15.04.2021 Автор: VT-METALL
Вопросы, рассмотренные в материале:
- Принципы работы полуавтоматической сварки
- 5 основных параметров настройки сварочного оборудования
- Таблицы режимов полуавтоматической сварки
Качественное изделие на выходе можно получить, только грамотно настроив режимы полуавтоматической сварки. И если опытные специалисты не испытывают с этим никаких проблем, то у новичков подобная задача может вызвать определенные трудности.
Впрочем, не все так печально. В подавляющем большинстве случаев все решается с помощью «шпаргалок» – специальных таблиц, которые содержат необходимые данные. Хотя и практика, и теоретические знания в этом деле также имеют огромное значение.
Принципы работы полуавтоматической сварки
Полуавтоматическая сварка является разновидностью дуговой и отличается от нее тем, что процесс осуществляется за счет автоматизации подачи электродной проволоки в сварочную ванну и одновременного воздействия на нее защитного газа. Остальные операции выполняются вручную. Используемый при сварке газ предназначается для полной защиты нагретых и расплавленных основных материалов и электродов от воздействия воздуха, который может не только замедлить процесс, но и полностью его остановить.
При сварке металлов ключевой задачей является поддержание определенного температурного режима. Недостаточный прогрев шва не сможет обеспечить качественного расплавления кромок свариваемых заготовок и смешивания их между собой и с присадочным материалом. При завышении температуры происходит кипение и испарение металла, что является причиной возникновения химических реакций с атмосферными газами. Усложняет ситуацию и то, что для некоторых металлов и сплавов такие процессы могут начать происходить еще при температурах, ниже необходимых для формирования качественного сварочного шва.
Рекомендуем статьи по металлообработке
- Марки сталей: классификация и расшифровка
- Марки алюминия и области их применения
- Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска
При использовании разных типов сварочного оборудования такую проблему решают по-разному. У рассматриваемой нами сегодня полуавтоматической сварки, которую еще называют MIG/MAG, имеется два технологических отличительных момента. Первым является то, что защитный газ подается непосредственно в зону плавления, а вторым – установка оснащена автоматической подстройкой для регулирования скорости подачи присадочного материала и изменения силы сварочного тока.
Подача сварочной проволоки осуществляется при помощи протяжного механизма, для которого перед выполнением операции необходимо рассчитать режимы полуавтоматической сварки, учитывая правильное соотношение скорости и температуры плавления, чтобы обеспечить равномерное заполнение шва и высокую производительность работ.
Функцию защитной среды могут выполнять активные газы (водород, азот или кислород) либо инертные – аргон или гелий. В промышленном производстве преимущественно используется смесь углекислоты и аргона в пропорции 1:4, что вполне достаточно для выполнения стандартных процессов. При сварке специфических материалов, к примеру, дюралей, латуней или инструментальных высоколегированных сталей, приходится варьировать соотношением состава смеси.
Несмотря на то, что расходные материалы (сварочная проволока и газ) стоят дорого, освоение именно полуавтоматической сварки является наилучшим вариантом для новичков по двум причинам. Первый плюс заключается в простоте выполнения сварочного шва, для этого стоит лишь ознакомиться со справочной документацией и по ней выставить требуемые технологические параметры инвертора для конкретного вида сварочного соединения.
Ко второму плюсу относится эргономичность, то есть полный визуальный контроль состояния шва, возможность использования любого пространственного положения и, что самое главное, выполнимость сварного шва даже на очень тонкостенных деталях.
Сварка стационарной дугой
Случайные колебания скорости подачи электродной проволоки и длины дуги могут нарушить стабильность процесса, привести к коротким замыканиям. обрыву дуги. Во избежание этого необходимо изменять скорость плавления электрода, т.е. соответствующим образом варьировать силу сварочного тока.
вольт-амперная характеристика дуги (ВАХ дуги) в защитных газах при плавящемся электроде имеет возрастающий характер.
В определенный момент стабильного процесса сварки скорость подачи электродной проволоки Vп1 равна скорости плавления Vпл1. При этом параметры по току и напряжению определялись рабочей точкой А1 с длиной дуги lд1. Допустим, что в связи со сбоями в механизме подачи проволоки скорость подачи уменьшилась. Тогда возникает относительная скорость плавления ΔVпл = Vпл1 — Vп2, которая приводит к перемещению рабочей точки в новое положение — А2. Оно характеризуется уменьшением сварочною тока (Δl), что приводит к уменьшению первоначальной скорости плавления. Процесс сварки вернулся в точку А1 с длиной дуги lд1. Этот процесс носит название -саморегулирование по длине дуги. Оно становится интенсивнее при более жесткой волыамперной характеристике источника питания.
При сварке от источника с жесткой характеристикой сварщик корректирует режим по току, регулируя скорость подачи проволоки. Однако при этом изменяются длина дуги и напряжение на ней. Для поддержания нужной длины дуги при настройке режима следует корректировать вольт-амперную характеристику ИП, переходя с одной (I) на другую (II).
Стабильность дуги, особенно в потолочном положении, а также размеры шва и его качество зависят от вида переноса электродного металла через дуговой промежуток. Таких видов переноса существует три.
1. Крупнокапельный перенос с короткими замыканиями дуги. Образуются капли размером в 1,5 раза превышающие диаметр электродной проволоки. Процесс сопровождается короткими замыканиями с естественным импульсно-дуговым процессом, обусловленным параметрами режима. Напряжение на дуге периодически снижается до 0 и в момент отрыва капли увеличивается до рабочего значения. Ток в момент короткого замыкания возрастает, что приводит к отрыву капли электродного металла.
Процесс протекает с разбрызгиванием металла, что ухудшает внешний вид сварного соединения, приводит к непроварам, чрезмерной выпуклости шва.
2. Среднекапельный перенос без коротких замыканий.
Дуга горит непрерывно, а электродный металл переносится через дугу каплями, диаметр которых близок к диаметру проволоки.
Сварка идет с периодическим изменением напряжения на дуге и сварочного тока.
Импульсно-дуговой процесс зависит от параметров режима сварки и также сопровождается разбрызгиванием, снижается качество шва.
3. Струйный перенос.
Дуга горит непрерывно, оплавленный конец электрода вытянут конусом, с которого в сварочную ванну стекают капли размером менее 2/3 диаметра электрода. Масса капли невелика, поэтому электродный металл легко переносится в ванну при сварке во всех пространственных положениях.
Разбрызгивание при струйном переносе незначительно. Производительность высока. Получить струйный перенос можно в аргоне. В углекислом газе такой перенос достигается при высокой плотности сварочного тока или при проволоках, активированных редкоземельными элементами
Управляемый перенос электродного металла с требуемыми размерами капель успешно достигается при импульсно-дуговом процессе, когда периодически измененяют напряжение на дуге и ток сварки.
Таблицы режимов полуавтоматической сварки
Как упоминалось выше, опыт и знания сварщиков со стажем позволит им, не задумываясь, выставить правильные режимы сварки. Но как быть тем, кто только недавно начал осваивать эту специальность? Существуют особые таблицы настройки режимов для каждого вида сварки. Но не всегда следует пользоваться готовыми данными, необходимо экспериментировать на практике и не бояться применять накопленный опыт и знания.
Таблица № 1. Предпочтительные параметры настройки формирования стыкового шва в нижнем пространственном положении, а также для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей в среде защитного газа (углекислого газа, смеси углекислоты с кислородом и углекислого газа с аргоном) с применением тока обратной полярности.
Таблица № 2. Рекомендуемые режимы полуавтоматической сварки для формирования поворотно-стыковых соединений с использованием углекислоты, смеси углекислоты и аргона; аргона с углекислотой и кислородом, применительно к току обратной полярности.
Таблица № 3. Предпочтительные режимы полуавтоматической сварки для формирования нахлесточного шва с применением углекислого газа или смеси углекислоты с аргоном с током обратной полярности.
Таблица № 4. Предпочтительные параметры режима полуавтоматической сварки для углеродистых сталей в вертикальном пространственном положении на обратной полярности при использовании углекислого газа или смеси углекислоты с аргоном.
Таблица № 5. Предпочтительные режимы полуавтоматической сварки для горизонтального соединения с использованием обратной полярности с защитным углекислым газом.
Таблица № 6. Рекомендуемые режимы полуавтоматической сварки для формирования потолочных швов на обратной полярности с применением углекислого газа.
Таблица № 7. Рекомендации выставления параметров сварки-полуавтомат в среде углекислого газа при работе с углеродистыми сталями.
В завершение необходимо дать один совет. При неосознанном копировании усредненных параметров настроек оборудования, приведенных в таблицах и справочной технической литературе, могут встретиться и некоторые неточности и даже опечатки. Для сварщика важно не только слепо дублировать рекомендации, но и подходить к выполнению каждой конкретной задачи творчески, с необходимой скрупулезностью и повышенным вниманием к мелочам. Это и будет являться гарантией качественного выполнения работы.
Синергетическое управление
Инверторные источники питания позволяют ускорить изменения параметров по току до 1000 А/мс. Высокое быстродействие источника способствует оптимальному выбору токов импульса и паузы, времени импульса и паузы, частоты импульса в зависимости от скорости подачи проволоки Это обеспечивает стабильный перенос капли электродного металла за один импульс.
В современных полуавтоматах внедрены микропроцессорные технологии управления импульсными процессами сварки в зависимости от марки стали, диаметра проволоки, вида защитного газа. Такие системы называются синергетическими.
Благодаря предварительному программированию импульсных режимов во время сварки регулируются только два параметра: сварочный ток и длина дуги. Синергетическое оборудование легко перестраивает режимы сварки в зависимости от марки свариваемой стали, диаметра электродной проволоки и вида защитною газа.
В синергетической системе оборудования запрограммированы оптимальные параметры режима сварки для различных комбинаций материала: углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминиевые сплавы; диаметров электродной проволоки сплошного сечения: 1,0; 1,2; 1,6 мм; времени заварки кратера.
Для каждого диаметра проволоки имеется широкий диапазон токовых значений режима, который позволяет сваривать материалы разной толщины и во всех пространственных положениях. Синергетические системы повышают производительность на 20% по сравнению с обычной сваркой MIG/MAG.
Основные параметры
Первый этап работы – это настроить режимы для сварки полуавтоматом в среде защитных газов. Для этого разберемся в основных составляющих полуавтомата.
Пройдемся по основным режимам, изучив которые вы без труда правильно настроите полуавтоматическую сварку, и не допустите досадных ошибок.
Начинаем с диаметра проволоки. Его размер может колебаться в промежутках от 0.5 до 3 миллиметров. Чаще всего размер проволоки выбирают в зависимости от размера материала, с которым вы будете работать.
Но, независимо от этого, у каждой толщины есть присущие ей особенности. К примеру, если вы хотите достичь более стойкое горение дуги и меньшее разбрызгивание металла, профессионалы рекомендуют работать с более тонкой проволокой.
Немаловажно учесть при процессе с толстым материалом – напряжение потребуется гораздо сильнее.
Обратите внимание – чтобы работать с низколегированной сталью обязательно использовать проволоку, в которой содержится марганец и кремний. Проволока должна быть с раскислителями. Тоже относится и к низкоуглеродистой стали.
К сожалению, частой ошибкой начинающих является как раз недостаточное внимание к фирме, которая изготавливает данный материал, а также металлам, которые входят в ее состав.
Все же стоит отметить, что сталь в среде защитного газа чаще всего легированная, или же высоколегированная. Выход в такой ситуации простой – нужно взять проволоку, которая сделана из того же материала, с которым вы работаете.
Это очень важно, ведь в случае ошибки шов будет непрочным, и это безусловно повлияет на весь результат работы.
Сварка полуавтоматом
Аппарат для сварки полуавтоматическим методом представляет собой устройство, в котором роль электрода выполняет проволока, подающаяся на место сварки автоматическим способом. При сварке полуавтоматом необходимо выставлять две скорости. Обе устанавливает сварщик. Первая из них — это скорость, с которой подается проволока. Правильный выбор обеспечит стабильное горение сварочной дуги.
Вторая — скорость сварки зависит от скорости, с которой перемещается горелка. Толстостенные соединения сваривают на высокой скорости с формированием узких швов. При высокой скорости необходимо следить, чтобы при выходе из зоны защиты газом не происходило окисления конца проволоки и поверхности металла. Так же, как и при ручной дуговой сварке, силу тока и скорость подачи электрода, в данном случае проволоки, сварщик должен выставить сам, руководствуясь своим опытом и квалификацией. Отталкиваться приходится в частности от типа сплавляемых металлов.
С помощью сварочного полуавтомата можно соединить две металлические детали быстро и качественно. Таким аппаратом имеется возможность сваривать металлы различной ширины. По сравнению с ручной сваркой полуавтомат имеет значительные преимущества.
Перед началом процесса необходимо рассчитать основные характеристики — ток, напряжение дуги и скорость сварки. Последний параметр можно рассчитать, зная выбранные силу тока и напряжение, поскольку скорость сварки полуавтоматом находится в зависимости от них.
Ток и напряжение, в свою очередь, выбирают в соответствии с толщиной металла. Получается, что скорость сварки полуавтоматом находится в зависимости от толщины металла.
Сначала по формуле рассчитывается сила тока. Ее вычисляют в зависимости от диаметра электрода и плотности тока. Зная вычисленную силу тока и диаметр электрода по формуле можно определить значение напряжения сварочной дуги. После этого можно выбрать оптимальную скорость сварки.
