Полярность при сварке порошковой проволокой

Обновлено: 05.10.2024

От выбора полярности зависит процесс сварки, качество шва, расход электрода. Рассмотрим, чем отличается прямая и обратная полярность при сварке.

В литературе по методам сварки и инструкциях к сварочным аппаратам нередко встречаются выражения "прямая и обратная полярность". От выбора полярности зависит процесс сварки, качество шва, расход электрода, глубина проплавления. Начинающим сварщикам важно знать, что означает прямая и обратная полярность, чтобы правильно подбирать режимы сварки в конкретных ситуациях.

В этой статье:

Дуговая сварка — режимы полярности

Для горения электрической дуги, которой осуществляется сварка, требуется источник тока и замыкание полюсов с небольшим воздушным зазором 3-5 мм. Источником тока может быть сварочный инвертор, преобразователь, выпрямитель, генератор. Понятие полярности возможно только у источников постоянного тока, поскольку у трансформаторов, вырабатывающих переменный ток, направление движения электронов меняется до 100 раз в секунду.

Соответственно, заряд тоже меняется с положительного на отрицательный многократно за секунды. При такой "скачке" с хаотичным движением, постоянной полярности быть не может. На постоянном токе отрицательно заряженные электроны движутся от минуса к плюсу. Их направление постоянное, что дает определенные свойства:

У сварочного аппарата постоянного тока есть два гнезда для подключения кабелей держателя и массы. В держатель вставляется электрод и сварщик манипулирует им, ведя шов. Кабель массы через зажим "крокодил" крепится к изделию.

Если держатель установить в разъем "-", а кабель массы подключить к "+", получится прямая полярность. При подключении наоборот (держатель к "+", а массу к "-") полярность будет обратная.

Отличия режимов сварки

Рассмотрим, чем отличается прямая и обратная полярность при сварке. По законам физики постоянный ток течет в одном направлении от минуса к плюсу (движение электронов с отрицательным зарядом). При этом тепло всегда концентрируется на плюсе. Соответственно, где "+", там температура будет выше.

При сварке на прямой полярности "+" на изделии. Это обеспечивает больший нагрев поверхности и, в то же время, не перегревает электрод. На его кончике пятно тепла будет анодным. Работа дугой с обратной полярностью означает "плюс" на кончике электрода и образование катодного теплового пятна. За счет этого расходник нагревается больше, а изделие меньше. Разница в температуре составляет около 1000º С.

Влияние полярности на сварку

Теперь обсудим, как полярность, а именно локализация нагрева, сказываются на процессе сварки.

Достоинства и недостатки прямой полярности

Концентрация теплового пучка на изделии дает следующие результаты:

Сварка TIG цветных металлов, например меди, ведется на прямой полярности. Лучше всего применять такой режим при работах с металлами сечением от 4 мм и выше. Но тонкие листовые заготовки на прямой полярности будут прожигаться. Еще стороны может сильно "повести" при сварке и потребуется рихтовка деталей. Не получится использовать электроды для переменного тока при сварке постоянным с "плюсом" на держателе. Разбрызгивание металла при таком режиме тоже повышается.

Достоинства и недостатки обратной полярности

Использование обратной полярности дает следующие особенности при сварке:

Обратную полярность лучше использовать при сварке тонких металлов, чтобы электрод не прилипал, но при этом не было прожогов. В случае ведения прерывистой дугой коротких швов тепловложение уменьшается еще больше.

Соединение толстых заготовок 6-10 мм происходит гораздо хуже, поскольку нет нужной глубины проплавления. При "минусе" на держателе легче добиться качественного шва на нержавейке, алюминии, высокоуглеродистой стали или чугуне. Если требуется наплавить присадочный металл под последующую проточку, то на обратной полярности отделение капли происходит гораздо быстрее.

Источник видео: Территория сварки R

Но кончик электрода от повышенного нагрева укорачивается тоже быстро, поэтому будет перерасход по материалам. Если обмазка электрода чувствительна к перегреву, то от удержания длительной непрерывной дуги покрытие может осыпаться, и голый стержень станет не пригодным для сварки. При снижении силы тока до минимального, дуга начинает "скакать" и управлять сварочной ванной становится сложнее, поэтому при сварке тонколистовой стали пригодятся дополнительные функции в инверторе, о которых упомянем ниже.

Сварка полуавтоматом

При сварке полуавтоматом тоже меняют полярность в зависимости от толщины металла и видах свариваемых материалов. Чаще всего изначально установлено прямое подключение с "минусом" на горелке. Это необходимо для сварки омедненной или нержавеющей проволокой. Поскольку ее сечение маленькое (0.6-1.2 мм), тепло требуется концентрировать на изделии, иначе расходник будет быстро гореть, разбрызгивая металл во все стороны.

Если предстоит варить самозащитной порошковой проволокой без газа, то потребуется обратная полярность. В отличие от инвертора, у которого достаточно поменять местами разъемы кабеля держателя и массы, у полуавтомата горелка крепится к рукаву. В нем проложен канал для проволоки, силовой провод, шланг подачи защитного газа и провода управления. Просто в разъем с массой горелку не вставить — не подойдет по форме.

Для смены полярности полуавтомата есть несколько способов, в зависимости от конфигурации оборудования. У одних моделей нужно поменять местами разъемы в нижней части (силовой кабель горелки имеет отдельный выход с гнездом, как у массы). У других — открыть боковую крышку и переподключить кабеля к клеммам (обычно они разных цветов). Потребуется рожковый ключ.

Сварка инвертором

Сварка инвертором ММА проводится на прямой полярности "классическим" способом, поскольку режим применяется для соединения толстостенных заготовок 4 мм и выше:

Сварка ведется неотрывной дугой с зазором 3-5 мм. Чем быстрее проводить электрод над одним местом стыка, тем меньше глубина проплавления. При замедлении глубина провара увеличивается. Если предстоит подряд сваривать стыки с разной толщиной сторон, можно выставить силу тока на аппарате для самого большого сечения в конструкции, а глубину провара регулировать скоростью ведения электрода. Только дугу при этом всегда держат на более толстом металле, кратковременно перенося на тонкий, чтобы избежать прожогов.

Сварка на обратной полярности чаще всего применяется для соединения тонких листовых материалов сечением 1-3 мм. Но даже концентрирование теплового пучка на кончике электрода не всегда спасает от прожогов. Чтобы предупредить дефекты шва, используют прерывистую дугу. Ее поджигают касанием об изделие и накладывают короткие швы без отступов. Отрыв кончика электрода от изделия на высоту 2 см приводит к затуханию дуги. Затем кончик снова подносят и он загорается без постукивания. Такие паузы дают дополнительное время для остывания шва и исключают прожоги.

Электрододержатель

При работе инвертором с прямым подключением на высоких токах 200-300 А держатель может сильно перегреваться. Такое происходит и при силе тока 140 А, если установлена обратная полярность. Ведь на электроде возрастает нагрев до 1000 градусов. Чтобы не испытывать дискомфорт в руке, важно выбирать держак инвертора с хорошей изоляцией рукоятки. Тогда получится дольше варить без вынужденных перерывов на остывание.

Сварочные электроды

Если Вы новичок и не знаете, на какой полярности будете варить (а может предстоит работать с тонкими и толстыми металлами сразу), выбирайте универсальные электроды. Они рассчитаны на переменный и постоянный ток любой полярности. Среди проверенных универсальных электродов — Lincoln Electric Omnia 46, СпецЭлектрод АНО-21, ESAB ОЗС-12. Для работы с обратной полярностью есть узкоспециализированные электроды ESAB ОК 46.00.

Выбор инвертора и его эксплуатация

Чтобы быстро переключать полярность при работе с тонкими и толстыми металлами, у инвертора должны быть надежные разъемы силовых кабелей. Хлипкие тонкие штырьки в разъеме и невысокий бортик для фиксации быстро износятся от частых перестановок. Тогда возникнет люфт, в гнездах кабеля будут болтаться, образуется повышенное сопротивление и перегрев. Сила сварочного тока будет падать, а между разъемом и гнездом даже возможно образование электрической дуги.

Подбирайте надежные инверторы ММА с прочными гнездами, чтобы при смене полярности ничего не изнашивалось и не болталось. Если у Вас уже есть инвертор и его разъемы изношены, их можно заменить на более крепкие, выбрав из каталога соединительных кабельных разъемов.

Функция "Форсаж дуги" тоже помогает при сварке тонкого металла на обратной полярности. Когда электрод вот-вот прилипнет, инвертор автоматически повышает силу тока на 10 А, сохраняя электрическую дугу. Как только Вы восстановили воздушный зазор, аппарат сам понижает силу тока до прежнего значения, исключая прожоги.

Ответы на вопросы: особенности прямой и обратной полярности при сварке

При обратной. Тепло на кончике электрода выше, быстрее отделение капли, шов получается более чешуйчатым и без наплывов. Такой режим применим для лицевых сторон изделия, если толщину металла можно проплавить на обратной полярности.

На обратной полярности брызг меньше. Если сварка ведется на лицевой стороне изделия и потом предстоит зачистка всех прилипших капель, лучше переключите полуавтомат на обратную полярность.

Скорее всего, у Вас подключена обратная полярность. Поменяйте силовые кабеля в гнездах местами. Работа при прямом подключении ("+" на изделии), экономит расход электрода на 20-40% и снижает его нагрев.

На обратной. Алюминий имеет низкую температуру плавления и при перегреве потечет. Поэтому тепловой пучек концентрируют на электроде. Но для разрушения оксидной пленки нужен полуавтомат с импульсом (Pulse), иначе глубокого провара не получится.

Как настроить сварочный полуавтомат?

В этой статье рассмотрим как настроить сварочный полуавтомат. Разберёмся в его регулировках, настройке потока защитного газа, а также посмотрим какие сварочные швы формируются при разных настройках напряжения. Итак, начнём с краткого определения полуавтоматической сварки.

Полуавтоматическая сварка – это электродуговая сварка, в которой электродом является сварочная проволока, подаваемая к месту сварки автоматически через горелку. Газ защищает сварочную зону от кислорода и азота воздуха, которые делают шов пористым и хрупким. Он также подаётся через горелку одновременно с проволокой после нажатия триггера на горелке. Этот вид сварки часто называют сварка MIG / MAG (Metal Inert Gas/Metal Active Gas – сварка в среде инертного газа/ сварка в среде активного газа). Более правильное, техническое название этого вида сварки – GMAW (Gas Metal Arc Welding – электродуговая сварка в среде защитного газа), а сленговое – «сварка проволокой», «сварка полуавтоматом».

Сварка полуавтоматом, при всей своей простоте, требует много практики и изучения основ. Важно правильно настроить сварочный аппарат и правильно подготовить металл для сварки.

Здесь мы рассмотрим настройку наиболее доступного и распространённого сварочного полуавтомата трансформаторного типа.

Содержание:

Какие регулировки имеет сварочный полуавтомат?

На полуавтомате три настройки:

Напряжение (несколько режимов) Скорость подачи проволоки
Скорость потока газа (количество расходуемого газа)

Настройка потока защитного газа

Сварочный аппарат имеет выход для соединения с баллоном. Защитный газ в баллоне находится под давлением. На баллоне установлен газовый редуктор. Здесь стоит уточнить, что редукторы бывают разные, в том числе и такие, которые не предназначены для применения в сварке, так как не имеют нужной шкалы на индикаторе, показывающем значение для газа, поступающего в сварочный полуавтомат. На правильном редукторе индикатор, который при установке располагается дальше от баллона должен иметь шкалу, показывающую расход газа (л/мин для CO2 и отдельную шкалу для Ar). Также, бывают редукторы с ротаметром, который показывает расход газа в единицу времени поднятием поплавка по конической трубке со школой. Индикатор (манометр) , который ближе к баллону, показывает давление в баллоне (MPa или Bar). Так как в баллоне находится сжиженный газ, то давление газа в баллоне не всегда может дать чёткое представление, о его точном количестве. При разной температуре давление может быть разное. Более точно количество газа в баллоне можно определить по весу.

Второй индикатор (расходомер) используется для настройки потока воздуха (показывает рабочее давление, которое подаётся в полуавтомат).
Также, на баллоне есть два вентиля. Один – закрывает баллон, а второй, расположенный на редукторе – регулирует поток газа, поступающего к горелке при открытом баллоне. Вентиль на баллоне откручивается против часовой стрелке и закручивается по часовой стрелки, как обычно. Вентиль регулировки потока газа к аппарату, наоборот, при закручивании увеличивает поток защитного газа, а при откручивании уменьшает.
Когда вы откроете главный вентиль, то увидите, что давление изменится от 0 до определённого значения (давление в баллоне). Откройте его полностью. Далее нужно потихоньку повернуть регулировочный винт на редукторе до момента, когда стрелка на шкале покажет 7–10 л/м. Если у вас не расходомер, а манометр, то должно быть 1–2 кг/см2. Это статическое давление, которое изменится при нажатии на курок горелки.
Чтобы настроить поток защитного газа более точно, на рабочий режим, выключите подачу проволоки, чтобы при нажатии на курок горелки она не расходовалась. Можно не отключать проволоку, а нажать до момента, когда проволока начинает двигаться. В таком положении настройте поток воздуха вентилем на редукторе, глядя на индикатор.
Вообще, поток защитного газа можно настроить и без индикаторов. Начинать сварку нужно с минимальным расходом защитного газа. Далее нужно смотреть на шов. Если будет пористость, то нужно добавить подачу газа пока поры не будут больше появляться. Также, если сварка происходит на улице или в помещении с вентиляцией, то нужно учитывать влияние ветра и сквозняков и добавлять подачу газа ещё. Можно на слух запомнить звук воздуха из горелки при правильных настройках для конкретной толщины металла. При настройке потока защитного газа нет жёстких правил. Нужно настраивать газ на экономный расход, при этом, чтобы качество шва было хорошим.

Какой газ использовать?

Тип защитного газа влияет на характеристики сварки: на глубину проникновения, электрическую дугу и механические свойства шва.

100%-ая углекислота (чаще всего используется для сварки сталей) обеспечивает более глубокое проникновение при сварке, но увеличивается количество брызг и шов более грубый, чем при смеси аргона с углекислотой.
Смесь 75%-ного аргона и 25% углекислоты (называется 75/25 или С25) можно считать лучшей смесью для углеродистой стали. При сварке с таким газом образуется мало брызг, получается красивый шов и при сварке тонкий металл не прожигается насквозь, так как нет сильного проникновения.
Для сварки нержавейки используется смесь 98% аргона и 2% углекислоты. Для алюминия – 100% аргон.

Настройка напряжения сварочного полуавтомата

Аппараты полуавтоматической сварки используют напряжение для образования нагрева, нужного для сварки.
Напряжение настраивается на аппарате регуляторами. Это ступенчатая регулировка. На фотографии, в качестве примера, показан аппарат, где два переключателя: один позволяет устанавливать два режима сварки, а другой регулирует напряжение внутри этих режимов (min/max). В итоге получается четыре установки напряжения, которые нужно выбирать в зависимости от толщины металла и диаметра сварочной проволоки.
На некоторых сварочных полуавтоматах, на внутренней стороне крышки есть таблица, показывающая какое напряжение и скорость проволоки использовать, в зависимости от толщины металла и диаметра сварочной проволоки. Таких таблиц много и в интернете. Но эти данные индивидуальны для каждого аппарата и являются хорошей отправной точкой для настройки правильных параметров для сварки, их нужно корректировать по ситуации. Нужно пробовать, экспериментировать на конкретном металле и находить оптимальные настройки.
Правильное напряжение важно для формирования прочного сварочного шва. Используя слишком низкое напряжение для конкретного металла с определённой толщиной, качество сварочного шва будет низким, так как проникновение сварки будет плохим. Таким образом, шов даже может выглядеть нормально, но будет не прочным. В конце статьи мы рассмотрим примеры сварочных швов на листовом металле при разном напряжении.

Настройка скорости подачи проволоки

Настройка скорости подачи проволоки должна производиться каждый раз при смене напряжения или смене проволоки на проволоку с другим диаметром. Дорогие сварочные аппараты могут иметь автоматическую настройку скорости подачи проволоки. В них скорость увеличивается автоматически при увеличении напряжения.
Сначала настраивайте напряжение, а потом под него подстраивайте скорость подачи проволоки. То есть, скорость подачи проволоки должна быть настроена под скорость, с которой она будет плавиться.

Регулятор скорости подачи проволоки также служит другой цели – регулирует силу тока. Напряжение и сила тока взаимосвязаны и, в некоторой степени, базируются на размере проволоки и её скорости. В полуавтомате установленное напряжение остаётся неизменным, но сила тока немного меняется в зависимости от скорости подачи проволоки и вылета электрода (проволоки). Таким образом, чем быстрее подача проволоки к месту сварки, тем больше силы тока и выше температура сварки, но для конкретного, установленного типа напряжения это лишь небольшой диапазон изменения силы тока.
Проволока вне процесса сварки (без электрической дуги) движется быстрее. Когда образуется дуга, скорость проволоки снижается.
Как узнать, что настройки подачи проволоки правильные? Для этого нужно попробовать сваривать. Если скорость слишком высокая для вашей настройки напряжения, то проволока будет сгибаться, при касании с металлом, не успевая расплавиться, и будет много брызг. Если скорость слишком медленная для вашей настройки напряжения, то проволока будет сгорать до того, как коснётся металла, и будет забиваться наконечник. Таким образом, при неправильной настройке скорости подачи проволоки, сварка вообще не получится. Этот параметр нужно настраивать экспериментальным путём. Важно выставить правильное напряжение для конкретной толщины свариваемого металла и пробовать варить, а скорость подачи проволоки регулировать в процессе.

Полярность при сварке полуавтоматом

Перед сваркой нужно определиться, какую полярность Вы будете использовать.

Простая обмеднённая проволока, которая используется с защитным газом должна использоваться с обратной полярностью, когда на проволоку подаётся плюс. Прямая полярность используется, когда в полуавтомате установлена проволока с флюсом, которая применяется без газа. В этом случае на проволоку подаётся минус, а на свариваемый металл, через клемму плюс. Таким образом, максимальное тепловыделение образуется на проволоке. Это нужно для того, чтобы флюс в ней смог подействовать должным образом.

Если использовать неправильную полярность для определённого электрода (в случае с полуавтоматом, проволоки), то прочность сварочного шва будет плохой. При использовании неправильной полярности появится много брызг, будет плохое проникновение при сварке и сварочную дугу будет сложно контролировать.

Для смены полярности, нужно открыть крышку полуавтомата и поменять местами клеммы. Рядом с клеммами находится таблица, уточняющая порядок расположения клемм.

Проволока для сварки

В полуавтомате может использоваться два вида проволок: простая проволока, покрытая медью и проволока с флюсом.

Простая проволока для полуавтоматической сварки применяется с защитным газом, не имеет никаких добавок, которые могут «противостоять» коррозии и загрязнениям. Поэтому поверхность нужно подготавливать тщательно.
У второго вида проволоки в центре расположен флюс, который при сгорании образует защитный газ. Таким образом, можно обойтись без баллона с газом. Такая проволока создаёт более глубокое проникновение при сварке, чем обычная с газом. Проволока с флюсом создаёт много брызг и шлака в зоне сварки, которые после завершения сварки нужно счистить. При сварке такой проволокой требуется минимальная подготовка поверхности, прощаются незначительные загрязнения. Также эта проволока хорошо работает при ветре на улице. Для сварки проволокой с флюсом требуется, чтобы на аппарате была установлена прямая полярность (см. выше).
Чем больше толщина свариваемого металла, тем большего диаметра проволоку нужно использовать, так как проволока большего диаметра проводит больше электричества и даёт больший нагрев и лучшее проникновение.

Вылет проволоки

Вылет проволоки – это расстояние между концом наконечника и концом проволоки. При использовании углекислоты или смесей, сохраняйте вылет от 0.6 мм до 1 см. Слишком длинный вылет ослабит арку. Чем меньше вылет проволоки, тем стабильнее электрическая дуга и тем лучшее проникновение будет получаться даже с низким напряжением. Таким образом, лучший вылет проволоки – как можно более короткий. Однако, вылет проволоки может зависеть от того, насколько наконечник горелки углублен внутрь газового сопла. Чем больше наконечник углублён в сопло, тем длиннее должен быть вылет проволоки.

Положение наконечника горелки относительно сопла

Расстояние между кончиком контактного наконечника и краем сопла может быть разным. Сопла и наконечники бывают разных размеров и могут по-разному располагаться относительно друг друга. В зависимости от устройства сварочной горелки, сопло может жёстко устанавливаться, либо может регулироваться и устанавливаться по-разному, делая наконечник углублённым внутри сопла, вровень с соплом, либо выступающим из сопла.
Обычно, при сварке листовой стали с защитным газом (углекислотой или смесями), кончик наконечника горелки должен быть вровень с краем отверстия сопла.
При использовании проволоки с флюсом (она требует большего нагрева для активации флюса) нужно выдерживать более длинный вылет проволоки. Поэтому, чтобы расстояние сопла от зоны сварки не было слишком большим, наконечник должен быть утоплен внутрь сопла. Наконечник должен быть немного утоплен и при сварке с большим напряжением, когда вылет проволоки должен быть больше. Также, наконечник горелки может быть углублён, если нужно варить точками и короткими стежками, когда сопло может упираться в свариваемый металл.
Использование неправильного наконечника или сопла может быть причиной избыточных брызг, прожига насквозь, коробления и недостаточного проникновения.

Начало работы сварочным полуавтоматом

Чтобы начать работу, сварочный полуавтомат должен быть полностью готов к процессу сварки. Проволока должна быть установлена и газовый баллон подключен. Нужно установить зажим заземления на свариваемый металл. Его нужно устанавливать на расстояние от 15 до 50 см от зоны сварки. Металл должен быть очищен от ржавчины, краски, масел и грязи. Любое незначительное сопротивление будет влиять на процесс сварки. Грязный металл при сварке станет причиной брызг и прожига насквозь, а также возгорания.

В результате правильно настроенного напряжения и скорости подачи проволоки должен получиться хороший сварочный поток. Правильные настройки будут давать характерный шипяще-жужжащий звук, который хорошо знают все сварщики. Более подробно о процессе сварки можно прочитать в статье “Технология сварки полуавтоматом MIG / MAG ”.

Примеры сварочных швов с разными настройками напряжения

Напряжение определяет высоту и ширину сварочного шва.

На фотографии показаны швы на листовом металле толщиной 1.2 мм, сделанные с возрастанием напряжения (слева направо). Швы, сделанные на низких настройках, получились узкими и высокими, а на высоких настройках – широкими и плоскими.

На фото слева показаны швы на листовом металле, сделанные с увеличением напряжения. Слева на право от меньшего напряжения к большему. На втором фото обратная сторона листа показывает проникновение (провар).

Если посмотреть с обратной стороны, то два шва слева получились без хорошего проникновения (провара) по всей длине. Три шва справа – имеют хорошее проникновение по всей длине.

Сварочные швы в разрезе

Эти швы в разрезе показывают эффект возрастания напряжения более ясно. На первых двух – шов наверху, но совсем не проник сквозь металл. Третий имеет как шов сверху, так и хорошее проникновение и является лучшим швом из всех. Два шва справа имеют большее проникновение под листом, чем сверху, так как настройки напряжения слишком высокие.

Работа и полярность при сварке полуавтоматом

Начнем с простого и ясного пояснения вопроса о том, что такое полярность при сварке полуавтоматом. Итак, сварка постоянного тока может быть с прямой полярностью и это означает, что к изделию подключен плюс, а на электрод поступает минус. Вполне естественно, что сварка с обратной полярностью имеет на изделии минус, а на электроде плюс. Теперь давайте разбираться, что это означает и какую пользу можно из этого извлечь на практике.

Теория сварочных работ полуавтоматом

Профессия сварщика, как и любая другая, требует определенного обучения, ведь работать придется с электрическим прибором, у которого несколько режимов. Даже если за обучение возьмется опытный сварщик непосредственно по месту работы, он в любом случае перед тем, как дать возможность ученику сделать первый шов, преподаст ему ряд теоретических уроков.

Общее устройство сварочного полуавтомата

У каждого сварочного полуавтомата есть инвертор, где предусмотрено место для установки катушки с проволокой, которая подается автоматически. Эта проволока, по сути, является ничем иным, как плавящимся электродом. На аппаратах такого типа предусмотрена возможность самостоятельной регулировки скорости подачи проволоки и силы тока, руководствуясь производственной необходимостью.

В зависимости от модификации аппарата у него имеется тот или иной набор функций, следовательно, каждый агрегат может использоваться для выполнения разных работ на рабочих процессах. Безусловно, для начинающих сварщиков нужны наиболее простые аппараты, где управление ограничено несколькими функциями либо имеющим синергетическое управление, значительно облегчающее его настройку. Профессионалы зачастую предпочитают трехфазные полуавтоматы, если, конечно, есть возможность их подключения к сети 380 V.

В целом рабочая комплектация сварочного аппарата состоит из:

сварочного агрегата;
горелки для полуавтомата;
баллона с редуктором;
шланга для подачи газа;
кабеля с зажимом (крокодилом) для заземления изделия при работе.

Выбор нужного газа по отношению к металлу

Комплектующие к баллонам: клапаны, наконечники, регуляторы расхода, редукторы подачи и т.д. покупаются отдельно Источник lagma.ua

В полуавтомате любой газ выполняет защитную функцию – он изолирует место сварки (ванну, электрод) от контакта с воздухом, но в зависимости от металла или его толщины, требования могут меняться – газ может быть активным, инертным или, же это их смесь. Если говорить о наиболее распространенных, то это углекислый газ (CO2) и аргон (Ar), который значительно понижает разбрызгивание металла, следовательно, повышает прочностные и эстетические качества сварочного шва.

Сталь	Газ
Structural	CO2
Structural	CO2+Ar
Stainless	CO2+Ar
Alloyed	CO2+Ar
Duralumin	Ar

Примечание: баллоны с газом в любом случае дорогие, но чем больше их объем, тем дешевле это обходится для покупателя.

Металлы и сварочная проволока

Рынок сварочных материалов изобилует наличием самой разной проволоки для полуавтоматов. Как бы там ни было, при выборе сварочной проволоки в первую очередь обращают внимание на ее состав, который должен соответствовать металлу или сплаву, с которым предстоит работать. Если учесть, что такие работы чаще всего проводятся с углеродистыми и низкоуглеродистыми сталями, то наиболее популярной можно назвать марку СВ08Г2С.

Таблица по соотношению толщины металла к сварочной проволоке:

Толщина обрабатываемого металла, мм	Сечение проволоки, мм
1,0-3,0	0,8
4,0-5,0	1,0
6,0-8,0	1,2

Сварочные работы - технология

В первую очередь, проведение сварочных работ подразумевает металлические заготовки, которые очищены от коррозии, краски и различных жировых отложений (ГСМ). Наличие постороннего состава на поверхности металла в месте наложения шва всегда будет отрицательно сказываться на качестве проводимых работ. Кроме того, место, где будет зафиксирован зажим, также должно быть чистым, чтобы замыкание в цепи было беспрепятственным.

Видео описание

Выбираем полярность на полуавтоматической сварке.

Положение и движение горелки

Если говорить про угол наклона мундштука горелки, то в среднем он может быть 45-60° по отношению к сварочной ванне. Но здесь в расчет берутся сразу несколько факторов, это вид и толщина металла. То есть, чем больше угол, тем быстрее прогревается металл, следовательно, при положении мундштука 90° к заготовке (строго перпендикулярно), нагрев будет наиболее интенсивным.

Большое значение для механического качества и эстетики шва имеет фактор расстояния между свариваемыми кромками и ядром пламени – наиболее оптимальный вариант предусматривает 2-6 мм от края факела, где температура максимальная. Присадка при этом либо погружается в ванну, либо располагается в восстановительной зоне.

Также качество и эстетика шва зависит от движения горелки при сварочных работах и ее можно вести:

для соединения заготовок средней толщины – полумесяцем, с шагом от 2 до 5 мм;
для толстостенных заготовок – с задержкой факела вдоль сварочной ванны;
для тонких листов – с незначительными отклонениями в стороны;
для заготовок средней толщины – петлями (кольцами).

Скорость сварки

Скорость процесса сварки находится под контролем самого сварщика, то есть, от него зависит, с какой скоростью электрическая дуга будет проходить по месту соединения заготовок. С другой стороны, у сварщика отсутствует неограниченная свобода действий, так как он должен подстраиваться под напряжение арки и интенсивность подачи проволоки. Последние два фактора также зависимы – их устанавливают в соответствии с металлом, толщиной свариваемых заготовок и формой шва.

Если сварщик превысит скорость, учитывая вышеприведенные параметры, то газ не сможет должным образом защитить электрод и сварочную ванну (не успеет), а это говорит о том, что появится слишком много брызг, а в застывшей массе останутся поры. Если чересчур замедлиться, то излишнее проникновение дуги может попросту прожечь металл. Интенсивность движения электрода повлияет на механические свойства и эстетику сварочного шва. Как правило, опытный сварщик определяется со скоростью движения горелки в процессе работы (чувствует толщину шва).

Скорость подачи газа тоже существенно влияет на механические и эстетические качества. Прежде всего, она должна соответствовать скорости, с которой подается проволока, чтобы обеспечить должную защиту электроду и сварочной ванне. Получается, что замедленная подача газа не успеет создать защитного облака, а ускоренная будет способствовать завихрениям, что опять-таки лишит защиты от воздуха электрод и сварочную ванну. Кроме того, ровный поток газа возможен лишь в том случае, если на насадке отсутствуют застывшие брызги, которые тоже способствуют завихрениям.

Длина электрической дуги

Сварка MIG/MAG в своей работе подразумевает одну очень важную переменную – это длина дуги, которую необходимо держать под контролем. Если говорить о норме, то для двуокиси углерода, известного так же, как углекислый газ (CO2) и гелия (He) этот показатель несколько выше, нежели для аргона (Ar). Это влияет на проникновение в металл, а также на механическую прочность и ширину шва. С падением напряжения шов видоизменяется, то есть, он получается узким и выпуклым в виду того что глубина сварочной ванны (проникновение) оказалось недостаточным. Отсюда можно сделать вывод, что как завышенное, так и заниженное напряжение вызывают нестабильность дуги и, как следствие, брызги и пористость.

Выход проволоки по длине

До касания свариваемого металла проволока должна выступать из наконечника на определённую длину Источник kuzov.info

Прежде чем коснуться поверхности металла, сварочная проволока должна выступать на определенное расстояние – именно этот участок проводит сварочный ток. Следовательно, если увеличить этот сегмент, то соответственно его величине вырастет сопротивление и температура этого участка. Получается, что с увеличением данного отрезка проволоки происходит уменьшение электрической дуги, а с уменьшением проволочного сегмента дуга увеличится. При увеличении сварочной дуги шов получается наиболее качественным и изящным. Как правило, практикуется длина проволоки от 6 до 13 мм.

Примечание: в тех случаях, когда сварочные работы осуществляются без газа порошковой проволокой, выступающий сегмент может варьироваться от 30 до 45 мм.

Сварка порошковой проволокой

Флюсовая проволока, которая защищает сама себя без газа, содержит в своем сердечнике все необходимые присадки. Ее также называют порошковой и самозащитной, так как присадки нейтрализуют влияние окружающего воздуха на электрод и сварочную ванну. Сердечник данного электрода состоит из антиокислителя, очистителя и присадок, что в результате дает хорошую дугу, а также сплошной шов, не имеющий пор. Это происходит, благодаря образованию шлака из вышеперечисленного состава, который исполняет роль привычного защитного газа, того же аргона или гелия.

Флюсовая проволока, которая защищает сама себя без газа, содержит в своем сердечнике все необходимые присадки Источник kuzov.info

Такую (флюсовую) проволоку обычно применяют в тех случаях, когда сварка нужна не очень часто, например, в домашних условиях, хотя на большинстве СТО тоже используют такой электрод. Выгоды здесь очевидны: не приходится перетаскивать с места на место баллон с газом, а на улице такой метод сварки приемлем в любую погоду.

К недостаткам такого метода можно отнести сильное задымление, которое происходит во время работы при сгорании присадок из сердечника. Также флюс, который покрывает шов во время работы, не проводит электричество, следовательно, после остановки варить невозможно до тех пор, пока сварщик не обобьет защитные шлаки.

Примечание: порошковая самозащитная проволока дает возможность работать с толстыми заготовками, которые невозможно сварить с применением защитного газа. Также такой метод позволяет сваривать плохо зачищенные поверхности.

Как настроить полуавтомат.

Полярность при работе с самозащитной проволокой

Как уже упоминалось в самом начале статьи, существует прямая и обратная полярность, что довольно-таки доходчиво показано на верхнем изображении. При смене полярности меняется поток электронов в цепи. Не станем рассуждать о теориях движения электронов - от плюса к минусу или наоборот, ведь её принято считать дуалистической после создания столба Алессандро Вольта, но остановимся на методе работы с порошковой проволокой.

Итак, прямая полярность означает, что на электроде находится минус, а на изделии, куда крепится полярный зажим – плюс. В случае с обратной полярностью все выглядит, наоборот – на электроде плюс, а на зажиме минус. Если говорить о сварке самозащищенной порошковой проволокой, то там используется прямая полярность, тогда как при сварочных работах с защитной газовой оболочкой – обратная. Такое положение вещей позволяет извлечь максимум напряжения для полуавтомата, следовательно, аппарат будет работать в наиболее оптимальном режиме.

Примечание: возможны ситуации, когда самозащищенной порошковой проволокой работают при обратной полярности, но это уже зависит от ее маркировки.

Важны ли звуковые волны при работе с полуавтоматом

Сварщик не может быть глухим и это однозначно, так как при работе MIG/MAG необходимо слушать звук, исходящий из области сварочной ванны, а также наблюдать за процессом через тонированное стекло (особенно важно для начинающих). Если процесс протекает правильно, то звук будет похож на то, когда на раскаленной сковороде жарится мясо – ровное шипение без потрескиваний и взрывов. В том случае, если на электроде или горелке застынут брызги, звук сразу будет меняться – начнется потрескивание и сбои в шипении, как будто в сковороду подливают воду. Также на качество звучания существенно влияет плотность зажима массы – если крокодил плохо захватывает заготовку, то звук в любом случае будет неравномерным.

Безопасность при работе с полуавтоматом

"Глаза!" - тот, кто присутствовал при работе профессионала, наверняка слышал такое выражение, которое любой адекватный сварщик обязательно озвучит перед тем, как коснуться электродом поверхности металла. Защита зрения при работе с дуговой сваркой любого типа – это самое важное, что требуется по технике безопасности. Для ожога радужной оболочки глаза достаточно трех-четырех вспышек, после чего обеспечено ощущение «песка» и одна-две бессонных ночи. С этой целью используют сварочные маски с тонированными стеклами, причем некоторые производители полуавтоматов предлагают их в заводском комплекте: то есть маска идет как дополнение к аппарату.

Важную роль играют перчатки или рукавицы, которые защищают руки от расплавленных брызг и нагрева держателя. Кроме того, любая дуговая сварка – это мощный поток ультрафиолетового излучения и если незащищенные участки кожи будут подвергаться таким ваннам хотя бы одну минуту, то серьезный ожог обеспечен. Для примера: когда со сварщиком работает слесарь (поддерживает какие-то заготовки во время работы), то к концу рабочего дня на его лице обязательно появляется загар, а порой даже приходится делать противоожоговые маски (кислое молоко, сметана и т.д.).

При работе с любой сваркой обязательно нужен защитный костюм, который не могут прожечь брызги расплавленного металла. Это тоже важно, так как попадание даже одной капли на тело равносильно ожогу. Если специальный костюм отсутствует, важно, чтобы в одежде полностью была исключена синтетика, так как она усугубит ситуацию. Обувь должна быть закрытой, но не тряпичной (кожа или дерматин) – лучше всего, если это будут не туфли, а ботинки. Если работы проводятся в помещении, то там должна быть обеспечена надлежащая вентиляция.

Заключение

Если соблюдать все требования, предусмотренные СниП и ТУ для сварочных работ, о которых говорилось в этой статье, то научиться работать с полуавтоматом можно довольно-таки быстро. Самое основное, не пренебрегать теорией, чтобы на практике не возникало тупиковых ситуаций.

Особенности сварки порошковой проволокой

О СВАРКЕ

Сварка порошковой проволокой помогает отказаться от использования защитного газа. Ее можно применять при работе с конструкциями сложной конфигурации. Порошковая присадка используется в сочетании со многими технологиями сварки. Работы с применением этого расходного материала могут вестись на улице.

История появления

В начале XX в. человечество начало пользоваться новыми технологиями соединения металлических деталей: газовой, дуговой и контактной сваркой. Дальнейшие усилия были направлены на улучшение разработанных способов. Например, качество электродуговой сварки зависело от типов присадочных прутков. Были представлены стержни с порошковым наполнением.

Если ранее обмазка находилась на внешней стороне, то после 1938 г. конструкция прутка сильно изменилась. Проволока стала изготавливаться из готовых трубок, в полость которых вводили наполнитель.

Что такое порошковая проволока

Так называют специальный тип присадочного материала для сварки, самостоятельно защищающий ванну от контакта с кислородом. Это становится возможным благодаря введению в конструкцию прутка флюсового сердечника.

Наполнение и внешняя оболочка

Проволока имеет вид полой трубки, внутри которой находится порошок. Оболочка изготавливается из металла, необходимого для формирования сварного соединения. Содержание порошкового наполнителя составляет 50-70%. Стенки снабжены усилителями, препятствующими деформации оболочки, улучшающими проводимость.

При повышении температуры стенки прутка расплавляются, наполнитель превращается в газовое облако, которое препятствует поступлению воздуха в сварочную ванну.

В состав порошка вводят разные вещества. Производители выбирают их с учетом ГОСТа, что помогает получить расходный материал с оптимальными характеристиками.

Сферы применения

Ручная, автоматическая или механизированная сварка с порошковой присадкой применяется в:

автомобилестроении (при производстве крупных кузовных и несущих элементов машин);
промышленности (при изготовлении металлоконструкций разного назначения);
ремонте металлических элементов.

Этот метод соединения деталей расширяет возможности сварщика при работе в разных пространственных положениях. Особенно удобен способ при потолочной сварке, что объясняется необязательностью применения защитного газа гелия, не оседающего при осуществлении верхних соединений.

Виды порошковой проволоки

Материалы делятся на самозащитные и газозащитные. Первый тип считается более распространенным.

Газозащитная

При использовании такого прутка требуется дополнительная защита газом. Чаще всего применяется углекислота или смесь этого вещества с аргоном. Ввиду высокой себестоимости работ, газозащитные прутки используются редко.

Самозащитная

При работе с этим материалом газ не применяют. Это делает пруток удобным в применении. Самозащитная проволока имеет вид полой трубки малой толщины. Внутри находится флюс, защищающий сварочную ванну от содержащихся в воздухе примесей.

Требования к порошковой проволоке

При производстве расходного материала учитывают необходимость:

поддержания равномерного плавления присадки без образования брызг;
легкого розжига и стабильного горения электрической дуги;
получения однородного ровного шва без трещин и посторонних включений;
равномерного распределения образующегося при плавлении металла шлака по шву, легкого отделения окалины после охлаждения.

Эти требования считаются главными параметрами расходного материала, определяющими его использование для сварки стали разными способами.

Выбор порошковой проволоки

Параметр подбирают с учетом толщины заготовок, способа сварки. С такими прутками можно варить нержавеющую, оцинкованную или углеродистую сталь.

Полярность

Не все аппараты дают возможность переключения этого параметра. Это нужно учитывать при покупке оборудования. Сварку с порошковой присадкой ведут только на прямой полярности. По умолчанию на полуавтоматах устанавливается обратный вариант, когда плюс подключается к электроду.

Технология сварки

Процедура делится на 3 основных этапа:

подготовительный;
основной;
заключительный.

Подготовительные работы

На этом этапе края заготовок очищают от механических загрязнений. При необходимости обрабатывают поверхности обезжиривающим средством. В домашней мастерской можно обойтись удалением грязи и оксидной пленки. При толщине детали более 3 мм разделывают кромки угловой шлифмашиной. Шлифовальную насадку удерживают под углом по отношению к краю заготовки.

Основной этап

При работе с полуавтоматическим аппаратом выполняют следующие действия:

Настраивают оборудование. Напряжение и силу тока выбирают с учетом толщины заготовок, вида металла, диаметра проволоки.
Вставляют кассету с присадкой до подключения агрегата к сети. Это препятствует поражению сварщика током.
Подсоединяют оборудование к сети. Нажимают кнопку пуска на подающем механизме. Проволока должна поступить в наконечник. Выступающую часть обрезают до нужной длины кусачками.
Устанавливают подающий наконечник в правильное положение. Его выбирают с учетом необходимости обзора сварочной ванны.
Начинают формирование шва. Технику сварки выбирают так, чтобы пруток не совершал поперечных колебаний. Это препятствует ненужному расширению ванны.

Завершающие работы

На этом этапе сварное соединение очищают от формирующегося шлака молотком и металлической щеткой. Это помогает обнаружить непровары и другие дефекты. Кроме того, зачистка требуется при проведении многопроходной сварки.

Применяемые материалы и оборудование

Для сварки потребуются:

автоматический или полуавтоматический источник тока;
механизм подачи расходного материала с роликами, подбираемыми с учетом диаметра прутка;
кабели для подведения тока к наконечнику;
устройства для закрепления деталей перед сваркой;
щетка для очищения шва;
сварочный молоток для механической обработки соединения;
кусачки.

Сварщик должен использовать защитные средства:

изготовленный из огнеупорной ткани рабочий костюм, защищающий мастера от поражения током;
затемненную сварочную маску, исключающую негативное влияние высоких температур на глаза;
рукавицы, предотвращающие ожоги рук или поражение током;
страховочную оснастку при работе на большой высоте.

Характеристики шва с применением порошковой проволоки

На поверхности соединения появляется плотная шлаковая корка, которую после остывания сбивают молотком. При многопроходной сварке налет может мешать сцеплению слоев. Сам шов с использованием порошковой присадки получается грубым, с крупной чешуей и наплывами. Брызги расплава на поверхностях появляются в умеренных количествах. Нередко обнаруживаются дефекты в виде непроваров.

Преимущества и недостатки

К положительным качествам рассматриваемого способа сварки относятся:

возможность отказа от использования тяжелых газовых баллонов;
свободное передвижение аппарата, возможность работы со сложными конструкциями;
увеличенная производительность труда (в сравнении со сваркой в защитном газе с простой проволокой);
нечувствительность дуги к ветру, исключение смещения защитного облака.

Отрицательными характеристиками метода считаются:

увеличенная стоимость расходных материалов;
необходимость наличия специальных навыков, ограничивающая возможность применения способа в быту;
более низкое, по сравнению с аргонодуговым способом, качество шва (часть нерасплавленного активного порошка попадает в сварочную ванну, что способствует появлению посторонних включений).

Дополнительная информация

Порошковая сварка должна вестись с невысоким напряжением, малой скоростью подачи присадки. Слишком мощные аппараты применять не рекомендуется. При сварке деталей толщиной 15 мм устанавливают напряжение 15 В. Скорость подачи должна составлять 2 м в минуту. Горелку удерживают под наклоном, ведя ее вперед. Дуга должна прерываться. Ролики подающего механизма нельзя прижимать слишком сильно. В противном случае, тонкие стенки присадки деформируются. Сопло использовать необязательно.

Читайте также: