Сварка тонкого алюминия полуавтоматом

Обновлено: 09.01.2025

Полуавтоматическая сварка алюминия MIG/MAG в среде защитных газов – это один из методов обработки цветных металлов с применением специальной присадочной сварочной проволоки. Для обеспечения защиты сварочного шва алюминия от воздействия кислорода (окисления) применяется инертный газ, преимущественно смесь или чистый аргон. Сварщик вручную перемещает горелку, через которую автоматически подается присадочная проволока и защитный газ с заданной скоростью и требуемым давлением.

Полуавтоматическая сварка изделий из алюминия без подачи защитного газа не рекомендуется по следующим причинам:

увеличивается разбрызгивание металла;
наблюдается плохое отделение застывшего шлака;
понижается прочность шва;
увеличивается пористость шва.

Сварка алюминия существенно отличается от сварки обычной стали, так как алюминиевые заготовки обладают высокой теплопроводностью. По этой причине рекомендуется предварительный прогрев заготовок и увеличенная скорость подачи присадочного материала. Как правило, сварка алюминия полуавтоматом применяется в мелкой и крупной производственной и промышленной сфере, при работах на судоремонтных и строительных предприятиях, в авиационной, пищевой и химической отраслях, в мастерских, сервисных станциях и т.д.

Сварка алюминия MIG/MAG требует:

профессионального оборудования и расходных материалов;
качественной присадочной проволоки;
высокой квалификации сварщика;
качественного инертного газа или смеси.

При наличии всех вышеперечисленных факторов достигается высокое качество сварочного соединения алюминиевых заготовок методом сварки MIG/MAG.

Отличительные особенности сварки MIG/MAG от TIG

Алюминий относится к цветным металлам, отличается высокой температурой плавления за счет наличия на его поверхности тугоплавкой оксидной пленки. При этом изделия из алюминия при нагреве не меняют свой цвет.

Процесс сварки алюминия MIG/MAG и TIG имеет свои существенные отличия:

При сварке полуавтоматом применяется присадочная плавящаяся проволока, в то время как при аргонодуговой сварке используют присадочные прутки.
В полуавтомате сварочная дуга образуется между сварочной проволокой и обрабатываемым металлом, а в ТИГ-инверторах между вольфрамовым электродом и свариваемым металлом.
Полуавтоматическая сварка MIG/MAG является более производительной, чем ручная TIG-сварка.
Полуавтоматическую сварку MIG/MAG проще освоить начинающим сварщикам, чем аргонодуговую сварку TIG.
Режим «Double pulse» (Двойной пульс) в полуавтомате. Во время сварочного цикла происходит наложение импульсов с двумя величинами тока на импульсный ток дуги. В период высокого импульса сварочная капля «вгоняется» в зону шва, а в низкий период охлаждается заготовка, исключая наплывы и подтеки. В результате обеспечивается точный контроль над сварочным циклом, тепловложением. Формируется красивый «чешуйчатый» шов с глубоким проваром, как при более трудоемком режиме TIG-сварки.
Сварка алюминия методом TIG в несколько раз медленнее, чем сварка полуавтоматом.
При аргонодуговой сварке обеспечивается более прочное сварочное соединение, поэтому ее используют для всех ответственных участков и задач – трубопроводов высокого давления, соединительных элементов (муфты, переходники) с высокой нагрузочной способностью, сварка сталей марки 40Х и т.д.

Современные полуавтоматы могут работать в нескольких режимах и с разными настройками, иметь классический режим сварки, импульсный, «двойной пульс» и т.д. Наличие этих функций помогает добиться более качественного провара алюминия, быстрого пробития на поверхности заготовок оксидной пленки. Например, при импульсном режиме каждая отдельная капля присадочного материала будет вдавливаться (вбиваться) в поверхность металла. В итоге мы получаем качественный провар, высокую прочность шва, сниженное разбрызгивание и более однородную структуру сварочного соединения.

Преимущества и особенности

Полуавтоматическая сварка MIG/MAG алюминия в среде защитных газов имеет ряд особенностей и достоинств:

Более простой процесс сварки, чем режим аргонодуговой TIG. Для работы полуавтоматом не нужно много опыта и высокой квалификации, как при режиме TIG-сварки алюминия.
Большая скорость сварки по сравнению с режимом TIG-сварки – до 3-х раз выше производительность.
Импульсный режим сварки для работы с алюминием играет важную роль для повышения качества сварки, прочности шва и более эффективной работы.
Применение качественного присадочного материала повышает стабильность сварочного цикла, улучшает качество шва и глубину провара.
При сварке алюминия полуавтоматом увеличивается расход присадочного материала до 20%, по сравнению со сваркой черных металлов.
Более высокая температура плавления алюминия в сравнении с черными металлами за счет наличия оксидной пленки на его поверхности.

Требования к оборудованию и расходным материалам

Перед началом работ по сварке алюминия полуавтоматом следует внимательно изучить не только настройку самого инверторного аппарата, но и требования и рекомендации к выбору расходных материалов самого оборудования:

Сечение присадочной проволоки должно быть меньше диаметра наконечника. В результате нагрева алюминиевая проволока будет расширяться.
Подающий механизм должен оснащаться 4-мя отдельными роликами, так как алюминиевый присадочный материал довольно мягкий и легко деформируется в случае возникновении излишнего сопротивления. Ролик должен быть гладким, иметь U-образную форму без насечек.
В качестве защитного газа настоятельно рекомендуется применять чистый аргон для достижения высокого качества шва и чистой сварки.
Внутри сварочной горелки применяют специальный тефлоновый канал, который снижает трение алюминиевого присадочного материала.
MIG/MAG-сварка алюминия и его сплавов применяется преимущественно для соединения заготовок толщиной свыше 3 миллиметров.
Рекомендуется применять формирующую подкладку с канавкой.

Выбираем полуавтомат

аппараты бытового уровня;
инверторы среднего уровня (с импульсным режимом);
профессиональные и промышленные модели (с импульсным режимом, водяным охлаждением и высоким ПВ).

Полуавтоматические инверторы MIG/MAG для сварки алюминия должны иметь импульсный режим. Данная функция применяется для пробития оксидной пленки на поверхности заготовок, снижает вероятность прожига и перегрев алюминия. Наличие в инверторе режима «Double pulse» позволяет добиться более качественного глубокого провара, красивой чешуйчатой формы шва и увеличенной прочности соединения.

О сварке аргоном алюминия для начинающих

Значит купил я себе вот такой аппарат, давно мечтал, откладывал в дальний ящик, ну когда нибуть…очень хочу. Тут звезды видно сошлись на небе и деньги были и аппарат подвернулся, еще и раздумывал стоит ли так опускать свой бюджет, но где-то внутренее я говорило "-Бери!"

Процитирую множество пользователей сварочных форумов.Типичный китаец.)))

Расскажу в своей заметке о сварке алюминия и советы для начинающего аргонщика от такого же как и вы, профессионалов полно на ютубе их всегда найдете легко)))

Первая проблема с которой я столкнулся (имея опыт в сварке) аппарат варит все, но не алюминий, или если варит то не так как у других.
Есть у меня такая книга "Сварка и резка металлов" Все в ней описано просто и понятно без всяких тайн.

Книга старая 1975г. но все виды сварки описаны, и мало что изменилось с тех времен, сейчас она не менее актуальна.
Я долго пытался разобраться и понять почему же я немогу сварить алюминий, пересмотрел кучу видео и прочитал много постов на форумах, а ничего не помогало. Все оказалось простосто. Плохой аргон или аргон не соответствующий заявленному.
Первый балон с аргоном я купил за 2 тр заправленный у бывшего сварщика, который провалялся в гараже ндцать лет. Когда вы варите алюминий плохим аргоном -первое что происходит это кромки не свариваются, не разрушается оксидная пленка и они не смыкаются, присадка скатывается в шарик покрытый оксидом и не сплавляется с основным металлом.
Второй баллон я купил в шарашкиной конторе, которая не завод, но оборудование по заправке имеет .углекислоты, кислорода и аргона и покупает его в цистернах, баках и разливает его в несамых лучших условиях с несамыми лучшими рабочими. И имеет документы на газы, в частности аргон 99,993.
Буру у них углекислоту и проблем не испытывал.
Но с аргоном все оказалось чуть лучше. Но сварка оказалась не айс, с переменным успехом .
Следующий баллон аргона был куплен уже не в шарашкиной конторе, просто потому что у них не было, а у поставщика с Краснодарского завода. Сомневаюсь что в промежутке между заменой аргона, я научился варить алюминий))) Но это просто земля и небо.

Вообщем вывод такой покупать аргон у проверенных поставщиков, потому как документы о 99,993 могут быть у любого а по факту с нарушением технологии заправляют…

Следующая проблема при сварке алюминия это проблема выбора тока!
Сначало вы в валиваете в деталь за сотню ампер и сварочная ванна еле еле появляется, а потом от этого тока деталь просто вся плывет. Алюминий коварный и теплоемкий . Лучше предварительно прогревать деталь до 200-300 градусов феном. И есть такое интересное правило если сварочная ванна не появляется спустя 2-4 секунды после зажигания дуги то тока мало. А вообще педалька рулит при сварке алюминия.

Дальше -выбор электродов
Для алюминия берите 2.4мм 3.2мм, ну просто потому, что все остальные быстро сгорают в виду коварности алюминия, с начало вы вваливаете за 100 ампер, а через несколько минут уже комфортно варите эту же деталь на 60-70 амперах. Тут 1.6 и меньше образуют огромный шарик на кончике электрода, и дуга будет плясать.

Подготовка металла перед сваркой. Алюминий просто необходимо готовить для сварки, удалить толстую накопившуюся оксидную пленку которая разобьется в процессе сварки и сварочный шов будет иметь вкрапления этой пленки это будет хорошо видно.
Оксидную пленку удаляем механически с остальными загрязнениями. Я удаляю борфрезами.
В случае тонкого металла, типа радиаторов и тп подходит травление . это химический способ разрушить оксидную пленку.
Вот выдержка из книги

Технология сварки алюминия полуавтоматом своими руками

Алюминий широко используется в самых различных сферах промышленности, а поэтому будет не лишним знать, [как проводится сварка алюминия полуавтоматом], и какая должна для этого использоваться технология.

Популярность алюминия можно объяснить сразу несколькими факторами.

В первую очередь, этот металл имеет достаточно высокие эксплуатационные свойства и сравнительно небольшой вес.

Во-вторых, он обладает высокой надежностью, а изделия из него получаются прочными и долговечными.

Между тем алюминий относится к тем материалам, которые сложно поддаются различным видам обработки, в том числе и при необходимости выполнить сварное соединение.

Этот металл имеет некоторые свои характерные особенности, которые необходимо обязательно учитывать при выполнении какой-либо его обработки.

Сварка алюминия производится исключительно полуавтоматом, при этом может выполняться либо с использованием газа аргона, либо без него.

Сам процесс сварки этого металла полуавтоматом достаточно сложный, а технология выполнения работ требует определенных навыков и умения.

В этом случае для сварки используется специальная проволока и аппарат импульсной сварки.

Кроме этого, если сварка производится в аргоне, то дополнительно необходимо иметь соответствующее оборудование для подачи газа. Для того чтобы самостоятельно выполнить сварку алюминия, необходимо постараться освоить процесс выполнения работ, хорошо изучить технологию и знать особенности самого материала.

Особенности сварки алюминия полуавтоматом

Легкий металл относится к плохо свариваемым из-за оксида, образующегося на поверхности под воздействием воздуха. С деталей необходимо предварительно счищать оксидную пленку, она, в зависимости от сплава, прогорает при +2050 – +2200°С, а температура плавления алюминия всего +660°С.

У алюминиевых сплавов высокая теплопроводность: детали быстро прогреваются при нагреве и сразу остывают, как только исчезает источник тепла. При термообработке в алюминиевых заготовках возникают внутренние напряжения, из-за них на шве появляются трещины.

Решая, как заварить алюминий полуавтоматом, необходимо предусмотреть предварительный прогрев заготовок газовой горелкой до +150 – +190°С. Специалисты используют подкладки, отводящие тепло, они не дают алюминию сильно прогреваться и быстро остывать. Важно придерживаться режима сварки, чтобы не прожечь тонкие детали.

Подготовка свариваемых поверхностей

Чистка алюминия перед сваркой является залогом успешного соединения деталей. Для того, чтобы удалить окислы алюминия, можно пользоваться щетками из нержавеющей стали или растворителями и реактивами для травления.

Правила очистки металла:

Не пользоваться щеткой, которая использовалась для очистки каких-либо сталей, например нержавеющей или углеродистой.
Не следует сильно надавливать на щетку — при сильном надавливании окислы проникают в заготовку.
Очистка металлической щеткой из нержавеющей стали осуществляется только в одном направлении;
При использовании травящих жидкостей следует позаботиться об их удалении с поверхности заготовки перед сваркой с помощью ацетона или растворителя.

Зачистка алюминия перед сваркой

Какой полуавтомат подойдет для сварки алюминия

Производители предлагают бытовое и сварочное оборудование в большом ассортименте. Есть компактные модели, генерирующие ток различных параметров.

Функционал

При выборе сварочного полуавтомата для сварки алюминия в частную мастерскую, автосервис, лучше выбирать устройства с функцией TIG, вырабатывающие импульсный ток высокой частоты. Они оснащены режимом «PULSE». Работа на них снижает риск прожогов, поддерживается стабильная короткая дуга. С инверторами TIG без импульсного блока работа идет в три раза медленнее, но качество соединения тоже будет высоким.

Простенькие инверторы с функциями MIG/MAG применяют для бытовых целей, к ним можно подключать аргон и углекислый газ. С такими инверторами сложно сделать качественное соединение, они рассчитаны на невысокие токи. За дополнительные функции платить не стоит. Чем сложнее будет оборудование, тем больше риск поломки.

Особые свойства

Основная особенность металла — возникновение на его поверхности слоя оксида, обладающего высокой температурой плавления, втрое большей, чем у самого металла. Если этот слой не удалить механической или химической зачисткой, сварить заготовки будет невозможно.

Оксидный слой образуется в виде пленки и на поверхности расплава, поэтому сварочную ванну нужно защищать от контакта с воздухом.

Еще одна особенность алюминия — его высокая теплопроводность. Для полноценного проплавления приходится использовать большие сварочные токи, это повышает риск прожога. Перед свариванием толстостенных заготовок их следует подогреть.

Настройка сварочного полуавтомата

Для работы полуавтомата по алюминию не существует универсальных настроек. Сварщики ориентируются на толщину заготовки. В быту чаще варят 2-мм алюминий, для этого выставляют рабочее напряжение 15 В, ток в зависимости от состава легирующих добавок, регулируют в диапазоне от 100 до 150 ампер. Скорость подачи проволоки регулируют, исходя из личного опыта сварки. Это усредненные настройки, они корректируются по ходу работы. MIG сварка алюминия проводится с обратной полярностью: на заготовку выводят минусовую клемму, на подающий мундштук – плюсовую.

Как использовать?

Следует обеспечить следующие параметры и характеристики:

Проволока

Выбирая алюминиевую проволоку для сварки полуавтоматом, необходимо учитывать такие моменты, как:

химический состав должен быть близок к составу материала заготовок, это обеспечит близкие температуры плавления;
диаметр от 0,8 до 1,6 мм.

Так, для сплавов с долей кремния менее 5% используют марку ER4043 и ER5356

Рабочие режимы для сплавов с низким содержанием кремния.

Горелка

Шланг должен иметь тефлоновый тракт подачи проволоки и длину не более 3 метров.

Наконечник подбирается с запасом до +0,4 мм относительно диаметра проволоки.

При работе токами сильнее 200А потребуется система водяного охлаждения горелки.

Механизм подачи проволоки

Чтобы мягкая алюминиевая проволока не заламывалась и не застревала, следует использовать систему подачи с четырьмя роликами. Профиль роликов должен быть U образный. Механизм нуждается в тонкой регулировке силы натяжения и прижима после каждой смены диаметра проволоки.

Положение газовой горелки

При сварке аргоном сварочным полуавтоматом горелка должна быть наклонена на 10-20о. Зазор между соплом и заготовкой нужно поддерживать в районе 10-15 мм, если отвести горелку дальше, вырастет расход аргона. Ведут горелку справа налево, или движением руки «от себя», от ванны. Это позволяет очищать поверхность шва и снижать загрязнение его шлаками.

Скорость ведения

Алюминий следует сваривать быстрым движением горелки, высокотемпературной электродугой. Это позволяет избежать прожогов при высоких значениях рабочего тока, необходимого для прогрева детали.

Выпуклые швы

Соединение алюминиевых заготовок подвержено риску образования трещин из-за высокого коэффициента расширения материала. Если на шве образовался кратер, он служит точной концентрации напряжений и началом для трещин. Образующиеся в ходе сварки кратеры необходимо заваривать до образования выпуклости, усиливающей шов. Для этого следует провести горелку в обратном направлении, не гася дугу.

Меры предосторожности

При выполнении работ следует соблюдать следующие меры безопасности:

использовать средства индивидуальной защиты от брызг металла и ультрафиолетового излучения сварочной дуги: плотную несгораемую одежду и обувь, маску сварщика с адаптивным светофильтром, спилковые краги;
защищать органы дыхания респиратором либо индивидуальным дыхательным аппаратом с подачей чистого воздуха из баллона или от магистрали;
перед началом работы проверять исправность оборудования, отсутствие механических повреждений, нарушения изоляции и утечки газа.

Возможные сложности

К сложностям, с которыми можно столкнуться при сварке алюминия, относятся:

недостаточный прогрев толстостенных заготовок, ведущий к неполному проплавлению кромок;
образование оксидного слоя при некачественной или преждевременной зачистке;
возникновение трещин из-за перегрева заготовки и последующей усадки;
сложность определения температуры заготовки «на глаз», поскольку алюминий не меняет цвет при нагреве;

Опытные сварщики дают один общий совет: точное соблюдение режимов сварки и технологических требований поможет избежать этих проблем.

Технология сварки

В домашних условиях заготовки варят бытовым полуавтоматом постоянным током обратной полярности. Своими руками можно сделать вполне приличный шов, если соблюдать технологию:

Сначала нужно подготовить оборудование. Подбирают наконечник под полуавтомат для сварки алюминия. Он должен быть на несколько мм больше размера проволоки.
Детали в рабочей зоне зачищают до блеска, используя шлифовальную машинку или металлическую щетку.
Выбирают режим работы с учетом толщины заготовки, сплава. Можно использовать настроечные таблицы, оговоренные ГОСТ.
Подачу защитного газа включают за несколько секунд до розжига дуги, чтобы образовалось защитное облако газа.
Разжигают дугу, поддерживая расстояние между ванной расплава и насадкой не более 15 мм, минимальный зазор – 1 см.
Скорость подачи присадки регулируют постепенно, сразу на максимум не устанавливают, следят, чтобы металл хорошо проваривался.
Дугу ведут ровно, формируя равномерный наплавочный валик.
В конце работы дугу сначала плавно отводят в сторону, только после этого отключают ток. Подачу защитного газа не прекращают в течение 10-20 секунд, пока остывает рабочая зона. Она предохраняет расплавленный металл от воздействия кислорода.

Задачи сварщика при работе

Сварщику придется решать одновременно ряд задач:

пробить оксидный слой импульсным разрядом;
поддерживать протяженность электродуги в пределах 12-15мм;
учитывать высокую степень расширения алюминия при нагреве.

Чтобы при остывании и усадке заготовки не деформировались и не появлялись дефекты, начинать шов надо сильным током, разрушающем оксидный слой, а завершать – плавно снижаемым, не допуская больших температурных перепадов.

Полезные советы

Чтобы качественно заварить металл полуавтоматом, стоит прислушаться к профессионалам:

Для очистки алюминия нежелательно использовать металлические щетки, которыми чистили другие металлы, лучше вязать новую, без посторонних включений. Лучше использовать химическую обработку металла кислотой с последующей промывкой.
При сварке алюминия полуавтоматом в аргоне на четырехтактном импульсном токе металл прогревается быстрее, в зоне расплава создается высокая температура. Снижается вероятность попадания остаточного слоя оксида в шов.
Снизить внутренние линейные напряжения можно, убавляя ток к финальному этапу сварки. Начинают работу, наоборот, на максимальном режиме, чтобы пробить оксидированный слой.
Работая полуавтоматом в среде углекислого газа, резких движений не делают, насадка должна расплавляться равномерно.
Когда используют защитную атмосферу, рабочую зону ограждают от сквозняков, чтобы порывы ветра не сносили в сторону газовое облако.
При работе необходимо соблюдать технику безопасности, использовать спецодежду, индивидуальные средства защиты, в том числе для органов дыхания, некоторые легирующие добавки оказывают на организм токсическое действие.

Полуавтоматическая сварка алюминия в домашних условиях требует определенных навыков. Новички могут сварить металл некачественно, тогда его будет корежить, шов растрескается. Перед тем, как браться за ответственные соединения, нужно «набить руку», научиться выдерживать оптимальное расстояние, выработать скоростной режим.

Основы техники безопасности

Обязательно следует использовать различные средства защиты дыхания, кожи и зрения. В частности, перед началом работ нужно надевать респиратор, защитную маску, специальную уплотненную одежду, которая будет предохранять поверхность кожи от попадания брызг расплавленного металла. В процессе проведения работ выделяется весьма едкий белый дым, который при попадании в органы дыхания становится причиной сильного кашля и головных болей.

Еще одним немаловажным фактором является сильное ультрафиолетовое излучение, которое возникает при проведении работ. Если не защитить от излучения кожу, буквально через несколько минут будет явно заметен так называемый эффект солярия.

Данная технология представляет собой идеальное решение в случае, если имеется необходимость наплавить металл либо заполнить значительный зазор. В промышленном производстве такая методика проведения сварки с использованием алюминия встречается чаще всего во многом благодаря тому, что она позволяет получить в конечном итоге очень большой объем выполненной работы, так как выполняется очень быстро. Если сварщик квалифицированный, то он будет выдавать превосходную продукцию.

Виды проволоки

Проволока для сварки алюминия полуавтоматом является присадочным материалом. Она, в процессе сварки, плавясь, входит в состав шва. Поэтому основное требование к ее выбору — должна по химическому составу приближаться к химическому составу материала, который будет свариваться. Также ее температура плавления должна быть или такой же, как свариваемые элементы или чуть ниже.

Алюминиевая сварочная проволока для полуавтомата выпускается производителями российскими и зарубежными Ø 0,8 ÷ 3,2 мм. Сварка алюминия проволокой осуществляется марками, указанными в таблице.

Марка по международной классификации	Отечественный аналог
ОК Autrod 1070 (18.01)	Св. — А85, Св.- А97, Св. — Амц
ОК Autrod 1450 (18.11)	Св. — 1201
ОК Autrod 4043 (18.04)	Св. – АК5, Св. – АК6
ОК Autrod 5183 (18.16)	Св. – АМг5
ОК Autrod 5356 (18.15)	Св. – АМг3

Проволока для сварки алюминия полуавтоматом по еще одной распространенной классификации EN ISO 18273 может иметь маркировку ER 4043, ER 5356. Это чаще всего используемые присадочные материалы для сварки литейных сплавов типа АД31, АД33и АД35, если им не нужна операция анодирования. Поставляется в бухтах или на кассетах разного веса.

Сварка алюминия полуавтоматом без газа ведется с применением порошковой проволоки, ее еще называют самозащитной. Имеет трубчатую конструкцию внутри которой находится порошкообразный наполнитель. Он одновременно выполняет несколько функций — раскисляет, легирует, защищает от вредного воздействия воздуха, формирует шов и т. д.

Выбор диаметра и марки самозащитной проволоки зависит от толщины изделий, которые будут свариваться и состава алюминиевого сплава.

Начало и окончание шва

При газоэлектрической сварке нередко приходится уделять особое внимание началу шва и его окончанию. В начале сварного шва всегда имеется участок выхода на стационарный режим сварки, где некоторые параметры свайки и сварного шва еще не достигли своего оптимального или расчетного значения, а значит, и качество сварного соединения не отвечает заданному. При окончании шва также есть участок, где незаверенный или плохо заваренный кратер представляет собой дефект, устранить который повторным переплавлением невозможно.

Следовательно, во всех случаях по возможности нужно предусматривать вывод начала и окончания шва за пределы сварного соединения на специальные технологические планки. Планки для начала и окончания шва приваривают к собранным под сварку деталям полуавтоматической или ручной сваркой. Они должны иметь ту же разделку, что и свариваемые детали. Зазор между планкой и деталью не должен превышать 0,3—0,5 мм. Если начало и окончание шва вывести за пределы сварного соединения невозможно (кольцевые и круговые швы; непредвиденные остановки), то необходимо заранее предусмотреть способы устранения дефектов в начале и в конце шва. При сварке неплавящимся электродом наиболее характерным дефектом начала шва являются вольфрамовые включения, образующиеся в момент возбуждения дуги. Поэтому целесообразно возбуждать дугу на металлической или графитовой пластине, а затем дугу переводить на стык, а пластину убирать.

Окончание сварки необходимо осуществлять так, чтобы избежать появления кратера. При ручной сварке это достигается постепенным увеличением скорости сварки при одновременном удлинении дуги до обрыва. Для заварки кратера при автоматической сварке неплавящимся электродом требуется, как правило, специальное устройство в схеме управления сварочным током. Известны, например, резисторные, тиратронные, тиристорные и другие схемы плавного уменьшения сварочного тока.

При сварке плавящимся электродом начало и окончание шва, не выведенные на технологические планки, должны быть удалены и повторно переплавлены.

Скорость потока защитного газа

Может значительно влиять на качество сварки. Скорость потока защитного газа должна строго соответствовать скорости подачи проволоки. Слишком медленный поток не даёт нормальной защиты от окисления, в то время как слишком высокая скорость потока защитного газа может создать завихрения, которые также помешают нормальной защите. Все отклонения ведут к пористости сварочного шва. Важно создать ровный поток воздуха, без завихрений. На это может влиять наличие застывших брызг на насадке.

Технология сварки полуавтоматом

Сварка MIG / MAG была изобретена в 1950‑х годах и основные принципы используются, в современных сварочных аппаратах по сей день. Она является самой универсальной и часто применяемой в кузовном ремонте. Когда речь идёт о полуавтоматической сварке, то, имеют ввиду, именно эту сварку. В отличие от других видов ручной сварки она отличается лёгкостью применения, при этом даёт качественный результат.

Более правильное и полное название этого вида сварки GMAW (Gas metal arc welding – электродуговая сварка металла в среде защитного газа), но чаще используют именно аббревиатуру MIG / MAG (Metal Inert Gas/ Metal Active Gas).

MIG /MAG-сварка – это электро-дуговая сварка, использующая постоянный ток ( DC ). В качестве электрода в этом виде сварке используется проволока, которая поступает в место сварки с определённой заданной скоростью. Обычно такая сварка используется вместе с защитным газом. MIG – полуавтоматическая сварка, где в качестве защитного газа используется инертный газ (аргон, гелий..), а MAG – полуавтоматическая сварка, где в качестве защитного газа используется активный газ ( CO2 и смеси).

Первоначально использовался только аргон для сварки всех металлов, что было дорого и недоступно. В дальнейшем стали применять двуокись углевода ( CO2 ) и смеси и этот вид сварки стал более доступным и получил широкое распространение.

MIG /MAG-сваркой можно сваривать различные виды металла: алюминий и его сплавы, углеродистую и низкоуглеродистую сталь и сплавы, никель, медь и магний.

Учитывая высокое качество сварки и лёгкость применения, она, в дополнение к этому, распространяет сравнительно небольшой нагрев зоны, вокруг места сварки.

Содержание статьи:

Принцип действия

Сварка MIG / MAG (Metal Inert Gas/ Metal Active Gas) осуществляется посредством электрической дуги, защищённой газом, образуемой между рабочей поверхностью и проволокой (электродом), которые автоматически поступают к месту сварки при нажатии на курок. Скорость подачи проволоки, напряжение сварки и количество газа устанавливаются заранее. Из-за того, что сварочная проволока автоматически поступает к месту сварки, а от сварщика зависят только манипуляции со сварочной горелкой, такой вид сварки часто и называют полуавтоматической.

При MIG /MAG-сварке очень важна настройка сварочного аппарата. При электродуговой сварке электродами и при сварке TIG настройки не так критичны. Также важна чистота металла перед началом сварки.

Конец проволоки должен выступать на определённое расстояние, иначе слишком длинная проволока-электрод не позволит защитному газу нормально действовать. Этот параметр мы рассмотрим ниже в этой статье.

Оборудование для сварки MIG / MAG

Сварочный аппарат MIG / MAG содержит генератор электрической дуги (трансформатор или инвертер), механизм подачи проволоки, кабель «массы» с зажимом, баллон для защитного газа.

Защитный газ

Основная задача защитного газа – защита расплавленного металла от атмосферного воздействия (кислород окисляет, а азот и влага из воздуха вызывают пористость шва) и обеспечить благоприятные условия зажигания сварочной дуги.

Тип защитного газа влияет на скорость плавления, проникновение сварочной дуги, на количество брызг при сварке, форму и механические свойства сварочного шва. Определённая смесь газов даёт существенный эффект стабильности электрической дуги и уменьшает количество брызг при сварке. Состав газа влияет на то, как расплавленный металл от проволоки передаётся к месту сварки.

Инертные газы и их смеси в качестве защитного газа ( MIG ) используются для сварки алюминия и цветных металлов. Обычно применяются аргон и гелий.

Активные газы и смеси ( MAG ) применяется для сварки сталей. Чаще всего это чистая двуокись углерода ( CO2 ), а также в смеси с аргоном.

Рассмотрим виды и смеси защитных газов подробнее:

Чистая двуокись углерода ( CO2 ) или двуокись углерода с аргоном, а также аргон в смеси с кислородом обычно используются, для сварки стали. Если использовать двуокись углерода ( CO2 ) в качестве защитного газа, то получите высокую скорость плавления, лучшую проникаемость дуги, широкий и выпуклый профиль сварочного шва. Когда используется чистая двуокись углерода, то происходит сложное взаимодействие сил вокруг расплавленных металлических капель на кончике насадки. Эти несбалансированные силы становятся причиной образования больших нестабильных капель, которые передаются в зону сварки случайными движениями. Это является причиной увеличения брызг вокруг сварочного шва. Также чистый карбон диоксид образует больше испарений.
Аргон, гелий и аргонно-гелиевая смесь используются при сварке цветных металлов и их сплавов. Эти смеси инертных газов дают более низкую скорость плавления, меньшее проникновение и более узкий сварочный шов. Аргон дешевле гелия и смеси гелия с аргоном, а также даёт меньшее количество брызг при сварке. В отличие от аргона, гелий даёт лучшее проникновение, более высокую скорость плавления и выпуклый профиль сварочного шва. Но когда используется гелий, сварочное напряжение возрастает при такой же длине сварочной дуги и расход защитного газа возрастает в сравнении с аргоном. Чистый аргон не подходит для сварки стали, так как дуга становится слишком нестабильной.
Универсальная смесь для углеродистой стали состоит из 75% аргона и 25% двуокиси углерода (может обозначаться 74/25 или C25 ). При использовании такого защитного газа образуется наименьшее количество брызг и уменьшается вероятность прожига насквозь тонких металлов.

Подготовка металла к сварке

Металл должен быть зачищен от краски и ржавчины. Даже остатки краски при сварке будут ухудшать качество и прочность сварочного соединения. Место под зажим для массы также должно быть зачищено.

Как держать сварочную горелку

Сварочной горелкой полуавтомата MIG / MAG можно управлять одной рукой, но использование двух рук облегчит контроль и увеличит аккуратность и качество сварочного шва. Смысл в том, чтобы одной рукой держать горелку и опираться ей на другую руку. Так можно легче контролировать расстояние от свариваемой поверхности и угол, а также делать горелкой нужные движения при формировании шва.

Чтобы работать двумя руками, необходимо использовать полноразмерную сварочную маску (лучше с автозатемнением), которая удерживается на голове и руки остаются свободными.

Движение сварочной горелкой во время сварки

Существует множество движений сварочной горелкой при формировании шва. Для металлов, имеющих толщину 1- 2 мм, можно применять волнисто-зигзагообразное движение, чтобы удостовериться, что электрическая дуга действует на оба свариваемых листа. Так можно получить прочный и герметичный шов. При таком движении электрическая дуга не успевает прожечь металл насквозь.

Прямой шов, без каких-либо движений в сторону можно применять на металлах, имеющих практически любую толщину, но здесь нужен определённый опыт, чтобы удостовериться, что сварочная дуга равномерно действует на оба свариваемых металла.
При сварке металлических деталей, имеющих толщину меньше 1мм, лучше использовать электродную проволоку меньшего диаметра, уменьшить параметры силы тока, а также скорость подачи проволоки. Нужно варить короткими импульсами, делая перерыв между ними в пределах 1 секунды, чтобы металл успевал охладиться. Короткий перерыв нужен, чтобы следующий сегмент сливался с предыдущим и получался монолитный герметичный шов.
При сварке длинного сегмента, во избежание перегрева металла и тепловой деформации, можно сваривать небольшими сегментами или точками с интервалами, поочерёдно, то с одного, то с другого конца свариваемого отрезка. Таким образом, можно проварить весь сегмент, без получения тепловой деформации листового металла.

Скорость сварки

Скорость сварки – это скорость, с которой электрическая дуга проходит вдоль места сварки. Она контролируется сварщиком.

Скорость движения сварочной горелки должна контролироваться сварщиком и соответствовать скорости подачи проволоки и напряжению электрической арки, выбранных, в соответствии с толщиной свариваемого металла и формы шва.

Важно добиться правильной скорости сварки. Слишком высокая скорость может вызвать слишком много брызг расплавленного металла. Защитный газ может остаться в быстро застывающем расплавленном металле, образуя поры. Слишком медленная скорость сварки может стать причиной излишнего проникновения сварочной дуги в свариваемый металл.

Скорость движения сварочной горелки влияет на форму и качество сварочного шва. Многие опытные сварщики определяют с какой скоростью нужно двигать сварочную горелку, глядя на толщину и ширину шва в процессе сварки.

Угол сварочной горелки во время сварки

Сварка MIG / MAG может сваривать разные детали под разными углами, поэтому не существует универсального угла, который нужно соблюдать при сварке. При сварке деталей, лежащих в одной плоскости идеальным будет угол в 15–20 градусов (от вертикального положения). При сварке двух деталей под углом удобнее держать горелку под углом 45 градусов. Практикуясь, можно для себя определить наиболее удобный угол в конкретной ситуации.

Сварочное напряжение (длина электрической дуги)

Длина дуги одна из самых важных переменных в сварке MIG / MAG , которую нужно контролировать. Нормальное напряжение сварочной дуги в двуокиси углерода ( CO2 ) и гелии (He) намного выше, чем в Ароне (Ar). Напряжение дуги влияет на проникновение, прочность и ширину шва.

С увеличением напряжения электрической дуги, шов становится более плоским и широким и до определённых пределов увеличивается проникновение. Низкое напряжение даёт более узкий и выпуклый шов и уменьшается проникновение.

Слишком большое и слишком маленькое напряжение вызывает нестабильность дуги. Избыточное напряжение является причиной образования брызг и пористости шва.

Сварочная проволока

Сварочная проволока служит присадочным материалом. При сварке проволока поступает к месту шва и расплавляется вместе с кромками металлов, заполняя шов. У неё должен быть химический состав, схожий с составом свариваемых материалов. К примеру, содержание углерода, от которого зависит пластичность шва.

Температура плавления электродной проволоки должна быть чуть ниже или такой же, как металлов, которые свариваются. Если проволока будет плавиться позже, чем свариваемый металл, то увеличивается вероятность прожжения металла насквозь.

Для сварки алюминия и его сплавов применяется проволока из чистого алюминия или с примесью магния и кремния.

Диаметр сварочной проволоки

Диаметр сварочной проволоки влияет на размер шва, глубину проникновения сварочной дуги, прочность шва и на скорость сварки.

Больший диаметр электрода (проволоки) создаёт шов с меньшим проникновением, но более широкий. Выбор диаметра проволоки зависит от толщины свариваемого металла и положения свариваемых деталей.

В большинстве случаев маленький диаметр проволоки подходит для тонкого металла и для сварки в вертикальном положении.

Проволока большего диаметра желательна для более толстого металла. Ей нужно работать с уменьшенной скоростью подачи проволоки, из-за более низкого проникновения.

Длина выхода сварочной проволоки

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

Этот сегмент проволоки проводит сварочный ток. Таким образом, увеличение длины этого сегмента увеличивает электрическое сопротивление и температуру этого отрезка проволоки. Чем больше выступает проволока, тем меньше будет электрическая дуга. При длинном выходе проволоки из наконечника получается узкий шов, низкое проникновение и повышенная толщина шва.

При уменьшении длины выхода отрезка сварочной проволоки даёт противоположный эффект. Увеличивается проникновение сварочной дуги, получается более широкий и тонкий шов.

Типичная длина выхода сварочной проволоки варьируется от 6 до 13 мм.

При использовании порошковой проволоки без газа длина выхода сварочной проволоки должна быть больше, чем с газом (30 – 45 мм).

Cварка самозащитной проволокой без газа

Порошковая самозащитная проволока, которую также называют флюсовой имеет сердечник, содержащий в себе все необходимые присадки для защиты шва и сварочной дуги в процессе сварки без газа.

Такая проволока содержит компоненты, образующие газ во время сварки, антиокислители, очистители, а также присадки, улучшающие электрическую дугу. Таким образом, при возникновении дуги образуется газ, который защищает расплавленный металл, а также специальные компоненты образуют подобие шлака поверх металла во время остывания, который защищает его во время затвердевания.

Такую проволоку удобно использовать, когда сварочный аппарат нужен не часто. Преимуществом является лучшая мобильность оборудования (не требуется баллон с газом) и возможность использования на улице (даже в ветреную погоду, ввиду отсутствия притока защитного газа).

При сварке самозащитной проволокой образуется много дыма и испарений и сложно визуально контролировать процесс сварки. Сварочный флюс, который остаётся поверх готового шва, не проводит электричества, поэтому после охлаждения, чтобы сваривать поверх готового шва, его необходимо сначала зачистить.

При помощи порошковой проволоки можно сваривать более толстый металл, чем при помощи проволоки, используемой с газом.

Сварка при помощи этого типа проволоки «прощает» недостаточно хорошо подготовленную поверхность.

Полярность при сварке без газа

Полярность – это направление потока электричества в цепи сварочного аппарата.

При прямой полярности электрод (проволока) – это минус, а свариваемый металл (заземление) – это плюс. При обратной полярности электрод – плюс, а свариваемый металл – минус.

Для сварки при помощи порошковой проволоки используется прямая полярность (проволока – минус, заземление — плюс).

При сварке с газом – электрод (+), масса (-).

Полярность, с которой будет нормально работать порошковая проволока, зависит от её состава. Бывают и такие, которые будут нормально сваривать с любой полярностью.

В большинстве случаев, при сварке без газа сварочный аппарат должен быть настроен с позитивным заземлением и негативным электродом. Это даст больше мощности для плавления порошковой проволоки.

Звук правильной сварки полуавтоматом

При обучении сварки MIG / MAG , важно слушать звуки, издаваемые при сварке и, конечно же, контролировать процесс сварки визуально (через затемнённую маску). При правильной сварке полуавтоматом издаётся звук, напоминающий жарку мяса на сковороде. Этот «шипяще-жужжащий» звук говорит о хорошем балансе между скоростью подачи проволоки, подаче газа и настройками напряжения. Застывшие брызги на насадке или наконечнике сварочной горелки ухудшают поток защитного газа, плохой контакт зажима массы, плохо очищенная область сварки, всё это может ухудшать формирование сварочной дуги, и будет отражаться на звуке сварки. Также можете прочитать статью “как настроить сварочный полуавтомат” для большего понимания правильной настройки аппарата перед сваркой.

Как варить алюминий полуавтоматом для начинающих

При ответственном ремонте алюминиевых деталей, монтаже каркасов из профиля электродами не сделать надежных соединений. При сварке алюминия полуавтоматом швы получаются качественные. Можно варить легкий металл электродуговой сваркой в среде аргона или углекислого газа с использованием специальных тугоплавких электродов и присадочной проволоки, но сварка полуавтоматом – наиболее эффективный и надежный метод обработки алюминиевых сплавов.

Если проводят сварку алюминия полуавтоматом без газа, применяют защитные флюсы или используют специальную многокомпонентную порошковую проволоку, которая при нагревании создает газовое облако, препятствующее окислению.

Мощность

Толстый алюминий варят на высоких токах, поэтому для профессиональной работы лучше выбирать трехфазный сварочный аппарат на 380 В. Бытовые подключаются к стандартной сети 220 В, удобны полуавтоматы с двумя входами.

Технические характеристики

Длина шланга для подачи присадочной проволоки не должна превышать 3 метра, мягкая присадка в длинном шланге будет перегибаться, металл легко поддается деформации. Силу трения минимизирует тефлон, обычный канал меняют на тефлоновый. Для сварки алюминия лучше выбирать полуавтоматы с 4-х роликовым механизмом подачи проволоки, канавки должны быть U-образными. Такой блок полуавтомата не будет заминать проволоку во время подачи. Двухроликовые устройства не такие надежные. Диаметр наконечника должен превышать размер проволоки, нужно учитывать коэффициент расширения металла, увеличение толщины присадки в рабочей зоне.

Что еще нужно для сварки алюминия полуавтоматом

Для TIG сварки используют вольфрамовый неплавящийся электрод. В качестве защитного газа используют баллоны с углекислотой или инертный защитный газ (аргон или смесь аргона и гелия). При выборе присадочного материала учитывают марку свариваемого сплава. Проволока должна соответствовать размеру заготовки. Для толстостенных деталей используют присадку диаметром от 1,2 до 1,6 мм, для тонких – от 0,8 до 1,2 мм.

Читайте также: