Газовая линза для Tig горелок своими руками

Преимущества и недостатки газовых линз

Используя газовые линзы, можно улучшить качество сварных швов при работе с чувствительными к воздействию воздуха металлами. О достоинствах и недостатках газовых линз – в нашей статье.

Виды газовых течений

Газовые потоки делятся на два вида: турбулентные и ламинарные. Они возникают и во время, например, полуавтоматической или аргонодуговой сварки. Эти потоки кардинально отличаются.

В конце XIX века британский физик Осборн Рейнолдс установил, что при низкой скорости течения жидкостей их слои движутся по параллельным траекториям, не перемешиваясь. После преодоления критического значения характер течения меняется и становится хаотичным. Аналогично ведут себя и газы. Упорядоченное течение назвали ламинарным, хаотичное – турбулентным.

Особенности ламинарного течения

Название ламинарный произошло от латинского слова lamina, которое переводится как «пластинка». При таком виде течения газовые потоки перемещаются упорядоченно, без изменений направления, скачков скорости или давления. Это похоже на параллельное движение отдельных слоев.

Вода из крана представляет собой ламинарное течение

Особенности турбулентного течения

Название «турбулентный» произошло от латинского turbulentus — «беспорядочный». В этом случае газовый поток не однородный: меняется скорость и направление движения слоев.

Характер движения дыма тлеющей сигареты –пример турбулентного течения

Устройство и назначение газовых линз

При выполнении аргонодуговой сварки характер и скорость движения защитного газа во многом определяют качество полученных швов. При высокой скорости движения аргона, он создает разреженную зону в районе выхода из сопла.

Это способствует подсосу кислорода и его попаданию в сварочную зону. К аналогичному результату приводит и слишком низкая скорость подачи аргона. В этом случае в общем потоке газа образуются разрывы, в которые попадает воздух.

И в том, и в другом варианте результат получается одинаковый – пористость швов.

Газовая линза позволяет избежать такой ситуации. Основным ее элементом является пятислойная металлическая решетка из нержавеющей стали, установленная в латунном корпусе цангового зажима.

По этой причине при ее установке заменяется и сопло горелки.

Газовая линза позволяет получить ламинарный поток аргона при сварке Керамические сопла для газовых линз отличаются от стандартных сопел большим диаметром и меньшей длиной. Выпускаются и специальные удлиненные модели для работы в труднодоступных метах (например, для сварки угловых швов).

Применение газовых линз

Газовые линзы применяются, когда необходимо обеспечить надежную газовую защиту свариваемых материалов, обладающих особыми свойствами. В первую очередь к ним относится титан.

Этот материал востребован благодаря низкому удельному весу, отличной коррозионной стойкости и высокой прочности.

Одновременно с этим титан отличается повышенной химической активностью по отношению к газам, содержащимся в воздухе.

При нагревании до 350 °С металл начинает активно поглощать кислород. При этом образуются оксиды титана, которые характеризуются низкой пластичностью и высокой твердостью. При температуре в 500 °С начинается активное взаимодействие металла с азотом. Этот процесс сопровождается образованием нитридов, обладающих сходными с оксидами свойствами.

Еще один вредный для титана газ — водород. Он делает металл хрупким. В результате даже цельная с виду деталь может со временем расколоться по сварному шву.

Газовые линзы полезны при сварке сложных по форме изделий, когда сварочные работы приходится выполнять при увеличенном расстоянии между поверхностью металла и электродом.

Газовые линзы универсальны и при соблюдении определенных правил могут использоваться в разных условиях. Так, для улучшения защиты сварочной зоны от бокового ветра или выполнения работ на повышенных скоростях увеличивается диаметр сопла и расход газа, а расстояние от горелки до детали уменьшается. Характер движения газа без газовой линзы (сверху) и с газовой линзой (снизу)

Преимущества:

• Поток аргона становится упорядоченным и более устойчивым к движению поперечных воздушных масс.
• Поток действует на большем расстоянии, а значит, можно держать сопло дальше от металла и увеличить вылет вольфрамового электрода. Это одновременно улучшает сварщику обзор.
• Газовые линзы позволяют работать с металлами, особо чувствительными к влиянию воздуха.
• При этом угол наклона горелки не влияет на качество швов.

При засорении решетки из нержавеющей стали нет необходимости менять газовую линзу целиком.

Достаточно удалить верхний слой сетки.

Недостатки:

• Их использование оптимально для сварки простых швов в легкодоступных местах.
• При применении газовых линз увеличивается расход защитного газа. Максимально он может превышать норму на 40 %.

Заключение

Газовые линзы дороже стандартных цанговых держателей, но они удобны при работе с чувствительными к влиянию воздуха металлами (титаном или алюминием).

Поделитесь с друзьями:

Газовые линзы Furick для TIG сварки. You need this tool! | MFSTORE — официальный дилер MAGNAFLOW и VibrantPerformance в России

У фабрикейторов Всея Руси масса вопросов относительно выбора и использования газовых линз для аргонодуговой (TIG) сварки. Это будет, пожалуй, первый русскоязычный обзор по линзам, их различиям, совместимости с горелками и тд.

С недавних пор мы стали сотрудничать и поставлять в Россию продукты одного из лидеров в этой области — Furick Cup www.furickcup.com, поэтому основная информация будет по ним, но и других производителей тоже коснемся. 

Что такое газовые линзы?

Для начала разберемся с устройством типичной горелки и терминологией.

На фото выше два варианта комплектации стандартной горелки для аргонодуговой (TIG) сварки. С типичными китайскими аппаратами горелки идут в самой простой комплектации. В корпус горелки вкручивается цангодержатель (collet body), в который вставляется цанга (collet).

Цанга зажимает электрод при затягивании колпачка (back cup), а поверх цангодержателя накручивается керамическое сопло. Такая горелка по сути подходит только для общих промышленных работ и никогда не даст хороших результатов при сварке тонкостенных конструкций или труб.

Первым апгейдом на пути к качественным швам будет замена простого цангодержателя на стандартную газовую линзу (gas lens body), поверх которой накручивается измененное сопло (gas lens cup). Газовая линза отличается от простого цангодержателя более сложной конструкцией, где аргон подается в сопло не просто через несколько отверстий, а равномерно рассеивается через мелкую сетку.

Такой набор стоит недорого, доступен в любом магазине сварочной техники и позволит получать хорошие результаты при сварке черной и нержавеющей стали, особенно с толстой стенкой. В то же время сварка специфичных металлов вроде титана или тонкостенных сложных конструкций такими линзами либо невозможна, либо очень затруднительна.

Да и на обычных трубах из нержавеющей стали результат посредственный. Проблема в довольно узкой «струе» газа, которая не способна обеспечить идеальной защиты зоны шва.

Прогресс не стоит на месте и сегодня доступны куда более продвинутые варианты сварочных линз, которые помогают поднять качество и эстетику сварочных швов до невероятных высот. 

Для чего нужны газовые линзы? Как они работают? Как влияют на качество шва?

Если Вы не новичок в сварке, то Вам будет не интересно, но все же мы должны дать некоторые пояснения как это вообще работает. 

Начнем с того, что «сварка аргоном» крайне неграмотное выражение и лучше его избегать. Процесс этот носит длинное название «сварка неплавящимся электродом в среде защитного газа» и из самого названия становиться ясно, что аргон в данном случае — защитный газ и ничего он не варит.

Металл плавиться от нагрева электрической дугой и сваривается по сути сам по себе или с помощью подачи присадочного материала в сварочную ванну. Проблема в том, что расплавленный металл и все легирующие элементы моментально реагирует с кислородом воздуха, выгорают, превращаются в шлак и теряют свои свойства. Дуга в воздухе горит нестабильно.

Попробуйте поварить с отключенным газом — и все увидите сами. Подача в зону сварки инертного газа аргона приводит к тому, что он вытесняет кислород а сам при этом никак не реагирует с другими элементами. В этом ключ ко всему процессу аргонодуговой сварки. Мы должны исключить любую возможность попадания кислорода в зону шва. Но мало защитить только расплавленный металл.

Вокруг сварочной ванны металл нагревается настолько сильно, что не будучи расплавленным все равно начинает взаимодействовать с кислородом. На поверхности появляется налет шлака, нагар и цвета побежалости. Все это оксиды или оксидные пленки, которые свидетельствуют о том, что свойства металла в этом месте пострадали, а цвет этих пленок косвенно характеризует как сильно.

Перегретый окисленный шов на нержавеющей стали, к примеру, становиться ржавеющим и хрупким. Идеальный шов не имеет даже цветов побежалости — он светлый, идеально чистый, цвета основного металла. 

Качеству и эстетике швов нет предела. Но крайне редко можно получить полное отсутсвие цветов побежалости.  Чистые прозрачные цвета от бело-голубого до светло-розового, или как его называют salmon так же не являются проблемой, а напротив свидетельствуют о наличии лишь тонкой окисной пленки и весьма выверенном режиме сварки и высоком мастерстве исполнителя. 

Мы отметили как важно защитить область шва от контакта с кислородом и качество этой защиты сильно зависит от того, как равномерно, с какой скоростью и с каким по размеру покрытием аргон подается в зону сварки. Газ должен поступать плавно, ламинарным широким потоком, покрывая зону шва и обтекая заготовку во все стороны.

Для этого используются большие по диаметру чашеобразные газовые линзы, внутри которых аргон проходит через специальные сетки-диффузоры, рассеивается и плавно подается в зону шва.

Эти линзы чаще всего накручиваются на внутреннюю линзу и по сути получается двойная линза — внутренняя стандартная, и наружная большая, которую иногда называют «чашкой».

Прежде чем перейти к обзору линз хочется в тысячный раз отметить важный момент — подача газа с обратной стороны заготовки (внутрь трубы) или так называемый «поддув» совершенно необходимы и обязательны в процессе аргонодуговой сварки. Не делать этого значит зря тратить время. Свойства таких швов будут хуже, чем при быстрой сварке полуавтоматом.

Производители и типы линз

 Первый и один из основных производителей газовых линз в нужном нам сегменте — Arc-Zone.com и их линейка Monster. 

Линзы из стандартной розовой керамики Alumina, накручивающиеся на внутренние линзы размера WP9 или переходные под большие горелки. Раньше линейка была совсем скромной и включала по сути один вариант огромной линзы с диффузором из скотчбрайта.

Сейчас линейка включает четыре размера от 19 до 38 мм в диаметре а мягкие недолговечные диффузоры заменили на металлические многослойные сетки. Компания традиционно увлекается слишком крупными линзами, что на самом деле не очень удобно и по сути не нужно. Немного завышенный ценник.

В остальном отличный продукт который смело рекомендуем. 

Линзы прозрачные из специального стекла, что в некоторых случаях очень удобно для максимального контроля и лучшей видимости в процессе сварки. Диффузоры из нержавеющей сетки, посадка на стандартную линзу WP9 (45V44 или 45V43) через уплотнительное кольцо без резьбы.

Для линз BBW и Fupa 12 доступны защитные колпаки из титана, которые одеваются на линзу снаружи, чтобы защитить кромку от случайных повреждений и сколов. У всех линз хорошая комплектация, со сменными диффузорами и уплотнениями и очень разумная цена.

В общем совершенно самобытный, продуманный продукт, не похожий на конкурентов. 

Основная линейка включает три линзы, представленные на фото выше. Все они предназначена для сварки постоянным током любых металлов, кроме алюминия. 

• BBW — самая крупная линза с диаметром диффузора ~27мм. Максимальная защита для экзотических материалов.  
• Moose Knuckle 14 — линза среднего размера, 22мм. Самый универсальны рабочий размер на все случаи. 
• FUPA 12 — компактная линза, 19мм. Еще один вариант универсальной линзы для тонких стенок и узких мест. 

Кроме трех линз, которые условно можно считать крупными, есть два варианта совсем компактных линз — #8 PRO и Ally5. Это даже не полноценные линзы, а скорее прозрачные сопла.

Сопла #8 PRO устанавливаются так же на стандартные линзы WP9, а Ally5 идет в комплекте с собственным миниатюрным цангодержателем.

 Кит Ally5 производитель рекомендует для сварки переменным током тонкостенных алюминиевых конструкций а так же для самых узких мест, где нужны микро-линзы. 

Следующий производитель, которого можно отметить — Toxic Fab. Основатель проекта по имени Колин Маэрс несколько лет назад серьезно продвинул индустрию вперед, поднял качество швов до невероятных высот и превратил процесс сварки в искусство, с активным продвижением в соц сетях и особенно инстаграм.

В данный момент он прекратил поддержку проекта и занимается изготовлением ножей, но его линзы по прежнему доступны в онлайн магазине http://www.radweldingsupplies.com а сварка в тюнинге уже никогда не будет прежней.

Линзы Toxic довольно дорогие и скорее являются предметом коллекционирования для людей «в теме», чем рабочим инструментом. 

Пример работы Колина его собственными линзами. Идеально выверенные движения горелкой в сумме с первоклассным инструментом и расходными материалами. Результат, на который нужно ровняться и которому нужно стремиться, если Вы желаете серьезно развивать свое мастерство. 

А стеклянное сопло простой цилиндрической формы одевается через уплотнительное кольцо. Данная система довольно дорогостоящая и доступна к заказу в том числе и у нас в MFSTORE от нашего партнера USA WELD.

Мы не располагаем собственным опытом использования линз Pyrex, но совершенно очевидно, что это серьезный рабочий инструмент. Линзы Pyrex существовали на рынке задолго до того, как появились все конкуренты, представленные выше, но почему-то не снискали особой популярности.

Попробуйте — возможно Вам они понравятся или подойдут под некие специфичные задачи. 

Надеемся в этом материале мы немного раскрыли для Вас тему линз и подтолкнули к изучению вопроса. В следующей части рассмотрим вопрос совместимости горелок и линз разных размеров и стандартов. Присоединяйтесь к движению Fabrication Life!

Копирование материалов без письменно разрешения администрации mfstore.ru запрещено.