Сварка цветных металлов в среде защитных газов

Обновлено: 21.01.2025

Медь толщиной до 4 мм сваривают без разделки кромок и без подогрева, а при толщине 4…12 мм выполняют V-образную подготовку с углом 70…90 о и притуплением 1,5…2 мм и предварительным подогревом до 100…450 о С. В качестве присадки применяют бронзу БрКМц 3-1 и медноникелевый сплав MНЖКT5-1-0,2-0,2. Техника сварки зависит от типа используемых защитных газов: в аргоне и гелии длина дуги наименьшая, а в азоте она в 2…2,5 раза больше, что находит отражение в параметрax режима, приведенных в табл. 90.

Таблица 90. Ориентировочные параметры режима сварки стыковых соединений

Примечание. dW э — диаметр вольфрамового электрода.

Очень эффективна микроплазменная сварка тонкостенных труб из меди и медных сплавов, когда сварное соединение образуется встык без разделки кромок. При этом плазмообразующим газом является аргон, а защитным — гелий (табл. 91).

Таблица 91. Ориентировочные параметры режима автоматической микроплазменной сварки тонкостенных труб из меди и медных сплавов

Сварка никеля и его сплавов вольфрамовым электродом является основным способом при изготовлении из них металлоконструкций. В качестве защитного газа используется аргон или аргоно-водородная смесь (табл. 1), присадкой служат прутки марок НМц2,5; НМц5, НМцАТ3-1,5-0,6. Сварку ведут левым способом при минимальной длине дуги, с минимальными поперечными колебаниями электрода на максимальной скорости. Многопроходные швы выполняют после полного охлаждения предыдущего шва, очистки его от шлака и обезжиривания на параметрах режима, приведенных в табл. 92.

Таблица 92. Ориентировочные параметры режима ручной аргонодуговой сварки никеля и его сплавов

Примечание. Напряжение дуги 10…12 B.

Сварка свинца вольфрамовым электродом — наиболее производительный процесс изготовления изделия, когда сварные швы находятся в разных пространственных положениях. Малые толщины (до 3 мм) сваривают малоамперной короткой дугой на постоянном токе прямой полярности (табл. 93).

Таблица 93. Ориентировочные параметры режима ручной аргонодуговой сварки свинца

Примечание. s = 1…3 мм; d_прис = 2…3 мм.

Сварка титана и его сплавов осуществляется чаще всего вольфрамовым электродом, как на воздухе, так и в специальных камерах с контролируемой атмосферой. При сварке на воздухе применяют специальные горелки с увеличенным диаметром сопла и насадки-хвостовики для защиты охлаждающихся участков шва, а корень шва защищается формирующей подкладкой, в отверстия которой также подается защитный газ (на поддув). Качество защиты можно контролировать визуально: наличие цветов побежалости (синих, соломенных, фиолетовых) сигнализирует о плохой защите, а объективным методом является измерение твердости шва (она не должна быть больше, чем у основного металла).

Сварку ведут на постоянном токе прямой полярности без поперечных колебаний горелки, короткой дугой, углом вперед. Аргон подается перед зажиганием дуги и после ее выключения, обеспечивая охлаждение металла до 400 о С.

В качестве присадки применяют проволоку по ГОСТ 27265-87 марки ВТ1-00 для сварки чистого титана и его низколегированных сплавов, а также специальные составы проволок по нескольким ОСТ и ТУ более узкого назначения. Металл толщиной до 3 мм сваривают без разделки кромок. Более толстый (4…10 мм) требует V-образной, 10…15 мм — Х-образной, более 15 мм — U-образной разделки. Параметры режима сварки приведены в табл. 94.

Таблица 94. Ориентировочные параметры режима аргонодуговой сварки титана и его сплавов

Примечание. Диаметр вольфрамового электрода d_{W э} выбирается в соответствии с данными табл. 2.

Для сварки тонкостенных изделий 0,5…3 мм эффективно применение импульсно-дуговой сварки на параметрах режима, приведенных в табл. 95.

Таблица 95. Ориентировочные параметры режима механизированной импульсно-дуговой сварки стыковых соединений титана без разделки кромок

При этом достигается уменьшение сварочных деформаций на 15…30%, уменьшается зона термического влияния и улучшается структура сварного шва.

Проплавляющее действие дуги можно усилить за счет введения в ее атмосферу галогенных флюсов, наносимых на свариваемую поверхность. Благодаря повышению концентрации тепловой мощности в активном пятне можно сваривать за один проход без разделки кромок металл толщиной до 12 мм. Наносят флюс в виде пасты толщиной слоя 0,1 мм при токе менее 150А и 0,2…0,3 мм при токе, большем 150А. Ширина слоя составляет соответственно 15…20 и 40 мм. При этом также на 15…25% снижается деформация изделия, зона термического влияния и улучшается структура шва, что особенно важно при сварке высоколегированных термически упрочняемых титановых сплавов.

Сварка алюминия и его сплавов вольфрамовым электродом целесообразна при изготовлении металлоконструкций с толщиной стенки до 12 мм.

Металл толщиной до 3 мм сваривают за один проход на стальной подкладке; при толщине 4…6 мм сварку выполняют с двух сторон, при толщинах более 6 мм применяют V-образную или Х-образную разделку. Сварку ведут на переменном токе с подачей присадки короткими возвратнопоступательными движениями, без поперечных колебаний электрода. Длина дуги при этом не более 1,5…2,5 мм, а расстояние от выступающего конца вольфрамового электрода до нижнего среза наконечника горелки при выполнении стыковых швов составляет 1…1,5 мм, а тавровых и угловых — 4…8 мм. Между диаметром электрода и диаметром выходного отверстия сопла существует зависимость:

Сварку ведут на параметрах режима, приведенных в табл. 96.

Таблица 96. Ориентировочные параметры режима ручной дуговой сварки алюминия вольфрамовым электродом в аргоне и гелии

Механизированная сварка выполняется на больших токах за один проход или двухсторонним швом. Вольфрамовый электрод устанавливается вертикально, а присадочная проволока подается механизмом подачи так, чтобы ее конец опирался на край сварочной ванны. Параметры режима нужно выбирать, исходя из рекомендаций табл. 97.

Таблица 97. Ориентировочные параметры режима механизированной сварки алюминия и его сплавов

Сварка цветных металлов в среде защитных газов плавящимся электродом

Сварку меди и ее сплавов можно осуществлять в аргоне, гелии и азоте; в целях повышения производительности и экономии аргона рекомендуется использовать газовую смесь 70…80 % АR + 30…20 % N2, однако лучшее формирование шва достигается при сварке в аргоне и гелии. Присадкой является проволока из бронзы БрКМц3-1.

Перед сваркой требуется подогрев кромок до 200…500 o С, остальные параметры режима приведены в табл. 100.

Таблица 100. Ориентировочные параметры режима автоматической сварки меди в защитных газах

Для механизированной сварки высокопрочной коррозионно-стойкой бронзы марки БрАНМцЖ8,5-4-4-1,5 разработана специальная композитная проволока, обеспечивающая получение сварного шва того же самого состава при сварке металла толщиной до 40 мм на режиме:

Сварка титана и его сплавов может быть рекомендована при изготовлении изделий толщиной более 3…4 мм. Она выполняется только в среде чистого аргона или гелия, причем формирование шва зависит от рода газа.

В гелии швы имеют более плавный переход от усиления к основному металлу, в то время как в аргоне шов характеризуется более глубоким и узким проваром. Сварку ведут присадочной проволокой марки ВТ1-00 на параметрах режима, приведенных в табл. 101.

Таблица 101. Ориентировочные параметры режима автоматической сварки в защитных газах стыковых соединений титана без разделки кромок

Примечание. В числителе — при сварке в гелии, в знаменателе — в аргоне.

При сварке в монтажных условиях рекомендуется использовать импульсно-дуговой процесс в гелии на параметрах режима, приведенных в табл. 102.

Таблица 102. Ориентировочные параметры режима механизированной импульсно-дуговой сварки тавровых соединений титановых сплавов электродом диаметром 1,2 мм

Примечание. Ток «дежурной» дуги — 40…45 А; расход гелия 15…18 л/мин.

Сварка производится в палатке для исключения сдувания защитной струи с плавильного пространства. В остальных случаях нужно пользоваться накидными камерами с контролированной атмосферой.

Алюминий и его сплавы толщиной более 4 мм рекомендуется сваривать в среде аргона или в смеси 30 % Аг + 70 % Не, а в качестве присадки использовать проволоки согласно табл. 7. По сравнению со сваркой вольфрамовым электродом сварные швы на 15 % менее прочные за счет большего перегрева электродного металла при переходе через дуговой промежуток, но преимуществом является более надежное перемешивание сварочной ванны и большая производительность, особенно при импульсно-дуговом процессе.

Применение проволок с модификаторами (цирконием, титаном, бором) увеличивает стойкость сварных швов против кристаллизационных трещин.

Параметры режима механизированной сварки алюминия и его сплавов приведены в табл. 103 и 104.

Таблица 103. Ориентировочные параметры режима механизированной аргонодуговой сварки алюминия и его сплавов

Таблица 104. Ориентировочные параметры режима полуавтоматической импульсно-дуговой сварки алюминия и его сплавов при частоте импульсов 100 Гц

Магниевые сплавы целесообразно сваривать этим способом при изготовлении конструкций с толщиной стенки, начиная с 6 мм, на параметрах режима, обеспечивающих струйный перенос металла (табл. 105).

Таблица 105. Ориентировочные параметры режима механизированной сварки магниевых сплавов в аргоне

Следует иметь в виду, что скорость плавления магниевой проволоки вдвое больше, чем алюминиевой при том же токе. Надежная защита плавильного пространства обеспечивается при расстоянии сопла до поверхности изделия, равном 10…15 мм, и при расстоянии от токоведущего мундштука до среза сопла 5…10 мм. Листы толщиной 6…10 мм сваривают без разделки кромок, 10…20 мм — с V-образной разделкой, с углом 50…60 o и притуплением 2…6 мм, больше 20 мм — с X-образной разделкой с углом 60…80 o и притуплением 2…3 мм. Электрод устанавливают по отношению к изделию под углом 90 o при сварке стыковых соединений без разделки или с незначительной разделкой. При большой глубине разделки сварку ведут вперед с углом 7…15° к вертикали. Импульсно-дуговую сварку рекомендуется производить в смеси 75 % Ar + 25 % He.

Сварка плавящимся электродом КМ позволяет более существенно влиять на состав сварного шва по сравнению со сваркой неплавящимся электродом. Так, детали из КМ Al + 18,4 % карбида кремния собираются встык с зазором, а сварка ведется плавящимся электродом марки АМг3 в аргоне на параметрах режима:

Хотя в процессе сварки вследствие действия дуги возможен выброс некоторого количества волокон из ванны, для компенсации потерь армирующий материал подают в хвостовую низкотемпературную часть ванны с помощью инжекции, шнекового механизма и т.п.

Возможно и предварительное нанесение на свариваемые кромки смеси армирующего материала, порошка матрицы и связующего вещества, а также легирующих добавок, которые вызывают или задерживают смачивание волокон. В качестве связующих используют клей, пасты, этиловый спирт.

Для сварки КМ с объемной долей магния 41% и волокон Al2O3 толщиной 12,7 мм на параметрах режима:

используют плавящийся электрод, состоящий из магниевой трубки со смесью матричного порошка с волокнами Al2O3.

Виды и особенности сварки цветных металлов и сплавов

При самостоятельной сварке цветных металлов необходимо знать особенности сплавов. Сложно сделать качественный шов на бытовом оборудовании, необходимо использовать тугоплавкие электроды, защитную атмосферу.

Особенности сварки цветных металлов

В процессе фазового перехода легкие компоненты улетучиваются, выгорают, это пагубно сказывается на состоянии шва. Он растрескивается. Тугоплавкие окислы – еще одна проблема. Иногда необходимо увеличить рабочий ток, чтобы пробить оксид. При сварке цветных металлов и сплавов нередко расплав становится слишком текучим, необходимо изолировать ванну расплава. Для некоторых сплавов необходимо ограничить не только контакт с кислородом, но и другими компонентами воздуха. Азот в качестве защитной атмосферы для некоторых сплавов не годится.

Технология сварки цветных металлов

Подготовительный этап заключается в удалении жирных пятен, очищении деталей от грязи. Окислы зачищают до блеска, свариваемые поверхности протравливают перед работой. На толстых деталях формируют кромки. Сварку цветных металлов и их сплавов проводят в нижнем положении, некоторые расплавы по текучести напоминают ртуть. Выбор электродов, режима работы зависит от химического состава сплава. При выборе сварочного аппарата необходимо правильно оценивать свариваемость сплава, учитывать температуру плавления, толщину заготовки.

Алюминиевые сплавы

Дюрали, силумин, авмель и другие сплавы на основе алюминия сильно различаются по свариваемости. Электродугой алюминий сваривают плавящимися и неплавящимися электродами, используют оборудование, генерирующее постоянный ток. Контакты подключают в обратной полярности. Рекомендуется предварительный прогрев заготовок:

толщиной до 8 мм – до 200°С;
свыше 8 мм – до 400°С.

Сваривают алюминий на токах до 200 А при толщине листа до 4 мм без предварительной разделки кромок. У заготовок свыше 4 мм края стачивают под углом, варят на токах, в 35-40 раз больше толщины заготовки (до 160 А). Газовую среду используют высококлассную, чтобы облако не смещалось с рабочей зоны в процессе образования и застывания шва. Расстояние между прихватками делают с учетом толщины заготовки:

Толщина заготовки, мм

Интервал между прихватками, мм

Тугоплавкий или угольный электрод, разжигающий электродугу, держат под прямым углом к присадке, чтобы исключить непровары корня шва.

Медь и ее сплавы

Медные сплавы, латуни, бронзы сваривают несколькими способами:

электродуговой сваркой в атмосфере азота;
ручной, полуавтоматической, автоматической аргоновой;
электронно-лучевой, создающей высокую температуру в ограниченной зоне.

При сварке цветных металлов толщиной до 2 мм нужен постоянный ток обратной полярности. В качестве присадки используют наплавочную проволоку с большим содержанием раскислителей. Толщину подбирают под размер свариваемых заготовок. Минимальный диаметр присадки – 1,5 мм, максимальный – 8 мм. Сварку меди и цветных сплавов с высоким ее содержанием, проводят:

ручным электродуговым методом током прямой полярности, варят металл короткой дугой, длиной от 35 до 40 мм, чтобы сократить разбрызгивание металла (рекомендуется избегать поперечных движений электродом);
в атмосфере аргона током обратной полярности; если сплав плавится до 400°С, бронзовая проволока укладывается в стык с большой скоростью, чтобы не перегревались заготовки.

В качестве флюса используют буру или смесь буры с борной кислотой, поваренной солью, метилборатом.

Никелевые сплавы

Цветные сплавы на основе никеля отличаются высокой вязкостью, пластичностью. Детали из никеля плавятся при 700–1000°С, процесс сопровождается насыщением сплавов газами, шов становится пористым, непрочным. Хотя никель устойчив к коррозии. При аргонодуговой сварке подбирают электроды с ниобием, кремнием, алюминием. В расплаве также желательно присутствие марганца, магния. Свариваемость металла повышается, образуется прочное соединение.

Для работы с никелевыми сплавами нужны сварочные аппараты, выдающие постоянный рабочий ток. Сварка никелевых цветных заготовок производится на токе обратной полярности, чтобы защитный газ ионизировался, электродуга становится стабильнее. При обратной полярности заготовка нагревается меньше, чем электрод. Это особенно актуально для заготовок небольшой толщины. Регулируя потенциал тока, можно уменьшить температуру заготовки.

Обработка титана

Титан в расплавленном состоянии бурно реагирует с тремя компонентами воздуха: кислородом, водородом, азотом. Необходимо снизить их содержание в защитной атмосфере до минимума. Газ должен быть качественным, если нужен надежный шов. Он должен остывать в защитной атмосфере, чтобы не образовывались трещины. Для сварки титана в промышленных объемах используются герметичные камеры. При ручной сварке необходимо экранировать рабочую зону, чтобы облако инертного газа не смещалось со шва, аргон или гелий, смеси должны быть первого или высшего сорта. Защитный газ за счет высокой плотности вытеснит воздух. Используется сварочное оборудование, генерирующее постоянный ток. Сварка цветного металла проводится током прямой полярности. Основная термическая нагрузка концентрируется на поверхности заготовки, корень шва углубляется, дуга поддерживается стабильно, металл меньше разбрызгивается.

Работы с магнием

У магниевых деталей проваривают полностью всю кромку. Для работы с заготовками толще 10 мм, необходимо мощное сварочное оборудование, работающее от трехфазной сети мощностью 380 В, генерирующее переменный высокочастотный ток. В периоды обратной полярности дуга пробивает оксидную пленку, она расплавляется. При работе рекомендуется использовать подкладки с низкой теплопроводностью.

Сварка магния и цветных металлов на его основе производится под атмосферной защитой гелия или аргона, он предохраняет расплав от насыщения азотом, шов не пузырится, на нем не образуется окалина. Подачу газа в рабочую зону начинают до розжига дуги, прекращают через 20 секунд после затухания, когда верхняя часть шва схватится.

Сплавы из свинца

Разница между температурой плавления оксидов и самого свинца более 500°С, свинец становится жидким при 327°С, оксиды нужно прогревать до 888°С. Учитывая повышенную текучесть свинца, приходится экранировать зону расплава сварочной ванночкой. Сверху горячий цветной сплав оберегают флюсы, в состав которых входит стеарин, канифоль. Этими же флюсами смазывают стенки сварочной ванночки, чтобы исключить прилипание к ней свинца.

Сварка разнородных цветных металлов

Сложность процесса заключается в ограниченной взаимной растворимости. При сварке цветных металлов и сплавов между собой используют несколько технологий, обеспечивающих надежность соединения:

шов формируют, воздействуя на детали импульсным электронным лучом, скорость прогревания заготовок увеличивается, при высокой температуре происходит схватывание деталей;
при сварке давлением цветной металл разогревается за счет энергии, выделяющейся при пластической деформации структурной решетки, концентрированная тепловая энергия скапливается в зоне контакта, детали не нужно дополнительно прогревать;
для сварки цветных разнородных цветных металлов используют промежуточный слой, сцепляющийся с заготовками, риск охрупчивания швов снижается;
в среде аргона проводят автоматическую, ручную и полуавтоматическую сварку разнородных цветных металлов, электрод держат перпендикулярно деталям, чтобы шов был качественным.

Защитный газ снижает степень окисления, насыщения цветного металла азотом и водородом. Высокотемпературные технологии внутреннего воздействия увеличивают скорость сварки. За счет текучести цветных металлов заполняются пустоты, стык проваривается насквозь. При подборе буферного слоя учитывают компонентный состав заготовок, температуру плавления сплавов.

Имея аппарат для аргоновой сварки, можно заниматься ремонтом деталей из цветных металлов самостоятельно. В промышленных условиях применяют передовые технологии, не позволяющие расплавленному металлу реагировать с воздухом.

Технология механизированной сварки

Полностью или частично механизированная сварка облегчает монтаж трубопроводов, металлоконструкций, используется при производстве сварных деталей. За счет механического передвижения сварочной головки улучшается прочность шва. Данными видами оборудования выполняют тавровые, угловые соединения, сваривают заготовки встык и внахлест. Механизированный помощник помогает точно соединить детали, расположить их под требуемым углом. Автоматы и полуавтоматы помогают выполнять работы в труднодоступных местах.

Особенности

Сначала о полностью механизированной сварке, это автоматизированный процесс соединения деталей, когда оператор только настраивает оборудование и следит за его работой. Аппарат сам разжигает и поддерживает дугу, ведет ее по шву, при этом подает присадочную проволоку, флюс или защитный газ.

При частично механизированной сварке подача расходных материалов осуществляется автоматически, а за геометрию шва отвечает сварщик. Он перемещает горелку с нужной скоростью в заданном направлении. Процессы полной или частичной механизации также регулируются стандартами для сварочных технологий.

Область применения

С помощью сварочных механизированных аппаратов можно сваривать трубы, накладывать прямые, кольцевые и криволинейные швы, осуществлять соединения в труднодоступных местах. Средства механизации предназначены для тонких заготовок и средней толщины. Оборудование применяется для монтажа и ремонтных работ, выручает в аварийных ситуациях. При серийном производстве используют полную механизацию, в транспортном машиностроении чаще нужны полуавтоматы с функцией подачи флюса, газа. Хребтовые балки сваривают на поточных механизированных линиях, рамы вагонов – на кантователях. Автоматическая механизированная сварка под флюсом и в углекислом газе применяется при выпуске прямошовных и спиралешовных труб.

Виды механизированной сварки

При механизации сварочного процесса учитывают особенности сваривания различных металлов. Для соединения углеродистых и низкоуглеродистых сплавов необходим углекислый газ. Алюминий, титан, магний расплавляют под облаком инертного газа. Чугун, некоторые алюминиевые сплавы, легированные стали сваривают с использованием различных флюсов. Каждый механизированный сварочный процесс стоит рассмотреть подробней.

В среде углекислого газа

Расход CO 2 зависит от типа электрода, мощности электродуги, движущихся потоков воздуха. При сдувании струи газа ветром или сквозняком ухудшается качество шва. Механизированной дуговой сваркой соединяют заготовки с содержанием углерода:

до 2,14% (низкоуглеродистые сплавы);
от 3 до 5 % (среднеуглеродистые).

Сваривают детали толщиной до 40 мм, в смеси газов можно проварить 80-ти мм металл. Процесс регламентируется ГОСТ 14771-76. Струя поступает из сопла, обтекает сварочную дугу, предохраняет ванну расплава от окисления.

В инертных газах

При механизированной сварке в среде защитных газов металлы при нагреве не окисляются. При подаче аргона с плотностью в 1,5 раза выше, чем у воздуха, над обрабатываемыми кромками формируется устойчивое облако. Такую защиту ванны применяют при сваривании любых металлов, когда необходимо получить качественное соединение или невозможна обыкновенная электродуговая сварка, например, при монтаже проката:

из цветных металлов (меди, никеля, алюминия, титана);
жаропрочных и конструкционных сталей, склонных к окислению при нагреве;
некоторых видов нержавейки.

Инертные газы защищают металл от воздействия кислорода, азота, других компонентов воздуха, ухудшающих эксплуатационные характеристики сварных соединений.

Под флюсом

По ГОСТ 8713-79 в зависимости от способа изготовления флюсы разделяют на две группы:

плавленые представляют собой однородный конгломерат, получаемый путем спекания компонентов;
неплавленые бывают двух видов: керамические – это порошки с клеевой основой; спеченые сначала спекают при высоких температурах, затем измельчают до нужной фракции.

Смеси и порошки на основе силиката марганца наносят перед механизированной сваркой под флюсом. В процессе нагрева дугой защитный состав образует шлаковую корку. Оставшиеся частицы собирают для повторного применения.

Порошковыми проволоками

Сварщики выбирают любой расходный материал под тип обрабатываемого металла, порошковые проволоки – не исключение. Это стержень, заполненный шихтой, выполняющей сразу несколько функций:

защищает металл от воздействия азота, кислорода, водорода;
раскисляет и легирует расплавленный металл;
поддерживает стабильное горение дуги;
формирует ровный шов.

Для механизированного сварочного процесса применяют несколько типов порошковой проволоки:

сочетаемые с флюсами;
содержащие флюсовые компоненты в составе шихты;
самозащитные для сваривания металла в углекислом газе.

Производители выпускают расходники с замкнутым трубчатым сечением, с захлестом кромок и сложной формы с загибами одной или обеих кромок внутрь.

Применяемое оборудование

Для работы применяют автоматы и полуавтоматы, тип сварочного механизированного оборудования зависит от необходимой степени участия человека в сварочном процессе. Механизированный автоматический аппарат осуществляет:

розжиг дуги;
механизированную подачу присадки, флюса или газа;
контроль токовых параметров;
движение дуги относительно кромок по заданной траектории.

Оператор только следит за работой автоматов, состоящих из трактора (самоходной сварочной головки) и блока управления (процессора).

Механизированные устройства тракторного типа осуществляют подачу проволоки за счет прижимного и подающего роликов. Перемещение дуги по направлению шва осуществляется вручную сварщиком. Основным элементом полуавтоматической механизации является электродержатель. Через это устройство обеспечивается подача электротока в зону сварки. Дуга разжигается при замыкании цепи с помощью пусковой кнопки, расположенной на рукояти держателя.

Для подачи и уборки оставшегося флюса монтируются бункеры с регуляторами (дозаторами). У механизированных полуавтоматов для сварки в защитных газах имеется специальная газоэлектрическая горелка, из которой одновременно подается газ и токопроводящая присадочная проволока.

Самоходная головка (трактор) одновременно с замыканием цепи осуществляет подачу требуемых компонентов. Вместе с током, питающим дугу, в зону сварки поступает расплавляемая присадка, защитные флюсы или газы.

Классические механизированные аппараты регулируют скорость подачи проволоки и плотность дуги в зависимости от физико-механических свойств свариваемых металлов. Проволока устанавливается в кассетах фабричной намотки с фиксированным натяжением. Разматываясь, присадка сначала проходит через направляющие ролики и шланги, затем поступает на подающие.

Специальные системы, ответственные за подачу газа, флюса, настраиваются собственно токовым параметрам. Скорость движения горелки регулируется автоматизировано или сварщиком.

При помощи механизированного трактора подается электродная проволока, а ток проводится к сварочному месту.

Производители предлагают механизированное оборудование для сварки с разной степенью механизации. По сути, технология автоматизированной сварки с точки зрения физико-термических процессов идентична ручной. Отличается технологичностью, скоростью формирования шва, качеством соединений.

Где применяется полуавтоматическая сварка

Те, кто только начинает разбираться в способах металлообработки, собирается купить свой первый сварочный аппарат, часто спрашивают, где применяется полуавтоматическая сварка. В общих чертах ответ на него звучит так: «Практически везде!».

Это универсальное оборудование, которое используется для соединения заготовок, изделий разной конфигурации из черных и цветных металлов, не требующее для работы на базовом уровне высокой квалификации.

Конечно, есть задачи, для которых полуавтомат не подходит. Больше о том, где и как применяется полуавтоматическая сварка, вы узнаете из нашего материала.

Технология полуавтоматической сварки

В среде профессионалов и сварщиков-любителей полуавтоматическая сварка является наиболее распространенным способом неразъемного соединения различных металлов. Часто полуавтомат можно увидеть как на станции технического обслуживания, в цехе машиностроительного предприятия, так и в гараже специалиста, занимающегося частным бизнесом по ремонту техники или оборудования. Процесс сварки полуавтоматом является более сложным, чем сваривание деталей при помощи обычного инвертора. Но если сравнивать с настройкой трансформатора, то он намного понятнее и проще в обслуживании.

Все, что нужно для сварки полуавтоматом, – это электродная проволока, баллон с газом и, соответственно, определенный опыт. Этого вполне достаточно, чтобы выполнять долговечные и качественные швы.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Полуавтомат представляет собой инверторный сварочный аппарат, используемый для MIG/MAG- и TIG сварки. Кроме этого он может оснащаться встроенным режимом сварки ММА. Его отличие от простого инвертора состоит в разнице функциональных возможностей. Инвертор применяется только с электродом и предназначается для ручной дуговой сварки. А для установки полуавтомата необходимы электроды, проволока и газ. Поэтому их возможности значительно больше, полуавтоматическую сварку можно применять при работах в среде защитного газа. Такая технология позволяет выполнять более надежные и качественные швы.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Одним из важных направлений в совершенствовании электросварки является автоматизация сварочных процессов. Принцип полуавтоматической сварки заключается в том, что подача проволоки к дуге автоматизирована, а передвижение дуги по шву производится вручную. Устройство работает в полуавтоматическом режиме, поэтому и появились выражения «полуавтоматическая сварка», «сварка полуавтоматом» и т. д.

Принцип действия сварки полуавтоматом является достаточно простым. С катушки, установленной в подающем механизме, в процессе сварки подается проволока в сварочную зону, так что необходимость постоянно менять электроды отпадает сама по себе, так же как и при ручном способе дуговой сварки. Электродная проволока и защитный газ подаются одновременно. Свариваемый металл и электрод находятся под напряжением, благодаря этому в газовом облаке возникает разряд, приводящий к возбуждению дуги. С ее помощью и происходит плавление металла и формирование шва.

Сварка полуавтоматом в защитной газовой среде

Есть несколько технологий полуавтоматической сварки, но метод с применением газа – один из самых популярных. Могут применяться различные газовые смеси, но самыми распространенными являются гелий, углекислота и аргон. Два первых вида газа характеризуются экономичностью и небольшими ценами. Благодаря этому они приобрели большую популярность в различных производственных областях.

Важно! Основным предназначением газовой смеси является защита зоны сварки от окисления, которое происходит в момент взаимодействия с кислородом. Именно этот факт в большей степени и влияет на прочность и качество шва.

В случае использования углекислоты перед сваркой необходимо предварительно зачистить поверхности от краски, различных загрязнений и ржавчины. Это можно сделать с помощью щетки по металлу и наждачной бумаги.

Существуют следующие виды швов, которые применяются при полуавтоматической сварке в среде защитных газов:

Сплошной шов. Сваривание происходит непрерывно за одно поступательное движение от начала до самого конца.
Прерывистый шов. Его чаще всего используют при сварке автоматом и применяют для соединения тонколистовых металлов. В момент сварки подаются электрические импульсы, сгенерированные оборудованием. При замыкании происходит расплавление металла и соединение между собой заготовок.
Точечное сваривание. Методика подразумевает выполнение сварочного шва в виде точек, расположенных друг от друга на определенном расстоянии по всей длине свариваемого участка.

Для сварки полуавтоматом с использованием углекислого газа нередко применяют режим переменного тока. Для этого перед началом процесса предварительно выполняют перенастройку полуавтомата с учетом свойств металла, предназначенного для сваривания.

Применение полуавтоматической сварки без газа

В наши дни наиболее популярной и перспективной становится сварка без применения газа.

Такая технология с применением полуавтоматической сварки осуществляется при помощи флюса, или сварочной порошковой проволоки, как ее еще называют профессионалы.

Флюсовая проволока представляет собой стальную трубку с находящимся внутри специальным порошком – сварочным флюсом, похожим по свойствам на обычное электродное покрытие. Флюс, представляющий собой зернистое сыпучее вещество, значительно улучшает процесс сварки и качество сварного шва.

При воздействии на флюсовую проволоку высокой температуры происходит сгорание флюса, благодаря чему в месте сварки возникает защитное газовое облако.При обычной электродной сварке происходит очень похожий процесс.

Большое преимущество такого метода заключается в том, что не надо переносить с собой с места на место газовые баллоны, при этом всегда есть большое многообразие материалов с разными химическими составами, с помощью которых можно обеспечить необходимые свойства дуги и изменить параметры шва.

Во время сварки полуавтоматом, так же как и при применении обычного электродного способа, происходит попадание шлака от сгоревшего флюса в сварочную зону. Поэтому для герметизации сварочной поверхности необходимо поверх выполненного шва сделать несколько дополнительных.

Флюсовая проволока не обладает достаточной жесткостью, поэтому ее подачу к зоне нанесения шва необходимо производить с небольшими усилиями, чтобы не допустить изгиба шланга полуавтоматической сварки.

Необходимо учитывать, что порошковая проволока не может полностью заменить защитный газ. Качество произведенных швов будет хуже, так как свойства порошковой проволоки и газа различны. Такая проволока удобна для применения сварки в труднодоступных местах, к примеру, при работе на высоте. При возможности транспортировки сварочного баллона лучше использовать сварку с применением газа.

Применение полуавтоматической сварки для цветных металлов

Без точного исполнения требований технических условий и правильного подбора материалов и оборудования произвести качественную сварку цветных металлов или их сплавов довольно сложно.

1. Медь и ее сплавы.

При применении полуавтоматической сварки меди и ее сплавов (бронзы и латуни) на процесс оказывают сильное влияние завышенные показатели таких параметров, как:

тепловое расширение;
взаимодействие с водородом;
коэффициент теплопроводности.

Эти качества могут ухудшить прочность шва и прилегающей к нему области, а также привести к повышенной текучести металла и появлению трещин от его перегревания. Поэтому при полуавтоматической сварке меди и ее сплавов лучше всего применять сварочную проволоку с высоким содержанием вольфрама. Это значительно понизит испарение олова и обеспечит сохранность химического состава и физических свойств металла.

2. Алюминиевые и магниевые сплавы.

На поверхности изделий из таких сплавов присутствует слой тугоплавких окислов, препятствующих расплавленному составу в сварочной ванне смешиваться с основной структурой металла. Часть такого трудноудаляемого слоя, представляющего собой шлаковые включения, может проникнуть в область шва, тем самым снизив его качественные характеристики.

Применение тока обратной полярности позволяет осуществить катодную зачистку деталей в зоне электрической дуги. Но такой прием удаляет слой окислов небольшой толщины. Именно поэтому необходимо перед сваркой пленку окислов с поверхности детали удалить при помощи зачистки или кислотного воздействия. Аналогичную операцию следует произвести и с поверхностью сварочной проволоки.

Для сплавов АКВ, АК6, АВ рекомендуется применять сварочную проволоку, включающую в состав около 5 % кремния, так как они предрасположены к возникновению горячих трещин в процессе сварки.

Сварку проводят с применением чистого аргона или при его сочетании с гелием.

Полуавтоматическая сварка при работе с нержавеющей сталью

Такую сварку производят в защитной среде аргона из-за высокой химической активности нержавеющих сталей при высоких температурах и в расплавленном состоянии.

Пониженная теплопроводность и электропроводность, а также повышенная литейная усадка нержавеющих сталей приводят к необходимости применения особых режимов сварки.

Сварку нержавейки производят проволокой полного сечения из высоколегированной стали, которая должна быть по составу аналогична материалу заготовки. При производстве ответственных деталей применяют проволоку из вольфрама.

Порошковую проволоку тоже можно применять при сварке нержавейки, но в этом случае без подачи защитного газа из баллона.

Функцию защитной атмосферы обеспечит углекислый газ либо аргон.

В некоторых случаях для снижения стоимости работ пользуются ацетиленом, но он является взрывоопасным, с ним работать могут только опытные сварщики.

Применение при полуавтоматической сварке порошковой проволоки позволяет производить процесс без газа, но при использовании такого метода требуется исполнитель высокой квалификации, кроме того, данный способ не рекомендуют использовать для сварки ответственных деталей.

При применении полуавтоматической сварки для нержавеющих сталей необходимо соблюдать следующие условия:

Применять обратную полярность.
Следить, чтобы вылет сварочной проволоки не превышал 1 см.
Контролировать расход газа, который должен быть в диапазоне от 6 до12 м 3 /мин.
Использовать медный купорос в качестве осушителя.
Применять меловой раствор для предотвращения разбрызгивания.
Движение горелки производить плавно.
Выдерживать отступ не менее 5 см от края детали.

Подготовка поверхности металла:

С помощью щетки по металлу произвести зачистку свариваемых кромок и прилегающих к ним зон от различных загрязнений.
Произвести обезжиривание поверхностей с помощью уайт-спирита или специального растворителя.
Специальным средством обработать поверхность от прилипания брызг металла при сварке. Это позволит сократить до минимума время на зачистку после завершения операции.
Отрегулировать сварочный зазор, чтобы компенсировать усадку.

Чтобы исключить перегревание места соединения, выбирают параметры рабочего тока на 15–20 % ниже тех значений, которые используются при сварке простых конструкционных сталей. Это связано с низкой теплопроводностью нержавеющих сталей.

Помимо этого, необходимо обеспечивать минимальные сварочные зазоры, достаточные для компенсации литейной усадки.

Эффективное применение полуавтоматической сварки

Необходимо следить, чтобы подача сварочной проволоки в зону дуги происходила именно с той скоростью, которая требуется для данного процесса. Это обеспечит стабильность сварки. При любом прерывании подачи проволоки произойдет обрывание дуги, что приведет к снижению качества шва и другим, еще более негативным последствиям, таким как прожог шва, оплавление наконечника электрода и другие дефекты и отказы работы оборудования.

Для гарантии качественной подачи перед работой необходимо проверить состояние ведущих роликов: на подающем должна присутствовать V-образная канавка, ширина которой обязана совпадать с диаметром проволоки. Необходимо убедиться в отсутствии износа и визуально проверить состояние ее поверхностей.

Часто при плохой подаче сварщики производят зажим ведущих роликов, но это приводит только к еще большему ухудшению подачи, а, возможно, и к деформации проволоки и к порче направляющего канала горелки.

В процессе сварки проволока проходит через горелку по направляющему каналу, который со временем загрязняется и изнашивается. По этой причине сопротивление подачи электрода возрастает, что может привести к полной остановке движения сварочной проволоки.

Чтобы этого избежать, необходимо следить за такими изменениями, а при смене направляющего канала следует быть особо внимательным, так как при несоответствии внешнего и внутренних диаметров или длины может появиться серьезное нарушение подачи. Иначе говоря, если не учитывать такие моменты, то весь смысл замены приведет к «нулевым» результатам и хорошего качества сварки не добиться.

Чтобы преждевременный износ направляющего канала и загрязнение проволоки происходили намного реже, следует выбирать модели полуавтоматических установок с закрытым механизмом подачи. При таком подходе проволока будет намного лучше защищена от попадания влаги, пыли, окислений и т. д.

Необходимо упомянуть и про контактный наконечник горелки, предназначенный для подачи сварочного тока к электроду. Для выполнения сварки высокого качества необходимо использовать проволоку без всяких дефектов, а также следить за ее надежным контактом с наконечником и его степенью износа, при необходимости своевременно производить замену.

Подобные, на первый взгляд, мелочи, могут очень сильно отразиться на качестве сварного соединения, применяемого при автоматической сварке. Поддержание оборудования в хорошем состоянии станет залогом получения качественных деталей, а при плохом уходе будут постоянно возникать какие-нибудь неисправности и бракованные изделия.

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.

Читайте также: