Технология полуавтоматической сварки в газовых средах на сегодняшний день является одним из самых популярных способов соединения металлов. Данная методика позволяет выполнять качественные стыки с минимальным количеством брака и повреждений внутренней структуры заготовок. Особенно ценится углекислотная сварка, исключающая необходимость применения флюса и обеспечивающая ровные плотные швы.
Особенности технологии
При выполнении газосварки данного типа допускаются практически все положения направления дуги на целевую заготовку. То есть в плане организации процесса с точки зрения схемы расположения электрода особых отличий от других методов полуавтоматической сварки нет. Но зато есть другие факторы, отличающие монтажный процесс в углекислотной среде:
- Возможность образование шва высокой плотности с минимальным содержанием инородных включений.
- Повышенные требования к мощности. В плане энергетических затрат это один из самых расходных способов, что объясняется высокими требованиями к тепловой поддержке дуги.
- Возможность применения не только полуавтоматического, но и полностью автоматического режима.
- Можно варить тонколистный металл, задействуя электротехнические заклепки.
Многие особенности углекислотной сварки полуавтоматом обусловлены характеристиками электрической дуги, которая возбуждается при касании сварочной проволоки целевой детали. Техника последующего удержания расходника с электродами тоже достаточно гибка и податлива для оператора, что расширяет спектр эксплуатационных возможностей.
Сферы применения метода
Благодаря удобству и технологичности углекислотного термического воздействия данный метод сварки используется в самых разных областях строительства, промышленности и хозяйственно-инженерного обслуживания. В числе основных направлений можно назвать следующие:
- Машиностроение.
- Судостроительные и судоремонтные мероприятия.
- Монтажные работы.
- Строительство, соединение и ремонт трубопроводов разного калибра.
- Производство аппаратуры и котельного оборудования.
- Металлургия и, в частности, заварка повреждений на стальном литье.
Простейшие схемы углекислотной сварки инверторами широко используются и в бытовой сфере, когда нужно выполнить соединения в автомобильном кузове, восстановить металлическую кровлю или отремонтировать железный каркас.
Характеристики углекислотной защитной среды
Полуавтоматическая сварка как таковая представляет собой базу, на которой можно реализовать и термическую обработку в газовой среде. Таких способов достаточно много и применение углекислоты является лишь одним из вариаций общей методики. В чем же отличия рассматриваемой газовой смеси? В рабочем процессе используется жидкая углекислота (сжиженный газ), находящаяся под высоким давлением до 70 атмосфер. Хранение осуществляется в 40-литровых баллонах, но в рабочих операциях (особенно удаленных) могут задействоваться и емкости меньшего объема. Для сравнения, 25 кг смеси хватает на 15-20 ч работы, хотя конкретный расход будет зависеть и от других характеристик процесса.
Что еще важно, углекислотный газ для сварки должен иметь концентрацию СО2 порядка 98%, а при выполнении высокоточных операций – от 99%. Решающее значение в плане качества выполнения шва будет иметь коэффициент влажности в составе. Превышение нормативных показателей влаги способствует повышению разбрызгивания расплава. Впрочем, для минимизации этого фактора опытные сварщики задействуют специальные осушители на основе медного купороса или силикагеля с алюминием.
Оборудование для углекислотной сварки
Стандартный набор основных технических и вспомогательных средств для сварочных работ такого типа предусматривает наличие полуавтомата (инвертора), источника питания, емкости с газовой смесью и проволока (или электродов). Аппарат для полуавтоматической сварки подбирается по характеристикам мощности, силы тока и дополнительному функционалу с элементами регуляции и автоматической защиты от перегрузок и сетевого перенапряжения. Можно сказать, это центральный комплекс управления всем процессом. С точки зрения регуляции, важен и редуктор для углекислотной сварки, через который оператор может понижать или повышать выходное давление – к примеру, до 0,5 кг/см2. Что касается проволоки, то она подается через специальное сопло диаметром 15-25 мм. Для удобства обеспечения этой процедуры также рекомендуется предусмотреть специальные выпрямители и автоматы подачи расходных материалов.
Подготовка к работам
Подготовительные мероприятия состоят из нескольких этапов. Сначала необходимо пропустить проволоку через рукав газовой горелки, подключенной к баллону с углекислотой. Для этого с горелки снимается сопло, затем откручивается наконечник и отпускается зажимной механизм с устройства подачи проволоки. Далее в свободном положении проволока пропускается по всему рукаву к соплу. После этого следует другая задача – определения оптимальной полярности тока. Как настроить углекислотную сварку по этому параметру? В обычном режиме сварки с проволокой и углекислотой плюс направляется на горелку, а минус – к зажиму. В этой конфигурации точка тепловыделения будет располагаться прямо на металлической заготовке. При использовании флюсовой проволоки полярность должна быть прямой.
Важно учитывать и нюансы регуляции давления при подаче газа через редуктор. Чрезмерно активная подача смеси при высоком давлении временами гасит пламя, что не позволит формировать стабильную защитную среду. И напротив, недостаточная мощность при направлении углекислоты под малым давлением сделает недостаточным эффект газовой защиты, в результате чего шов получится недостаточно прочным.
Сварочный процесс
Полуавтомат подключается к сети, когда все настройки горелки, баллона с газом и проволоки будут подготовлены. На точку схождения проволоки и поверхности заготовки направляется заряд нужной полярности, на фоне чего образуется электрическая дуга. Как варить углекислотной сваркой? От оператора требуется выполнение двух функций. Во-первых, поддерживать оптимальное расстояние проволоки от зоны сварки, чтобы дуга была стабильной и не прерывалась. Во-вторых, нужно стараться минимизировать разбрызгивание расплава, поскольку этот эффект напрямую сказывается на защищенности сварочной ванны. Оба условия выполняются посредством сбалансированной подачи газа, регуляции давления и правильного направления проволоки. В целом необходимо защищать шов от кислорода за счет углекислотной среды и в то же время не давать дуге гаснуть из-за недостатка мощности.
Преимущества технологии
Вся операция может показаться технологически сложной как с точки зрения организации, так и в плане метода выполнения. Однако трудовые и временные затраты компенсируются следующими достоинствами технологии углекислотной сварки:
- Скорость формирования шва в тонколистовой стали возрастает в несколько раз относительно других техник полуавтоматической сварки.
- Структура шва отличается прочностью и ровной поверхностью – разумеется, при условии умелого выполнения операции со стороны мастера.
- В силу минимальной деформации заготовки практически исключаются обрабатывающие операции после выполнения сварочных мероприятий.
- Если сравнивать технологию с ручными методами сварки, то к преимуществам этого способа можно отнести высокую степень защиты от воздуха, возможность визуального контроля процесса, низкую стоимость работ и эргономичность.
Заключение
Метод углекислотной обработки металлических заготовок в термической ванне привлекателен по многим причинам. Но насколько он себя оправдывает в быту, ведь для его применения требуется довольно серьезная подготовка? Своими руками углекислотную сварку можно реализовать с помощью инвертора стоимостью порядка 8-10 тыс. руб. Вспомогательная оснастка с расходниками также обойдется в аналогичную сумму. Компенсирует эти затраты высококачественный шов, который может потребоваться, к примеру, в починке автомобильного кузова.
