Полуавтоматическая сварка в среде защитных газов: технология производства работ

СОДЕРЖАНИЕ

• Преимущества и недостатки полуавтоматической сварки в среде защитных газов
• Защитные газы, применяемые при полуавтоматической сварке
• Критерии выбора защитного газа
• Оборудование для полуавтоматической сварки
• Технология сварки полуавтоматом в среде защитных газов
• Техника безопасности при полуавтоматической сварке

Полуавтоматическая сварка в среде защитных газов является высокопроизводительным процессом с хорошим качеством сварного шва. Наибольшее распространение технология и оборудование получили в автомастерских – это идеальный вариант для кузовных ремонтных работ. Но и в других областях такая сварка успешно применяется: промышленные объекты, производственные линии, стройка, использование в быту.

Работа с полуавтоматом требует определенной сноровки, но обучиться этому нехитрому делу может каждый, стоит набраться терпения и получить рекомендации от более опытных товарищей. О том, как выполняется полуавтоматическая сварка в среде защитных газов, как правильно подобрать расходники, вы узнаете из нашего материала.

Преимущества и недостатки полуавтоматической сварки в среде защитных газов

Механизированная (полуавтоматическая) сварка с помощью плавящегося электрода в защитной газовой среде представляет собой электродуговой процесс. При этом посадочная проволока подается посредством роликового механизма с электрическим приводом.

Скорости подачи проволоки и ее плавления синхронизируются, благодаря чему электрическая дуга сохраняет постоянную длину, а процесс переноса в сварочную ванну присадочного металла происходит равномерно. При этом через наконечник сварочной горелки (сопло) подается защитный газ, изолирующий зону нагрева и плавления от атмосферных газов. Работы осуществляются вручную, а для включения и выключения тока, управления подачей проволоки, инициации дуги и прочего служит специальная кнопка на горелке «пуск/стоп».

Благодаря универсальности и доступности этот способ сварки металлов весьма распространен: он применяется и в домашних мастерских, и в промышленных цехах сборки, и в строительстве. Он подходит для сварки как высоко-, так и низколегированных сталей. Его можно использовать для сварки ответственных конструкций из разнообразных прокатных профилей любой сложности. Словом, технологии полуавтоматической сварки в среде защитных газов применимы почти везде.

Читайте также: «Сварочный позиционер»

Нельзя использовать такой вид сварки лишь на открытых пространствах. Для защиты от ветров и сквозняка рабочее место необходимо закрывать стенками со всех сторон, чтобы зона плавления была стабильной.

Плюсы и минусы сварки полуавтоматом в среде защитных газов показаны в таблице.

Защитные газы, применяемые при полуавтоматической сварке

При сварке полуавтоматом сварочные ванны надежно защищены газовой атмосферой, причем используются инертные (способ MIG), активные газы (способ MAG) и их комбинации. Благодаря им создается среда, в которую не может проникнуть атмосферный воздух, ванна защищена от их влияния от момента, когда стартует плавление, до самой кристаллизации.

Какой газ выбрать, зависит от многих факторов: сварочного режима, параметров заготовок, необходимого качества сварного шва и т. д.

• Аргон. Одноатомный благородный газ аргон (Ar) широко применяется сам по себе и в составе различных газовых смесей. Он более тяжелый, чем атмосферный воздух, не имеет цвета и запаха. Это коварный газ: ощутить его нельзя, но он представляет опасность при большой концентрации воздухе. Как правило, аргоновая среда служит для соединения деталей, изготовленных из цветных металлов либо их сплавов, не исключая химически активные и хрупкие.
• Гелий. Инертный газ гелий (He) гораздо легче, чем воздух, бесцветен и ничем не пахнет. В чистом виде используется при ответственной сварке заготовок, выполненных из алюминия и алюминиевых сплавов. Для сварки других цветных металлов применяют различные комбинации газов, например Ar-He-CO2, Ar-He.
• Углекислый газ. Это тяжелый (в полтора раза тяжелее воздуха) активный газ без цвета и со слабым запахом. Это единственный неблагородный газ, который используется в чистом виде. Как правило, углекислота применяется, чтобы защитить ванну при сварке на короткой дуге и (или) при работе порошковыми электродами.
• Пиролизный газ. Представляет собой смесь газов, которые выделяются при нагреве, например, волокон древесины до температуры около 450 °C и выше. В эту смесь входят такие газы, как водород, этан, метан, пропилен, а температура ее горения составляет до 1100 °C.
• Водород. Этот одноатомный газ является самым распространенным и самым легким веществом на Земле. На каждый грамм Н2 при горении выделяется до 140 кДж теплоты. Это в 2,5 раза превышает показатели природного газа и в 1,5-2 раза – инертных газов. Риск работы с водородом заключается в следующем: сжатый водород и так называемая гремучая смесь (водород + кислород) взрывоопасны. Предъявляются очень строгие требования к закачке, хранению и эксплуатации водородных баллонов.
• Коксовый газ. Это смесь газов, которая выделяется при нагревании каменного угля до 900-1100 °C. В состав смеси входят водород, метан и оксиды карбона, а также могут включаться смолы, аммиак, сероводород. Из-за наличия этих компонентов коксовый газ не подходит для сварки цветных металлов, поэтому перед тем, как начать работу, коксовый газ сначала нужно подвергнуть физико-химической чистке. При этом частично удаляются химические и механические примеси, а качество сварного шва повышается.

Критерии выбора защитного газа

При полуавтоматической сварке в среде защитных газов тип этой среды выбирают исходя из данных о металле заготовок (марка, вид), которые, в свою очередь, говорят об их физико-химических характеристиках. Если сваривают разнородные металлы, то основным из них считается более тугоплавкий и (или) менее стабильный.

Помимо этого, обращают внимание на следующее:

1. Ширина, длина, высота заготовок; способ, которым они готовятся к сварке.
2. Нужна ли термообработка деталей; если да, то какая.
3. Каковы технологические нюансы сварки, требования, предъявляемые к качеству шва.
4. Технические параметры оборудования и применяемых материалов.
5. Состояние внешней среды: относительная влажность, температура, скорость ветра, а также доступность стыка.
6. Каковы расчетный расход газа и его цена.

Читайте также: «Сварка арматуры»

В следующей таблице приведены характеристики наиболее часто применяемых металлов, а также газы и их смеси, служащие защитной средой для сварки.

Для описанных выше методов сварки MAG и MIG годятся все отмеченные в таблице газы. Есть еще методика TIG, при которой нужно использовать чистые аргон или гелий (либо смесь этих газов). В некоторых случаях, работая с плавящимся электродом, применяют комбинацию аргона и водорода. Грамотный выбор защитной газовой среды гарантирует:

• аккуратный, качественный шов;
• безопасность при сварке;
• минимальные трудовые и денежные затраты.

Читайте также: «Оборудование для сварочных работ»

Во время сваривания замена защитной газовой среды недопустима в любых случаях. Подавать газ начинают за 15-30 секунд до инициации дуги, а прекращают подачу после того, как ванна затвердела.

Оборудование для полуавтоматической сварки

Сварочный пост при полуавтоматической сварке в среде защитных газов включает:

• Источник электротока.
• Механизм, подающий проволоку.

Сюда же входит газобаллонная аппаратура:

• баллоны с углекислым газом, которые подсоединяют посредством газового коллектора;
• редуктор, регулирующий расхода газа;
• ротаметр, определяющий уровень расхода;
• дополнительные приборы, такие как смеситель, осушитель, подогреватель;
• газовые шланги;
• приточно-вытяжная вентиляция.

Суть полуавтоматической сварки в среде защитных газов состоит в использовании установки, которая включает источник электропитания, горелку, механизм подачи материала, блок управления сварки и пульт дистанционного управления. Режимы полуавтоматической сварки в среде защитных газов — постоянный и импульсно-дуговой.

В последнее время стали популярными инверторные аппараты, работающие на постоянном токе. На рынке представлен широкий ряд моделей, в том числе небольшие приборы для домашнего пользования, которые работают от сети напряжением 220 В. Можно приобрести полнофункциональные установки, дающие возможность сваривать изделия не только из нержавеющей стали, но и из многих цветных металлов и сплавов.

Читайте также: «Технология сварки сталей»

Благодаря механизмам подачи проволока стабильно и с заданной скоростью поступает в сварочную горелку. Эти механизмы включают электродвигатель, редуктор, ролики — прижимные и подающие, проволочные кассеты. Подающие механизмы бывают открытого и закрытого типов. Для домашнего пользования достаточно простого прибора с двумя роликами, профессиональные же сварочные установки могут содержать четыре ролика и более.

Иногда требуется увеличить рабочую зону сварки. Для того чтобы обеспечить надежную подачу проволоки на десятки метров от пульта управления, используют промежуточные механизмы подачи. Они действуют синхронно с основным оборудованием, благодаря чему сварка проходит без перебоев.

Технология сварки полуавтоматом в среде защитных газов

Прежде чем приступать к работе, необходимо тщательно очистить металл от ржавчины и остатков краски. Если даже их останется буквально крупицы, это может значительно ухудшить качество сварки и прочность шва. Зачистке подлежит и место под зажим для массы.

Имеется возможность управлять горелкой полуавтоматической установки MIG/MAG одной рукой, но если действовать обеими руками, то легче будет контролировать процесс сварки, а шов получится более прочным и аккуратным. Суть полуавтоматической сварки в среде защитных газов в том, что одна рука держит горелку, а другая служит для нее опорой. Таким образом, процесс сварки тщательно контролируется, а движения горелкой получаются четкие и надежные.

При сварке рекомендуется защищать голову и лицо полноразмерной сварочной маской, желательно с автозатемнением, которая надежно крепится к голове, благодаря чему руки всегда свободны.

Читайте также: «Стыковое сварное соединение»

Скажем несколько слов о сварочной проволоке. Она выполняет функцию присадочного материала. В процессе сварки проволока подается в область будущего шва, расплавляется совместно с металлическими кромками и заполняет шов. По этой причине химический состав сварной проволоки должен быть схож с составом металлов, которые сваривают (например, по содержанию углерода, влияющего на пластичность шва).

Проволока должна плавиться при той же температуре, что и свариваемые металлы, или немного ниже. Если проволока будет более тугоплавкой, то это может привести к тому, что из-за высоких температур свариваемый металл может быть прожжен насквозь.

При сварке деталей из алюминия или его сплавов используют чисто алюминиевую проволоку или с добавками кремния и магния.

Встречаются разные типы сварных соединений: встык, внахлестку, тавровое, «в лодочку» (угловое). Все зависит от того, как сварные швы располагаются в пространстве. Вертикальные швы проходят по направлению снизу вверх, если толщина небольшая, и снизу вверх — при толщине больше 4 мм. Горизонтальные швы выполняют слева направо и углом назад, без поперечных колебаний.

Читайте также: «Сварка нержавейки аргоном»

Чтобы заполнить разделку, осуществляют колебательные движения в поперечном направлении. Очень важно перед каждым проходом снимать шарик металла с кончика сварной проволоки.

Техника безопасности при полуавтоматической сварке

Электродуговая сварка — процесс небезопасный, мастер нуждается в определенной защите. Прежде всего, это специальная сварочная маска. Оптимальный вариант — маска, в которую встроен механизм автозатемнения, включающийся при появлении ярких вспышек света. Маска надежно крепится на голове, и руки остаются свободными.

Чтобы защитить руки от брызг расплавленного металла, необходимо применять перчатки. Они оберегают кожк также от высоких температур и опасного (особенного при долгом воздействии) ультрафиолетового излучения — неизменных спутников сварочного процесса.

Сварщик должен надевать специальный защитный костюм, сшитый из материала, выдерживающего попадание брызг расплавленного металла. Если такого костюма нет, то можно использовать одежду, в составе которой нет синтетических волокон. Дело в том, что синтетика легко может расплавиться и нанести ожоги мастеру.

Обувь должна быть закрытой, чтобы в нее не попадали металлические брызги от сварки.

Читайте также: «Организация сварочных работ»

Во время сварочных работ выделяются вредные вещества, вдыхать которые опасно для здоровья. Поэтому в рабочем помещении необходимо обеспечивать хорошую вентиляцию.

Процедура полуавтоматической сварки в среде защитных газов предполагает соблюдение определенных параметров. От этого будут зависеть качество и надежность сварного шва. Необходимо четко знать силу и полярность используемого тока, наименования газов в защитной смеси, толщину проволоки, значения давления углекислого газа и др. Чтобы не ошибиться, рекомендуется использовать справочные таблицы, в которых приведены все необходимые данные.