

Итак, у нас всё готово к первым пробным работам: к аппарату через редуктор и ротаметр, коротким тонким шлангом подключён аргон; изучено и законспектировано руководство по эксплуатации аппарата; есть пожаробезопасное и с хорошей вентиляцией место для работы, и огнетушитель наготове; имеется сварочная маска и мягкие перчатки-краги; правильно наточен пучок подобранных электродов.

Первые опыты рекомендуют проводить не на алюминии, и не на тонких листах. Отлично подойдут стальные обрезки хотя бы в несколько миллиметров толщиной. Очень хорошо сваривается сталь нержавеющая, помним только о повышенной токсичности её испарений.

Рис. 5.1. Номограмма для основных предустановок процесса. Сварочный ток при необходимости корректируется после первых же зажиганий дуги — она должна расплавлять небольшое пятно металла под ней за 2…4 секунды. Расход газа регулируем краником ротаметра [1], включив горелку вхолостую — отведя от детали

Для начала стоит освоиться в двухтактном режиме управления, с удерживанием короткой дуги, и вообще попривыкнуть к горелке — найти удобный её хват и положение рукава — чуток попрактиковаться в выписывании недлинных, насколько хватает движения лежащей кистью, ровных линий без присадки. Горелку при этом можно держать вертикально. Постепенно задачу усложняем — режим управления 4Т, подача присадочного прутка без перехвата его пальцами, соединение деталей встык, угловое и т. д. Работа с деталями из чёрной стали несколько облегчается и лёгкостью их фиксации — сварочными уголками-магнитами.

Рис. 5.2. Основная техника работы с подачей присадки и без опоры сопла

Не забываем про более или менее тщательную подготовку железок и присадки. Час-два тренировки уже позволят попробовать себя в не слишком ответственных, но уже практических, несложных работах — стаканчики и коробки для инструмента, пеналы для электродов и присадочных прутков, обязательная тележка для сварочного аппарата с баллоном…

По мере практики учитываем всё больше мелочей, внешний вид шва, при необходимости «защиту корня шва», пробуем работать с более сложными металлами, тонкими листами, читаем спецлитературу и спрашиваем специалистов; совершенствуем навыки и материальную часть, с каждым шагом радуемся открывающимся возможностям.

6. Мораль

Аргоно-дуговая сварка в домашней мастерской открывает новые горизонты, старые же работы и навыки выводит на новый уровень. Дело это — само по себе разностороннее и интересное, хотя и не самое дешёвое и доступное. Немного возни и практики позволяют сделать первые практические швы, а от той лёгкости, с которой удаётся спокойно работать с тонкими листами и делать герметичные швы, захватывает дух. Простейшее приспособление из куска проволоки или жести радикально упрощает мудрёную подачу присадочного прутка, позволят работать с тонкой проволокой.

7. Дополнительные материалы

1. TIG сварка в домашней мастерской, знакомство. Часть 1. Меры и средства защиты, газовая часть. Конспект автора.
2. TIG сварка в домашней мастерской, знакомство. Часть 2. Аппараты, горелки. Конспект автора.
3. TIG сварка в домашней мастерской, знакомство. Часть 3. Подключение, электроды. Конспект автора.

На благо всех разумных существ, Babay Mazay, июнь, 2025 г.

© 2025 ООО «МТ ФИНАНС»

Telegram-канал со скидками, розыгрышами призов и новостями IT 💻