Любое совершенствование личного места силы — домашней мастерской — бальзам на душу самоделкина, плюс открывающиеся дополнительные возможности, либо повышение комфорта в работе. Простой сварочный инвертор для работы штучными покрытыми электродами (ММА) — уже большое подспорье в этом хозяйстве, сварка же электродом неплавящимся в среде аргона, она же «аргоновая», она же TIG, даёт возможности куда как шире, позволяя при этом делать неразъёмные соединения высокого класса. Удешевление и компактность нынешних сварочных источников, доступность расходных частей, материалов и малолитражных баллонов высокого давления позволило TIG процессу уверенно осваивать любительские мастерские. Дело это, однако, сравнительно сложное и многогранное [1]. Здесь речь пойдёт о ряде модернизаций своей домашней сварочной установки, после пробных корявых швов, когда стихли первые восторги.
1. Дано
Условия задачи: удалённая деревенская лаборатория-мастерская, отсутствие личного автотранспорта, универсальный (AC/DC до 200 А) сварочный аппарат аналогового типа в штатной комплектации (горелка WP-26), аргоновый баллон 10 л «Ярпожинвест». Предположительные задачи — сосуды и приборы из нетолстой нержавеющей стали, сваривание электрических проводов, в том числе и выводов нагревателей, конструкции из мелкокалиберной стальной профильной трубы, алюминиевые корпуса и радиаторы радиоэлектронной аппаратуры, алюминиевые и медные теплообменники. Сварочный аппарат достался чуть б/у и не вполне исправным — почищен, восстановлен.
Уже имеющиеся доработки первичные:
Фото 1.1. По сравнению с обычным устройством сварочной установки в газовый тракт добавлена вторая ступень редуцирования — т. н. экономайзер (отмечен), полностью избавляющий от перерасхода аргона из-за плевков при старте. На фото — 10 л баллон Ярпожинвест, в деревянном штативе
Фото 1.2. В сварочную маску установил рамку с диоптрийными стёклами — стало хорошо видно все мелкие элементы процесса, а оперировать приходится электродом и прутиком присадки в нескольких миллиметрах от лужицы расплавленного металла, касаться которой никак нельзя — ювелирная работа!
Аргоновая сварка — это множество сменных и расходных частей: электроды, сопла, газовые линзы, присадки. От имеющегося их ассортимента зависит удобство и ассортимент возможных работ, это первое и очевидное, что приходится наращивать в своём сварочном хозяйстве.
2. Сменная горелка
Диаметр электрода и присадки более или менее точно подбирают под толщину материала и сварочный ток. Средняя горелка, та же штатная WP-26 (большой мощности с воздушным охлаждением) умеет работать с любыми уместными (до 200 А) электродами, но для задач мелких слишком массивна и неповоротлива — полезно в своём арсенале иметь вариант полегче и поменьше.
Фото 2.1. Разъёмы силовые, газовые и управляющие у TIG горелок различаются от аппарата к аппарату. Их приходится переделывать, искать переходники или сразу собрать горелку из нужных компонентов. На фото — комплект для сборки маломощной горелки с воздушным охлаждением WP-9. Вариант с поворотной головкой-шарниром и включением педалью. Здесь же набор для неё сопел, цанг, их держателей и газовых линз, для четырёх популярных диаметров электродов
Фото 2.2. В горелке применён мягкий и тонкий комбинированный кабель-шланг. На фото — его соединение с клеммой «к аппарату» и головкой горелки
Фото 2.3. Для оперативной замены горелок с минимальными потерями защитного газа переделал у своей «Авроры» штатный газовый разъём с конусным уплотнением и накидной гайкой (в руках), на быстроразъёмный
Фото 2.4. Очередное вскрытие аппарата снова напомнило — табельный крепёж аккуратен и красив, надёжно держится. Настолько надёжно, что некоторые винты приходится отворачивать с превеликими трудами. Всего их аж 18 штук, а прибор время от времени придётся открывать хотя бы для чистки — его охлаждение принудительное и мощное, а схема с высоковольтным осциллятором очень не любит скоплений пыли внутри корпуса. Заменил винтики на болтики, их головки под ключ намного ухватистей
3. Баллон для аргона
Первые же сварочные опыты показали — 10 л баллон для аргона, это прискорбно мало, даже если газ отчаянно экономить. Если же добиваться красивых цветных швов на нержавеющей стали (улучшенное охлаждение специальными насадками и широкими соплами) или же варить её с дополнительным поддувом изнутри (защита корня шва), то ездить заряжать такой маленький баллон (баллоны) придётся почти непрерывно.
10 л баллон Ярпожинвест — бесшовный вариант, имеет рабочее давление 14.7 МПа, а испытан 22.1 МПа. Тем не менее на моей газонаполнительной станции заправлять его выше 13 не рисковали, с чем пришлось смириться.
Фото 3.1. Заметно улучшить снабжение аргоном удалось, заведя 20 л баллон Тверьгазсервис — кроме увеличенного объёма, к этому баллону на газонаполнительной станции никаких вопросов не возникло, его заправляют до положенных 14,7 МПа, пожалуй, даже и с горкой. У баллона плоское дно без башмака, он вполне устойчив и без дополнительного штатива, имеет резьбу под защитный колпак. Хорошо помещается в багажник легкового авто, но тяжеловат при более или менее длительной переноске (в сумке). Переставлять, загружать-выгружать его нетрудно. Важное — заправка аргоном баллона 20 л дороже таковой для ёмкости 10 л только на четверть — стоимость литра газа заметно уменьшается
4. Прокладки высокого давления
Приданная к редуктору полиамидная (?) прокладка заметно деформировалась после первого же применения (перетянул?), а заготовленные впрок паронитовые, под таким давлением текут — выяснено мыльной водой. В наше время всё можно купить, а аргон не кислород с его особенными требованиями. Тем не менее — хорошие и из подножных материалов, прокладки для уплотнения соединения баллон высокого давления — редуктор, даже и для кислорода, получаются из полиэтиленовых крышек для стеклянных банок, пластиковых канистр, крышечек от ПЭТ бутылок. Даже без всяких просечек, одним ножом, делаются в две минуты, легко раздавливаясь, отлично герметизируют соединение, но одноразовые.
Фото 4.1. Самодельная отработанная прокладка из крышечки от газировки в ПЭТ-полторашке. Опытные коллеги рекомендуют менять такие прокладки не больше чем после двух-трёх смен баллона
Фото 4.2. Мой редуктор имеет для прокладки посадочное место со ступенечкой, отверстие для неё удобно делать спиральным сверлом по дереву. Остальная часть крышечки легко обрезается ножом (отмечено), заусенцы и стружка удаляются
5. Тележка для сварочной установки
ММА инвертор хорош прежде всего своим минимализмом и мобильностью, а современные аппараты могут быть буквально карманными. Совсем другое дело сварка полуавтоматическая или аргоновая — в самом лучшем случае приходится таскать за собой и баллон с защитным газом, в сложных вариантах это может быть ещё и связанные дополнительные блоки. Например, для водяного охлаждения горелки — целая система с кабелями, шлангами, тяжёлыми компонентами и нелёгким баллоном. Сварка некрупных деталей на столе может обойтись и стационарным оборудованием, чаще же любительские работы непредсказуемы и разнообразны — возможность легко и в одиночку перемещать сварочную установку по мастерской и около неё, весьма ценна. Собрать все составляющие элементы в едином мобильном конструктиве, позволяет специальная тележка. Основных конструкций несколько, внутри них исполнения отличаются мелкими деталями — полки и выдвижные ящики для расходных частей, укладки или крюки для кабелей, сетевые электрические удлинители и так далее [2].
Рис. 5.1. Среди прочих выбран простой вариант тележки — на манер сервировочного столика, вровень с другими столами в мастерской и расположением аппарата на средней полке, а баллона сзади
Набросал в Автокаде эскиз, закупил и привёз стальные профильные трубы 20х20х1,5 мм, четыре колеса для промышленной мебели, причём два из них поворотные.
Фото 5.2. Для упрощения и повышения точности множества поперечных резов небольших трубок, приобретена маятниковая стойка для УШМ. Мой вариант болгарки в неё штатно не влез, пришлось железку дорабатывать — зачищать от ЛКМ, приваривать мощный рычаг-рукоятку, просверливать отверстия и нарезать резьбу в нужных местах, подбирать крепёж. К счастью, исходная мощная стальная конструкция все эти вольности позволяла
Фото 5.3. TIGсварка умеет хорошо работать только с чистыми заготовками, а тут ещё и недосмотрел при закупке. Пришлось вдумчиво пройтись по сомнительным местам лепестковым кругом (ржавчина), а всё вместе протереть ветошью, смоченной бензином (заводская смазка)
Фото 5.4. Нарезал детали и собрал верхнюю и нижнюю платформу тележки
Фото 5.5. Тонкостенные трубки без труда удаётся культурно, без всяких прожогов, сваривать герметично, но детали должны быть подогнаны более или менее точно. Зазоры в несколько миллиметров получается заполнять тоже, но сложнее и в несколько приёмов. Сварка с омеднённой присадкой Ø 1 мм, ток около 50 А, электрод Ø 1.6 мм, газовая линза, сопло №6, расход аргона ~3…4 л/мин
Фото 5.6. Соединил верхнюю и нижнюю платформу стойками
Фото 5.7. Полка под ящик аппарата без покрытия, но с поперечинами более или менее точно удерживающими его выступающие конусные ножки
Фото 5.8. Средняя полка для аппарата с гнездом для ножек. Примерка подтвердила — тяжёлая коробка надёжно фиксируется без всяких дополнительных мер, но выяснилась и неприятность — простая прямая ручка тележки здорово мешает обзору органов управления. Пришлось её аннулировать и изобрести вариант получше
Фото 5.9. Вариант ручки получше. Из тонкостенной круглой трубки и готовых гнутых элементов. Добавлены детали посадочного места для баллона, раскосы его площадки и для установки передних поворотных колёс
Фото 5.10. Резы под нужными углами размечал столярным инструментом, железку на платформе резака (Фото 5.2.) удерживал руками
Фото 5.11. Уже на финишной прямой, швы стали больше напоминать «аргоновые» с характерной чешуёй. Всего-то и нужно было отказаться от манеры выводить горелкой этакие спирали, как покрытым электродом. Сто раз правы наставления и учебная картинка — покружил дугой в начале шва, расплавил металл, добавил в эту лужицу немного присадки, чтобы она непременно покрывала оба края свариваемых деталей, и без всяких выкрутасов, только вперёд маленькими шажочками — добавил-передвинул, добавил-передвинул
Рис. 5.12. Учебная картинка
Фото 5.13. Оцинкованные вилки колёсиков подогнал к посадочным местам на тележке и приварил в нескольких точках каждую обычным ММА инвертором на открытом воздухе — окись цинка летучая и токсичная
Надыбав по углам остатки красок в банках, смешал светло-серую ПФ-115 с чёрной, получив потребное количество и цвет «шаровый №29», отметив таким образом и день ВМФ… Покрыл своё творение в два слоя.
Фото 5.14. Сварочная установка в сборе на вольном выпасе
Фото 5.15. Пользуясь тёплой погодой, вырезал из строганной сосновой дощечки, подогнал, покрасил и установил площадку для потенциального электрического удлинителя на четыре розетки — сварочный аппарат, вероятный блок водяного охлаждения, местное освещение. Видна конструкция крепежа баллона
Фото 5.16. Один из элементов крепежа. Тяга сварена из куска шпильки М10 и подходящей крупной гайки с обточенными гранями. Слой защитного цинка в местах сварки стравил кислотой
Фото 5.17. На улице, чтобы не пылить внутри, но около двери мастерской, чтобы зимой не нырять по сугробам, установил небольшое точило для заточки и правки вольфрамовых электродов. Затачивать свёрла тоже стало удобней
6. Итого
Сварочная установка стала удобной и мобильной, навык работы аргоновой горелкой заметно усовершенствовался. Появилась возможность легко и быстро менять горелки, а с новым увеличенным баллоном меньше оглядываться на манометр аргона. Сварочная тележка, кроме прочего, позволяет обходиться и сравнительно недлинным хоботом к горелке, меньше путаясь в проводах, шлангах и кабелях, уменьшая требования к оборудованию.
Фото 6.1. Моё самодельное приспособление для облегчения подачи присадочного прутка [1] позволяет нормально работать и с нетолстой проволокой при сварке мелочей и тонкостенных деталей. На фото — подготовка стальной омеднённой проволоки Ø 1 мм с катушки для сварки полуавтоматической. В центре — приспособление для выравнивания
Фото 6.2. Шарнирная поворотная головка горелки выглядит инородно и неизящно, но чудо как хороша в работе. Включение установки педалью позволяет держать горелку удобнее, ближе к соплу, а сама миниатюрная WP-9 размерами напоминает фломастер. Педаль, однако, приходится перемещать под ногу и нащупывать, а маленькая горелка быстро нагревается