При ручной аргонодуговой сварке применяют вольфрамовые электроды, поставляемые по ТУ 48-19-39-73 диаметром от 1 до 6 мм, а также 8 и 10 мм. При сварке алюминиевых шин обычно применяют электроды диаметром 3—6 мм. В качестве присадки применяют прутки диаметром до 10 мм, длиной 500 мм, по своему химическому составу они должны быть из того же металла, что и свариваемые шины.
Для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом промышленность выпускает по ГОСТ 5.917-71 горелки типа РГА-150 массой 0,35 кг с естественным охлаждением на наибольший сварочный ток 200 А для вольфрамовых электродов диаметром 0,8—3,0 мм и горелки типа РГА-400 массой 0,625 кг с водяным охлаждением на наибольший сварочный ток 500 А для электродов диаметром 4,0—6,0 мм.
Горелки массой 0,550 кг с естественным охлаждением на ток 350 А для электродов диаметром 3—6 мм разработаны ЛенПЭО ВНИИПЭМ.
С горелками, для которых предусмотрено охлаждение водой, можно работать и без искусственного охлаждения. В этом случае необходимо сварку вести с перерывами или попеременно пользоваться двумя горелками.
При пользовании горелками с естественным охлаждением применяют керамические сопла, которые выпускаются трех размеров: ГРАД400/1 для электрода диаметром до 3 мм; ГРАД400/2 для электрода диаметром 4—5 мм и ГРАД400/3 — для электрода диаметром 6 мм.
Ручную аргонодуговую сварку шин толщиной от 3 до 12 мм выполняют на переменном токе, а сварку шин толщиной от 1,5 до 2 мм — на постоянном токе.
При сварке на переменном токе полярность тока непрерывно меняется и только в тот момент, когда свариваемый металл является катодом, происходит распыление пленки окиси. В другой период, когда свариваемый металл является анодом, происходит разогрев и расплавление металла. В сварочной цепи кроме переменного тока имеется и постоянная составляющая, образующаяся за счет выпрямляющего действия дуги. Эта составляющая имеет прямую полярность (минус на электроде) и способствует разогреву металла. Постоянная составляющая ухудшает распыление и стабильность процесса сварки и увеличивает разбрызгивание металла. Для уменьшения постоянной составляющей в сварочную цепь включают активные или емкостные сопротивления.
Установки, выпускаемые для ручной аргонодуговой сварки, УДАР-300, УДАР-500, УДГ-301, УДГ-500 и другие— применяют главным образом в стационарных условиях.
Рис. 15. Схема установки для ручной аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом. СТ — сварочный трансформатор СТЭ-34; Др — дроссель РТС-34; Осц — осциллятор; РБ — балластный реостат РБ-300; Г — горелка; Рт — ротаметр; Р — редуктор.
При использовании их в монтажной зоне вместо охлаждаемых водой горелок применяют горелки с керамическими мундштуками без водяного охлаждения. Для ручной аргонодуговой сварки может быть также скомплектована установка из отдельных аппаратов и приборов по схеме, приведенной на рис. 15.
Сварку неплавящимся вольфрамовым электродом выполняют в следующей последовательности. До начала сварки очищают шины от жира и грязи, затем зачищают их кромки и присадочные прутки до металлического блеска. При нижней сварке шины устанавливают с зазором 1—3 мм на специальной прокладке, имеющей канавку шириной 8 мм и глубиной 2 мм, которая служит для формирования шва с обратной стороны. При вертикальной и горизонтальной сварке с зазором устанавливают шины только толщиной до 6 мм; шины толщиной 8—12 мм устанавливают без зазора, но на них делают скос кромок под углом 45°.
Желательно вертикальную и горизонтальную сварку также выполнять на подкладках с канавками, как и при нижней сварке. Приступая к сварке, вольфрамовый электрод устанавливают так, чтобы он выступал из сопла на 5 мм при сварке шин прямоугольного профиля и внешних швов сложных профилей и на 7 мм при сварке внутренних углов и швов с глубокой разделкой кромок. Конец электрода затачивают на конус, что способствует большей плотности тока на конце электрода и лучшей эмиссии электронов.
Открывают вентиль на баллоне с аргоном, возбуждают дугу на угольном бруске или пластине и переносят ее на свариваемые кромки. При сварке нельзя касаться вольфрамовым электродом свариваемого металла, так как это приводит к расплавлению конца электрода, загрязнению шва и нарушению режима сварки.
Нижнюю сварку шин толщиной до 6 мм выполняют за один проход, при большей толщине — за два прохода. При первом проходе движением горелки на себя сварщик прогревает кромки шин, при втором проходе — сваривает шины. На шинах толщиной до 6 мм вертикальную и горизонтальную сварку выполняют за один проход; вертикальную — снизу вверх, горизонтальную — справа налево или слева направо. Присадочный пруток при вертикальной сварке располагают вдоль шва под углом 10° к плоскости шины над горелкой. Это уменьшает возможность стекания металла. При окончании сварки горелку выводят на верхнюю плоскость шины. При выполнении горизонтальной сварки горелку и присадочный пруток держат наклоном вниз с тем, чтобы струей газа и концом сварочного прутка металл удерживался в сварочной ванне.
Вертикальную и горизонтальную сварку шин толщиной 8—12 мм выполняют за три прохода: подогрев кромок шин во время первого прохода, затем наложение первого валика в корне шва и наложение второго валика, окончательно формующего шов. Так как при этих толщинах делают скос кромок, то при выполнении второго и третьего проходов кроме поступательного движения дуги вдоль шва производят и колебательные движения, направляя дугу то на одну, то на другую кромку. Это способствует лучшему разогреву ванны и формованию шва.
В процессе сварки сварочная ванна должна быть открыта для дуги и аргона, поэтому стремятся длительно не закрывать ее присадочным прутком. Присадочный пруток сварщик периодически вынимает из сварочной ванны, не выводя его из защитной зоны аргона. В конце шва, оборвав дугу, горелку еще несколько секунд ш отводят от конца шва и не выключают аргон. Это делают для защиты остывающего металла шва и электрода от окисления.
При сварке длина дуги должна быть не более 4— 5 мм. Чем длиннее дуга, тем меньше глубина проплавления металла, при этом уширяется шов и ухудшается защита сварочной ванны аргоном. Расход аргона на шинах толщиной до 6 мм составляет 10 л/мин; при толщине 8—12 мм он составляет 12—15 л/мин. Рекомендуемые режимы сварки приведены в табл. 8.
Рис. 16. Аргонодуговая сварка шин неплавящимся электродом, а — нижняя; б — вертикальная; 1 — шина: 2 — присадочный пруток; 3 — горелка; 4 — сварочный шов; 5 — формующий брусок: 6 — подкладка.
Схема взаимного расположения сварочной горелки и присадочного прутка при нижней и вертикальной сварке приведены на рис. 16.
