Полуавтоматическая сварка позволяет быстрее накладывать швы, благодаря непрерывной подаче проволоки, которая служит присадочным металлом. Так, можно наплавлять большие объемы на истертые поверхности или создавать длинные швы на металлических конструкциях без отвлечения на смену электрода. Качество шва при этом гораздо лучше, чем при работе с покрытыми расходными материалами. Но у полуавтомата есть один недостаток — кроме аппарата на рабочее место необходимо доставить еще и баллон с газом весом в 83 кг. Это значительно усложняет задачу. Длинный газовый шланг не всегда имеется под рукой. Альтернативой является сварка порошковой проволокой, исключающая использование защитного газа. Как это работает, и каковы преимущества и недостатки метода?
Основные параметры
Чтобы правильно подобрать режимы полуавтоматической сварки нужно четко понимать, из чего состоят эти режимы. Далее мы перечислим основные параметры режимов сварки, зная которые вы сможете правильно выбрать настройки полуавтомата.
Диаметр и марка проволоки
Начнем с диаметра проволоки. Он может колебаться в пределах от 0.5 до 3 миллиметров. Обычно, диаметр проволоки подбирается исходя из толщины свариваемого металла. Но в любом случае у каждого диаметра есть свои характерные признаки. Например, при работе с проволокой малого диаметра мастера отмечают более устойчивое горение дуги и меньший коэффициент разбрызгивания металла. А при работе с проволокой большего диаметра всегда требуется увеличивать силу тока.
Не стоит забывать и о марке применяемой проволоки. А точнее, металле, из которого проволока изготовлена и какие вещества входят в ее состав. Например, для сварки низкоуглеродистой или низколегированной стали рекомендуется использовать проволоку с раскислителями, а в составе должен присутствовать марганец и кремний.
Но, справедливости ради, в среде защитного газа зачастую либо легированную, либо высоколегированную сталь. В таких случаях используют проволоку, изготовленную из того же металла, что и деталь, которую нужно сварить
Обратите внимание на выбор проволоки, ведь при неправильном выборе шов может получиться пористым и хрупким
Сила, полярность и род сварочного тока
Помимо выбора комплектующих нам также нужно настроить сам полуавтомат. В типичном полуавтомате даже самого низкого ценового сегмента вы сможете настроить силу, полярность и род сварочного тока. У каждого параметра также есть свои особенности. Например, если увеличить силу тока, то глубина провара увеличиться. Силу тока устанавливают, опираясь на диаметр электрода и особенности металла, с которым собираются работать.
Теперь о полярности и роде тока. Общепринято выполнять полуавтоматическую сварку в среде защитного газа, установив постоянный ток и обратную полярность. Переменный род тока или прямая полярность применяются очень редко, поскольку такие настройки не обеспечивают устойчивое горение дуги и способствуют ухудшению качества сварного соединения. Но есть исключение из правил. Так переменный ток показан при сварке алюминия, например.
Также многие новички забывают о таком параметре, как напряжение сварочной дуги. А вместе с тем именно напряжение дуги влияет на глубину провара металла и размер сварочного соединения. Не стоит устанавливать слишком большое напряжение, иначе металл начнем разбрызгиваться, в шве образуются поры, а газ не сможет в должной мере защитить сварочную зону. Чтобы правильно настроить напряжение дуги ориентируйтесь на силу сварочного тока.
Скорость подачи проволоки
Как вы знаете, в полуавтоматической сварке проволока подается с помощью специального механизма. Он работает очень точно, поэтому необходимо заранее установить оптимальную скорость подачи присадочной проволоки, чтобы она вовремя плавилась и способствовала формированию качественного шва. Настраивайте скорость с учетом силы тока. В идеале проволока должна подаваться так, чтобы дуга сохраняла свою устойчивость, а шов формировался постепенно.
Скорость сварки
Не менее важна и скорость сварки. От нее во многом зависят физические размеры шва. Скорость регулируется ГОСТами, но ее можно выбрать и по своему усмотрению, опираясь на особенности металла и его толщину. Учтите, что толстый металл нужно варить быстрее, а шов должен быть узким. Но не стоит слишком спешить, иначе электрод может просто выйти из зоны защитного газа и окислиться под воздействием кислорода. Ну а слишком медленная скорость способствует формированию непрочного пористого шва.
Наклон электрода
И последний важный параметр, а именно угол наклона электрода при сварке. Наиболее частая ошибка у новичков — держать электрод так, как физически удобно. Это грубейшее нарушение. Ведь угол наклона электрода напрямую влияет на то, какова будет глубина провара и насколько качественным получится шов в конечном итоге.
Существует два типа наклона: углом назад и углом вперед. У каждого положения есть свои достоинства и недостатки. При сварке углом вперед зона сварки видна хуже, зато лучше видны кромки. Также глубина провара меньше. А при сварке углом назад наоборот зона сварки видна намного лучше, но глубина провара увеличивается.
Мы рекомендуем варить углом вперед только тонкий металл, поскольку данное положение наиболее удачно. А вот углом назад можно варить металлы любой другой толщины.
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.
Источники питания сварочной дуги
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.
Многопостовые источники питания
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.
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.
Общая информация
Сварка и резка полуавтоматом нержавеющей стали с применением защитного газа — это технология, которая давно зарекомендовала себя как одна из самых оптимальных. У данной технологии есть аббревиатура MIG/MAG, что означает «сварка металла инертным газом» или «сварка металла активным газом» соответственно.
Суть этой технологии проста: для сварки применяется газ и сварочная проволока, которая непрерывно подается в зону сварки и формирует шов. В процессе формируется дуга, которая плавит металл и позволяет расплавленной проволоке смешаться с заготовкой для формирования шва. Газ выполняет защитную функцию, не позволяя кислороду проникнуть в зону сварки и окислить металл.
Чтобы сформировать качественный шов, необходимо правильно настроить режим сварки. Режим сварки — это совокупность настроек. А именно, сила тока, скорость подачи присадочного материала, сам тип присадочного материала, а также выбор газа и его оптимальный расход.
Зачастую для MIG/MAG сварки нержавеющей стали применяют смесь из углекислого газа и аргона. Сварка нержавейки полуавтоматом в среде аргона или сварка нержавейки полуавтоматом в среде углекислого газа в чистом виде применяется редко.Порой углекислый газ заменяют кислородом, но это необходимо для выполнения определенных технологических требований и малоприменимо в любительской сварке.
Есть три способа сварки нержавеющей стали с применением технологии MIG/MAG: это сварка с применением короткой дуги, с помощью технологии струйного переноса или импульсная сварка. Выбор способа зависит от толщины металла. Для тонкой нержавейки подойдет первый способ, для сварки металла толщиной до 3 мм подойдет метод струйного переноса, ну а импульсная сварка эффективна при сварке нержавеющей стали толщиной от 3 мм и более.
Достоинства и недостатки метода
MIG/MAG сварка нержавеющей стали имеет множество преимуществ по сравнению с другими методами, вроде MMA или TIG. Мы перечислим некоторые из них.
Прежде всего, технология MIG/MAG отличается высокой производительностью. Работа выполняется куда быстрее, чем при использовании других технологий. При этом качество швов остается на достойном уровне.
Также отметим, что при сварке не наблюдается большое количество дыма. Что очень удобно при сварке в помещении.
Из недостатков лишь необходимость применения газового баллона, что зачастую приводит к проблемам с транспортировкой. У вас не получится просто перенести баллон на необходимую локацию, поскольку его вес слишком велик. Но этого недостатка нет разве что у MMA технологии, которая малоприменима для сварки нержавеющей стали.
Мы считаем, что необходимость применения газовых баллонов при MIG/MAG сварке — это ничтожный минус по сравнению с возможностью производить сварку быстро и качественно. В крайнем случае баллон можно установить на специальную тележку и транспортировать в нужное место.
Обязательно ли использовать газ?
Прочитав информацию выше, вы наверняка задались вопросом: «А возможна ли сварка нержавейки полуавтоматом без газа, но с применением MIG/MAG технологии?». Ответ: да, возможна. Газ можно заменить специальной порошковой проволокой. Она заправляется в подающий механизм так же, как и обычная присадочная проволока, и позволяет работать без газа. Порошковая проволока состоит из наружного металлического слоя и внутренней сердцевины, заполненной флюсом. При плавлении внешнего слоя флюс высвобождается и защищает сварочную зону от окисления.
Казалось бы, идеальный расходный материал. Но у всего хорошего есть недостатки. Порошковая проволока хоть и удобна для сварки, но на сегодняшний момент не способна обеспечить такую же защиту сварочной ванны, как газ. Поэтому швы при использовании порошковой проволоки получаются менее качественными и долговечными. Этот способ применим разве что при экстренной сварке в очень труднодоступных местах, куда просто невозможно привезти даже самый маленький баллон с газом.
В остальных случаях мы все же рекомендуем классическую сварку газом и нержавеющей проволокой.
Технология и характеристики шва
Сварка самозащитной проволокой выполняется на минимальном напряжении и скорости подачи. Для металла толщиной 1,2 мм подойдет напряжение в 14V и скорость в 2м/мин. Швы можно накладывать ведя горелку углом вперед или назад. Все это выполняется прерывистой дугой.
На поверхности соединения образуется шлаковая корка. Ее непроходимо отделять молотком, дождавшись остывания металла. При многопроходных швах это действие обязательно для хорошего сцепления следующего слоя.
Швы с применением порошковой проволоки получаются грубыми, с крупной чешуей, и характерными наплывами при работе прерывистой дугой. Распространенным дефектом являются непровары. Брызги расплавленного металла умеренные. После окончания ведения шва и отбития шлака соединение зачищается щеткой по металлу.
Использование порошковой проволоки позволяет производить сварочные работы в труднодоступных местах. Хотя качество шва проигрывает перед сваркой в среде инертного газа, другие положительные стороны этого метода значительно облегчают монтажные и строительные процессы.
Как правильно проводится сварка порошковой проволокой без газа?
Формы оболочек порошковой проволоки.
Специфика конструкции самозащитной проволоки позволяет вести сварочные работы в положении снизу. Для некоторых случаев сварку проводят вертикально.
Объяснением этому является соответствующий объем ванны для сварки. Какая-либо модель данного материала может быть выбрана согласно ее характеристикам, в соответствии с режимом работы оборудования для сварки.
Важным преимуществом является возможность применения такой проволоки с целью создания шва в конструкции из определенной марки стали.
В целом процесс сварки не связан с образованием шлака в большом количестве, поры при этом полностью отсутствуют.
Влияние сквозняков и ветра является незначительным для создания качественного соединения. Вместе с тем параметры создаваемых швов за счет порошковой проволоки уступают качественным характеристикам таких видов сварки, как газовая либо электродная.
Осуществление выбора порошковой проволоки связано с тем, что учитываются не только ее технические характеристики, но и размер диаметра, который должен быть не меньше 2,3 мм. Если изделие имеет меньшее сечение, то оно применяется с целью соединения металлических конструкций с наименьшей толщиной.
Для проведения сварочных работ обычно применяют специальный сварочный аппарат, который является шланговым автоматом или полуавтоматом, предусматривающим отсек для мотка с проволокой.
Ее крепление осуществляется с использованием фиксатора в рукоятке, а подача проволоки осуществляется за счет специального шланга. Это позволяет поддерживать стабильную дугу и полностью расплавить содержимое сердечника.
Какой газ нужен
Чтобы выбрать, каким газом пользоваться при сварке полуавтоматом, необходимо иметь представление о физических и химических свойствах газа. Выделяют три основные категории:
- инертные;
- активные;
- смеси газов.
Рассмотрим их подробнее.
Выбор газа также зависит от характеристик сварочного аппарата и типа поверхности. Например, чистый азот идеально подходит для соединения медных деталей.
Ацетилен
Данное органическое соединение получило наибольшее распространение. Газ легче воздуха, бесцветный, имеет специфический запах, отличается высокой температурой горения, из-за чего используется при газовой резке металлических изделий.
Для промышленного производства ацетилена применяют специальные генераторы, в которых карбид кальция взаимодействует с водой.
Единственный недостаток – сложность в хранении, поскольку карбид углерода легко впитывает влагу из атмосферы, что создает дополнительные неудобства.
Водород
Широко применяется для соединения алюминиевых изделий и плазменной резки нержавейки. Газ не имеет цвета и запаха. Взрывоопасен. При соединении с воздухом или водой образует гремучую смесь. Его получают путем синтеза воды, при разделении кислорода и водорода в специальных генераторах. Согласно нормативно-правовым актам по технике безопасности, водород запрещено хранить в баллонах под давлением, которое превышает 15 МПа.
Коксовый
Побочный продукт коксохимической промышленности, который образуется при производстве кокса. Газ бесцветный с резким запахом. К его хранению не предъявляют таких жестких требований, как к водороду, несмотря на то, что газ относится к категории взрывоопасных. Транспортировку газа выполняют с помощью трубопроводных магистралей. Не получил широкого распространения, ввиду специфики производства. Применяется только в промышленных районах.
Природные
Представители органической группой углеводородных соединений – метан, пропан и бутан. Отвечают всем требованиям, предъявляемым к сварочным газам. К преимуществам относятся распространенность данного вида, а также относительно невысокая стоимость. Требования к условиям хранения не отличаются строгостью – допустимо хранение баллонов на улице, при сооружении специальной клетки с навесом. Искусственный синтез невозможен. Добывается только из природных месторождений.
Пиролизный
Данный вид выгодно отличается от своих собратьев – его не нужно генерировать, поскольку пиролизный газ выделяется при распаде нефтепродуктов. Перед использованием его подвергают предварительной очистки, ввиду излишней химической активности, которая может привести к коррозии горелки. Подходит как для сварочных работ, так и для резки металлоконструкций.
Чистые
К данной группе относятся следующие газы:
- Аргон. В чистом виде используется только при аргонодуговой сварке. Входит в состав разнообразных смесей, в качестве одного из компонентов. Химическая инертность делает аргон оптимальным выбором при работе с тугоплавкими материалами. Отличается низкой теплопроводностью и потенциалом ионизации.
- Гелий. Еще один представитель химически инертной группы. По сравнению с аргоном, обладает большей теплопроводностью и потенциалом ионизации.
Данные свойства гелия обеспечивают соединение большим тепловложением, чем аргон, увеличивая ширину сварочного профиля.
- Углекислый газ. Самый дешевый газ, из всех перечисленных. Данное обстоятельство обеспечивает широкую популярность при проведении работ в условиях ограниченности бюджета. К положительным качеством относят глубокие проникающие способности, особенно полезные при соединении толстолистовой стали. Основной недостаток – слабая стабилизация дуги, и как следствие, достаточно большое количество брызг.
Отличительная особенность данного газа в том, что его разрешено применять без добавления инертных газов.
Газы, используемые как компоненты смеси
Наиболее известным добавочным компонентом является кислород. Высокая химическая активность влияет на процентное содержание в смеси – его массовая доля редко превышает 7-10 %. Смесь аргона и кислорода обладает специфическим характером проплавления.
Сварочный шов, выполненный с применением данной смеси известен как «шляпка гвоздя», названный за счет внешнего сходства. Известны трехкомпонентные смеси, в состав которых входит кислород, аргон и углекислота, с различными пропорциями, в зависимости от характера работ.
Азот не получил широкого распространения, в качестве защитного газа. В основном его применяют для соединения меди и нержавейки, поскольку он не вступает в реакцию с данными металлами.
Газовые сварочные смеси и рекомендуемая область их применения.
Технология сварки
Порошковая проволока марок ПП-АН8, ПП-АН10, ПП-АН4 и ПП-АН9 (Прим.- порошковая проволока для сварки в СО2 нового поколения: ППс-ТМВ-МК5, ППс-ТМВ7, ППс-ТМВ8, ППс-ТМВ29) рекомендуется для сварки конструкций из углеродистых конструкционных сталей, а также низколегированных низкоуглеродистых конструкционных сталей марок 09Г2, 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2СД, 10ХСНД, 15ХСНД, 14Г2 и ряда других.
В тех случаях, когда к сварным конструкциям предъявляются специальные требования, возможность применения той или иной марки порошковой проволоки определяется после проведения дополнительных испытаний по соответствующим отраслевым нормалям. При сварке особо ответственных металлоконструкций с тяжелым режимом работы — котлов, резервуаров, воздухонагревателей, несущих узлов вагонов, кранов, экскаваторов, в том числе металлоконструкций, предназначенных для работы в условиях крайнего севера, — предпочтение отдается проволокам ПП-АН4 и ПП-АН9, обеспечивающим более высокие механические свойства металла шва и сварного соединения при отрицательных температурах.
Как показал опыт, потребители более охотно применяют проволоки марок ПП-АН8 и ПП-АН10, обладающие по сравнению с проволоками марок ПП-АН4 и ПП-АН9 более высокими сварочно-технологическими свойствами. Процесс сварки отличается большей устойчивостью горения дуги, особенно на малых токах. Эти проволоки имеют также хорошие гигиенические характеристики.
Сварка порошковой проволокой с дополнительной защитой углекислым газом применяется взамен ручной дуговой сварки электродами с покрытием рутилового, руднокислого и фтористо-кальциевого типов, а также взамен механизированной сварки в углекислом газе проволокой Св-08Г2С.
При сварке используется сварочная или пищевая углекислота, поставляемая в жидком состоянии в баллонах емкостью 40 л. Давление и баллоне 50—60 ати. Вес углекислоты в баллоне составляет 25 кг. После испарения ее при 0° С и 760 рт. ст. мм образуется 12600 л газа.
Жидкая углекислота поставляется также в специальных стальных контейнерах емкостью до 9 т. На предприятиях углекислоту разливают в накопители, которые подключают к централизованной магистрали с разводкой к сварочным постам. Такая система доставки углекислоты экономичнее, чем баллонная. Кроме того, централизованное обеспечение сварочных постов углекислым газом освобождает сварщика от трудоемких операций по замене баллонов и перемещению их в процессе работы, позволяет повысить культуру производства.
Состав углекислоты, используемой для сварки, должен соответствовать данным, приведенным в табл. 63. Однако практически содержание в углекислоте воды в свободном состоянии может достигать 2%.
Таблица 63
Эта вода скапливается на дне баллона. Влажность газа зависит от давления в баллоне. С уменьшением давления, влажность газа повышается. В связи с этим использование баллонов, в которых давление углекислоты менее 10 атм, недопустимо. В баллон с углекислотой при заправке неизбежно попадает воздух, скапливающийся над углекислотой. Поэтому перед использованием баллонов после заправки рекомендуют первые порции углекислоты выпустить в атмосферу.
Уменьшение попадания влаги в зону сварки достигается установкой на пути газа осушителей, заполненных силикагелем или другими поглотителями влаги. Силикагель необходимо периодически подвергать прокалке при температуре 200—250° С.
Выход газа из баллона сопровождается резким охлаждением его, возникающим вследствие затраты тепла на испарение жидкой углекислоты, что приводит к замерзанию содержащейся в углекислоте влаги и закупорке редуктора. Для предотвращения этого перед редуктором рекомендуется ставить подогреватель.
Для снижения давления газа до рабочего применяются понижающие редукторы. Редуктор-расходомер ДЗД-1 снижает давление газа от 50—35 ати до рабочего давления 0,5 ати и обеспечивает оптимальный расход газа. На практике часто применяется для этой цели кислородный редуктор РК-53Б. В качестве расходомера в этом случае служит манометр, установленный на камере низкого давления.
Расход газа контролируется расходомерами поплавкового или дроссельного типа. При использовании дроссельной шайбы, установленной на выходе газа из камеры низкого давления, расход газа зависит от диаметра калибровочного отверстия, не превышающего обычно 0,5—1,0 мм, и давления газа в камере низкого давления. Ниже приведен ориентировочный расход углекислоты в зависимости от показаний манометра низкого давления при диаметре отверстия в дроссельной шайбе 0,8 мм.
| Давление, атм | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 |
| Расход СО2, л/мин | 15 | 16 | 17 | 18 | 20 | 22 |
Порошковой проволокой в углекислом газе свариваются тавровые, угловые, нахлесточные, стыковые и другие соединения из стали толщиной 3 мм и выше. Положение швов в пространстве — нижнее и горизонтальное на вертикальной плоскости для проволоки диаметром 2,0—2,3 мм и нижнее — для проволоки диаметром 2,5— 3,0 мм.
Сварочные работы рекомендуется выполнять в закрытых помещениях. Сварка на открытых площадках и монтаже возможна при соблюдении мер предосторожности, предотвращающих сдувание защитного газа.
Поверхность кромок свариваемых изделий перед сваркой должна быть очищена от грязи, ржавчины, окалины, органических материалов. Сварка изделий после газовой резки допускается только при условии очистки поверхности реза от шлака.
Поставляемая проволока должна иметь сертификат завода-изготовителя, в котором указываются марка проволоки, ее диаметр, коэффициент заполнения, номер партии, химический состав наплавленною металла и результаты испытания механических свойств металла шва. Применение порошковой проволоки без сертификата не допускается. Для проверки качества поставляемой проволоки, особенно при изготовлении ответственных изделий, потребителю необходимо проводить контрольные испытания проволоки в соответствие с требованиями технических условий.
Длительно хранившуюся проволоку перед применением необходимо прокалить при температуре 230—250° С в течение 1—3 ч. Для равномерной прокалки необходимо принять меры, предотвращающие прямое облучение проволоки нагревателями. Признаком качественной прокалки проволоки может служить ее цвет — от желтого до коричневого. Отсутствие пожелтения— признак недостаточной выдержки или низкой температуры в печи; появление синего цвета на поверхности проволоки — признак завышенной температуры.
Полуавтоматы или автоматы должны иметь горелки, обеспечивающие ламинарное истечение газа из сопла. При использовании нестандартных держателей необходимо учитывать, что они должны обеспечивать радиальное по отношению к оси проволоки истечение газа из мундштука.
Перед пропусканием проволоки в шланг конец ее должен быть завальцован, наконечник с мундштука снят, а шланг не должен иметь перегибов. Несоблюдение этих правил может привести к деформации проволоки в роликах, выходу из строя деталей шланга и держателя. После прижима верхними роликами порошковая проволока должна быть на 2/3 диаметра утоплена в паз нижних роликов. Пропускание проволоки в шланг осуществляется нажатием кнопки «пуск» на держателе или подающем механизме.
Перед сваркой необходимо установить рекомендуемый для данных диаметра проволоки, толщины металла и типа сварного соединения режим сварки. По выбранному режиму отрегулировать расход газа; выждать несколько секунд для полного удаления воздуха из шлангов. Установить вылет проволоки 35 40 мм с таким расчетом, чтобы расстояние от конца проволоки до среза сопла было в пределах 15—25 мм.
Рис. 120. Положение горелки относительно изделия при сварке непрокаленной проволокой
Возбуждение дуги осуществляется касанием конца проволоки изделия, а подача проволоки — нажатием кнопки «пуск» на держателе.
От положения и перемещения горелки относительно свариваемого изделия зависят в значительной степени устойчивость горения дуги, надежность газовой защиты зоны дуги от воздуха, скорость охлаждения металла, форма шва, интенсивность забрызгивания горелки, возможность наблюдения за зоной сварки.
Приближение горелки к изделию затрудняет наблюдение за процессом сварки и вызывает засорение горелки брызгами, а чрезмерное удаление может привести к дефектам в швах вследствие снижения эффективности защиты металла углекислым газом.
При пользовании непрокаленной проволокой сварку необходимо выполнять на повышенном вылете — до 50 мм (рис. 120).
При этом вследствие нагрева проволоки на вылете влияние влаги в сердечнике и смазки на поверхности проволоки на качество швов уменьшается.
Сварка стыковых соединений или угловых в лодочку может выполняться «углом вперед» пли «углом назад». Угол наклона проволоки относительно вертикальной плоскости, перпендикулярной к оси шва, не должен превышать 15° (рис. 121)
Рис. 121. Положение электродной проволоки относительно изделия при сварке стыковых соединений «углом назад» (1) и «углом вперед» (2).
При сварке «углом назад» увеличивается глубина проплавления, ширина шва уменьшается, обеспечивается более надежная защита металла сварочной ванны и улучшается обзор зоны плавления металла. Сварка «углом вперед» характеризуется малой глубиной проплавления и большой шириной шва. При сварке однослойных швов горелка перемещается поступательно или по вытянутой спирали. В случае сварки многослойных швов первый слой выполняется без поперечных колебаний электрода, а последующие слои — с поперечными колебаниями по вытянутой спирали или «змейкой». Сварка стыковых соединений с глубокой разделкой осуществляется горелкой с удлиненным наконечником, выступающим из сопла на 10—15 мм. При сварке угловых швов горелка должна быть отклонена от вертикальной стенки на 30—45°. Сварка производится «углом назад» или «углом вперед». Сварку «углом назад» рекомендуется производить на токах до 450 а. На более высоких токах лучшее формирование шва обеспечивается при сварке «углом вперед». Перемещение горелки — поступательное или возвратно-поступательное. Сварку угловых швов в нижнем положении катетом более 10 мм не рекомендуется выполнять за один проход.
После прекращения сварки горелку не рекомендуется отводить от сварочной ванны до полной кристаллизации металла. При остановках процесса и необходимости выполнения непрерывных швов кратер предыдущего слоя должен быть переварен.
Изложенные выше правила техники и технологии сварки в равной мере относятся ко всем существующим порошковым проволокам, предназначенным для сварки в углекислом газе. При выполнении тех или иных типов сварных соединений существенное значение имеет правильное назначение режима сварки. В табл. 64 приведены режимы сварки некоторых соединений проволокой ПП-АН4 диаметром 2,2 мм.
Рекомендуемые режимы при сварке стыковых соединений проволокой ПП-АН8 диаметром 2—3 мм приведены в табл. 65.
Активированная проволока
Этот сварочный материал по составу близок к порошковой проволоке, но в него добавлены специальные присадки, оптимизирующие параметры в области сварочной ванны и препятствующие разрушению металла во время сварки и после нее. Конструктивно активированная проволока устроена иначе, чем порошковая. Процентное содержание добавок существенно меньше и не превышает 6-8 % от общей погонной массы. Присадки при этом не засыпаются в полости, а встраиваются в тело проволоки в виде тонких каналов, и материал объединяет в себе достоинства проволоки сплошного сечения и порошковой проволоки. По причине малой доли присадок сварку такой проволокой возможно вести только в атмосфере инертного газа.
Присадками являются легко ионизируемые соединения легких металлов и шлакообразующие составляющие, улучшающие ситуацию со стабильностью рабочих параметров сварочной ванны. Они повышаю стабильность электрической дуги.
Можно сформулировать следующие достоинства активированной проволоки:
- Широкий спектр совместимого оборудования. Проволока, в отличие от порошковой, допускает перегибы и не требует специализированных подающих устройств.
- Высокое качество шва за счет понижения поверхностного натяжения соединяемых заготовок и низкого насыщения водородом.
- Снижение потребляемого тока за счет защиты области сварки от чрезмерной теплопотери.
Сварочная проволока
Главным минусом активированной проволоки считается необходимость применения газа. Это увеличивает трудоемкость и себестоимость операции.
Возможна ли сварка без газа?
Сразу скажем, что в этой статье мы будем говорить о технологии MIG/MAG (сварка с применением защитного газа и плавящейся проволоки). Эта технология хорошо себя зарекомендовала и позволяет получить качественные швы, в отличие от ММА сварки (ручная дуговая сварка). Для выполнения MIG/MAG сварки необходимы специальные сварочные полуавтоматы, присадочная проволока и, конечно, газ. Но что делать, если у вас нет возможности использовать газ?
Хоть MIG/MAG сварка и позволяет получить очень качественные швы, она не лишена недостатков. Зачастую газовые баллоны слишком громоздки, чтобы использовать их для сварки в труднодоступных местах и на высоте. В таких случаях сварка с газом просто невозможна. Также при частой сварке газовый баллон необходимо заправлять, и это не всегда возможно, а запасного баллона может не быть под рукой. Возникает необходимость применять сварочный аппарат без газа… Но насколько это возможно?
Многие умельцы решают просто исключить газ из технологии MIG/MAG и варить присадочной проволокой. Они убеждены, что можно использовать сварочный полуавтомат проволочный без газа и при этом получить качественные швы. Так ли это мы расскажем далее.
Сварка без газа обычной проволокой
Сварка обычной присадочной проволокой без газа с применением полуавтомата — это бессмысленная затея. Такая сварка практически невозможна из-за особенностей самой присадочной проволоки. Повторимся, что в данной статье мы говорим о технологии MIG/MAG сварки, где обязательно применение газа. Если убрать газ и оставить только присадочный материал, то он будет либо постоянно разбрызгиваться, либо залипать. И эту проблему не решить встроенными функциями полуавтомата. Просто такова технология. Отсутствие газа при сварке обычной проволокой — это все равно, что у человека отобрать одну руку и заставить выполнять привычные повседневные действия.
Итак, проволочные присадочные материальные годятся для сварки без газа. Что тогда делать? На помощь приходит так называемая порошковая проволока. С виду это обычный металлический пруток. Но в его сердцевине содержится флюс, который при плавлении проволоки высвобождается и позволяет варить без газа.
Вывод: сварка полуавтоматом без газа обычной проволокой возможна, но получаемые швы никуда не годятся и саму работу крайне сложно выполнять. Используйте такой метод только при экстренных случаях, когда у вас вообще нет никакого выбора. В остальных ситуациях лучше применять порошковую проволоку с флюсом внутри. На данный момент это единственный безгазовый способ сварки при применении MIG/MAG технологии.
Но учтите, что порошковая проволока стоит недешево и такая сварка может оказаться дороже применения газа и обычной проволоки. К тому же, получаемые швы не отличаются высоким качеством и подвержены коррозии. В случае с некоторыми металлами это особенно критично.
Например, при сварке нержавеющей стали. Если использовать порошковую проволоку при работе с нержавейкой, то шов через время покроется ржавчиной, и антикоррозийные свойства сойдут на нет. Учитывайте это и не используйте порошковую проволоку на постоянной основе вместо газа. Все-таки MIG/MAG технология подразумевается связку газ+присадочный материал. А порошковая проволока скорее помогает решить срочные задачи и не подходит для регулярного использования.
Разновидности и применение
Сварка самозащитной порошковой проволокой востребована в труднодоступных местах. Это могут быть высотные работы или в тоннелях под землей. Небольшой полуавтомат можно повесить на плече, а для выполнения сварки необходима только розетка с 220V. Благодаря такой компактности эта технология широко применяется на строительных площадках и монтажных работах. Сборка и сварка металлических конструкций таким способом производится очень быстро. Но для сварки труб под высокое давление она не годится.
Проволока широко используется благодаря разнообразию диаметров, минимальное значение которого начинается от 0,8 мм и заканчивается на 2,4 мм. Это позволяет сваривать как тонкие листы стали, с толщиной стенки 1,2 мм, так и толстые стороны до 7-10 мм. Этим способом можно работать с углеродистой сталью, оцинкованным железом и нержавейкой. Для этого важно правильно выбирать материал самой проволоки и вид внутреннего наполнителя.
Какую конструкцию имеет проволока стальная порошковая?
Порошковая стальная проволока – это электрод, стальная оболочка которого заполнена набором защитных, деоксидирующих и шлакообразующих присадок. Важный компонент материала – это порошок железный, марка которого определяет уровень его содержания в общем объеме.
Содержание рутила с концентратом флюорита составляет до 60%. Выбор присадок осуществляется с учетом содержания важных веществ в процентах. Характеристики присадок и их область использования должны полностью соответствовать характеристикам электрода для сварки.
Таблица режимов сварки полуавтоматом.
Порошковая проволока может отличаться присутствием компонентов, обеспечивающих стабильность дуги даже без условий газовой среды. Она имеет конструкцию, которую отличает минимальный набор оборудования, а условия ее применения исключают использование редуктора, газовых баллонов и т.д. Если расплавка сердечника из стали происходит достаточно быстро, то это связано с наличием повышенного электрического сопротивления. При этом формирование качественного шва происходит за достаточно небольшой интервал времени.
Порошковая проволока имеет преимущества, позволяющие применять ее, не нанося вред глазам, даже в том случае, если они не защищены специальными средствами. Соединение не вызывает разбрызгивания металла, оно получается ровным и качественным. При выполнении сварочных работ необходим тщательный контроль
Производителями рекомендуются определенные , которые очень важно соблюдать
Как используется газозащитная и самозащитная проволока?
Порошковую проволоку газозащитного типа используют для сварки на автоматах и полуавтоматах. Сварку производят при наличии инертного газа. Среди важных характеристик порошковой газозащитной проволоки выделяют:
- разбрызгивание в малых количествах;
- невысокую степень пористости;
- легкость при отделении шлаков.
Материал для сварки самозащитного типа применяется для различных работ на открытом участке. Сердечник содержит необходимые защитные элементы. Вместе с тем в процессе проведения сварочных работ пользоваться инертным газом не обязательно.
Газовое оборудование для полуавтоматической сварки
В состав газового оборудования для сварки полуавтоматом входят: баллон, редуктор, ротаметр, подогреватель, осушитель, смеситель газов, рукава (шланги).
Баллоны В баллонах хранят и транспортируют сжатые газы. Содержащийся в баллоне газ можно распознать по цвету и надписи на баллоне.
Редуктор (регулятор давления) Редуктор присоединяется к вентилю баллона, предназначен для понижения давления от баллонного до рабочего и постоянного его поддер
жания. Для регулирования расходов газа (давления) вращают маховик на редукторе.
Подогреватель
При сварке в среде углекислого газа редуктор дополнительно комплектуется подогревателем газа, чтобы избежать замерзания редуктора.
При большем расходе углекислого газа наблюдается резкое снижение температуры, что приводит к замерзанию в редукторе влаги содержащейся в углекислоте. Работает подогреватель от постоянного (20 В) и переменного (36 В) тока.
Баллоны
В баллонах хранят и транспортируют сжатые газы. Содержащийся в баллоне газ можно распознать по цвету и надписи на баллоне.
Редуктор (регулятор давления)
Редуктор присоединяется к вентилю баллона, предназначен для понижения давления от баллонного до рабочего и постоянного его поддержания. Для регулирования расходов газа (давления) вращают маховик на редукторе.
Подогреватель
При сварке в среде углекислого газа редуктор дополнительно комплектуется подогревателем газа, чтобы избежать замерзания редуктора.
При большем расходе углекислого газа наблюдается резкое снижение температуры, что приводит к замерзанию в редукторе влаги содержащейся в углекислоте. Работает подогреватель от постоянного (20 В) и переменного (36 В) тока.
Осушитель
Для поглощения влаги находящейся в углекислом газе в состав газового оборудования иногда включают осушитель большего или низкого давления. Осушитель высокого давления устанавливается перед редуктором, а низкого — после редуктора. Поглощает влагу специальное вещество — алюмогликоль или силикагель. Свойства обеих веществ можно восстановить путем прокалывания при температуре 250-300 ºC.
Ротаметр
Ротаметры используются для определения расходов защитного газа, когда на редукторе нет предустановленного расходомера.
Рукава (шланги)
Гибкие трубки изготавливаемые из вулканизированной резины усиленные льняной тканью. С их помощью защитный газ транспортируется к горелке и другим частям газового оборудования.
Смеситель газов
Смеситель газов предназначенный для приготовления смеси газов при подаче из нескольких баллонов.
