Как настроить параметры сварки TIG для тонкостенных труб и рамок

Тонкостенные трубки наказывают сразу за каждую неправильную настройку: слишком большой ток — и продуваешь, слишком маленький — и корень не плавится, неправильный поток газа — и шарик посереет, неправильная последовательность — и рама смещается. В этом руководстве изложено (в том порядке, в котором сварщик фактически принимает решения), как выбрать параметры сварки TIG для тонкостенных труб из алюминия, хромистой стали и каркаса из нержавеющей стали - и что проверить, если сварной шов идет не так.

Параметры сварки TIG для тонкостенных труб выбираются так, чтобы обеспечить минимальное количество тепла, необходимое для полного сваривания соединения, и не более того: правильная полярность для материала, сила тока, соответствующая толщине стенки, небольшой острый вольфрам, достаточное количество защитного газа, чтобы покрыть ванну без турбулентности, импульс там, где контроль тепла имеет решающее значение, и диаметр наполнителя, не превышающий стенки.  Приведенные ниже настройки являются отправными точками для отрасли; Окончательные значения всегда подтверждаются на тестовом образце, вырезанном из производственной трубы и скорректированном с учетом станка, геометрии соединения и положения. Huang Wei, тайваньский производитель рам OEM с более чем 30-летним опытом производства алюминия. Сварка TIG  в соответствии с ISO 9001 устанавливает параметры для каждой операции именно на этой основе.

Шаг 1. Установите полярность и тип тока для материала.

Какую полярность следует использовать для сварки тонкостенных труб TIG?

Полярность — это первая настройка, поскольку она определяет, как тепло распределяется между вольфрамом и деталью. Для стали, хромомолибдена и из нержавеющей стали используйте отрицательный электрод постоянного тока (DCEN): большая часть тепла уходит в заготовку, вольфрам остается холодным и острым, а дуга узкая и ее легко разместить на тонкой кромке. Для алюминия используйте переменный ток: положительный полупериод электрода разрушает слой оксида алюминия, который плавится намного выше основного металла, а отрицательный полупериод обеспечивает проникновение. Причины описаны в TIG-сварка алюминия направляющая  и тонкостенная направляющая из хромомолибдена.

Какой баланс и частота переменного тока подходят для тонкой алюминиевой трубки?

При переменном токе баланс устанавливает долю времени отрицательного электрода. Для тонких алюминиевых трубок обычной отправной точкой является баланс около 70–75% EN: достаточное очищающее действие, чтобы поддерживать яркость бассейна без перегрева вольфрама. Частота переменного тока контролирует ширину дуги; более высокая частота (примерно 100–150 Гц на современных инверторах) сужает и делает дугу более жесткой, что помогает удерживать тонкий край и размещать валик точно в месте пересечения трубки. Это начальные значения — уменьшите баланс в сторону большей очистки, если бассейн выглядит грязным, увеличьте частоту, если дуга блуждает.

Шаг 2. Сопоставьте силу тока с толщиной стены

Сколько ампер следует использовать для сварки тонкостенных труб TIG?

Традиционное эмпирическое правило для стали составляет около 1 ампер на 0,001 дюйм толщины стенки — примерно 40 ампер на миллиметр. Таким образом, хроммолибденовая трубка диаметром 0,9 мм начинается при токе около 35–45 А; стенка толщиной 1,2 мм около 45–55 А. Алюминию требуется больший ток для той же толщины, потому что он очень быстро отводит тепло от соединения — ожидайте, что по мере нагрева детали он будет начинаться выше и сужаться. Нержавеющей стали требуется меньше, чем углеродистой стали, поскольку она удерживает тепло в месте соединения, а не распределяет его. В каждом случае устанавливайте максимальное значение сварочного аппарата немного выше ожидаемого значения и контролируйте фактический ток с помощью ножной педали или устройства управления горелкой, чтобы дуга могла мгновенно погаснуть при нагреве соединения.

Зачем тонким трубкам нужны импульсные настройки?

При импульсной сварке TIG чередуется пиковый ток, который плавит соединение, и фоновый ток, который поддерживает дугу активной, пока бассейн остывает. Для тонкостенных трубок он делает три вещи: снижает среднее тепловложение, что позволяет контролировать деформацию; обеспечивает ритм добавления наполнителя на каждую вершину, в результате чего получается ровный перекрывающийся валик, который сварщики называют рыбьей чешуей; и затрудняет продувание в местах пересечения труб, где стенка уже утончена из-за скоса. Начальные точки для инвертора: пик при силе тока из таблицы выше, фон примерно 30–40 % от пика, частота импульсов около 1–2 импульсов в секунду для наполнителя с ручной подачей и пиковое время 40–50 %. Вместо этого для придания жесткости дуге на очень тонкой нержавеющей стали используется более быстрая пульсация (десятки Гц).

Шаг 3. Выберите вольфрам, чашку и защитный газ.

Какой вольфрам и размер чашки подходят для тонкостенных рамных трубок?

Используйте электрод небольшого диаметра, чтобы дуга оставалась сфокусированной: 1,6 мм (1/16 дюйма) для большинства работ по стали и нержавеющей стали с тонкими стенками, 2,4 мм (3/32 дюйма), когда требуется больший ток, для алюминия. Электрод с содержанием лантана 2% — хороший выбор общего назначения, который работает как с инверторами постоянного, так и переменного тока; заземлите его в точку для постоянного тока и в точку с небольшим плоским или небольшим шариком для переменного тока. Следите за тем, чтобы отметки шлифовки проходили вдоль электрода. Чашка среднего размера (размер 6–8) с газовой линзой обеспечивает стабильный ламинарный столб газа, проникающий в узкие углы между трубками; чашка большего размера используется при сварке нержавеющей стали, чтобы расширить защиту над охлаждающим валиком.

Какой расход защитного газа следует использовать?

Чистый аргон является стандартным защитным газом для всех трех материалов. Начальный расход обычно составляет 10–15 литров в минуту с газовой линзой и выше с большой чашкой. Больше газа не значит лучше: чрезмерный поток создает турбулентность, которая затягивает воздух в бассейн, а симптомом является серая, закопченная или окисленная капля, которая выглядит как нехватка газа. Установите предварительную подачу так, чтобы газ покрывал соединение до начала дуги, а последующую подачу достаточно долго, чтобы вольфрам и валик остыли под крышкой — дольше для нержавеющей стали. Для трубок из нержавеющей стали также продуйте внутреннюю часть трубки аргоном; без него корень окисляется (засахаривается) и соединение теряет коррозионную стойкость.

Шаг 4. Выберите наполнитель и подготовьте шов.

Какой диаметр наполнителя следует использовать для тонкостенных трубок?

Выбирайте диаметр наполнителя, равный или меньший толщины стенки — обычно это проволока от 1,0 до 1,6 мм для каркасных трубок. Слишком густой наполнитель охлаждает бассейн, заставляет более сильный поток расплавить его и оставляет высокий, холодный шарик. Подберите присадочный сплав к основному материалу и послесварочному процессу: на алюминиевых рамах, которые будут Термически обработанный T4 или T6 , присадочный сплав выбирается таким образом, чтобы он подвергался термообработке вместе с базовой трубой, поэтому производители рам указывают наполнитель и отпуск вместе, а не по отдельности.

Как следует подготовить и установить тонкие трубы перед сваркой?

Подгонка больше влияет на сварной шов, чем любая настройка машины. Срежьте концы трубки под углом так, чтобы соединение закрывалось с минимальным зазором по всему периметру; тонкие стены не могут закрыть щели без прожога или чрезмерного наполнителя. Очистка металла до блеска — механически на стали и хромомолибдении, с помощью специальной щетки для нержавеющей стали и растворителя на алюминии, удаляя оксид непосредственно перед сваркой. Зажмите сборку в приспособлении, которое удерживает геометрию, и закрепите в нескольких точках вокруг каждого соединения, прежде чем запускать полный бортик. Медные или алюминиевые опорные блоки и зажимы радиатора возле стыка отводят тепло от тонкой стенки и помогают предотвратить провисание на дальней стороне.

Шаг 5: Последовательность управления, нагрев и искажение

В каком порядке следует сваривать трубы рамы?

Выполняйте сварку в сбалансированной последовательности, чтобы усадка на одной стороне рамы компенсировалась усадкой на другой: чередуйте стороны, работайте от центра конструкции наружу и дайте стыкам остыть между проходами, а не нагревайте всю раму. Для велосипедной рамы передний треугольник обычно прихватывается и приваривается как один закрепленный блок, затем задний треугольник, затем рама проверяется на выравнивание перед добавлением более мелких фитингов (направляющие для тросов, бобышки для бутылок, крепления стоек и тормозов). В случае алюминия рама после сварки подвергается термообработке Т4 или Т6, а затем выправляется и проверяется; последовательность действий, которая сводит к минимуму деформацию перед термообработкой, также сводит к минимуму выпрямление после нее. Более широкое сравнение методов соединения приведено в методы сварки рамы велосипеда.

Когда TIG не подходит для тонкостенного соединения?

TIG является стандартом для пересечений рам, поскольку он дает оператору прямой контроль над нагревом и наполнителем. Стандартный процесс изготовления велосипедной рамы . Но очень длинные прямые швы на тонком листе или трубе, где деформация должна быть минимальной и не требуется наполнитель, лучше подходят для l лазерная сварка ; компромисс изложен в лазерная сварка против TIG для тонкостенных конструкций . Повторяющиеся крупномасштабные швы с постоянной подгонкой можно выполнять с помощью роботизированной сварки MIG, по сравнению с TIG против MIG для изготовления рам . Производитель, объединяющий все эти процессы под одной крышей, как это сделал Хуан Вэй на своем Страница возможностей сварки  : роботизированная сварка TIG, MIG, представленная в 2019 году, пайка и лазерная сварка — выбор процесса для каждого соединения, а не для каждого завода.

Распространенные проблемы TIG-сварки тонкостенных трубок и их исправление

Часто задаваемые вопросы

Требуется сварка тонкостенных труб в соответствии со стандартами OEM?

Huang Wei Technology — OEM-производитель на Тайване, сертифицированный по стандарту ISO 9001, с более чем 30-летним опытом точной сварки алюминия TIG, поставляющий алюминиевые рамы Giant и европейским велосипедным брендам, а также рамы сидений для тайваньских высокоскоростных железных дорог. Мы свариваем тонкостенные трубы из алюминия, хромомолибденовой и нержавеющей стали с помощью роботизированной сварки TIG, MIG (введено в 2019 г.), пайки твердым припоем и лазерной сварки с последующей термической обработкой T4/T6 и финишной отделкой на наших вертикально интегрированных предприятиях. Параметры разрабатываются и документируются для каждого задания в рамках нашей системы качества. Свяжитесь с Хуан Вэем для получения консультации или предложения по сварке OEM..