Устройство сварочного полуавтомата в среде углекислого газа

Обновлено: 25.01.2025

Полуавтоматический сварочный аппарат позволяет существенно повысить скорость сварки. Принцип работы сварочного полуавтомата предполагает наличие защитной среды, обеспечивающей формирование качественного и ровного шва.

Важность понимания процесса

Одного понимания принципа действия сварочного полуавтомата обычно недостаточно для полного овладения всеми приёмами работы с ним. Для грамотной эксплуатации оборудования, помимо всего прочего, следует знать устройство сварочного полуавтомата.

Имея необходимую информацию и опыт работы, отдельные сварщики отказываются от покупки готового фирменного изделия и отдают предпочтение самодельным устройствам, используемым обычно в бытовых целях.

Самым простым решением поставленной задачи считается подход, при котором за основу берётся уже готовый, но устаревший (бывший в употреблении) сварочный агрегат.

Для сборки работоспособного полуавтомата на базе инверторного устройства дополнительно потребуется знание основ электроники, что заметно облегчит понимание того, как работает схема сварочного полуавтомата.

Задача состоит в том, чтобы организовать подачу в зону сварки защитного газа и присадочной проволоки.

Составные детали и принцип действия

В рамках автоматизации процесса обработки металлов в домашних условиях самодельный инверторный сварочный полуавтомат значительно облегчает работу и существенно повышает прочность шва.

Дополнительно упростить решение этой задачи можно, если за основу будущего самодельного полуавтомата взять схему типового инверторного агрегата.

Для самостоятельного изготовления сварочного полуавтомата потребуется несколько видоизменить преобразователь нагрузочного тока, дополнив его рядом современных электронных элементов.

С принципиальной схемой инверторного устройства, обеспечивающего формирование рабочего тока для полуавтомата можно ознакомиться на картинке.

Электронный способ преобразования питающего напряжения заметно упрощает регулировку рабочих параметров сварочного тока. Электронный преобразователь влияет на дискретные компоненты схемы, в результате аппарат работает более стабильно.

Сами сварочные работы полуавтоматом организуются по принципу сплавления заготовок в парах аргона или углекислоты с одновременной подачей присадочной проволоки в рабочую зону. С учётом особенностей организации сварного процесса в состав оборудования входят следующие обязательные узлы:

ёмкость (барабан или кассета) с механизмом, обеспечивающим непрерывную подачу присадочной проволоки;
держатель со встроенным каналом для её перемещения;
источник питания, модуль управления и объединяющие их электрические цепи.

Каждый из этих узлов выполняет свою функцию, позволяющую сварочному полуавтомату полноценно работать. Благодаря чёткому функциональному разграничению отдельных блоков, собрать полуавтомат своими руками не составляет особого труда.

Подающий механизм

Известно несколько вариантов доставки проволоки в зону сварки. Каждый из них работает довольно просто. Первый, так называемый «толкающий» метод, заключается в том, что механизм подачи проволоки проталкивает ее к горелке через отверстие в основании полуавтомата.

Второй способ, называемый тянущим, обеспечивает подачу присадочного изделия по каналу, оборудованному в ручке (держателе) горелки. И, наконец, комбинированный вариант предполагает комплексное использование обоих методов.

При этом специальный блок подачи обеспечивает согласованное перемещение присадочного материала. Комбинированный метод чаще всего применяется при подающих каналах значительной длины.

Диаметр заправляемой в сварочный полуавтомат проволоки обычно колеблется в пределах от 0,6 до 2,0 мм. Сама она располагается на вращающихся бобинах, заметно облегчающих её подачу в зону сварки.

При использовании специальной порошковой проволоки с внутренней полостью для флюса необходимость в дополнительной защите отпадает, поскольку газовая оболочка образуется за счёт сгорания флюсового наполнителя.

Известно несколько разновидностей электродного присадочного материала, используемого при эксплуатации сварочных полуавтоматов (стальная, «омеднённая» и алюминиевая проволоки).

Каждое из наименований применяется в различных условиях сплавления заготовок, при которых обычно протекает сварочный процесс.

Газовая горелка в комплекте с наконечниками

Одной из важнейших составляющих конструкции полуавтоматов является держатель с каналом, обеспечивающим непосредственное поступление газа и присадочной проволоки к месту формирования сварочной ванны.

Рукоятка этой детали должна изготавливаться из качественного изоляционного материала и оборудоваться специальной пусковой кнопкой с защитным козырьком.

Основными составляющими горелки являются особым образом устроенное сопло для подачи газа и наконечник для подключения токовых проводов.

Во избежание эффекта налипания расплавленных капель поверхность сопла либо полируется, либо покрывается защитным материалом.

При рабочих токах, превышающих значение 325 Ампер горелка (точнее, сопло) нуждается в дополнительном охлаждении, исключающем её перегрев. Поскольку гарантийный срок службы сопла обычно не превышает 6-ти месяцев – рекомендуется менять его по истечении этого времени (раз в полгода).

Для изготовления наконечников применяются хорошо проводящие электрический ток материалы (бронза и сплавы меди с графитом или вольфрамом). Их предельные эксплуатационные сроки, в конечном счёте, определяются качеством составляющих компонентов.

Непосредственное подсоединение держателя к сварочному полуавтомату осуществляется неразъемными соединителями или с помощью разъёмов типа «Euro Mig-Mag». Именно такими разъемами подсоединяются горелки к известным моделям фирменных полуавтоматов «ПШ-112», «А-1197» и ряда других агрегатов.

Источник питания

Функцию источника рабочего тока в варочном полуавтомате может выполнять классический трансформатор, выпрямительный преобразователь или электронно-импульсный инвертор. Электросхему будущего агрегата следует продумать до мелочей и выбрать её в соответствии с поставленными практическими задачами.

От типа и конструкции самого преобразователя во многом будут зависеть как технические, так и эксплуатационные параметры будущего устройства (его габариты, вес и выходная мощность).

Большинство пользователей предпочитает вариант переделанного под автомат бывшего в употреблении инверторного агрегата, имеющего малые габариты и вес, работа которого обеспечивает высокое качество сварки.

В состав такого сварочного полуавтомата должны входить импульсный преобразователь тока, дополненный всеми рассмотренными ранее механизмами плюс блок управления нагрузочными параметрами. Также не следует забывать о комплекте соединительных проводов и держателе рабочих электродов.

Порядок подключения к сети и запуск в работу

Для качественной сварки металлических заготовок самодельным полуавтоматом необходимо соблюдать заданный технологией порядок рабочих операций. При этом важно грамотно выбирать подходящую для данного вида сварных работ полярность тока. Так, при использовании флюсовой проволоки необходимо прямое включение, а при обработке изделий в аргоновой среде – обратное.

Прямая полярность означает подсоединение «плюса» питающего напряжения непосредственно к земляному зажиму, в то время как «минус» от инвертора подключается к держателю с горелкой. Обратное подключение осуществляется в строго противоположном порядке (менять полярность допускается перекидыванием контактов на самом инверторе).

После фиксации на рабочем месте проволочной катушки можно переходить к подсоединению элементов подачи защитного газа. С этой целью сначала на газовом баллоне закрепляется редуктор, после чего его штуцер соединяется со сварочным аппаратом посредством специального отводящего шланга.

Перед началом сварных работ обязательно нужно произвести следующие регулировки:

настройка механизмов натяжения проволоки и её прижатия;
регулировка потока защитного газа, осуществляемая посредством специального редуктора;
установка величины сварочного тока, проводимая в процессе сварки.

Работать на сварочном инверторе в режиме полуавтомата допускается только при наличии защитного щитка с застеклённым окошком. Такая предусмотрительность позволяет контролировать весь рабочий процесс и защитить глаза и лицо от опасного излучения. Для работы также потребуются перчатки и костюм из плотной хлопчатобумажной ткани, обеспечивающей защиту кожи тела и рук.

Правильная настройка и сварка полуавтоматом

Советы начинающим сварщикам по настройке и использованию полуавтомата. Уроки и видео, как правильно варить в углекислотной среде и без газа. Узнайте главные правила и тонкости, а так же, как избежать дефектов шва.

Сварка полуавтоматом позволяет повысить производительность труда и получить качественное соединение металлических частей конструкции или изделия. Научиться варить металлы на аппаратах не так сложно, если знать принцип работы конкретного полуавтомата, нюансы подбора расходных материалов, режимов и технологию ведения сварочного процесса. Источники питания полуавтоматического типа используют на предприятиях, в мастерских, СТО и дома при выполнении соединения своими руками. В процессе обучения сварщика в специализированных заведениях уроки получения необходимых навыков проводят опытные мастера, но можно и самостоятельно варить полуавтоматом с защитой зоны расплавленного металла и без углекислоты. Главное – правильно настроить величину сварочного тока и умело осуществлять манипулирование горелкой.

Основные правила при проведении сварки полуавтоматом

Как правильно варить полуавтоматом? Этот вопрос волнует новичков, особенно тех, кто решил технологию ведения процесса освоить самостоятельно. Вначале необходимо разобраться с видами полуавтоматов: какие они бывают и чем отличаются друг от друга. От этого зависят выбор расходных материалов и технология ведения процесса.

Различают аппараты по таким признакам:

тип исполнения (переносной, передвижной, стационарный);
назначение (бытовые, полу— и профессиональные);
напряжение питания (220, 380 В);
способ защиты дуги (без защиты, в защитных газах инертных и активных, под слоем флюса, комбинированного типа);
способ охлаждения горелки (естественное, искусственное);
тип проволоки (сплошная стальная, алюминиевая, включая проволоку из сплавов, порошковая, комбинация указанных видов);
способ регулирования скорости подачи проволоки (ступенчатый, плавный, плавно-ступенчатый);
способ подачи проволоки (толкающий, тянущий и комбинированный – сочетание указанных двух видов);
место установки аппаратуры управления (отдельно стоящая, встроенная).

Основные аспекты ведения технологии сварки зависят от модели конкретного аппарата, которые производят компании в разных странах мира. Во всех моделях механизируется подача электродной проволоки, перемещение и манипулирование горелкой осуществляется самим сварщиком. Проволока Ø от 0,6 до 2,5 мм подается по специальному кабелю, который называют гибким шланговым. В конструкции аппаратов присутствуют такие узлы:

механизм подающий;
провод шланговый;
горелка.

Механизм подающий состоит из электрического двигателя и редуктора. Его назначение – осуществлять вращение роликов, настраивать скорость подачи проволоки и проталкивать ее по кабелю. Он может быть с одной или двумя парами роликов. Скорость подачи может изменяться плавно или ступенчато в зависимости от конструктивных особенностей подающего механизма. Выпускают аппараты с механизмами закрытого или открытого типа, включая открытый на тележке. Различаются они весом устанавливаемой кассеты (1,5; 2; 3,5; 4; 5; 12,5; 15; 20,0 или 50 кг).

Провод шланговый подводит ток к держателю или горелке и проводу, идущему к цепи управления. Его длина может быть 1,5; 2,5 и 3,0 м. При сварке в защитных газах предусматривается канал или устройство для его подвода.

Горелка – рабочий инструмент сварщика. С ее помощью подводится и настраивается сварочный ток, а также флюс и защитный газ, если соединение ведется с такой защитой.

Производители полуавтоматов делают все, чтобы облегчить процесс соединения, сделать его более производительным и качественным, варить без особых усилий. Режим работы зависит от правильного подбора расходных материалов. Они напрямую связаны с маркой свариваемого металла и его толщиной. Ориентировочно параметры скорости подачи проволоки и зависимость величины тока от вида проволоки указаны в таблице.

Вид проволоки	Диаметр проволоки, мм	Скорость подачи проволоки, м/ч	Ток сварочный, А
Стальная	0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5	120 ÷ 720	60 ÷ 630
Алюминиевая	0,8; 1,0; 1.2, 1,6	120 ÷ 960	60 ÷ 315
Порошковая	0,8; 0,9; 1,0; 1.2, 1,6; 2,0	120 ÷ 720	120 ÷ 630

Варить в защитных газах нужно, предварительно укомплектовав рабочее место необходимым оборудованием. Там должен находиться баллон с редуктором, аппаратура для измерения расхода газа и его регулирования, подогреватель газа при соединении с применением баллона с углекислотой.

Подготовка полуавтомата, проволоки и газа

Полуавтомат должен быть настроен с учетом двух факторов: марки металла и его толщины. От этого будет зависеть выбор диаметра проволоки, расход газа при сварке в защитном газе и расход флюса при соединении под его слоем. Нормы расхода указаны на шильдике и в технической документации к аппарату. Проволока на кассете должна быть чистой, без налета ржавчины и следов влаги. Ее необходимо правильно установить в механизм подачи. Нужно проследить за величиной вылета проволоки. Как это правильно это сделать, указано в инструкции по эксплуатации конкретной модели аппарата. Установив кассету с необходимым диаметром и подготовив кромки заготовок в зависимости от толщины и загрязненности, поступают следующим образом:

включают подачу газа, если установлен баллон высокого давления;
возбуждают дугу, коснувшись проволокой заготовки;
нажимают на кнопку, с помощью которой осуществляется подача проволоки.

Необходимо соблюдать такие правила:

варить так, чтобы видеть сварочную ванну, т. е. держать проволоку, а значит и горелку, прямо или под небольшим углом наклона;
соблюдать одинаковый зазор между деталями (при толщине деталей 1 см он должен составлять не менее 1 мм, далее его рассчитывают исходя из толщины свариваемого металла – 10% от толщины);
при необходимости вести соединение на подкладке ее размещают плотно к деталям снизу.

Внимание! Настройка сварочного полуавтомата зависит от модели аппарата и должна соответствовать толщине изделия и марке металла. Поэтому необходимо прочитать указания производителя, которые он описывает в сопроводительных документах, и только после этого варить.

Возможные регулировки в процессе сварки

Чтобы шов получился ровным и красивым, необходимо чувствовать полуавтомат и уметь его правильно отрегулировать. Нужно выставить необходимые параметры по настроечным таблицам, которые прилагаются к технической документации на аппарат конкретного типа. Варить при низком рабочем токе нельзя: это скажется на качестве шва, а в некоторых случаях даже соединить части между собой не удастся. Соблюдается такой принцип: чем толще металл, тем выше сила рабочего тока или напряжения (зависит от принципа действия полуавтомата).

Более подробно о регулировке на видео:

Сварка при помощи проволоки

Этот вид соединения частей полуавтоматом осуществляется с помощью порошковой проволоки, у которой в конструкции имеется специальная шихта. Она еще называется самозащитной, т. к. ограждает металл расплавленного шва в процессе соединения частей от вредных компонентов, находящихся в воздухе. Варить полуавтоматом без газа можно при выполнении монтажных и строительных работ по месту их проведения. Используют в гаражах при ремонте кузова автомобиля и других домашних работах, связанных с соединением или наплавлением. Варить можно металлические заготовки толщиной 0,5÷10 мм.

Общий вид полуавтомата для сварки порошковой проволокой и внешний вид качественно выполненного соединения показаны на рис. 2:

Нюансы сварки самозащитной проволокой на видео:

Вид неисправности	Причина или причины возникновения	Способ или способы устранения
Невозможно зажечь дугу	Отсутствует контакт в цепи	Необходимо проверить: - контакты (зачистить их и подтянуть); - конец проволоки (очистить от корочки флюса – сбить или откусить небольшой кусок кусачками)
Дуга в процессе соединения обрывается	Большой сварочный ток	Уменьшить
Дуга в процессе соединения обрывается	Скорость подачи проволоки мала	Увеличить
Не поступает в канал электродная проволока	Отсутствует контакт в кнопке пуска	Зачистить
	Перегорели предохранители	Променять на новые
	Обрыв фазы в цепи электродвигателя	Устранить обрыв, отключив управление от сети
Проволока прилипает к металлу свариваемых частей	Сила тока мала	Увеличить
Проволока прилипает к металлу свариваемых частей	Скорость подачи проволоки завышена	Уменьшить
Проволока подается рывками или с непостоянной скоростью	Слабый зажим верхними прижимными роликами	Изменить усилие пружин
	Износ поверхности ведущих роликов	Заменить на новые
	Заедание в наконечнике сварочной головки	Прочистить или заменить в случае износа или подгорания
	Изгибы сварочного кабеля	Выровнять
Происходит быстрый износ подающих роликов	Высокое усилие нажатия прижимных роликов	Ослабить
Корпус горелки под напряжением	Пробита изоляция между контактным наконечником и корпусом горелки	Восстановить изоляцию
Между корпусом и наконечником имеется посторонний металлический предмет	Удалить
Возникают поры в шве при сварке в защитных газах	Нарушена газовая защита	Проверить: - качество газа; - напряжение на дуге; - соответствие марки проволоки металлу, подлежащему соединению
Газ не поступает в зону с варки	Неполадки со шланговым кабелем (пережат или оборван)	Устранить причину
	Не сработал отсекатель газа	Проверить питание катушки электромагнита
	Отверстие редуктора закупорилось	Редуктор необходимо отогреть
	Закрыто выходное отверстие сопла брызгами металла	Удалить брызги или заменить сопло
Флюс не поступает в сварочную горелку	Давление сжатого воздуха низкое	Увеличить
Флюс не поступает в сварочную горелку	Засорился инжектор или флюсовая трубка	Прочистить, при необходимости, просушить флюс

Возможные дефекты шва при сварке полуавтоматом и как их не допустить

Дефекты шва возникают, если варить с нарушением технологии и неправильно осуществлять подбор расходных материалов. В этом случае не избежать трещин, подрезов, пор в металле шва, неравномерность его по ширине и длине, а также прожогов, наплывов и других дефектов. Неверно подобранные следующие величины сказываются на таких факторах:

Диаметр проволоки: с меньшим ширина шва будет недостаточной, с большим – увеличится, что скажется на глубине провара.
Сила тока. Скажется тоже на глубине проваривания: чем больше величина, тем глубже шов, что приводит к прожогам, особенно если варить тонкостенный металл.
Напряжение дуги увеличит ширину шва.
Скорость сварки. При большой величине уменьшается глубина проваривания, шов становится узким, при недостаточной величине возникают прожоги, шов будет неравномерным, а в некоторых случаях это приведет к короблению изделия.

Рисунок 5 — Дефектный шов Рисунок 4 — Дефектный шов

Чаще всего дефекты возникают в случае, если варит человек, у которого отсутствуют навыки ведения сварочного процесса. Поделитесь своим опытом сварки полуавтоматом в комментариях к статье.

Сварочные работы полуавтоматом в защитной среде углекислоты

Сварка полуавтоматом в углекислоте относится к качественным и вместе с тем сравнительно недорогим способам соединения металлических заготовок Полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа чаще всего используется в тех случаях, когда возникает потребность в надёжном сочленении металлических частей изделий различной толщины.

Кроме того, этот вид сварочных процедур востребован в ситуациях, когда тщательная зачистка соединяемых деталей невозможна по тем или иным причинам.

Преимущества и минусы

Согласно ГОСТ сварка полуавтоматом в углекислоте предполагает использование постоянного тока прямой полярности, поскольку при обратном показателе стабильность дуги получить не удаётся.

Прямой ток подходит и для случая, когда сварка осуществляется методом наплавления металла, обеспечивая при этом большую эффективность процедуры.

Несмотря на то, что по своим защитным свойствам углекислый газ заметно уступает другим газам (аргону, в частности) – он, тем не менее, прекрасно подходит для обработки большинства типовых промышленных металлов.

Объясняется это не только низкой стоимостью углерода, позволяющей рассматривать этот вариант сварки как бюджетный, но и более безопасными условиями хранения и непосредственного использования материала.

К другим преимуществам полуавтоматической сварки в среде углекислого газа следует отнести:

высокое качество полученных соединений (с минимумом брака), сочетающееся с низкой стоимостью расходного материала и высокой производительностью работ;
возможность сваривать заготовки в подвешенном состоянии (без подкладки);
допустимость сплавления изделий небольшой толщины;
более эффективное в сравнении с аргонодуговой сваркой использование энергии сварочной дуги.

Все перечисленные достоинства углекислого газа должны учитываться наряду с проблемными местами, связанными с послойным способом формирования шва и его пористостью при некачественном сплавлении. У такой сварки низкая оперативность.

У такой сварки низкая оперативность. Она объясняется тем, что работа в среде углекислого газа требует длительной подготовки оборудования к запуску.

Углекислым газом категорически запрещается пользоваться в плохо проветриваемых или замкнутых помещениях, поскольку его пары в воздухе могут привести к асфиксии (удушью).

Области применения

Дуговая обработка металлов в углекислоте и используемый при этом сварочный полуавтомат преимущественно востребованы, когда нужно получить простые соединения заготовок. Технология сварки в углекислом газе находит широкое применение в следующих областях:

при сооружении капитальных объектов (мостов, эстакад и подобных им сооружений, монтируемых на основе каркасных металлоконструкций);
в заводских условиях и в цехах, профиль работы которых связан с изготовлением металлических изделий или их ремонтом (на станциях техобслуживания, в частности);
при строительстве сварных ферменных сооружений сельхоз назначения;
в дачном и частном хозяйствах (при изготовлении заборов, ворот, калиток, капитальных теплиц).

Иными словами, сравнительно простой и надёжный метод сварки в газе, а также сам углекислотный полуавтомат востребованы везде, где нужно качественно и быстро обработать металлические изделия самого различного профиля.

Расход углекислоты

Несмотря на то, что количество расходуемого при сварке углекислого газа нормируется с учётом множества различных факторов – все они могут быть сведены к нескольким пунктам.

Эта величина зависит от скорости перемещения проволоки в полуавтомате, которая в свою очередь определяется параметрами самого расходного материала.

На расход оказывает влияние качество используемого флюса и давление, под которым газ подаётся к месту его непосредственного применения. В зависимости от этих факторов величина расхода может варьироваться в пределах от 3-х до 60 литров в минуту.

Приблизительный расчёт расходного показателя может быть проведён самостоятельно с учётом ряда обстоятельств. Во-первых, следует принимать во внимание, что расход углекислоты только на этапе подготовительных работ составит не менее 10% от общего показателя.

Во-вторых, необходимо знать удельное значение расходования для углекислого газа (объём, приходящийся на подготовку одного шва). Помимо этих факторов при расчетах должны быть учтены как толщина плавильной проволоки, так и соответствующий параметр обрабатываемых металлических заготовок.

Добавим к этому, что в стандартный баллон вмещается порядка 25 килограмм, и что из каждого кило газа после химической реакции образуется примерно 500 литров газа (указано в ГОСТ 8050-64).

На основе исходных данных после суммирования получается, что одного баллона с углекислым газом вполне хватает для работы без остановок в течение приблизительно 15-ти часов.

Нередко при работе с полуавтоматом сварщику приходится использовать специальную порошковую проволоку, содержимое которой заменяет углекислый газ. В этом случае соответствующие расчёты проводятся по совсем другим методикам.

Расчетные данные можно посмотреть в таблице.

Диаметр проволоки, мм Величина тока, А Напряжение, В Скорость подачи проволоки, м/ч

Особенности работы

Процесс сваривания полуавтоматом в среде защитного углекислого газа можно отнести к сравнительно простым операциям. Он не требует особых навыков и каких-то чрезмерных усилий. Сварщик должен внимательно следить за тем, чтобы так называемый «вылет» проволоки, определяющий режим сварки, был в норме.

Каждый сварочный аппарат, работающий в полуавтоматическом режиме, отличается по величине этого показателя, что также должно учитываться исполнителем.

Кроме того, сварщику необходимо побеспокоиться о том, чтобы специальная горелка, входящая в комплект сварочного оборудования, равномерно перемещалась вдоль формируемого шва.

Разработан целый ряд рекомендаций, которые должны соблюдаться при обращении с углекислотой в режиме полуавтоматического сваривания, основные из них такие.

Прежде всего, перед началом процесса обработки металлов следует убедиться в исправности инструмента, а также в том, что углекислота подаётся в горелку под требуемым давлением (0,02 кПа).

Величина этого показателя для углекислого газа (как и давление аргона при соответствующей сварке) может регулироваться посредством встроенного в неё редуктора.

Горелка во время работы должна располагаться под определённым углом к линии ведения шва (как правило, этот показатель берётся равным примерно 65-75 градусов). При этом направление его формирования должно быть справа налево, что обеспечивает лучший обзор образующихся при сварке металлических кромок.

При невозможности добиться требуемого качества сварного шва необходимо попытаться изменить режим работы аппарата (отрегулировать параметры питающего тока и напряжения дуги или поменять скорость подачи присадочной проволоки).

Оптимальный выбор

Сварка полуавтоматом с применением углекислоты, несмотря на существенный расход газа и его опасность, является одним из оптимальных подходов к формированию действительно качественного соединения.

При этом её использование в процессе работ обеспечивает надежную защиту сварочной ванны от воздействия содержащегося в воздухе кислорода.

Этот тип сплавления металлических заготовок может быть отнесён к самым дешёвым вариантам реализации принципа электродуговой сварки, ни в чём не уступающим по качеству другим известным методам.

Простым языком об полуавтоматической сварке в среде углекислого газа — чего нельзя делать никогда?

Сварка в углекислом газе считается одним из самых популярных видов сварочных работ. Высокую эффективность и производительность она показывает при соединении тонкостенных металлов, что особенно важно при ремонте и изготовлении автомобилей.

Этот способ имеет свои преимущества и недостатки, а при его использовании необходимо учитывать специфические особенности технологии.

Особенности

Рассматриваемый способ относится к дуговой сварке в защитной среде, в качестве которой используется углекислый газ. Его принцип действия основан на механизме электродуговой сварки, но имеет и определенные отличия. Углекислый газ защищает сварочную зону от воздействия воздуха, что позволяет отказаться от использования флюса.

Основное отличие сварных работ в углекислой среде от других аналогичных технологий связано с особенностями данного газа. При нагреве он разлагается на 3 составляющие – окись углерода, угарный газ и кислород.

[stextbox соединения исполняют защитную роль, но образующийся кислород нивелирует ее, окисляя расплавленный металл.[/stextbox]

Устраняется негативное явление простым способом – в сварочную зону вводится дополнительный элемент, имеющий в своем составе активный раскислитель. Он входит в реакцию с кислородом и надежно нейтрализует его. Эффективными раскислителями являются кремний и марганец. Эти элементы вводятся в состав стальной, присадочной проволоки, которая вводится в зону сварки. Образующиеся окислы не проникают в расплав, а выпадают в виде шлака, который легко удаляется после завершения работ.

Сварку в углекислом газе выгодно отличают следующие достоинства: повышенная производительность, малая температура разогрева металла, возможность проведения в работ в разном положении и различных условиях, низкая стоимость.

С помощью этого способа легко свариваются тонкостенные листы. Весь процесс можно контролировать визуально.

Разновидности

Сварка в углекислом газе может осуществляться в ручном, полуавтоматическом и автоматическом режиме. Соответственно выделяются несколько основных ее разновидностей.

Механическая

Весь процесс производится вручную с соблюдением таких правил:

Сварка обеспечивается на постоянном токе с обратной последовательности («плюс» — на электроде, «минус» — на свариваемой детали). Сила тока устанавливается с учетом толщины заготовки и электрического напряжения.
Напряжение дуги выдерживается в пределах 16-22 В в зависимости от размеров сварного шва.
Присадочная проволока выбирается в пределах 0,5-2,4 мм. Чем больше толщина заготовки, тем больше диаметр проволоки. Горелка ведется на высоте 12-20 мм от поверхности заготовки.
Углекислый газ подается под давлением 0,15-0,25 атм.

Полуавтоматом

Для проведения полуавтоматической сварки применяются специальные аппараты (ПДШ-500, ПШ-54, А-547-Р и т.п. В них обеспечивается автоматическая подача присадочной проволоки с установленной скоростью. Сварочный ток регулируется в широких пределах – от 50 до 250 А.

Автоматическая

Современные аппараты позволяют автоматизировать все процессы – подачу углекислого газа и присадочной проволоки, движение и фиксацию в нужном положении электрода и горелки, контроль параметров дуги. Сварка осуществляется на большой скорости.

По способу формирования сварочного шва выделяются такие технологические приемы:

частые, но короткие касания;
крупнокапельный перенос;
непрерывная дуга.

Выбор типа сварки осуществляется с учетом назначения заготовок, их размеров и особых требований к качеству шва.

Необходимые материалы

Дуговая сварка обеспечивается электродами. Используются следующие механизмы образования дуги:

независимая дуга между двумя неплавящими электродами;
зависимая дуга, формируемая неплавящимся или плавящимся электродом.

Первый вариант применяется крайне редко, и только при соединении тонких листов.

Основные типы электродов:

Неплавящиеся электроды. Они предназначены только для формирования дуги, а потому дополнительно потребуется введение присадочной проволоки. Наиболее часто используются графитовые, угольные, вольфрамовые электроды.
Плавящиеся или покрытые электроды. Они представляют собой твердый, прочный стержень, покрытый «расходным» материалом. Покрытие при нагреве плавится и участвует в сварочном процессе в качестве присадки. Выделяются такие марки электродов, как ЦИ-7 и УОНИИ-13/55.

Наибольшее распространение при сварке в углекислом газе находят плавящиеся электроды в виде проволоки. С учетом особенностей процесса широко используется низкоуглеродистая, стальная проволока с повышенным содержанием марганца и кремния марок Св-08ГС и Св-08Г2С диаметром от 0,5 до 3,5 мм. Вылет проволочного электрода определяет длину дуги, которая выдерживается в пределах 2-4 мм.

Расход в работе

При планировании сварочных работ важно правильно определить потребность в углекислом газе, т.е расход его в процессе сварки. Он во многом определяется силой сварочного тока и диаметром присадочной проволоки. Можно привести такие средние значения скорости расхода газа:

Зависит расход и от толщины свариваемого металла. Так для тонких листов (1-1,6 мм) средний расход газа при сварке полуавтоматом не превышает 6-9 л/мин. При толщинах изделий, превышающих 1 см, скорость расхода превышает 19-20 л/мин.

[stextbox повышается при проведении сварки на открытом воздухе.[/stextbox]

Полезное видео

Про основы процесса рекомендуем посмотреть следующее видео:

Заключение

Дуговая сварка в углекислом газе дает возможность соединение достаточно тонких стальных листов. Кроме того, этот тип работ относится к одним из самых производительных, с возможностью механизации и автоматизации процесса.

При правильном проведении работ обеспечивается высокая надежность сварного шва.

Для чего нужна углекислота при сварке полуавтоматом?

Углекислота для сварки металлов широко используется в качестве защитного газа. Он подается через специальное сопло в горелке полуавтоматического аппарата и надежно защищает сварочную зону от кислорода и азота воздуха, а также от водяных паров.

Специфика технологии

Сварка в атмосфере углекислого газа — разновидность электродуговой. Постоянный разряд электродуги выделяет большое количество тепловой энергии, которая разогревает и расплавляет металл заготовки. Ток идет через заготовку, воздушный промежуток и неплавкий вольфрамовый электрод.

Сварочный материал в виде проволоки подается в рабочую зону отдельно, она не служит проводником. Подача осуществляется с постоянной скоростью подающим механизмом, встроенным в полуавтоматический сварочный аппарат.

Для того, чтобы защитить сварочную ванну от воздействия кислорода и водорода воздуха, а также водяных паров, в рабочую зону подается защитная атмосфера, состоящая из углекислого газа. Его облако вытесняет воздух и предотвращает нежелательные химические реакции

Что такое углекислый газ?

Молекула углекислого газа СО₂ состоит из атома углерода и двух атомов кислорода. При нормальных условиях оксид углерода представляет собой газообразное вещество тяжелее воздуха, без цвета и запаха.

Оксид углерода обладает низкой химической активностью, что делает его отличным кандидатом на роль создателя защитной атмосферы вокруг сварочной зоны. Это же свойство используется при работе углекислотных огнетушителей, прекращающих доступ кислорода воздуха к очагу возгорания.

При атмосферном давлении в жидком состоянии находиться не может. При охлаждении до -78 о С затвердевает, образуя рыхлую массу, напоминающую снег. Это так называемый «сухой лед», используемых для охлаждения продуктов в пищевой промышленности и торговле.

Вещество выделяется в ходе окисления органических веществ — при сгорании, гниении, дыхании живых организмов.

[stextbox условия на промышленный СО₂ регламентируются ГОСТ 8050-85.[/stextbox]

Перевозится вещество в газообразном состоянии, в емкостях под давлением.

Сфера применения

Углекислота в производстве обходится существенно дешевле аргона, гелия и других, но уступает им по своим защитным свойствам. Сварка в атмосфере СО₂ используется для рядовых соединений из обычных конструкционных сталей.

Для более ответственных конструкций, специальных сталей, высоконагруженных узлов используют более дорогое, капризные в хранения и применении инертные газы.

При массовом производстве типовых металлоконструкций применение углекислого газа для защиты сварочной зоны дает заметную разницу в себестоимости.

Дешевле обходится и организация хранения СО₂.

Запорно-регулирующая аппаратура для баллонов

При работе с оксидом азота используют специальную запорно-распределительную арматуру. Редуктор понижает входное давление со 100 атм. до рабочего значения в 3 атм.

Он снабжен двумя манометрами: на выходе и на входе, по которым сварщик следит за значением давления.

Редуктор снабжен двумя фильтрами, задерживающими примеси.

Установка необходимого рабочего давления осуществляется вращением рукоятки регулятора.

С помощью накидных гаек устройство присоединяется к баллону и к шлангу, снабжающему потребителя.

Предохранительный клапан при возникновении нештатной ситуации сбрасывает избыток давления в атмосферу.

[stextbox устройств, связанные с углекислым газом — баллоны, редукторы, шланги — маркируются черным цветом.[/stextbox]

Особенности заправки

Углекислотный баллон для полуавтомата заряжают двумя методами:

перепусканием из емкости хранилища через редуктор и расходомер в заправляемый баллон;
закачкой в заправляемый баллон с помощью компрессора.

Независимо от способа наполнения важно точно установить вес пустого баллона. Взвесив баллон после заполнения, можно точно установить количество закачанного СО₂.

Заправка баллонов оксидом углерода, в отличие от ацетилена или кислорода, не требует чрезвычайных мер предосторожности. Однако расслабляться при этом нельзя: в случае массовой утечки углекислый газ образует атмосферу, непригодную для дыхания. Поэтому необходимо тщательно проверять состояние баллонов, арматуры и шлангов на отсутствие механических повреждений.

При заправке способом «баллон в баллон» тот баллон, из которого заправляют, рекомендуют перевернуть дном вверх и следить за его температурой.

Расход

Расход углекислоты для выполнения сварки полуавтоматом определяется сочетанием ряда факторов.

погодные условия (температура, ветер, влажность);
качество сварочных материалов;
квалификация и опыт сварщика.

Она может изменяться от 3 до 60 литров в минуту.

При расчете планового расхода учитывают такие характеристики, как диаметр сварочной проволоки и толщину заготовок. К расчетному значению, равному произведению удельного расхода на длину шва, добавляют запас в 10% на подготовительные операции.

Из стандартного баллона, содержащим 25 кг СО₂, после понижения давления до рабочего образуется приблизительно 500-510 литров газа. При максимальном расходе этого количества хватит на 8 часов работы сварочного углекислотного полуавтомата. В среднем баллона хватает на 15-20 часов.

Плюсы и минусы

Работа в атмосфере СО₂ имеет следующие преимущества перед другими видами сварки:

надежная защита сварной зоны от химически активных веществ;
дешевизна;
возможность варить «на весу», без использования подкладочных пластин;
устойчивая дуга на тонкостенных заготовках;
рациональное использование тепловой энергии электродуги.

Кроме достоинств, методу присущ и ряд недостатков:

низкая пригодность для работы с высоколегированными сплавами и цветными металлами;
сложность проведения многослойной сварки;
опасность удушья при работе в непроветриваемых объемах.

Длительно время подготовки и запуска процесса делает его малопригодным для небольших объемов сварочных работ, которые нужно выполнить быстро.

Техника безопасности.

Углекислый газ имеет два потенциально опасных фактора воздействия:

взрыв баллона при нагреве;
удушье при работе в замкнутом непроветриваемом объеме при превышении уровня концентрации в 5%.

Исходя из этих рисков и формируются требования техники безопасности к проведению работ с СО₂.

Во время транспортировки:

все баллоны должны перевозиться в специальном поддоне, в вертикальном положении;
на каждом баллоне должны быть резиновые предохранительные кольца.

Во время хранения и заправки:

все помещения должны быть оборудованы газоанализирующей аппаратурой;
при заправке баллона необходимо контролировать его температуру;
не допускается перезаправка баллона свыше нормативного значения;
не прикасаться к трубопроводам, шлангам и арматуре без защитных перчаток.

Во время работы:

при работе в замкнутом объеме организовать постоянный контроль содержания СО₂ в воздухе;
обеспечить вентиляцию или снабдить сварщика изолирующей маской с подачей воздуха;
работать вдвоем, причем один человек должен находиться снаружи объема и следить за состоянием сварщика.

При соблюдении требований безопасности углекислый газ не представляет угрозы для здоровья.

Опасность угарного газа СО.

Угарный газ – сильно ядовитое вещество. При вдыхании ведет к общему угнетению функций организма и тяжелому отравлению. Возможен и летальный исход. Работать в атмосфере угарного газа допускается только в изолирующей дыхательной аппаратуре.

Полярность

Полярность при сварке полуавтоматом в среде углекислого газа обратная, то есть «плюс» подсоединяется к заготовке, а «минус» — к электроду. При работе прямой полярностью в среде СО₂ будет трудно обеспечить стабильность электродуги. Нестабильная дуга при такой схеме подключения приводит к возникновению дефектов сварного шва.

Работа

Перед началом сварки проводятся обязательные подготовительные работы. в них входят следующие операции:

зачистка зоны шва от механических загрязнений, остатков старых лакокрасочных покрытий, следов коррозии и т.п.;
обезжиривание поверхности с использованием органических растворителей, кислот или щелочей;
пробный шов для окончательного уточнения величины рабочего тока, особенно при соединении заготовок малой толщины.

Сварочный полуавтомат с углекислотой размещают так, чтобы шланг не мешал движениям сварщика.

Сварку полуавтоматом-инвертором в среде СО₂ выполняют двумя методами, различающимися углом наклона относительно направления движения руки:

углом вперед, применяется для сварки листовых заготовок малой толщины;
углом назад, дает возможность глубокого провара на деталях средней и большой толщины, ширина шва при этом получается меньше.

После того, как шов заварен до конца, требуется сохранять подачу газа до остывания сварочной зоны. Это предотвратит окисление нагретого металла. Сначала следит прервать подачу сварочной проволоки, потом- отключить ток и только потом- газ. Ха этот промежуток времени шов остынет.

Далее следует зачистить зону шва от шлака и окалины

Полуавтоматическая сварка в атмосфере углекислоты позволяет обеспечит высокое качество и приемлемую себестоимость сварного соединения. Расход СО₂ зависит от параметров детали и условий работы и составляет от 3 до 60 л/час. При работе необходимо соблюдать правила техники безопасности.

Читайте также: