Импульсная сварка для алюминия

Обновлено: 04.10.2024

Понятие «универсальный сварщик» говорит много хорошего об уровне квалификации специалиста. Тем не менее, это определение вовсе не тождественно тому, что для всех операций по свариванию металлов годится один и тот же аппарат. Действительно, вариантов оборудования много, и у каждого своё назначение. Наверняка многие слышали об импульсной сварке, но что это такое в деталях?

Для чего нужен импульсный сварочный аппарат, какие плюсы и минусы у оборудования, чем его получится заменить, если такое вообще возможно — на эти и другие вопросы ответим в этой статье.

В процессе сварки неразъёмное соединение металлов создаётся путём расплавления кромок. При высоких температурах на стыке металлов образуется сварочная ванна, которая при охлаждении кристаллизуется с образованием шва.

В аппаратах импульсной сварки (к примеру, FUBAG INTIG 200 DC PULSE ) повышение температуры до необходимых параметров осуществляется посредством кратковременных импульсов сварочного тока. В результате получается своеобразный точечный нагрев, затрагивающий только необходимую для соединения область без изменения характеристик прилегающих зон.

Такой метод идеально подходит для сварки металлов и сплавов, то есть для всех случаев, когда требуется выполнить максимально равномерный и прочный шов. Ниже показан результат сварки TIG-аппаратом в импульсном режиме и без него.

Как работает полуавтоматическое оборудование MIG в режиме импульсной сварки

Исключить прямое соприкосновение свариваемого металла с присадочным материалом (чтобы не допустить короткого замыкания).
Свести к нулю перегрев зоны сварки.
Снизить образование брызг в результате понижения температуры нагрева в момент отрыва капли.
Исключить варианты с прожигом изделия.
Увеличить производительность.
Обеспечить чистоту образования шва.

Импульсный аппарат для сварки точечно размещает металл по определенной траектории. Иными словами, каждый импульс аппарата позволяет перейти в расплав одной капле.

В процессе импульсной сварки полуавтоматом MIG в межимпульсный период величина силы тока уменьшается, благодаря чему свариваемые поверхности остывают. Таким образом, прилегающие к сварочной ванне участки не испытывают влияния структурных изменений, связанных с разогревом. Это идеальные условия для применения сварочных импульсных аппаратов для соединения листовых, в том числе тонкостенных, металлов и сплавов.

Дымообразование и разбрызгивание сводятся к минимуму. В процессе работы аппарата в сварочную ванну попадает только металл от присадочной проволоки. Такая схема образования неразъёмного соединения в разы увеличивает однородность и прочностные характеристики шва.

Самое приятное то, что импульсный сварочный аппарат могут использовать даже сварщики без многолетнего опыта. Работа оборудования при минимальных навыках мастера практически гарантирует получение добротного шва.

Эксплуатационные ограничения

Если предполагается варить низкоуглеродистые или низколегированные стали, то использовать импульсное оборудование нецелесообразно.

Помним, что в процессе переноса капли значение тока снижается и температура падает, а затем снова возрастает в момент прохождения следующего импульса. Такие тонкие настройки совершенно ни к чему во время сварки указанных сталей. Разумеется, такой режим им не навредит, а снижение разбрызгивания и дымообразования даже пойдёт на пользу, но, в общем и целом, стали низких марок прекрасно сплавляются и обычными сварочниками.

Как работает импульсная сварка TIG

Аргонодуговые сварочные аппараты с функцией импульсного нагрева (например, FUBAG INTIG 200 AC/DC PULSE) работают по тому же принципу: в цикле прохождения одного импульса металл разогревается (максимальный ток) и остывает (на токе паузы).

Импульсный режим настраивается в зависимости от толщины свариваемых металлов. Чем чаще подаётся пиковый ток, тем более концентрированной будет дуга. Это уменьшит и размер отдельных чешуек, образующих линию шва.

Обратное действие приводит к следующему: снижение частоты импульсов сварочного аппарата позволяет лучше контролировать состояние сварочной ванны (что актуально для новичков). Кроме того, понижение частоты оказывается полезным при работе импульсной сваркой в неудобных положениях.

Применение импульсного режима в оборудовании TIG

Сваривание в импульсном режиме позволяет лучше контролировать состояние зоны расплава в сравнении с обычной TIG–сваркой.
Скорость процесса оказывается выше, проплавление лучше, деформации прилегающих зон сводятся к минимуму, а сам шов получается более аккуратным.
Функция используется для соединения тонколистовых металлов и сплавов, в том числе нержавейки, где требуется снизить до возможного минимума тепловложения от сварочной дуги.
На высоких частотах TIG–дуга становится концентрированней и точнее, что улучшает и облегчает сварочный процесс.

В процессе сваривания легированных сталей образующийся шов приобретает дополнительную устойчивость к коррозии за счёт образования микрокристаллической структуры.

Как выбрать хороший сварочный аппарат для алюминия

Сваривать изделия из алюминия – не самая простая задача. Если сварщик хотя бы немного отойдет от технологии или подберет не подходящий сварочный аппарат для алюминия и расходники, то гарантировано получит некачественный шов. Чтобы правильно выбрать сварочник для работы с таким металлом, необходимо знать особенности его плавления, разбираться в видах специальных приспособлений и других нюансах.

Особенности сварки алюминия

Данный металл очень капризен при сваривании из-за своих физических и химических свойств. Его поверхность даже при комнатной температуре покрывается оксидной пленкой. С одной стороны, это даже хорошо, ведь окисленный слой защищает материал от коррозии. Но если попробовать сваривать его просто так, как, например, сталь, то можно столкнуться с большой проблемой.

Температура плавления окисла на поверхности алюминиевой заготовки – около 2000 °C, когда как сам материал плавится примерно при 600 градусах по Цельсию. Сварка обычным способом приведет к тому, что присадочный материал будет просто-напросто укладываться на поверхности, не позволяя обеспечить надлежащее качество шва. Увеличение ампеража станет причиной появления прожогов. При этом сварочная ванна будет стремительно окисляться.

Алюминий при сварке:

Быстро кристаллизуется. Затвердевание происходит после остывания всего на 15-20 °C.
Невероятно текуч. В расплавленном виде он напоминает воду, из-за чего вести шов нелегко, если поверхность изделия наклонена. Также именно это свойство повышает риск образования сквозных прожогов при манипуляциях.
Сохраняет цвет после расплавления. По этой причине сложнее контролировать состояние сварочной ванны и рассчитывать необходимое количество присадочного материала.
Испаряет водород. Это происходит из-за контакта с атмосферой. Как следствие – образовавшиеся поры в шовной структуре, которые делают соединение более хрупким.
Отличается повышенной усадкой. Есть вероятность того, что, остыв, наплавленные валики просядут сильнее, чем нужно. Придется дополнительно заваривать кратеры в шве.

Чтобы достичь необходимого эффекта, достаточно перекрыть доступ окружающего воздуха к зоне плавления. Для этой цели используют среды инертных газов.

Для сварки алюминия можно воспользоваться специализированными ТИГ-сварочниками, а также полуавтоматами. Сварку алюминия на бытовом уровне можно осуществлять с помощью MMA-аппаратов. Каждый вид оборудования для сварки отличается результатом работы и имеет множество других особенностей, определяющих целесообразность использования. Рассмотрим каждый аппарат по порядку.

Устройства TIG

Аббревиатура TIG расшифровывается как Tungsten Inert Gas. При этом методе в среде инертного газа в основном применяются неплавящиеся вольфрамовые электроды. Соединение деталей с помощью TIG-сварочника осуществляется на переменном токе (AC). Поэтому в рамках технологии при TIG-сварке применяют как универсальные электроды для переменного и постоянного сварочного тока (AC/DC), так и те, которые предназначены исключительно для AC.

В качестве защиты в сварочных аппаратах ТИГ для сварки алюминия в основном используют аргон, поэтому сам процесс известен под названием «аргонодуговая сварка». Инертный газ тяжелее воздуха и никак не взаимодействует со свариваемым материалом химически, поэтому он способствует отличной изоляции сварочной ванны. Также в процессе таких работ нередко используется гелий или смесь гелия и аргона.

Ручные сварочные аппараты для сварки алюминия аргоном отличаются тем, что предоставляют возможность подключения газового баллона, оснащаются горелкой для одновременной подачи защитного газа. Также в них предусмотрен дополнительный режим ММА-сварки.

3) задаются настройки на панели управления сварочником (основные параметры настраиваются при помощи параметрической кривой);

4) зажигается дуга после поднесения горелки и формируется шов с помощью присадочного прутка;
5) горелка удерживается над местом металлообработки еще некоторое время (в конце шва).

В результате использования аргонодуговой технологии получается прочный и герметичный шов, не требующий механической обработки. Благодаря использованию неплавящегося электрода, в процессе работы выделяется минимум шлака и дыма. Есть возможность работать с очень тонкими деталями и делать швы шириной 2-3 мм. Заготовки практически не деформируются, поскольку сильно нагревается только зона обработки.

К недостаткам TIG-устройств относятся высокая цена (в том числе на расходники), низкая скорость процесса, возможность формирования только незначительных по длине швов. Если сваривается листовой прокат, то необходима подложка, так как разогретый материал может провалиться под собственным весом. Кроме того, защитный газ исправно выполняет свою функцию только в спокойной обстановке, когда нет ветра или сквозняка.

Аппараты MIG/MAG (полуавтоматы)

Аббревиатура расшифровывается как Metal Inert Gas / Metal Active Gas. Это сварочники, которые подают присадочную проволоку прямо в горелку. Они используются для сварки алюминия в больших объемах. Позволяют получить умеренное качество и работать на потоке. Рабочий процесс производится с постоянным током в режиме обратной полярности.

Еще один плюс полуавтоматов – импульсный принцип работы (чаще встречается в некоторых дорогих профессиональных моделях). После подачи энергии кончик проволоки плавится, превращаясь в каплю расплавленного металла. Под воздействием импульса присадочный материал вдавливается в поверхность заготовки. Благодаря импульсной технологии, получается очень качественный результат.

высокая скорость процесса;
возможность создания непрерывных длинных швов;
управление одной рукой;
лучший визуальный контроль сварочной ванны;
усиленные прочностные характеристики соединения благодаря добавкам и присадкам;
меньше дыма в процессе металлообработки, отсутствие шлака;
поддержка работы с крайне тонкими заготовками (от 0,5 мм).

Как вы можете видеть, полуавтоматические аппараты для алюминия при некоторых сценариях использования даже более эффективны, чем аргонодуговые. Но они также имеют значительные минусы. Полуавтоматы стоят недешево. Дополнительно придется тратиться на защитный газ, проволоку. Если вам нужно часто чередовать сварку стали и алюминия, то будет проблематично менять каждый раз канал для подачи проволоки, контактный наконечник, ролики подающего механизма (понадобятся ролики для алюминия с U-образной канавкой). Сам плавящийся электрод из-за своей небольшой толщины и значительной гибкости труднее управляется, чем неплавящиеся аналоги.

Аппараты ручной дуговой сварки

Обычные устройства MMA (Manual Metal Arc) тоже можно использовать для сваривания алюминиевого проката. Однако этот способ имеет наибольшее количество недостатков, поэтому не используется для соединения конструкций, которые должны выдерживать большие нагрузки. Он широко применяется в качестве недорогой альтернативы для домашнего использования.

Технологическая операция осуществляется в основном с постоянным током в режиме обратной полярности. Подобные сварочные инверторы для алюминия отличаются высоким КПД, эффективным расходом энергии, защитой от нестабильности в электросети, точной регулировкой ампеража, быстрым поджогом дуги. К ним подбираются специальные электроды – для работы со сплавами или с чистым металлом.

необходимость более тщательной подготовки деталей;
высокая сложность формирования ровного шва;
значительное разбрызгивание при плавлении электрода;
невысокое качество соединения по причине пористости;
очень крепкая шлаковая корка.

Плюсы метода: дешевизна оборудования в сравнении с другими возможными вариантами, быстрое переключение на операции с другими необходимыми материалами.

Какой вид сварочного аппарата для алюминия подойдет лучше всего?

С какими видами металлов предстоит работать, в частности, будете ли вы сваривать только алюминий или еще и другие металлы? От этого будет зависеть тип приобретаемого устройства – только с постоянным током или с AC/DC. «Постоянка» используется для работы со сталью, нержавейкой, медью. Аппараты AC/DC универсальны и могут работать как на постоянном, так и переменном токе.
Будете ли сваривать заготовки толщиной менее 1 мм, нержавейку? Если да, то ваша установка должна быть оснащена импульсным режимом.
Как интенсивно вы будете использовать устройство? Для работы в постоянном режиме полезно будет обзавестись сварочным аппаратом для алюминия и горелками с жидкостным охлаждением.
Где вы будете использовать устройство? Для профессиональных нужд используются TIG-установки и полуавтоматы. Если нужна установка для эпизодических работ дома, то сгодится и обычный ММА-аппарат.
Насколько длинные швы вы будете создавать? Для коротких швов можно купить TIG-устройство. Есть возможность обеспечивать длинные соединения с помощью полуавтоматов.

Что нужно знать, выбирая устройство?

Толщину соединяемого металла. От нее зависит диапазон тока в сварочнике. Если вы в основном работаете со стальными конструкциями толщиной до 6 мм, то подойдет аппарат до 200 А, но алюминий той же толщины потребует уже свыше 200 А. Если нужно работать с очень тонкими заготовками от 0,5 мм, то подойдут полуавтоматы.

Ваш опыт в сварке металлов. Если вы новичок, вам будет полезно устройство с функциями, облегчающими рабочий процесс. Также стоит заметить, что сваривать с помощью MMA-аппарата легче, чем с использованием аргонодугового сварочника.

Современные высокотехнологичные аппараты для сварки алюминия имеют большое количество возможностей, настроек и регулировок.

Полезные функции в TIG-сварочниках

Если вы все же решите, что вам важнее качество сварного шва и захотите приобрести аргонодуговой аппарат, то вам не помешает узнать о полезных функциях, которыми могут обладать TIG-аппараты.

Импульсная сварка полуавтоматом

Импульсный режим сварки полуавтоматом - это неконтактный способ капельного переноса металла в шов, современная технология сварки алюминия и других цветных металлов. При сварке этим способом на базовый ток накладываются импульсы пикового тока..

Admin » 08.10.2020, 18:03 » Категория: Все о работе и карьере

Импульсная сварка полуавтоматом

Что такое импульсный режим сварки

Импульсный режим - это современная технология для сварки алюминия и других цветных металлов. При сварке этим способом на базовый ток накладываются импульсы пикового тока.

Базовый ток хорошо очищает зону сварки, поддерживает нужную температуру сварочной ванны и стабилизирует горение дуги. А пиковый ток обеспечивает равномерный и глубокий провар металла за счет переноса присадочной проволоки в сварочную ванну по одной капле за импульс.

Сила тока минимальна, но достаточна для поддержания дуги;
Сила тока увеличивается;
Сила тока максимальна, оксидная пленка разрушается, капля отрывается от электрода;
Сила тока падает. Сварочная ванна остывает.

Импульсный режим сварки MIG – неконтактный способ капельного переноса металла в шов в момент высокочастотного импульса, с мгновенным кратковременным увеличением силы тока. Данный метод позволяет исключить не только прямой контакт присадочного материала с обрабатываемым металлом, но и перегрев, и прожиг изделия, а также увеличить производительность.

Преимущества импульсного режима сварки:

Обеспечивает контролируемое тепловложение
Качественная сварка алюминия и других цветных металлов
Эффективно очищает оксидную пленку
Подходит для сварки тонких заготовок
Поддерживает стабильное горение дуги
Меньше разбрызгивание металла
Меньше пористость шва
Аккуратный шов

Импульсная MIG-сварка обладает рядом преимуществ:

Сниженное образование дыма и разбрызгивание металла. При этом в сварочный шов попадает только наплавленный металл, что позволяет снизить расходы материалов и увеличить эффективность сварки. В результате снижается время на доработку шва, а рабочая зона остается чистой, без дыма.
Экономия присадочного материала. При импульсной MIG-сварке достигается оптимальная скорость подачи присадочной проволоки определенного сечения.
Сниженное тепловложение. За счет контролируемого тепловложения исключается деформация свариваемого металла, его прожиг, улучшается внешний вид и качество сварочного соединения. Данная особенность важна при MIG-сварке металлов и сплавов, которые чувствительны к тепловложению.
Качественный сварочный шов. Благодаря контролируемому тепловложению, высокой стабильности сварочного цикла, сниженному разбрызгиванию металла, достигается качественный шов с плотным формированием и правильным охватом корня шва.
Высокая производительность. При импульсной MIG-сварке достигается быстрый процесс наплавки и сварки металлов. Универсальность метода, его простота в освоении позволяют начинающим сварщикам в кратчайшие сроки освоить процесс импульсной сварки полуавтоматом.

Что такое импульсная сварка полуавтоматом

Импульсная MIG-сварка – это неконтактный способ переноса металла из присадочной проволоки в сварочный шов. В результате исключается прямой контакт проволоки со сварочной ванной. В рабочем цикле происходит кратковременное изменение величины высокочастотного тока в момент импульса. Благодаря этому снижается тепловложение и образование брызг.

При каждом импульсе создается капля расплавленного металла на кончике проволоки, затем происходит отрыв капли металла, и она вталкивается в сварочную ванну. Капля перемещается в шов (ванную) через сварочную дугу. На каждый пульс по одной капле.

В режиме импульсной MIG-сварки величина тока снижается, когда не нужна дополнительная энергия, что позволяет остыть заготовке. Период «остывания» дает возможность использовать импульсный процесс для сварки тонкостенных и листовых материалов.

Импульсный режим сварки

Отличие импульсной сварки от других способов переноса металла

Капельный метод - перенос капли металла короткими замыканиями. Прямой контакт присадочной проволоки с обрабатываемым металлом вызывает короткое замыкание на конце электрода. Такой метод проходит при низких температурах, обеспечивая хорошее качество сплавления металлов. Сварка используется для изделий разного сечения во всех пространственных положениях. Достигается контролируемая сварочная ванна с быстрым затвердением. Недостатки такого способа сварки: низкая производительность, интенсивное разбрызгивание металла и ограниченная скорость подачи присадочного материала.
Крупнокапельный перенос металла. Это способ с неконтролируемыми короткими замыканиями. При этом происходит отделение больших сварочных капель от присадочного материала. Такой метод сварки используется для горизонтальных и нижних швов, где требуется большое тепловложение. Преимущества метода: высокая скорость подачи присадочного материала и возможность выполнять сварку на высоких токах. Недостатки: сильное разбрызгивание металла и искажение сварочной ванны, из-за чего ухудшается качество шва. Наблюдается большой расход присадочной проволоки и некрасивый внешний вид сварочного соединения.
Струйный перенос металла – мелкокапельный перенос металла. Достоинства: красивый внешний вид сварочного соединения, большая глубина провара, небольшое разбрызгивание металла и высокая производительность цикла сварки и наплавки. Недостатки: вероятность прожига металла, большое тепловложение, сварка возможна только в горизонтальном положении.

Импульсная сварка MIG обладает всеми преимуществами вышеописанных методов сварки и практически не имеет недостатков, за исключением высокой стоимости оборудования. Подходит для сварки разных марок сталей, цветных металлов и сплавов на их основе.

Итоги

Импульсная MIG-сварка обеспечивает хорошую производительность, экономичность, высокое качество сварочного соединения, контролируемое тепловложение и форму шва.
Такие аппараты подходят для сварки практически всех типов металлов и сплавов.

P.S.
Некоторые модели современных полуавтоматов, кроме классического режима «Пульс», могут работать в режиме «Двойной пульс» или «Double Pulse». Такой режим позволяет добиться более контролируемого тепловложения и красивой «чешуйчатой» формы шва, как при трудоемкой TIG-сварке.

Ручная сварка при сооружении и ремонте трубопроводов пара и горячей воды (Н.А. Юхин, 2007)
Техника ручной дуговой сварки при работе по сооружению трубопроводов, предназначенных для прокачки горячей воды и пара. Особенности работы аргонодуговой сварки, покрытыми электродами и ацетиленокислородным пламенем. В книге представлены сведения по технологии и технике сварочного процесса соединений труб и ремонте трубопроводов. Пособие предназначено для сварщиков, работающих с т.

Ручная дуговая сварка неплавящимся электродом в защитных газах (Н.А. Юхин, 2007)
В настоящем издании описаны принципы и особенности ручной дуговой сварки неплавящимися электродами в среде защитных газов. Приведены данные о материалах, используемых в технологии, оборудовании и техниках дуговой сварки: - Дуговая сварка неплавящимся электродом - Дуговая сварка в защитных газах. - Аргонодуговая сварка. - Сварка в контролируемой атмосфере. - .

Газовая сварка и резка металлов (Д.Л. Глизманенко, 1969)
В учебнике кратко описаны основные способы сварки и резки металлов, приведены свойства свариваемых металлов и сварочных материалов, дано описание оборудования и аппаратуры для газовой сварки и резки металлов, технологии газовой сварки и резки, излагаются основные сведения по техническому контролю, организации производства и технике безопасности. В 5-м.

Металловедение для сварщиков, сварка сталей (Л.С. Лившиц, 1979)
В книге даны основные положения металловедения, их значение для сварки металлов и свойств получаемых соединений. При рассмотрении некоторых прикладных вопросов металловедения сварки основное внимание уделено сталям, как материалам, наиболее широко применяемым в различных отраслях народного хозяйства. Книга рассчитана на инженерно-технических работников с.

Сварка алюминия. Часть 7ая - Pulse

Применение импульсного режима синергетической сварки 1-MIG помогает решать следующие задачи:

уменьшение тепловложения в изделие и тем самым значительное снижение коробления конструкции;
малое тепловложение позволяет сваривать достаточно тонкий металл, например толщины 0,5 мм, а при достаточном навыке сварки алюминия и тоньше;
получить поверхность сварного шва малой чешуйтости, т.е. иметь лучший товарный вид.

Указанные преимущества конечно относятся ко всем свариваемым металлам. Но специальные требования при сварке алюминия, особенно для получения качественных сварных швов, в том числе и ответственных изделий, очень хорошо решаются при применении импульсной сварки MIG. Сварочные программы, имеющиеся в памяти аппаратов, оптимизированы согласно специальных требований, встречающихся при сварке алюминия. Это касается в первую очередь горения сварочной дуги, особенно в начале и конце сварного шва, а также удаления брызг от плавления сварочной проволоки. Импульсные параметры источника питания изменяются автоматически в зависимости от скорости подачи сварочной проволоки, позволяя регулировку мощности одной кнопкой.

Импульсная сварка позволяет избежать следующие широко распространённые дефекты:

- дефекты начала сварного шва

Чтобы избежать образование дефектов в начале сварного шва, получающиеся в результате зажигания сварочной дуги на холодной части заготовки, нужно при сварке алюминия использовать функцию горячего старта (HotStart). Функция HotStart применяется для материалов с высокой теплопроводностью, особенно таких как алюминий. Этим начальные значения параметров сварки повышаются до собственно сварочных параметров.

Начальное место сварки нагревается быстрее, что позволяет избежать дефектов сварного шва.

При сварке толщин менее 1,0 мм, чтобы избежать прожог, следует включить дополнительную функцию мягкого старта (SoftStart).

Замедление подачи сварочной проволоки в начале сварки (CreepStart) способствует стабильному зажиганию электрической дуги, при этом проволока подаётся к изделию с замедленной скоростью. После зажигания электрической дуги скорость подачи сварочной проволоки возвращается к нормальной (заданной).

- конечный кратер

Из-за высокой склонности сварочной ванны на алюминии к образованию усадочной раковины в конце сварочного валика легко образуется кратер. Функция заварки кратера (CraterFillили Crater Level) уменьшает эту тенденцию за счёт контролируемого уменьшения сварочных значений, при чём усадочные раковины заполняются прежде чем может появиться кратер.

Главная проблема при сварке алюминия является порообразование, которые можно уменьшить с помощью импульсного MIG(Pulse) и особенно двойного импульса (DoublePulse). При этом дополнительно во время импульсной сварки на расплавленную ванну действует две различные сварочные мощности, которые перемешивают расплав, так что поры успевают удалиться из расплавленной ванны. Более подробно в разделе двойной импульсной сварки будет рассмотрено его действие на сварку алюминия.

Импульс, а особенно двойной импульс помогает также контролировать провар, т.к. кристаллизация происходит при незначительной сварочной мощности. При увеличении мощности увеличивается провар, также можно контролировать при соответствующей регулировке параметров импульсной сварки или с применением двойного импульса, частоты и амплитуды.

На сегодняшний день в программе фирмы KemppiOYимеются следующие сварочные аппараты обеспечивающие импульсную сварку методом 1-MIG: FastMigPulsecпроволокоподающими устройствами MXF-63, MXF-65, MXF-67 cпанелями управления PF-63 и PF-65; FastMigX с проволокоподающими устройствами MXP-37 и MXP-38.

Врукопашную выставить режимы импульсной сварки чрезвычайно сложно, т.к. требуется регулировка целого ряда параметров. Это может сделать не каждый квалифицированный сварщик, наладчик или оператор. Поэтому наличие в памяти аппарата синергетических функций для импульсной сварки очень сильно облегчает работу по наладке аппарата. Ведь требуется внести только те данные и сделать те же регулировки, которые указаны в предыдущем разделе.

НА диаграмме показан пример импульсных синергетических параметров для сварки алюминия проволокой AlSi5 диаметром 1,2 мм в аргоне. Сварочный аппарат с возможностью импульсной сварки должен иметь запас по сварочному току по сравнению со сваркой 1-MIG примерно в 1,5 раза выше. При выборе источника питания для сварки в импульсном режиме следует об этом помнить.

Двойной синергетический импульсный MIG

Применение двойного импульсного режима при сварке на синергетическом режиме 1-MIGреализовано на сегодняшний день на сварочных аппаратах ProEvolutioncпанелью управления MXEи на FastMigPulse. Для сварщиков стало большим подспорьем, когда специалисты фирмы KemppiOY, Финляндия в 2002 г. выпустили на рынок панель управления MXE, дающую возможность выставлять на сварочном аппарате ProEvolution синергетическую сварку 1-MIG, импульсную синергетическую сварку, а также включать функцию двойных импульсов простым нажатием одной кнопки. Но надо также помнить, что функция двойных импульсов работает только при сварке MIG в импульсном режиме.

Несколько слов о различиях между обычной импульсной сваркой и сваркой с использованием двойного импульса.

При импульсной сварке сварочный ток изменяется с желаемой частотой между выходным и пиковым значением тока. При этом протекающий ток управляется двадцатью параметрами, которые регулируют импульсный ток и поддерживают стабильное горение электрической дуги. Минимальный сварочный ток выбирается так, чтобы электрическая дуга не могла выйти за два импульсных значения тока; во время пикового значения тока отделяется капля от присадочной проволоки без того, чтобы произошло короткое замыкание. Импульсная частота лежит в нормальном диапазоне между 50 и 250 Гц. Для облегчения, в памяти сварочного аппарата имеются вызываемые собственные программы для различных материалов, толщин, диаметров сварочной проволоки и защитных газов, так что оператору нужно определить, кроме названных выше устанавливаемых значений, и точно выставить скорость подачи сварочной проволоки и длину электрической дуги. Импульсный способ сварки используется для соединения тонких материалов, т.к. он незначительно ограничивает сварочную температуру и энергетические затраты. Тем самым можно избежать прожога и перегрева листов, в итоге деформации незначительные, и также избежать потока брызг присадочного материала из-за воздействия импульсов. Также сварочная ванна легко контролируется, например, при сварке в различных пространственных положениях. При двойных импульсах, как сварочный ток, так и скорость подачи присадочной проволоки пошагово совпадают.

Кроме пульсаций сварочного тока с установленной частотой между минимальными и максимальными значениями нормального импульса на рисунке иллюстрируется дополнительно другие параметры. Частота, то есть относительная частота, с которой изменяется в сторону повышения в секунду, может выбираться в диапазоне: для ProEvolutionна панели MXE - от 0,1 до 3 Гц; для KempactPulse-3000 - от 0,3 до 8,0 Гц; для FastMigPulse-450 – 0,4 до 8,0 Гц. На рисунке имеет место это двойное повышение. Одновременно возрастает напряжение. Энергия электрической дуги следовательно увеличивается в процессе фазы двойного импульса по сравнению с уровнем нормальной импульсной сварки, при чём также повышается мощность плавления. Для традиционной импульсной сварки подача проволоки устанавливается на желаемое значение и выполняется сварка. При сварке двойным импульсом задаётся дополнительно скорость подачи проволоки (например 10 м/мин), а также амплитуда её изменения. Амплитуда определяется минимальным и максимальным значениями скорости подачи сварочной проволоки во время двойного импульса. В качестве примера на рисунке дана базовая скорость подачи проволоки, равная 10 м/мин, и выбранная для этого случая амплитуда, равная 2 м/мин, так что скорость подачи проволоки во время сварки варьируется между 8 м/мин и 12 м/мин, и возникает эффект качания подачи проволоки. В результате поверхность сварного шва напоминает качество поверхности шва, полученного при сварке методом TIG, и представлена на рисунке.

Угловой сварной шов листа толщиной 1,5 мм, полученный при сварке с двойным импульсом. Внешний вид шва напоминает валик полученный при сварке методом TIG.

Двойной импульсный MIG – импульсный способ сварки, при котором пошагово изменяется сварочный ток электрической дуги. Это появляется в результате вариации скорости подачи сварочной проволоки и уровня импульсной сварки.
Амплитуда, м/мин – Исходное значение скорости подачи сварочной проволоки и ± изменение скорости подачи проволоки. Например, величина подачи LS11 м/мин означает, что амплитуда 2,5 даёт изменение скорости подачи при сварке от 8,5 до 13,5 м/мин.
Частота, Гц – число повышение фазы импульса за секунду.

Применение двойного импульса при сварке алюминия.

Цель в развитии источников питания, обеспечивающих получение двойного импульса, состоит в том, чтобы облегчить использование и оптимизирование преимуществ импульсной сварки при выполнении сварочных работ, а также улучшить качество сварного шва. Задача при сварке алюминия заключается в получении свободного от дефектов сварного шва и улучшении внешнего вида. Часто желательно получить внешний вид валика при сварке тонкого материала. Как при сварке методом TIG, например, при изготовлении велосипедов или мебели.

Наиболее часто встречающиеся дефекты при промышленной сварке алюминия это наличие пор в сварном шве и непосредственно дефекты, такие как подрезы и трещины в конце сварного шва. Причиной непосредственных дефектов считается недостаточная мощность электрической дуги при расплавлении окисного слоя (чья точка плавления лежит около 2052 ْ С), а также при технологических ошибках сварочных работ. Влияние недостаточной энергии электрической дуги дополнительно усиливается коэффициентом теплопроводности основного металла. С другой стороны незначительная точка плавления самого алюминия приводит к тому, что как следствие образуются подрезы рядом со сварным швом или поручаются прожоги. Причина в появлении трещин лежит главным образом в выборе присадочного материала и техники сварки; для выбора правильного присадочного материала помогают стандарты на алюминий его сплавы а также таблицы присадочных материалов, поставляемых поставщиками. Порообразование выходит на первый план если водород попадает в сварной шов. Превалирующими факторами являются чистота, технология сварочного процесса, подготовка свариваемых кромок и техника сварки, а также состав, структура основного и присадочного материала. Принимая во внимание порообразование на примере применения сплава AlMg4,5Mn чаще используют проволоку из сплава AlMgSi1.

Двойной импульс при сварке тонкого металла (1 … 5 мм)

К самым большим преимуществам сварки двойным импульсом тонкого металла считается лёгкая свариваемость и хороший внешний вид сварного шва. При сварке в различных пространственных положениях эти преимущества проявляются особенно отчётливо. Сварка выполняется с равномерным движением. Благодаря сварке двойным импульсом с характерным шаговым движением электрической дуги получается сварной шов, подобный шву, полученному при сварке методом TIG. Кроме того необходимое шаговое движение ведёт к специальным приёмам при выполнении сварных работ. Во время действия двойного импульса увеличивается энергия электрической дуги и скорость подачи, при чём гарантируется достаточный провар основного материала. При возвращении к началу импульса режима – этот процесс может быть описан как тормозная фаза - укорачивается электрическая дуга и сварочный процесс успокаивается. При неравномерном открытии корня сварного шва это является преимуществом, т.к. сокращается вероятность сквозного прожога. Это на практике означает, что у сварщика появляется время для контроля сварочной ванны. Чтобы действовал способ импульсной сварки, должен существовать капельный перенос без коротких замыканий и разбрызгивания.

В таблице представлены параметры для сварки с использованием двойного импульса для различных толщин алюминия, скорости подачи присадочной проволоки и её амплитуды, а также частоту двойного импульса. В качестве основного правила для сварки тонкого материала следует руководствоваться следующим: чем незначительнее толщина материала, тем выше частота двойного импульса и тем ниже амплитуда подачи проволоки.

Таблица. Параметры для сварки с использованием двойного импульса.

Двойной импульс при сварке толстого металла (более 5 мм).

Хорошие свариваемость и внешний вид имеют также значение и при сварке толстого алюминия. Для толщин материала более 5 мм провар и образование пор играют важную роль в оценке метода сварки. При методе сварки с двойным импульсом на глубину провара может влиять выбор амплитуды и частоты, как вытекает из шлифа, представленного на рисунке.

На рисунке представлены срезы углового шва, сваренного на нормальном и двойном импульсе, толщина материала 15 мм, марка AL 6082-T6. Используемые сварочные параметры:

Сварочный ток I=260 … 270 А, для обоих случаев

Напряжение U=28 В

LS (подача проволоки) 11,7 м/мин

На верхнем рисунке а) шов сварен на нормальном импульсе

На нижнем рисунке b) шов сварен с использованием двойного импульса

Как пример, на рисунке b) показан угловой шов сваренного на двойном импульсе листа толщиной 15 мм из материала AL 6082-T6. Выбор правильных параметров нужен для размера энергии электрической дуги, делает сварку комфортабельной и с хорошим контролем сварочной ванны, при чём нужная энергия электрической дуги достигается без предварительного подогрева, чтобы проплавить угловой шов.

Пример на рисунке а) показывает угловой шов, полученной при сварке на нормальном импульсе, хорошо видно вид поверхности, при этом энергии не достаточно, чтобы расплавить основной материал в требуемой мере. Способ сварки с использованием двойного импульса подходит для получения хорошего проплавления. Двойной импульс и прямое движение сварочной горелки ускоряет сварку с одной стороны на керамической подкладке с раскрытием корня шва от 4 мм. Особенно упрощается сварка горизонтальных швов, при следовании по верхней кромке углового шва. Порообразование протекает по той же закономерности как и при других формах тока. В сравнительном тесте был сварен горизонтальный шов алюминиевого листа толщиной 6 мм марки AlMgSi1 (Al6082-T6) на керамической подкладке с зазором в корне 4 мм, чтобы исследовать порообразование. Рентгенограмма сварного шва показала, что при сварке на двойном импульсе пор было меньше и они более равномерно распределены по сравнению с традиционной импульсной сваркой.

Инверторная технология открывает многосторонние возможности применения и адаптация источников питания для различных материалов и целей применения. В сварочных аппаратах серии KemppiProEvolution, KemppiFastMigPulse и KemppiFastMigXинтегрированы панели управления, которые обеспечивают режим традиционной импульсной сварки и сварки с использованием двойного импульса при сварке методом MIG/MAG. Функция двойного импульса и её применяемость для различных потребностей является интересной дополнительной опцией в поиске оптимальных решений в ситуациях, предлагаемых методом импульсной сварки. Их выгода лежит в хорошем качестве сварного шва и его внешним виде, в прямом ведении сварочной горелки и улучшении контроля глубины проплавления.

Читайте также: