Полуавтоматическая сварка — в защитном газе, в углекислом газе

В среде защитных газов, сварка углекислым газом очень распространена. Для общего понимания картины, предлагаю получше изучить данный способ сваривания.

Общая информация

Технология полуавтоматической сварки крайне проста. В работе зачастую используется плавящаяся проволока и защитный газ. В качестве газа используют аргон, углекислоту или гелий, а иногда и смеси этих газов. Сварка выполняется с применением полуавтомата, на нем устанавливается постоянный или импульсный ток. Во время сварки плавится и проволока, и сам металл. Они смешиваются и образовывают единый шов. Газ выполняет защитную функцию. Он подается в сварочную зону с помощью горелки и защищает шов от окисления и образования дефектов.

Также существует сварка неплавящимся электродом в среде инертного газа, но она применяется редко, поэтому не будем заострять на ней внимание. А вот о чем стоит рассказать подробнее, так это о сфере применения такой сварочной технологии. MIG/MAG сварка может применяться не только на суше, но и под водой, что существенно увеличивает возможности сварщика.

Подводная сварка

Сущность метода и общие принципы полуавтоматической сварки

Механизированная сварка, как и другие виды дуговой сварки, осуществляет за счет большей тепловой энергии сварочной дуги сконцентрированной в месте ее горения. Температура дуги больше температуры плавления металлов, поэтому под ее воздействием кромки сварного изделия плавятся, образуя сварочную ванну из жидкого металла. Дуги при этом горит между основным металлом и сварочной проволокой, которая выполняет функции подвода дуги к зоне сварки и является присадочным металлом для заполнения зазора между кромками.

Сварочная проволока с кассеты непрерывно подается в зону сварки при помощи подающего механизма, который проталкивает ее по каналу в рукаве к соплу сварочной горелки.

Сварочная дуга, расплавленный металл, конец сварочной проволоки, околошовная зона находятся под защитой газа, выходящего с горелки. Для получения более качественного шва, иногда выполняют подачу защитного газа дополнительно с обратной стороны шва.

В отличии от ручной сварки, отсутствие покрытых электродов позволяет механизировать процесс или полностью автоматизировать.

Оборудование для полуавтоматической сварки

В комплект оборудования для механизированной сварки входят источник питания сварочной дуги, подающий механизм, газовое оборудование, горелка. Для повышения производительности и избежания перегрева горелки при серийном производстве могут использоваться системы охлаждения.

	Для сварки в среде защитных газов изготавливают источники питания с жесткими внешними вольт-амперными характеристиками. Сварка производится на источниках постоянного тока — сварочные выпрямители, преобразователи, инверторы или специальные установки, содержащие в себе источник питания и подающий механизм, а также блок управления. Источники питания переменного тока практически не используются.
Для организации работы в цехах на производстве со стационарными сварочными постами целесообразно использовать многопостовые источники питания. Для этих целей можно использовать преобразователи и выпрямители. Существует две схемы организации многопостовой сварки. Первая схема используется когда сварка производиться одинаковыми режимами на каждом посте с частыми замыканиями сварочной цепи (возбуждение дуги). При такой схеме в цепь каждого сварочного поста включают дроссель, который способствует снижению влияния постов друг на друга при одновременной работе. Вторая схема может быть использована для регулирования режимов сварки индивидуально на каждом посте с минимальным влиянием постов друг на друга. В таком случае напряжение холостого хода многопостового источника питания устанавливают на максимум, а снижение силы тока (регулирование) выполняется с помощью балластного реостата на каждом посте.
Механизмы подачи проволоки Механизмы подачи проволоки используются для стабильной подачи проволоки и регулирования скорости подачи в сварочную горелку. Обычно подающий механизм состоит из электродвигателя, редуктора, тормозящего устройства, подающих и прижимных роликов, а также кассеты с проволокой. Существуют различные варианты исполнения подающих механизмов — закрытого и открытого типа. В зависимости от числа роликов различают двухроликовые и четырехроликовые подающие механизмы. Последние более надежные и рекомендуется использовать для проволоки большего сечения или при сварке порошковой проволокой. Для увеличения радиуса проведения сварочных работ и обеспечения стабильной подачи сварочной проволоки могут применяться промежуточные механизмы подачи. Это позволяет увеличить зону проведения сварочных работ от 10 до 20 метров. Промежуточные механизмы синхронизируются с основным что позволяет значительно удалятся от источника питания или полуавтомата и газового оборудования.
	Сварочные полуавтоматы Сварочные полуавтоматы — специальные установки для механизированной сварки в среде защитных газов содержащие в себе источник питания, подающий механизм, горелку и блок управления процессом. Дополнительно полуавтомат может иметь дистанционный пульт управления, включать схемы позволяющие выполнять сварку в импульсно-дуговом режиме и т.д. Сегодня чаще используется схема сварки от сварочного полуавтомата, чем источник питания + подающий механизм.
Сварочная горелка Выполняет несколько функций, среди которых: направление проволоки в зону сварки, подвод тока к сварочной проволоке, подача защитного газа, управление процессом при помощи кнопки управления. Все это возможно благодаря использованию специального шланга внутри которого находится сразу несколько элементов — сварочные кабеля, управляющие провода, спиралеобразный канал для направления проволоки, трубка для подачи газа, а иногда и для подачи воды.

Сменные детали

У полуавтомата есть дополнительные сменные детали, за которыми нужно периодически следить. К таким деталям относится токосъемный наконечник и сопло. Следите, чтобы эти детали были в исправном состоянии, поскольку от них во многом зависит стабильность горения дуги. Рекомендуем сразу приобрести качественные сменные детали, чтобы они не подвели вас в самый неподходящий момент.

Особенности сварки в углекислом газе

Схема полуавтоматической сварки.

Главным преимуществом работ в углекислотной атмосфере по сравнению со сваркой полуавтоматом без газа является хороший контроль над процессом варки. При использовании защитного газа оператор хорошо видит горение дуги и наблюдает за самим процессом варки.

Если же использовать проволоку с флюсом, то область сварки покрывается густым дымом, ограничивающим обзор и не позволяющим полноценно контролировать сварочный процесс.

Проведение сварочных работ в среде углекислого газа при помощи полуавтоматической аппаратуры обладает следующими преимуществами:

1. Полноценное использование энергии электрической дуги, обеспечивающее впечатляющую скорость варки.
2. Высокое качество полученных сварных швов.
3. Возможность сварки в различных пространственных положениях.
4. Низкое потребление сварщиком газа при сварке полуавтоматом.
5. Сравнительно невысокая стоимость сжиженного углекислого газа.
6. Возможность соединения материалов любой толщины.
7. Проведение работ на весу.
8. Высокая производительность труда.
9. Практически полное отсутствие повреждения детали.
   
   При ремонте кузовов автомобилей локальный нагрев, который возникает при полуавтоматической сварке, позволяет аккуратно отремонтировать изделие, без серьезных повреждений лакокрасочного покрытия.
10. Отсутствие необходимости в подаче и отводе флюса.

Недостатки сварки в среде углекислого газа также имеют место быть.

К таковым относятся:

1. Низкое качество продаваемых углекислотных смесей.
2. Более слабое, по сравнению с использованием аргоновых смесей, качество сварных швов.
3. Невозможность работы со всеми металлами.
4. Сложности в очистке аппаратуры после использования углекислоты.
5. Серьезный износ комплектующих в случае выставления неверных параметров сварки.

В целом, полуавтоматическая сварка с углекислым газом – это очень простой процесс, быстро освоить который может даже новичок.

Принцип полуавтоматической сварки проволокой.

Характерной особенностью технологии углекислотной сварки являются:

1. Проведение процесса на обратной полярности постоянного тока.
   
   Подобный подход позволяет получить стабильную электрическую дугу и избежать различных деформаций. Кроме этого, обратный ток серьезно снижает расход присадочной проволоки, что позволяет использовать сварочный полуавтомат в экономном режиме.
2. Возможность использования прямой полярности тока для наплавки металла.
   
   При совершении подобных работ коэффициент полезного действия в наплавке материалов выше.
3. Возможность проведения работ с проволочным сварочным аппаратом, питаемым от сети переменного тока.
   
   Для использования такого функционала необходимо использовать осциллятор.

Режимы полуавтоматической сварки в углеродно-кислородной кислородной атмосфере разделяются на:

• сварку с принудительными короткими замыканиями;
• работу с переносом крупных капель;
• сварку с непрерывным горение электрической дуги.

Нормы расхода углекислого газа при использовании полуавтоматической аппаратуры составляют:

1. 8-9 литров в минуту при варке проволокой от 0.8 до 1 миллиметра диаметром.
2. 9-12 литров при 1.2 миллиметровой проволокой.
3. 12-14 литров при соединении изделий при помощи присадочной проволоки с диаметром 1.4 миллиметра.
4. 15-18 литров при качественной проварке деталей проволокой 1.6 миллиметра.
5. 18-20 литров при сварке толстой двухмиллиметровой проволокой.

При сварке черных металлов углекислота сварочного полуавтоматического аппарата уходит со скоростью примерно 8-9 литров в минуту.

Кроме диаметра проволоки на расход газа влияет: метод варки, сила тока и скорость выполнения работ.

Применяемые комплектующие

Сварка полуавтоматом с газом предполагает использование проволоки и, конечно, защитного газа. Ниже вы можете видеть таблицу с используемыми типами газов.

Если вы внимательно изучите таблицу, то обнаружите, что применяются самые разнообразные газы: и активные, и инертные, и смеси газов, в том числе активных с инертными. Газ, который не рекомендуется применять при полуавтоматической сварке — водород. При его использовании металл сильно разбрызгивается и шов получается некачественным.

Теперь о проволоках. Есть отдельный ГОСТ №2246-70, согласно которому допускается использование 75 марок сварочной проволоки. Вы сами понимаете, что при таком разнообразии трудно давать какие-то общие рекомендации по правильному выбору проволоки. Скажем лишь одно: ориентируйтесь на марку детали, которую собираетесь варить. И исходя из этого подбирайте марку проволоки.

Особенности TIG метода

Расшифровка этого обозначения сварочного процесса в переводе с английского языка дословно означает «вольфрам и инертный газ». Такой прямой перевод полностью отражает суть процесса, при котором электрический стержень с вольфрамовым покрытием «сгорает» в среде того или иного инертного газа.

В данном случае за инертную среду принимается углекислотный состав в сочетании с вольфрамовым электродом. Температура плавления последнего достаточно высока (её величина немногим менее 4000 °), благодаря чему таким стержнем могут свариваться практически все виды чёрных и цветных металлов.

Электрод с вольфрамовым покрытием перед началом работ закрепляется в специальной цанге с последующей фиксацией в корпусе горелки. Излишки его длины, временно незадействованные в процессе сварки, защищаются специальным колпаком, исключающим возможность замыкания на «массу».

Подготовка металла к сварке в среде углекислого газа

Зачистка металла перед сваркой

Листы из углеродистой или низколегированной стали хорошо свариваются в углекисло-газовой среде. При толщине листов от 0.6 до 1.0 мм рекомендуется проводить отбортовку кромок. Если отбортовка не выполняется, тогда зазор между подлежащими сварке кромками не должен быть более 0.3-0.5 мм.

При толщине листов от 1 до 8 мм кромки можно не разделывать. Максимальный зазор, который можно при этом допускать — не более 1.0 мм. Для листов толщиной от 8 до 12 мм принято делать V-образную разделку, а при толщине более 12 мм — Х-образную разделку.

До начала сварочного процесса необходимо зачистить на кромке краску, окалину, масло, грязь, или другие загрязнения. Это можно сделать вручную, либо с использованием пескоструйной обработки.

Подготовительные работы

Для того чтобы получить качественный шов, необходимо подготовить заготовки и настроить оборудование. Спаиваемые части следует предварительно очистить от ржавчины, окислений, лакокрасочных покрытий и т. д.

Настройка оборудования перед работой

Окислы и посторонние примеси могут привести к разбрызгиванию электрода и нарушению качества сварного шва. Для очистки используется наждачная бумага, абразивный камень или пескоструйная обработка. При сваривании тонких листов следует предварительно отбортовать кромки заготовок.

Помимо подготовки деталей перед началом сварки полуавтоматом в среде СО2, необходимо настроить оборудование. Все составляющие подключаются в строгом соответствии с определенной схемой. Для нормальной работы устройства нужно исключить утечку вещества из системы.

После включения полуавтомата в электрическую сеть осуществляется его настройка. В зависимости от толщины металла устанавливается сила тока. При выборе скорости подачи электрода нужно опираться на скорость горения сварочной дуги.

Перед началом работы нужно изучить правила техники безопасности во время выполнения сварочных работ полуавтоматическим сварочным аппаратом в среде углекислого газа. Во время работы используются специализированные средства индивидуальной защиты.

ВНИМАНИЕ: Пренебрежение правилами безопасности может привести к различного рода травмам, ожогам или поражению электричеством!

Настройка и подключение сварочного оборудования

Качественная сварка в углекислом газе возможно лишь при предварительной тонкой настройке аппаратуры.

Проволока с наполнителем для полуавтоматической сварки.

Перед началом сварочных работ сварщикам необходимо:

1. Вставить присадочную проволоку.
2. Проверить подающие ролики.
   
   Комплектующие должны быть совместимы с используемым присадочным материалом. Если ролики установлены от неправильной проволоки, то следует заменить ведущий компонент.
3. Установить проволоки в соответствующую борозду.
4. Закрепить регулировочный валик.
   
   Поджимать нужно не прилагая лишних усилий, поскольку при чрезмерном нажатии проволока будет серьезно деформироваться и затруднять работу сварочной дуги.
5. Разложить подающий рукав.
6. Снять сопла и наконечник.
7. Проконтролировать, чтобы присадочная проволока вышла на 10-15 сантиметров из горелки.
8. Надеть наконечник и сопло.
9. Присоединить баллон с сжиженным газом к аппарату через редуктор.
10. Зафиксировать подводящий шланг при помощи хомутов.

Устройство горелки

На конце горелки для углекислого газа предусмотрено сопло с керамической окантовкой, а по его центру размещается сам электрод. При этом углекислый газ поступает в зону сварки по каналам, окаймляющим сопло с вольфрамовым электродом.

Сварочный процесс запускается посредством специальной кнопки, размещённой на корпусе горелки. После её нажатия подаётся питание от автомата и одновременно начинает поступать газ.

Сварка ТИГ организуется по принципу сплавления зажженной дугой непосредственно кромок обрабатываемого металла. Для получения качественного шва вполне достаточно, чтобы сопрягаемые части изделия были размещены вплотную друг к другу.

При наличии между ними зазора или в случаях, когда необходимо получить очень прочный шов – обычно используется присадочная проволока. Её подача в зону плавления осуществляется свободной рукой оператора.

Сварка деталей по технологии ТИГ в середе углекислого газа по причине высокотемпературного режима обработки деталей широко применяется в самых различных областях промышленного производства.

Этот метод может использоваться как при сплавлении изделий, изготовленных на основе обычной углеродистой стали, так и при обработке заготовок из широкого спектра цветных металлов.

Расход СО2

Расход газа при спаивании в среде газа СО2 прямо зависит от толщины металлических заготовок, диаметра проволоки и силы тока. На расход влияют и другие факторы. Если работы выполняются на открытом воздухе, то расход газа будет гораздо больше, чем при сваривании в закрытом помещении. Это связано с тем, что ветер сдувает часть газа, подаваемого в сварочную ванну.

Как же правильно сваривать полуавтоматом?

Технология сварки полуавтоматом в углекислотной атмосфере весьма проста и понятна. Единственное, что требуется от сварщика – это выдержать правильный вылет проволоки и своевременно перемещать горелку с равномерной скоростью.

При правильном выполнении этих условий сварка полуавтоматом флюсовой проволокой без газа позволяет получить ровный сварной шов без наплывов и пещер.

Специалисты разработали несколько простых рекомендаций, благодаря которым сварка полуавтоматом для начинающих покажется очень простым занятием:

1. Перед началом сварочных работ следует убедиться, что газ поступает из горелки.
   
   Углекислый газ для сварки должен поступать в рабочую зону под давлением 0.02-0.03 кило Паскаля. При наличии сквозняка, ветра и других факторов, следует скорректировать давление, дабы компенсировать потери.
2. Угол горелки должен находится в пределах от 65 до 75 градусов.
3. Проварку необходимо производить справа налево.
   
   Такой подход позволяет обеспечить лучший обзор уже проваренных участков.

Конечно, для нечастых работ невыгодно приобретать баллон с углекислым газом. В таких случаях придет способ варки без углекислоты, основанный на применении специальной присадочной проволоки с флюсом.

При соединении изделий из цветных металлов крайне важно правильно подобрать проволоку. Например, алюминиевые изделия лучше всего спаивать при помощи присадочного материала, имеющего в составе алюминий, марганец и магний.

Способы сварки

Полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа может выполняться двумя способами:

1. Углом вперед.
   
   В данном случае дуга перемещается справа-налево, металл плавится меньше и валик шва получается достаточно широким. Подобный способ варки идеально подходит для соединения тонкого металла.
2. Углом назад.
   
   Подход подразумевает перемещение электрической дуги слева направо. Метод подходит для варки толстых металлов, поскольку он обеспечивает большую глубину проплавления и узкий шов.

Схема сварки под шлаком.

Отдельного упоминания стоит метод сварки без использования газа.

Подобный прием обладает массой преимуществ:

1. Полная мобильность.
   
   Благодаря отсутствию тяжелых газовых баллонов, сварка может осуществляться даже в самых труднодоступных местах.
2. Большой выбор специализированных проволок.
   
   На сегодняшний день существует огромное количество присадочных материалов с встроенным флюсом.
3. Упрощенный сварочный процесс.
4. Отсутствие необходимости в постоянной заправке баллона.
   
   Для небольших ремонтных мастерский нет смысла держать дорогостоящий баллон. Поэтому нечастые сварочные работы лучше проводить при помощи флюсосодержащей проволоки.

Однако, у безгазового вида сварки есть и свои недостатки, среди которых можно выделить:

• высокую стоимость расходных материалов;
• повышенные требования к выбору проволоки;
• необходимость наличия на аппарате кнопки переключения полярности тока;
• сложности в подборке оптимальных режимов работы;
• плохую видимость сварного шва из-за возникновения дымки;
• трудности при сваривании листов, толщиной менее 0.15 сантиметров;
• выделение большого количества вредных веществ, пагубно влияющих на организм;
• слабые механические свойства проволоки, не позволяющие пережимать ее валиком.

Важно отметить, что сварочные работы можно проводить и с помощью обычной проволоки, однако, получаемый в таком случае шов будет рыхлым и недолговечным.

Пошаговый процесс сварки

Сварка без газа, как правило, производится в соответствии со следующим алгоритмом:

Схема сварочного полуавтомата.

1. Подборка оптимальной величины тока в зависимости от толщины соединяемых изделий.
2. Выставление тока обратной полярности на аппаратуре.
3. Выбор скорости подачи паяльной проволоки.
   
   В случае использования флюсосодержащей проволоки важно следить, чтобы шестерни не пережали ее.
4. Проверка выставленных параметров на пробном образце.
   
   Для данного этапа оптимально подойдут небольшие куски металла. В процессе настройки следует контролировать стабильность сварочной дуги и количество выдаваемого флюса.
5. Установка переключателя в положение вперед.
6. Нажатие на кнопку запуска сварочных работ.
7. Зажигание электрической дуги.
8. Поворот горелки на 5 градусов относительно вертикальной оси.
9. Начало движения электродом вдоль предполагаемого соединения.
   
   Для избегания риска появления трещин, первый слой следует проваривать при небольшом токе.
10. Завершение сварного шва, по средствам заполнения кратера расплавленным металлом.
11. Остановка сварочного аппарата и отключение его от сети электропитания.

Сварка полуавтоматом с углекислотой плюсы и минусы

Так как есть способы сварки в других защитных газах и сварочных смесях, стоит отметить достоинства и недостатки сварки в среде СО2

К плюсам  следующее:

1. Возможность сваривать ультратонкие детали (до 0,5 мм);
2. Более аккуратная сварка;
3. Безопасность;
4. СО2 на порядок легче купить, чем сварочные смеси

На очереди минусы:

1. Очистка происходит дольше
2. Уступает защитным газовым смесям
3. Затраты на присадочные материалы возрастают

Техника безопасности при работе с углекислотой

Специальными требованиями действующих стандартов (ГОСТ 12.1.004-76 и 12.1.005-76) порядок защиты от угарного газа, образующегося в процессе сварки изделий в углекислой среде, строго регламентируется.

Для обеспечения безопасных условий сварки в этих документах особо оговаривается перечень средств защиты, используемых при работе с этим опасным составом.

К такому защитному снаряжению относятся специальные лицевые маски и элементы одежды исполнителя (электросварщика).

Завершая обзор сварочных работ с использованием углекислого газа, надо отметить, что его применение характерно для автоматических и полуавтоматических режимов обработки металлов плавлением. Особенностью является то, что при определённых условиях таким методом можно сваривать практически любые металлы.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...