Полуавтоматическая сварка в среде инертных газов

Обновлено: 20.05.2024

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.

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.

Достоинства

Недостатки

большая производительность;
оптимальный ввод легирующих элементов и раскислителей через проволоку, благодаря чему соединение получается качественным;
нет флюсов и покрытий, а значит, не надо убирать шлак;
мало отходов — высокая эффективность.

сложная, если сравнивать с ручной сваркой, аппаратура;
проведение защитных мероприятий при работе на открытых местах;
необходимость закупать защитные газы.

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:

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

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

Алюминий и его сплавы

легированная, средне- или высокоуглеродистая

Аргон + углекислый газ

Аргон + молекулярный кислород

Аргон + углекислый газ + молекулярный кислород

Аргон + молекулярный водород

Аргон + гелий + углекислый газ

Гелий + аргон + углекислый газ

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Полуавтоматическая сварка аргоном

Полуавтоматическая сварка аргоном является предпочтительным методом металлообработки, если необходимо получить сварной шов высокого качества. Сваривание деталей в среде инертного газа гарантирует отсутствие коррозии, а также позволяет ускорить рабочий процесс без потери качества.

В нашем материале описаны основные принципы работы с полуавтоматом в среде защитного газа, даны рекомендации по выбору оборудования, а также описан сам процесс. Изучив статью, у вас сложится четкое представление об этом виде сварки.

Принцип полуавтоматической сварки аргоном

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Полуавтоматическая аргонодуговая сварка представляет собой механизированный процесс. В данном случае электродная проволока подается в рабочую зону с постоянной или переменной скоростью, параллельно с этим осуществляется подача аргона из баллона.

За рубежом для обозначения полуавтоматической сварки в среде аргона часто используется аббревиатура MIG. Точнее говоря, таким образом обозначают любые работы в среде неактивных газов.

Если сравнивать сварку аргоном с работой в среде других газов, то первый вариант отличается лучшим соотношением цены и качества.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Полуавтоматическая сварка аргоном имеет такие особенности:

Обеспечивает защиту шва от окисления.
Аргон является инертным газом, поэтому не способен вступать в реакцию металлом заготовки.
Газ вытесняет из зоны сварки воздух, оберегая таким образом сварной шов от окисления. Данная функция наиболее важна для качественной обработки цветных металлов.
Обеспечивает повышенную прочность соединения.

Преимущества и недостатки полуавтоматической сварки аргоном

За счет сварочных полуавтоматов удается избежать корродирования шва. Оптимальным считается сочетание: 98 % аргона и 2 % углекислого газа. Но в некоторых случаях вполне может применяться пропорция 70/30, ведь такая смесь обходится дешевле. Немаловажно, что в процессе полуавтоматической сварки аргоном проволока подается без участия человека, что экономит время, силы специалиста, а значит, благотворно сказывается на производительности труда.

Еще одна особенность современных полуавтоматов состоит в том, что они обеспечивают охлаждение горелки. Подобные устройства подходят даже для сварки в труднодоступных местах и позволяют без труда разжечь дугу.

Среди достоинств данного типа АДС необходимо назвать:

простой поджиг дуги;
увеличение производительности труда;
простоту и понятность настройки параметров работы;
возможность сварки заготовок малой толщины;
меньшие временные затраты, так как исключаются этапы зачистки швов от шлака и замены электродов.

Аппараты для полуавтоматической сварки в среде аргона обеспечивают:

наглядность процесса;
возможность следить за процессом формирования соединения;
освобождение пространства;
возможность накладывать шов даже на тонкие детали;
отсутствие необходимости часто менять электроды, дополнительно обрабатывать швы.

Если говорить о минусах данной технологии, то основными являются высокая цена оборудования и его малая мобильность. Нередко можно услышать, что при сварке в среде аргона получается пористый шов – чаще всего дефект вызван ошибками и недостатком знаний у самих специалистов. Они забывают про соблюдение пропорций при смешивании газа. Еще одна причина может крыться в неполадках оборудования. В целом, исправные полуавтоматы таких проблем не доставляют.

Важные нюансы полуавтоматической сварки аргоном

Для сварки может использоваться чистый аргон или в сочетании с другими защитными газами. Его основная особенность состоит в инертности, из-за чего не происходит реакции с металлом изделия. При этом аргон не позволяет протекать окислительным процессам на сварном шве, что наиболее важно в случае работы с цветными металлами. Дело в том, что последние очень быстро окисляются, контактируя с воздухом, а именно с содержащимися в нем кислородом и азотом. Аргон вытесняет из сварочной зоны все остальные газы, за счет чего получается более прочный шов, удается избежать высокой пористости свариваемого металла.

Полуавтоматическая сварка в среде аргона имеет ряд особенностей, отличающих данную технологию от остальных. Нужно понимать, что этот газ может применяться в сочетании с плавящимися (проволокой) и с неплавящимися электродами. В процессе работы сварщику необязательно обрабатывать поверхность заготовки от окислов, особенно если речь идет о соединении алюминиевых деталей. Сварка последних осуществляется при помощи алюминиевой проволоки диаметром в пределах 1-2 мм. При этом скорость подачи проволоки составляет 150–650 м/ч, а сила тока не может превышать 300 А.

Сварка предполагает достаточно большой расход аргона. В полный баллон входит примерно 6 000 л, а расход газа при сварке полуавтоматом составляет от 300 л/ч. Сварщик подбирает оптимальный режим работы оборудования на основании инструкции к полуавтомату. Сила тока и скорость подачи проволоки устанавливаются в соответствии с толщиной металлического изделия.

Использование полуавтомата при работе с нержавеющей сталью

При помощи различных способов сварки нержавеющей стали получаются швы, отличающиеся по качеству. Если речь идет об обработке в безгазовой среде, используется порошковая проволока. В результате формируется ровный, красивый шов. Правда, нужно быть готовым к тому, что со временем на нем могут появиться очаги коррозии.

Чтобы избежать этого, сварщики используют полуавтомат со стальной проволокой и углекислотой. Газ должен включать 2 % углекислоты и 98 % аргона. Либо для удешевления работ допускается использовать пропорцию 30 % на 70 %, где большая часть также приходится на аргон.

В процессе полуавтоматической сварки аргоном присадочная проволока подается механически. Немаловажно, что при использовании такой техники происходит охлаждение горелки, за счет чего повышается качество соединения. Кроме того, удается изменять скорость подачи проволоки и накладывать швы даже в труднодоступных местах.

До начала сварки необходимо подготовить соединяемые детали:

Зачистить поверхность металлической щеткой, обезжирить уайт-спиритом, ацетоном либо авиационным бензином.
Прогреть детали до +100 °C – таким образом сварочная зона просушивается от влаги.

Благодаря полуавтоматической сварке аргоном свойства стали остаются неизменными, что является большим плюсом технологии. Стоит отметить, в процессе работы проволока из никелевого сплава сгорает интенсивнее, а это положительно отражается на качестве шва.

Полуавтоматическая сварка аргоном чугуна

Бытует мнение, что аргон подходит исключительно для работы с цветными металлами, но это не так, ведь достаточно часто он используется и для сварки чугуна, стали.

Чугун является сплавом на основе железа и углерода. Данный металл сложно сваривать, так как на швах часто появляются трещины и поры. Кроме того, чугун стремительно окисляется. По этой причине его сварку обычно осуществляют при помощи порошковой проволоки или аргона, ведь последний позволяет формировать швы без шлака. Это важно, ведь сварка чугуна до сих пор актуальна при ремонте автомобилей старого производства.

Для соединения деталей из чугуна выбирают проволоку на основе вольфрама. В большинстве случаев применяют общий или местный подогрев металла, хотя может использоваться и холодный способ. Также мастер может выбирать между постоянным и переменным током, сила которого зависит от толщины металла изделия и диаметра проволоки. Нужно понимать, что в норме на 1 мм проволоки должно приходиться 50–90 А тока. Для таких работ подходит графитная, чугунная проволока, а также выполненная на основе меди и железа, никеля.

Пошаговый процесс сварки полуавтоматом в среде аргона

В первую очередь важно убедиться в готовности аппаратуры, а именно настроить режим работы полуавтомата, установить силу тока, напряжение, скорость подачи проволоки. Если при полуавтоматической сварке аргоном используется алюминиевая проволока, лучше выбрать подающий механизм тянущего типа. Тогда как толкающий больше подходит для стальной проволоки. При толщине материала изделия до 3 мм сила тока устанавливается в пределах 120–145 А, а скорость движения проволоки – 900 м/ч.

Еще один важный нюанс – полярность. Чаще всего для такой работы используется постоянный ток с обратной полярностью. То есть на изделие подается «-», а на горелку с проволокой – «+».

В процессе подготовки необходимо очистить поверхности изделий. Кромки алюминиевых заготовок протирают ацетоном, после чего обрабатывают металлической щеткой. Это необходимо, чтобы избавиться от поверхностной пленки, осложняющей сварочные работы.

Когда все предварительные этапы выполнены, переключатель подачи проволоки приводится в рабочее положение, зажигается электрическая дуга. Если используется плавящаяся проволока, для этого достаточно прикоснуться к металлу. Лучше убедиться, что режим сварки выбран верно, не на изделии, а не любой другой заготовке. Только после этого можно переходить к сварке.

Сопло горелки должно двигаться в одном направлении, при этом стоит избегать поперечных движений. При обработке вертикальных изделий сопло перемещается сверху вниз. Наиболее рациональным считается сварка на высокой скорости с однослойным швом. Если ведется работа с металлом большой толщины, его подогревают до 150–300 °C.

Выбор оборудования для полуавтоматической сварки аргоном

Полуавтоматическая сварка в среде аргона осуществляется оборудованием трех видов:

Специализированным, предназначенным для обработки заготовок одного типа.
Специальным – устанавливается на промышленных производствах и используется для заготовок с одинаковым типоразмером.
Универсальным, которое может применяться для всех видов работ с аргоном, в том числе для обработки нержавеющей стали.

Аргонодуговая сварка полуавтоматом может осуществляться и инверторными, и трансформаторными устройствами. Первые более надежны, так как более устойчивы к нагрузкам. Правда, такие аппараты отличаются относительно низким КПД. Но из-за них возникает не так много помех в работе другой электротехники.

Еще одно достоинство сварочного инвертора по сравнению с трансформаторным устройством кроется в малом весе. Его можно точно и адекватно настроить, он помогает стабилизировать сварочный ток. Но нужно быть готовым к тому, что подобные приборы очень чувствительны к конденсату – избежать лишних проблем поможет бережное обращение с техникой.

Устройства для полуавтоматической сварки аргоном делят на типы по следующему принципу:

бытовые аппараты, предполагающие использование тока до 200 А, ведь для ремонта в домашних условиях большие показатели не требуются;
полупрофессиональный класс с силой тока 200–300 А, который справляется с систематическими простыми ремонтными работами;
техника для специалистов с силой тока от 300 А – применяется для многочасовой повседневной работы, подходит даже для очень сложных условий.

Также для полуавтоматической сварки аргоном необходимы:

Специальная горелка с вольфрамовым расходником.
Осциллятор, который отдельно подключается к источнику питания. Он позволяет разжигать дугу при работе с неплавящимся вольфрамовым расходником за счет подачи высокочастотных импульсов, в результате чего происходит ионизация дугового промежутка. Для обычной сети характерны частота 55 Гц, напряжение 220 В – за счет использования осциллятора данные показатели возрастают до 500 кГц и 6 000 В.
Контактор, необходимый для подачи напряжения на горелку.
Реле – элемент, ответственный за включение и отключение контактора и осциллятора.
Электроды из вольфрамовой основы с проволокой с соответствующим диаметром.
Аргоновый баллон с редуктором.
Выпрямитель – обеспечивает постоянный ток с напряжением 24 В.
Амперметр – для замеров силы тока.
Таймер – позволяет контролировать время обдува аргоном.
Электрогазовый клапан для подачи постоянного тока на 24 В или переменного тока на 220 В.
Фильтр для контроля высоковольтных импульсов из осциллятора.
Аккумулятор для последовательного подключения в электрическую цепь для стабилизации переменного тока.

В случаях, когда производится полуавтоматическая сварка аргоном металлов с более толстыми краями либо необходимо увеличить показатели производительности, могут применяться:

Специальная горелка для параллельного использования нескольких вольфрамовых электродов. Данная технология позволяет повысить качество и прочность шва, положенного на высокой скорости.
Приспособление для нагревания присадочной проволоки.
Пульсирующий ток на время пауз его поступления, из-за которых происходит кристаллизация металла. Если движение дуги синхронизировано с импульсами тока, плавка будет эффективна вне зависимости от положения в пространстве.

Также при полуавтоматической сварке аргоном нельзя забывать о безопасности: сварщик должен работать в спецодежде, использовать средства индивидуальной и коллективной защиты. К последним относятся вентиляция, система заземления, ограждения, маска/щиток, рукавицы, обувь. Запрещается сваривать изделия, если на их поверхности есть горюче-смазочные вещества. При соблюдении всех правил за счет использования полуавтомата в среде аргона удается выполнять сварочные работы на действительно высоком уровне.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Сварка в защитных газах

Сварка в защитных газах – одна из по-настоящему эффективных технологий обработки металлов. А все потому, что в ходе работы не поступает воздух к точке сваривания, который отрицательно сказывается на дальнейшей прочности заготовки. И это не все плюсы данного способа.

Ниже в статье вас ждет подробное описание самой процедуры, список применяемых защитных газов, практическое руководство по сварке своими руками, включая тонкости техники безопасности. С этой информацией вы станете более профессиональным и продуктивным специалистом.

Суть технологии сварки в защитных газах

Сварка в среде защитных газов (как автоматическая, так и полуавтоматическая) возникла относительно недавно, и в течение последних 25–30 лет происходило ее стремительное развитие. Многие ошибочно полагают, что этот метод используется только для сваривания тонколистовых конструкций из низкоуглеродистых сталей.

Но на практике посредством такой сварки соединяют и металлические изделия толщиной до 25–30 мм. И самое ценное то, что рабочий процесс можно выполнять в любом пространственном положении.

Дуговая сварка в защитном газе применяется для соединения сложных конструкций с высокими требованиями к выносливости и прочности: в промышленности, для соединения деталей автомобилей, всевозможных трубопроводов и т. д. Она используется для сварки цветных и черных металлов и сплавов на их основе. Наиболее часто применяется для сварки нержавеющей стали, титана, циркония, магния, алюминия и их сплавов. Для каждого металла и сплава используется определенная газовая смесь.

Преимущества и недостатки сварки в защитных газах

Благодаря широкому выбору используемых материалов такая технология стала очень востребована в разных сферах промышленности. Ее основными преимуществами являются:

удобство процесса, так как сварку можно выполнить из любого пространственного положения;
отсутствие флюса и шлака;
высококачественные швы на разных металлах;
возможность наблюдения за сваркой деталей;
простота механизации для увеличения производительности;
умеренные цены.

К недостаткам метода можно отнести:

тепловая и световая радиация дуги;
взрывоопасность газовой аппаратуры;
необходимость остывания горелок;
возможность наблюдения за сваркой деталей;

Виды защитных газов для сварки

Такая технология позволяет выполнять сварные швы как с помощью неплавящихся (чаще всего вольфрамовых), так и плавящихся электродов. При первом варианте сварной шов достигается в результате расплавления кромок детали и при подаче в зону дуги присадочной проволоки. Металл шва появляется в результате расплавления плавящегося электрода при сварке в защитных газах. Существуют три группы защитных газов:

только инертные газы – гелий, аргон;
только активные газы – водород, азот, углекислый газ и др.;
смесь активных и инертных газов из первой и второй групп.

Выбор необходимого типа защитного газа зависит от химического состава свариваемых металлов, технических требований к сварному соединению, необходимых экономических показателей процесса и других подобных факторов.

Для сварки углеродистых сталей плавящимся электродом в защитных газах пользуются смесью углекислого газа и кислородом (до 20 %). Это не только исключает пористость шва, но и обеспечивает его глубокое проплавление, хорошую форму, высокую окислительную способность.
Смесью аргона, углекислого газа (до 20 %) и кислорода (не более 5 %) пользуются для сварки плавящимся электродом легированных и углеродистых сталей. Добавление активного газа стабилизирует дугу, обеспечивает формирование швов и предупреждение пористости.
Смесь 10–25%-ного углекислого газа с аргоном используют для сварки плавящимся электродом в защитных газах. Добавление углекислого газа при сварке углеродистых сталей исключает появление пор, стабилизирует дугу и защищает зону сварки при сквозняках, при сварке тонкостенного металла способствует улучшению формирования шва.
Смесью аргона и кислорода (от 1 до 5 %) пользуются для сваривания низкоуглеродистых и легированных сталей плавящимся электродом. Добавление кислорода к аргону снижает значение критического тока, улучшает форму шва и предупреждает появление пор.
Смесью активных и инертных газов рекомендуется пользоваться и с целью увеличения производительности сварного процесса, металлургической обработки расплавленного металла, изменения формы шва и увеличения глубины проплавления, повышения устойчивости дуги. Во время сварки в газовой смеси становится интенсивнее переход электродного металла в шов.

Необходимое оборудование для сварки в защитных газах

Что касается аппаратуры, то следует отметить, что для сварки в защитных газах в большинстве случаев используются сварочные полуавтоматы. В них скорость подачи присадочной проволоки и параметры дуги определяются благодаря автоматическим элементам. Исполнителю остается только следить за скоростью и передвижением сварочных головок (горелок).

Наиболее предпочтительными для сварки в защитных газах являются комплексы MIG/MAG.

Важную роль при использовании саморегулирующихся сварочных систем играют источники питания. Они должны обладать жесткой электрической характеристикой с пологим падением тока. Форма сварочной горелки может быть как прямой, так и изогнутой. В зависимости от метода можно применять водяное или воздушное охлаждение. Изогнутая форма сопла облегчит проведение сварочных работ в труднодоступных местах.

Режимы сварки в защитных газах

Для операций такого типа чаще всего пользуются полуавтоматическими инверторными агрегатами. Они позволяют выполнить настройку подаваемого напряжения и электричества. Помимо этого, такие агрегаты выполняют функцию базовых источников питания, а их опции и мощность регулировки могут варьироваться в зависимости от используемой модели. При стандартных видах работ (когда не нужно обрабатывать толстостенные сплавы) подойдет обычная аппаратура.

Электроды для сварки в защитных газах

Сварка производится как неплавящимися, так и плавящимися электродами. Неплавящиеся электроды (графитовые, угольные или вольфрамовые) необходимы только для возбуждения и поддержания горения дуги. Чтобы заполнить разделку свариваемых кромок в зоне дуги, необходимо ввести присадочный металл в виде проволоки или прутков. При этом графитовые или угольные электроды используют чаще всего только при работе с легированными сталями, потому что они не смогут обеспечить устойчивое горение дуги, в результате чего сварной шов будет пористый и иметь темный налет.

В основе плавящегося электрода используется сварочная проволока из металла, который по химическому составу близок к свариваемому металлу.

При полуавтоматической сварке в защитных газах используют неплавящиеся электроды и специальные инверторные шланговые сварочные полуавтоматы. Суть выполнения таких работ заключается в передвижении сварочной головки вдоль линии сварного шва одновременно при опоре на присадочную проволоку, имеющую сечение 1-2 мм.

При автоматической сварке в защитных газах могут использоваться как плавящиеся, так и неплавящиеся электроды. Работы такого типа производятся на специальных автоматах с закрепленной головкой на вращающейся консоли. Тем самым появляется возможность одновременной обработки сразу на нескольких рабочих участках.

Руководство по сварке в защитных газах

Главным отличием от других методов сварки является то, что нахождение дуги происходит в струе защитного газа, вытесняющего окружающую среду. За счет этого исключается взаимодействие расплавленного металла с кислородом и азотом.

1. Подготовка и соединение кромок

Несмотря на ряд достоинств метода, перед началом сварки в среде защитных газов необходимо выполнить подготовку соединяемых деталей.

Во избежание брака, следует последовательно выполнить ряд таких действий:

произвести выравнивание поверхностей;
зачистить и удалить следы коррозии;
убрать заусенцы;
прогреть заготовки.

Методы подготовки кромок под сварку (механические, газовые и т. д.) ничем не отличаются от других видов сварок. Конфигурация кромочных разделок и их геометрические параметры должны быть выполнены в соответствии с техническими требованиями изделия или по ГОСТ 14771-76.

При автоматической или полуавтоматической сварке в защитных газах плавящимся электродом при толщине металла не более 8 мм можно выполнить полностью проваренный шов, даже не используя разделку кромок и не делая зазор между ними. При разделке кромок и зазоре полный провар можно получить при толщине стенки металла до 11 мм. При автоматическом виде сварки производительность изготовления стыковых соединений можно значительно увеличить, используя разделку без скоса кромок.

Для сварки металлических заготовок толщиной до 40 мм необходимо оставить зазор в нижней части стыка между кромками до 10 мм. Чтобы удерживать постоянное значение зазора в зоне сварки, нарушаемое по причине поперечной усадки, в каждом проходе сварки необходимо применить шарнирное закрепление деталей с таким углом раскрытия кромок, который будет соответствовать толщине обрабатываемого металла.

При многослойном выполнении сварки сталей с применением углекислого газа перед выполнением каждого последующего слоя необходимо всю поверхность наложенного слоя тщательно зачистить от шлака и брызг. Чтобы свести к минимуму появление металлических брызг, на поверхность детали из углеродистой стали можно нанести слой с помощью специального аэрозольного препарата типа «Дуга».

Проводить сварку можно даже при непросохшем препарате. Сборка деталей осуществляется при помощи прихваток, скоб, клиньев или струбцин. При сварке в защитных газах делать прихватки лучше всего таким же методом, которым будет выполняться сварка. Перед сваркой прихватки следует осмотреть, а при сваривании переварить.

2. Подбор проволоки и техника ее подачи.

Наиболее значимой характеристикой, на которую следует обращать особое внимание, является прочность металла шва. Здесь подразумевается высококачественное выполнение спайки, отсутствие трещин и пор. Добиться этого можно при помощи добавления следующих химических добавок:

Al – алюминий;
Zr – цирконий;
Mn – марганец;
Si – кремний;
Ti – титан.

Все эти элементы останавливают соединение углерода и кислорода и препятствуют образованию СО (угарного газа). В итоге остается только шлак, который является абсолютно безвредным.

Добавление таких элементов, как Mn и Si, положительно скажется на форме шва и текучести ванны. Оставшиеся элементы увеличат ее вязкость. Такая проволока хорошо подойдет для сваривания труб.

В маркировку электрода включаются следующие параметры:

цифры, обозначающие диаметр в миллиметрах;
индекс «СВ»;
процентное содержание углерода;
буквенное обозначение химического элемента, из которого состоит электрод;
усредненное содержание этого элемента.

Способ подачи электрода будет зависеть от аппарата. При ручном методе сварки в среде защитных газов все операции осуществляются непосредственно специалистом.

При полуавтоматической сварке предполагается автоматическая подача проволоки.

3. Расчет расхода газа.

Посчитать расход газовой смеси за время сварки можно несколькими способами. Необходимо определить тип производства – единичное или массовое. При мелкосерийном изготовлении для определения затрат на газ деталей применяется следующая формула:

N = P × R, где P – расход проволоки в килограммах, а R – коэффициент затрат газа на 1 кг электродов. Значение последнего параметра рекомендуется выбирать из диапазона от 1,15 до 1,3.

Техника безопасности при сварке в защитных газах

Не забывайте, что защитные газы используются только для защиты металла от порчи, но не являются безопасными для самого сварщика. Существует ряд важных правил, которые следует выполнять при выполнении сварки в среде защитных газов:

Обобщенно можно сказать, что любые виды сварочных работ обладают повышенной степенью опасности, поэтому каждому работнику необходимо в первую очередь самому заботиться о защите органов дыхания, зрения и кожи. Даже непродолжительный процесс сварки в личном гараже нельзя производить без маски, термоустойчивых перчаток и респиратора. Только при наличии такой защиты будет уверенность, что выполнение качественной сварки не нанесет вреда вашему здоровью.

Полуавтоматическая сварка металлов

Полуавтоматическая сварка металлов используется во многих сферах: от строительной до автомобильной. Этот вид соединения материалов обладает рядом преимуществ, благодаря которым его и применяют на производстве. Речь идет о минимальном количестве отходов и быстром ходе работы.

Чтобы приступить к сварке, необходимо изучить оборудование и особенности металлов, с которыми предстоит работать. Особого внимания заслуживают цветные, черные и оцинкованные, так как там в этом случае подход к сварке особый.

Суть полуавтоматической сварки

Технология полуавтоматической сварки металлов основана на использовании специальной проволоки и защитного газа. Газ подается через сварочный рукав на горелку вместе с проволокой, его главная функция состоит в защите сварочной ванны от контакта с внешней средой.

Используемую в процессе электродную проволоку выпускают в бобинах. В зависимости от сферы использования эта металлическая нить может иметь толщину:

Так, для работы с тонкими листами металла толщиной до 4 мм данный параметр должен быть в пределах 0,6–0,8 мм, для более толстых заготовок выбирают проволоку в 1–1,2 мм.

В качестве защитного газа при полуавтоматической сварке металлов используется углекислота либо смесь CO₂ с аргоном. Нужно понимать, что работа с чистым углекислым газом финансово более выгодна, но при этом страдает качество шва. Кроме того, в отличие от использования аргоновой смеси, в такой среде металл сильнее разбрызгивается.

Технология полуавтоматической сварки дает возможность:

повышения скорости работы и качества шва за счет автоматической подачи сварочной проволоки;
соединения тонких заготовок толщиной от 0,5 мм;
работы с любыми металлами: сталью, нержавейкой, чугуном, цветными металлами;
избежать формирования шлака на шве;
защитить сварщика от дыма, так как он практически не образуется в процессе такой сварки.

Но у данного метода есть и свои минусы. В первую очередь, это значительные размеры оборудования, так как данная технология предполагает использование баллона с газом. Также полуавтоматическая сварка невозможна в условиях сильного ветра, поскольку углекислота выдувается из-под горелки.

Основные виды полуавтоматических автоматов

Устройства для полуавтоматической сварки металлов могут быть:

для работы в среде инертных газов;
с использованием флюса в качестве основы;
с использованием порошковой проволоки;
универсальными.

Все разновидности устройств отлично справляются с соединением изделий из цветного и черного металла.

С точки зрения способа подачи проволоки, интересующие нас сварочные автоматы бывают:

стационарные, то есть жестко зафиксированные на подставке или специальной консоли;
переносные, выполненные в виде портативной тумбы;
передвижные, имеющие специальную тележку и подходящие для передвижения в пределах одного помещения.

По расположению подающих роликов встречаются такие устройства:

толкающие;
тянущие;
толкающе-тянущие.

Технология полуавтоматической сварки металлов

Благодаря полуавтоматическому методу удается накладывать качественные швы даже на ржавый и оцинкованный металл. При работе с заготовками из сложно свариваемых материалов добиться наиболее крепкого и равномерного соединения удается за счет использования медной либо алюминиевой проволоки.

Перед сваркой в защитном газе либо с использованием флюса необходимо произвести подготовку, а именно:

очистить и обезжирить обрабатываемые области при помощи растворителя;
убедиться в исправности газового оборудования;
сделать пробный шов, чтобы скорректировать настройки техники;
подобрать силу тока и напряжение.

Полуавтоматическая сварка металлов в среде защитного газа считается самой простой из способов работы. Для нее может использоваться углекислый газ, гелий, азот, аргон. Отметим, что принцип действия сварщика не зависит от выбора газа.

Неопытные специалисты обычно отдают предпочтение углекислому газу, низкая цена которого сочетается с достаточно хорошими параметрами.

Основные достоинства полуавтоматической сварки в среде CO₂:

сохранение внешнего вида изделия;
возможность обработки даже труднодоступных зон;
малое количество отходов;
прочный и тонкий шов;
небольшие временные затраты.

Данная технология относится к наиболее простым методам скрепления изделий из металла. Но нужно понимать, что на качестве шва могут отразиться:

метод ведения проволоки;
расстояние между скрепляемыми заготовками;
соблюдение техники.

Полуавтоматическая сварка металлов без газа представляет собой альтернативный вариант, позволяющий избежать образования окислов и контролировать формирование прочного шва.

Отличие безгазовой сварки состоит в том, что при ней происходит прямая подача тока, используется порошковая/флюсовая проволока. Принцип действия таков: проволока сгорает, формируется газовая среда, позволяющая сохранить качество работ на необходимом уровне.

Безгазовая полуавтоматическая сварка предполагает такие этапы:

приобретение сварочной стальной проволоки с флюсом;
включение подачи проволоки;
поворот переключателя в положение «Включение»;
закладка флюса в воронку;
открытие защитной заслонки для выпуска флюса;
запуск прибора;
ожидание электрической дуги;
соединение деталей.

Немаловажно, что полуавтоматическая технология дает возможность сваривать в среде аргона заготовки из алюминия, несмотря на нестандартные качества данного металла. В инертной атмосфере после разрушения оксидной алюминиевой пленки не происходит ее повторного образования, а значит, ничто не мешает сварке.

Нюансы полуавтоматической сварки некоторых металлов

1. Сварка толстых металлов.

Работа устройств для сварки деталей из толстых металлов базируется на использовании высокой плотности тока – таким образом достигаются глубокое плавление материала и достаточная прочность шва. Данный принцип идеален для обработки жестких металлических конструкций, изделий из марок стали с высокими показателями теплоустойчивости и прочности.

Нужно понимать, что при сварке изделий из металлов, устойчивых к перепадам температуры, нередко происходит снижение их прочностных характеристик. Дело в том, что в зоне нагрева появляются микроскопические трещины, из-за которых стать становится более мягкой. Чтобы избежать такого эффекта, при обработке толстых металлов принимают дополнительные меры для защиты металлической конструкции от разупрочнения.

Помните, что в процессе сварки толстого металла полуавтоматом в изделии нередко появляются трещины. Кроме того, может быть поврежден антикоррозийный слой, со временем на конструкции появятся очаги ржавчины. Предотвратить это позволяет специальное покрытие – за счет такой обработки после сварки вы защите предмет от коррозии.

2. Сварка тонкого металла.

В данном случае не стоит пытаться сформировать поверхностный шов, ведь тонкие листы металла сваривают как можно плотнее, чтобы добиться полноценного соединения. Только устройства для полуавтоматической сварки металлов позволяют получить необходимый эффект.

Обрабатываемые заготовки важно предварительно подготовить. Для этого с них удаляют грязь, остатки краски, эмали, а также пыль, смазочные покрытия. В противном случае при плавлении металл будет сильно разбрызгиваться, а шов получится неровным. Не менее важно, что испарения посторонних элементов могут быть опасны для здоровья сварщика.

Для работы по такой технологии требуется:

сварочный аппарат;
электроды;
источник электроэнергии;
защитная форма для специалиста, а именно укрепленный шлем, термостойкие перчатки, очки с затемнением.

Добиться наиболее ровного шва удается за счет регулировки скорости движения сварочного аппарата в процессе работы. Также необходимо грамотно подобрать электроды и следить за стабильностью подачи тока с постоянным показателем силы.

3. Сварка оцинкованного металла.

Благодаря покрытию из цинка, такие металлы отличаются от других высоким сопротивлением ржавчине. В целом, это приводит к повышенной устойчивости конструкции к разного рода воздействиям и увеличению срока эксплуатации.

Но нужно понимать, что в процессе сварки металлов полуавтоматом он может потерять антикоррозийные свойства. Дело в том, что обычно во время подобных работ используется температура +1 700…+2 200 °C, тогда как цинк начинает плавиться при +420 °С. А, достигая +907 °С, он закипает и превращается в оксид, формирующий на поверхности изделия мельчайшие поры и трещины. В результате изделие становится подвержено ржавчине.

Сегодня для сварки оцинкованных металлов полуавтоматом используется так называемая MIG-пайка. Данный метод предполагает соединение заготовок за счет высокочастотных электрических колебаний с пониженной температурой. Так как исключается плавление покрытия, цинк не превращается в оксидное соединение и не изменяет свойства основного материала изделия. Благодаря такому подходу удается избежать разрушения антикоррозионного слоя.

4. Сварка цветных металлов.

Первым этапом полуавтоматической сварки цветных металлов является проверка состояния оборудования. Иными словами, настраивают режим работы, подбирают силу тока, уровень напряжения, скорость передвижения проволоки. Для металлических листов толщиной до 3 мм последний показатель составляет 900 м/ч, а сила тока 120–145 А.

Далее включают систему подачи проволоки и зажигают электрическую дугу. Для этого нужно только прикоснуться к металлической поверхности, если уже есть плавящаяся проволока. После зажжения электрической дуги необходимо убедиться на проверочном материале, что режим выбран верно. При нормальной работе аппарата можно приступать к сварке.

Сварка цветных металлов предполагает, что горелка передвигается только в одном направлении. Рекомендуется соединять заготовки на высокой скорости и при помощи единственного шва. Если приходится иметь дело с изделием большой толщины, его придется разогреть до +150…+300 °С.

5. Сварка черных металлов.

Полуавтоматическая сварка черного металла в среде аргона имеет ряд немаловажных особенностей. Очень серьезную опасность для черных металлов в процессе такой обработки представляет влага. Если она остается внутри шва, начинается конденсация. Испаряясь, частицы образовывают мельчайшие поры и трещины в шве, а это в дальнейшем негативно отражается на его прочностных характеристиках. Чтобы избежать такого результата, конструкции прогревают до +100…+150 °C и только потом приступают к сварочным работам.

При сварке черных металлов используются специальные электроды, обеспечивающие ровный и прочный шов. Обычно они состоят из цветного металла с большим содержанием графита. Считается, что лучше всего подходят медно-никелевые компоненты, так как, с одной стороны, они позволяют надежно скрепить заготовки, а с другой – шов получается без слишком большого содержания графитных примесей.

6. Сварка чугунных и стальных изделий.

Для работы с изделиями из чугуна и стали, как и для цветных металлов, применяют аргон. В процессе получения чугуна используется железо и углерод. Его обработка очень трудоемкая, так как швы легко трескаются.

Еще одно свойство чугуна, усложняющее процесс работы, состоит в его способности к ускоренному окислению. За счет использования среды аргона удается создавать швы без шлаковых осадков.

Благодаря окислению, чугун стал популярен в качестве материала для ремонта старых автомобилей – он соединяется с поврежденными тонкими металлическими конструкциями.

Достаточно часто чугун и хрупкие металлы сваривают полуавтоматом с вольфрамовой проволокой. В этом случае заготовки также предварительно нагревают. Чугунные изделия могут соединяться при помощи постоянного и переменного тока, сила которого подбирается в зависимости от толщины металла и диаметра проволоки. Так, на каждый миллиметр проволоки приходится 50–90 А. Отметим, что может использоваться не только вольфрамовая проволока, но и графитовая, медная, из никеля.

Технология полуавтоматической сварки металлов достаточно проста, поэтому добиться неплохих результатов можно уже на первый день обучения. Начинающему сварщику важно не бояться пробовать разные режимы и помнить, что каждый специалист использует индивидуальные настройки.

Читайте также: