Полуавтоматическая сварка: технологи, аппарат, режимы
Сварка металлических изделий и конструкций представляет собой сложный технологический процесс, который можно организовать разными способами. Традиционный метод предполагает выполнение операций вручную. Это трудозатратный способ, оправдывающий себя низкой стоимостью. Более современный подход представляет полуавтоматическая сварка, в которой облегчаются задачи мастера и повышается качество шва.
Описание технологии
Принцип действия сварочных полуавтоматов достаточно прост. В процессе работы производится направление сварочного пистолета в целевую зону, после чего начинается расплав заготовки от тепла образованной дуги. В отличие от других методов сварки, в данном случае проволока может выполнять и функцию токопроводящего электрода, и задачи присадки.
В качестве средства защиты рабочего участка технология полуавтоматической сварки предусматривает формирование газовых сред – в частности, не допускающих проникновение кислорода в зону обработки. Но позже будет рассмотрен и режим, в котором процесс происходит без газа. И напротив, могут добавляться другие защитные среды и материалы. Так, для минимизации разбрызгивания капель металла за счет поглощения влаги в рабочей зоне используется силикагель или медный купорос, размещенный в осушителе.
В конечном итоге оператор может рассчитывать на следующие преимущества от применения технологии:
- Высокая степень защиты рабочих заготовок.
- Удобство в работе с оборудованием – мастер может выполнять операции практически из любого положения, так как нет ограничений по направлению сварки.
- Шов получается ровным и с минимальным содержанием шлака.
Методы сварки MIG и MAG
В спецификациях и нормативной документации именно так обозначается полуавтоматическая сварка с применением проволоки и газовых сред. Целевыми заготовками могут выступать стальные и алюминиевые сплавы, хотя на практике технология имеет более широкий спектр использования. Чем же полуавтоматическая сварка MIG отличается от метода MAG? Фактически разница проходит по типу используемого газа для защиты рабочей зоны. Например, сваривание по методу MIG задействует инертные газы наподобие аргона и гелия, а MAG работает с активными азотными и углекислыми средами.
Как показывает практика, MAG обеспечивает более качественный и надежный шов по сравнению с эффектом MIG, хотя многое зависит и от квалификации исполнителя. Если же сравнивать оба метода с форматами MMA и TIG, то можно говорить о сбалансированности полуавтоматики. Она дает оптимальную производительность при должном качестве шва, но конкретно для деликатных высокоточных операций или обеспечения сверхпрочности структуры соединения стоит все же обращаться к альтернативным способам.
Режимы сварки
Разные условия и технические цели будут требовать использования определенных параметров обработки. В зависимости от эксплуатационных задач и установок оборудования выделяют следующие режимы полуавтоматической сварки:
- Short Arc. При низком токе и с поддержкой коротких последовательных замыканий в условиях низкой силы тока до 200 А выполняется перенос капель расплава. В ходе работы задействуется проволока толщиной 0,8 - 1,2 мм.
- Spray Arc. Операция выполняется при силе тока от 200 А, что обеспечивает более высокое проникновение капель в расплав. Диаметр проволоки – более 1 мм. Данный режим подходит для толстостенных заготовок.
- Pulse Arc. При низком токе этот формат сварки обеспечивает высокую скорость плавки с небольшим объемом брызг расплава. Оптимально подходит для нержавейки и алюминия, но только при условии их небольшой толщины.
- Pulse on Pulse Arc. Режим позволяет за счет регуляции температуры и уровня токов получать крепкий шов с гладкой поверхностью.
Специально для работ в условиях низких температур применяется и особый режим полуавтоматической сварки MIG с элементами пайки. Соединение деталей в данном случае происходит на фоне добавления расплава от материала припоя. Этот способ задействуют в автомастерских при выполнении кузовного ремонта.
Сварка без защитного газа
Регуляция параметров рабочей среды дает оператору массу плюсов – как с точки зрения обеспечения безопасности, так и в качестве средства повышения качества шва. Но существуют условия, в которых может быть в принципе исключено применение газовых сред. Например, полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа позволяет эффективно решать задачи обработки стальных заготовок, но из-за необходимости подключения баллона с редуктором значительно повышаются требования к безопасности, которые могут накладывать и ограничения. В этой связи уместно выделить два основных способа использования технологии MIG-MAG без газа:
- Сварка с флюсовой проволокой. Расходный материал подводится суппортом к электрической дуге и по мере сгорания покрывает ванну расплава. Метод экологически чистый и безопасный, но может применяться только к мягким цветным металлам.
- Сварка порошковой проволокой. Используется расходник на основе смеси кремниата и силиката, которая отторгается расплавом и образует на его поверхности защитную пленку. Покрытие выполняет задачу барьера перед кислородом, заменяя тот же углеродистый газ. Этот способ также имеет ряд ограничений, связанных с низкой мощностью термической дуги.
Применяемое оборудование
В качестве основного и наиболее ответственного в рабочем процессе инструмента выступает полуавтомат – он же выпрямитель или инвертор, обеспечивающий питание горелки. Это электромеханические приборы, за счет которых и выполняется процесс плавления электрода с его подачей к сварочной ванне. В частности, параметры аппарата для полуавтоматической сварки будут определять диапазон скорости подачи проволоки и стабильность ее перемещения в принципе. Существуют модели инверторов для бытового и профессионального использования (на 220 В и 380 В, соответственно) с моноблочными и модульными конструкциями. Обращать внимание следует и на конфигурации разъемов для подключения той же горелки, но самое главное в выборе – это непосредственные рабочие параметры оборудования.
Характеристики аппаратов
Для несложных бытовых задач в гараже или домашней мастерской сварки можно использовать маломощные приборы на 4-5 кВт с максимальной силой тока 90-120 А. Такие модели вполне способны достойно работать с заготовками толщиной 1,5-2 мм, экономя при этом электроэнергию. Профессиональный же сегмент представляет модели мощностью до 14 кВт и выше. Поддерживаемая сила тока у такого оборудования может достигать 350 А. Для каких же задач используется техника этого типа? Производительная полуавтоматическая сварка хороша универсальностью, что выражается в возможностях обслуживания таких металлов, как титан и никель. Толщина заготовки при этом может составлять 10 мм.
Что важно с точки зрения организации рабочего процесса, так это величина продолжительность включения. Она определяет соотношение между периодом сварки и временем на отдых. Так, в случае с мощными профессиональными инверторами можно рассчитывать на 6-7 мин сварки, после которых потребуется перерыв на 4-5 мин. У бытовых аппаратов рабочее время составит 1-2 мин, а отдых – до 10 мин.
Подающая механика
Для автоматического направления проволоки к рабочей зоне используются специальные агрегаты. Они представляют собой комплекс электротехнических и механических узлов, поддерживающих бесперебойный процесс сварки. Основу типовой конструкции формирует непосредственно механизм подачи, сварочный рукав, блок управления и приспособления для изначальной загрузки кассет с новой проволокой. При этом ошибочно думать, что оборудование работает только с расходниками. Благодаря встроенному рукаву-шлангу полуавтоматическая сварка с подающим механизмом формирует и защитную среду. То есть не требуется специальная организация каналов подачи газа от баллона к сварочной зоне с помощью адаптеров, редукторов и регуляторов.
Горелка для сварки
Инструмент для непосредственной подачи высокотемпературного факела к заготовке. Устройство таких аппаратов достаточно простое. Главным элементом управления является кнопка или механический регулятор пламени. Получается ручная полуавтоматическая сварка, контроль которой на завершающей стадии формирования шва берет на себя мастер, а вспомогательные процессы поддерживает тот же механизм подачи электродов. В выборе горелки-пистолета важно учитывать диаметр проволоки для захвата, силу тока (до 650 А) и тип охлаждения – встроенный или сторонний от полуавтомата.
Проволока для сварки
Основной расходник в таких работах – проволока или электрод. Толщина этого элемента определяет, с какими заготовками сможет работать полуавтомат. Кроме этого, диаметр в конечном счете накладывает и ограничения на использования в подающем механизме. Обычные машины ориентируются на 0,6-2 мм, но бывают и нестандартные модели, что важно учитывать при выборе. Имеет значение и материал изготовления проволоки. Если планируется полуавтоматическая сварка низколегированных и нелегированных сталей, то предпочтение отдается медным элементам, а с магниевыми и кремниевыми заготовками хорошо взаимодействует алюминиевая оснастка.
Особую группу представляют активированные модели проволоки. Их отличие заключается в содержании специальных добавок в стержне (5-7%) на основе окислов и солей от щелочных металлов. Такая модификация позволяет получать аккуратный шов и снижать разбрызгивание расплава.
Аксессуары и экипировка
Когда все основные компоненты полуавтоматической сварочной инфраструктуры будут готовы, можно переходить к выбору дополнительных принадлежностей. В основном потребуются средства обеспечения индивидуальной защиты. Выполнение полуавтоматической сварки в углекислом газе необходимы перчатки, термозащитная обувь, фартук и маска. Для защиты от инфракрасного и ультрафиолетового излучения рекомендуется применять фильтры для обзорной части. Например, маски типа «Хамелеон» обеспечиваются саморегулирующимися затемненными стеклами, что создает не только защиту для глаз, но и удобство ношения.
Заключение
В числе главных достоинств технологии сварки MIG-MAG можно назвать универсальность. Ее используют как в бытовой сфере, так и на производствах, в строительстве и т. д. Техническая организация процесса требует немалых ресурсов, но для больших объемов работы и эти вложения себя оправдывают. Чем же полуавтоматическая сварка в защитном газе привлекательна для рядовых домашних мастеров, которые лишь изредка обращаются к подобным операциям? Прежде всего, качеством шва. Как уже отмечалось, есть более точные и аккуратные технологии, но в этом случае можно добиться оптимального результата с высоким уровнем безопасности и удобства. Например, многие автолюбители приобретают полуавтоматы с расходниками только для полноценного обслуживания кузова автомобиля. Возможность направления сварки из разных положений, в частности, позволяет выполнять самые сложные операции при ремонтных мероприятиях.