Полуавтоматическая сварка

Конструкция, принцип действия сварочного полуавтомата

Сварочный полуавтомат представляет собой агрегат, работающий от электрического тока. Им преобразовывают электроэнергию в тепловую с помощью электрической дуги.

Сварка труб, кузова авто, других изделий из меди, титана, стали и нержавейки проводится электродной проволокой, которую нужно подавать в точку сварки постоянно.

Покрывают ее чаще всего медью, чтобы получить высокий уровень скольжения электроконтакта.

Проволока расположена на специальной катушке, что дает ей возможность при работе разматываться равномерно, ее расход будет под контролем.

Аппарат для сварки имеет:

1. Устройство подачи электрода — схема механизма в разных моделях может отличаться подачей проволоки, ее расход можно регулировать, в аппарате может быть различное количество прижимных роликов. В зависимости от конструкции данного механизма зависит цена аппарата;
2. Горелка — отличается потребляемой мощностью, каждый вид горелки может охлаждаться разными способами. Чем выше мощность, тем больше цена полуавтомата;
3. Источник электроэнергии;
4. Пистолет;
5. Шланги различного диаметра;
6. Редуктор для газа.

Сварочный полуавтомат может быть представлен несколькими видами, которые делят по характеристикам:

• По способу перемещения. Полуавтоматы бывают переносными или передвижными, их используют в домашних условиях или в небольших мастерских для ремонта кузова автомобиля, труб, прочих изделий. Также есть стационарная техника — чаще всего используется на предприятиях. Цена переносного аппарата меньше, чем стоимость стационарного;
• Способ защитных швов. Защитный шов может производиться газом, слоем флюса, порошковой проволокой;
• Тип порошковой проволоки. Может использоваться сплошная стальная или алюминиевая проволока. Есть универсальные сварки, где установлено два вида проволоки — цена такого полуавтомата будет выше.

Сварщик в процессе работы может сталкиваться с разными металлами, в том числе и изделиями из нержавейки. В связи с этим разработчики полуавтомата внедрили режимы сварки полуавтоматом.

Настройка агрегата позволяет выбрать именно тот режим, давление, скорость подачи проволоки, которые нужны для сварки определенного тонкого металла или нержавейки.

Видео:

Режимы могут быть такие:

1. применяя короткое замыкание для дуговой сварки, или не применяя его;
2. крупнокапельные, среднекапельные, мелкокапельные виды;
3. применяя разбрызгивание флюса, не применяя его.

На выбор режима сварки также влияет назначение детали автомобиля, на которую нужно наложить шов.

Для облегчения проведения сварки, специалист может выбрать цикличную сварку — там применяется дуговой метод. Иногда применяется точечная сварка или импульсная.

Бывает сварка, где часть тонкого свариваемого металла, труб или нержавейки перемещается струйным методом или сваривается путем кругового переноса металла.

На практике часто используют импульсный дуговой режим, если при сварочных работах применяется сварка в среде углекислого газа. Ток при этом обратной полярности.

Сварка в защитных газах применяется для соединения кузова, деталей автомобиля, труб, выполненных из цветного тонкого металла, меди, титана, оцинковки, легированной, углеродистой стали, нержавейки.

Применяется углекислота в баллоне углекислого газа, где высокое давление. Настройка расхода производится через пистолет. Особенно пригодится этот метод для сварки оцинковки.

Редуктор стабилизирует давление газа до того, как он попадет в зону рабочего процесса. Схема сварки с газом показана на видео.

Видео:

Сварочный полуавтомат обладает рядом преимуществ в сравнении с обычной сваркой:

• высокое качество швов;
• при сваривании небольшого шва процесс может осуществляться на вертикальных поверхностях, т.е. растекаться металл не будет;
• при работе полуавтоматом в окружающую среду не выделяются вредные вещества.

Актуальность вопроса

Защитный газ предотвращает попадание из воздуха в сварочную ванну водорода, кислорода, иных вредных веществ, которые ухудшают качество шва. В некоторых случаях, газ выводит подобные элементы из сварочной ванны.

Предприятиям газ поставляется кислородными цехами заводов, домашний сварщик может купить его баллон в торговой сети. Например, 10-литровый баллон углекислоты стоит немногим более 500 рублей, однако израсходовав запас газа, емкость можно заполнить новой порцией двуокиси.

Каждый сварщик старается увеличить продолжительность работы баллона с регулируемой газовой средой, и просто уменьшить его расход обычным зажатием вентиля не получится.

Однако выход CO 2 — двуокиси углерода, при работе полуавтоматической сваркой можно предварительно просчитать, чтобы не бежать в магазин за новым баллоном перед самым окончанием трудового дня.

Какое давление углекислоты при сварке полуавтоматом

Чтобы процесс соединения деталей в единое целое не составлял труда и все получалось с первого раза, перед практическими работами нужно разобраться в теории, как производится сварка полуавтоматом в среде углекислого газа для начинающих. Рассмотрим основные аспекты и сущность  данного метода.

Понятие сварки полуавтоматом в среде СО2

Принцип действия для полуавтоматической сварки в режиме углекислоты очень схож с методом газовой сварки с газом и без. То есть, варить можно двумя способами – использую защитный газ или нет. Подробнее прочесть про этот метод можно здесь.

Сущность рассматриваемого способа заключается в элементарной химии. В сварочную зону под давлением подается углекислый газ (СО2). Сварочная дуга обеспечивает высокую температуру, за счет чего происходит реакция разложения и газ распадается на кислород (О2) и угарный газ (2СО). Процесс распада происходит по формуле:

2СО2=2О2+2СО

В результате этой реакции сварочная ванна защищена тремя газами – начальным углекислым газом и конечными продуктами реакции – кислородом и угарным газом

Углекислый газ имеет свойство к окислению с железом и углеродом, находящимся в металле. Чтобы защитить металл изделия от этого процесса, рекомендуется для сварочного аппарата применять проволоку с повышенным уровнем марганца и кремния.  Эти компоненты химически активнее, чем железо, поэтому сначала окисляются они, тем самым принимая на себя «удар» и защищают изделие.

Пока в сварочной зоне присутствуют эти два элемента, железо и углерод не будут окисляться. Отходы, то есть оксиды марганца и кремния, которые образуются при воздействии высокой температуры и окислительной реакции представляют собой легкоплавкое соединение, которое всплывает на поверхность сварочной ванны и кристаллизируется в виде шлака.

Этот компонент никак не влияет на качество шва.

Для сварки в среде углекислого газа одного стандартного баллона на 25 кг углекислоты хватает на 15 сварочных часов. С учетом реакции из одного килограмма получается почти 500 литров готового газа. При полноценной работе затраты в среднем считаются от 10 до 50 литров в минуту. Но расход зависит от многих факторов – давления, типа сварки, типа шва, применяемого аппарата, погодных условий и так далее.

Такой метод называется сварка tig, то есть, это работы это соединение металлов с помощью электродов в среде защитного газа. Электрод может быть вольфрамовым или графитовым.

Особенности и режимы данного вида соединений

Полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа отлично подходит для новичков. Основной особенностью данного метода является применение обратной полярности постоянного тока. Это позволяет удерживать дугу. Если же наоборот, применить прямую полярность, то увеличивается риск потери дуги, что негативно отразится на качестве спаивания.

Работая на обратной полярности, можно избежать разбрызгивания электрода. Если же нужно наплавить металл, тогда лучше применить прямую, так и КПД будет в 1,5-почти 2 раза выше.

Изучая данные из таблицы, можно заметить, что  напряжение дуги напрямую зависит от диаметра проволоки и от толщины металла. При усилении сварочного тока будет усиливаться глубина провара, что необходимо при работе с  толстыми металлами. Отталкиваясь от горения дуги, нужно настраивать скорость подачи электродной проволоки, чтобы не терять качество шва.

Характеристика углекислотной сварки

Углекислый газ не имеет никакого вкуса и запаха, также он является бесцветным. В умеренных количествах он не составляет опасности для здоровья и жизни человека, не взрывоопасен. Его плотность 1,98кг/м3, что говорит о том, что он намного тяжелее воздуха (с плотностью 1,2 кг/м3).

В продажу он поступает в железных баллонах по 10, 20 или 40 литров в жидком состоянии и под давлением. Перед сварочным процессом необходимо установить баллон на некоторое время вертикальное положение, чтобы вся влага, которая там есть стекла. После этого газ подается в сварочную зону. Установленный редуктор с регулятором контролирует давление и подачу газа.

Важно: перед приобретением баллона важно уточнить возможность дозаправки. Сварка в углекислом газе может производиться несколькими видами оборудования для сварки:

Сварка в углекислом газе может производиться несколькими видами оборудования для сварки:

1. Выпрямитель это такой полуавтомат для сварки, внутри которого ток преобразуется из переменного в постоянный. Они применяются для любых видов дуговой сварки полуавтоматом с применением разных электродов и для соединения различных металлов, кроме алюминия.

Технология выполнения углекислотной сварки

Технология варки проста даже для непрофессионалов. Электродная проволока поступает с постоянной скоростью, настроенной на аппарате. Для подачи углекислого газа используется сопло.

На первых этапах важнее всего должным образом настроить сварочный аппарат

Любителям важно внимательно прочитать инструкцию к устройству, профессионал может настроить самостоятельно. Главное, чтобы процесс подачи выходного тока полностью соответствовал паспортным данным аппарата после настройки

Сила тока определяется толщиной листа и для каждого случая нужен индивидуальный подход. Например, для листа 8 мм рекомендуется обычно 240-260 ампер.

Важно обратить внимание на следующие нюансы:

Вначале настраивается скорость поступления электрода: она может регулироваться механическим способом (шестерни меняются вручную) или с помощью переменного электрического сопротивления.
Наконечник держателя всегда должен оставаться внутри рабочей зоны.
Как только включен аппарат, потребуется зажечь дугу, для этого нужно «чиркнуть» по поверхности металла электродом.
Во процессе работы необходимо подобрать подходящую скорость ведения наконечника, избегая резких, колебательных движений.
Важно постоянно держать под контролем положение наконечника.

Для достаточно хорошего усвоения работы с аппаратом рекомендуется произвести тестовую обработку опытного материала. Это позволит «подружиться» с полуавтоматом, подобрать подходящую скорость поступления электрода.

Для контроля количества углекислого газа используется редуктор, с его помощью уровень подачи понижается до 0,5 атм. Обработку поверхности начинают, когда дуга становится устойчивой, а выдача флюса соответствует норме.
Используются два метода соединения металлических поверхностей:

• при малой толщине дуга направляется углом вперед;
• при большой толщине дугу ведут углом назад.

После завершения работы поступление защитного газа не прекращается. Сначала необходимо остановить привод присадочной проволоки, отключить питание, только после этого перекрыть углекислоту. Это способствует качественной кристаллизации сварочного шва. Затем нужно сбить наметившуюся пленку шлака.

Освоить или повысить навыки использования полуавтомата рекомендуется с помощью обучающих видео в открытом доступе.

Углекислотная сварка с легкостью превосходит другие виды обработки, является отличной альтернативой аргону. С ней легко работать, она доступна всем. Поэтому данная технология получила такое распространение: сейчас ее можно встретить даже в гаражах домашних сварщиков-непрофессионалов.

Цена на сварочные аппараты и углекислый газ очень приятная: качественные бюджетные модели стоят от 20 до 50 тысяч рублей. Поэтому рекомендуем глубже изучить процесс углекислотной сварки, чтобы уметь применить знания на практике.

Применяемые комплектующие

Сварка полуавтоматом с газом предполагает использование проволоки и, конечно, защитного газа. Ниже вы можете видеть таблицу с используемыми типами газов.

Если вы внимательно изучите таблицу, то обнаружите, что применяются самые разнообразные газы: и активные, и инертные, и смеси газов, в том числе активных с инертными. Газ, который не рекомендуется применять при полуавтоматической сварке — водород. При его использовании металл сильно разбрызгивается и шов получается некачественным.

Теперь о проволоках. Есть отдельный ГОСТ №2246-70, согласно которому допускается использование 75 марок сварочной проволоки. Вы сами понимаете, что при таком разнообразии трудно давать какие-то общие рекомендации по правильному выбору проволоки. Скажем лишь одно: ориентируйтесь на марку детали, которую собираетесь варить. И исходя из этого подбирайте марку проволоки.

Лучшие бюджетные сварочные полуавтоматы

P.I.T. PMIG145-C, MMA, MIG/MAG

Модель предназначена для варки в среде защитных газов. Благодаря высокой устойчивости к интенсивным и продолжительным нагрузкам, она подходит для длительной ежедневной эксплуатации. Это по достоинству оценят домашние мастера, занимающиеся в свободное время разного рода ремонтом. Черный корпус оснащен широкой ручкой для комфортного перемещения.

P.I.T. PMIG145-C, MMA, MIG/MAG

Достоинства:

• автоматическое отключение при перегрузках и коротком замыкании;
• простота установки конфигураций;
• универсальное назначение;
• совместимость со всеми видами проволоки.

Недостатки:

• маленькая длина проводов;
• не читаемая шкала значений.

Edon Smart MIG-180, MMA, MIG/MAG

Бытовой инверторный аппарат станет незаменимым помощником для домашнего умельца. Он предназначен для работы в среде инертных газов, с флюсовой проволокой в режиме MIG и со штучным электродом (ММА). С облегченным смарт меню без труда справится новичок. Множество заводских предустановок облегчат подбор оптимальных параметров для сварки практически любого металла.

Edon Smart MIG-180, MMA, MIG/MAG

Достоинства:

• холостой ход 57 В;
• предусмотрена защита от перегрева и короткого замыкания;
• бесперебойная работа от 195 до 245 В;
• электронные элементы покрыты несколькими слоями лаками;
• максимальный вес бобины с проволокой 1 кг;
• механизм подачи присадочного материала защищен от пыли;
• IP21S/F;
• компактные размеры;
• богатая комплектация.

Недостатки:

• короткий провод массы;
• сварочный рукав не снимается;
• маленькая длинна шланги с горелкой.

Сварог REAL SMART ARC 220 (Z28403), TIG, MMA

Модель от отечественной компании по достоинству оценят новички и профессионалы. Среди конкурентов она выделяется уникальным режимом Synergy ММА. Теперь любой сварщик станет работать в оптимальных настройках, которые подбираются автоматически в зависимости от предустановленных параметров. Достаточно выбрать диаметр электрода. Сила тока, а также Горячий старт и Форсаж дуги подстраиваются под исходные параметры. Это увеличивает производительность и доступность для молодых мастеров.

Сварог REAL SMART ARC 220 (Z28403), TIG, MMA

Достоинства:

• качественная сборка;
• высокая мощность;
• работает с пониженным напряжением;
• интуитивное управление;
• длинный сетевой шнур;
• не маркий.

Недостатки:

• сетевой провод дубеет на морозе;
• шумный вентилятор;
• греется кабель массы.

Подготовка сварочного аппарата к работе

Как любой вид деятельности проведение сварочных работ предполагает соблюдение правил подготовки к процессу, это позволит обеспечить безопасность и качественность самого процесса.

Перед началом работы нужно подготовить сварочную поверхность для избежания появления пор. Для этого с поверхности нужно удалить пыль, мусор, грязь, влагу, масло, а также ржавчину размеров до 30 мм от края зазора.

Очистку поверхности можно провести металлической щеткой, стальной щеткой по металлу, ветошью, пескоструйным аппаратом, затем нужно обезжирить и протравить.

Также необходимо подготовить сварочный аппарат, для этого необходимо соблюсти следующие этапы подготовки:

• Проверяем заземление аппарата. Любое варочное оборудование нужно проверить на наличие присоединения к заземляющему проводнику. Отсутствие или неисправность угрожает безопасности процесса сварки.
• Проверяем напряжение сети. Многие аппараты чувствительны к скачкам напряжения и могут выходит из строя. Поэтому напряжение в сети должно быть стабильным.
• Выбираем режим сварочного аппарата. Современные полуавтоматы имеют множество режимов сварки и ее регулировку. С помощью них можно подстроить сварку под свариваемый материал и характер сварки.
• Перед началом работы нужно отрегулировать диаметр наконечника, он должен быть на несколько миллиметров больше чем размер проволоки.
• Проверяем регулировку наконечника и подающего механизма. Если эти элементы расстроены и настроены неправильно это может привести к ошибкам в работе или к порче свариваемого материала.
• Проверяем качество проволоки. Она должна быть ровная без заусенцев, вмятин и различного род царапин.

Мощность аппаратов для сварки

Важным показателем работы сварочного прибора является его мощность. Следует помнить, что включаясь, аппарат расходует большее количество ампер, чем при последующей работе.

Мощность сварочных полуавтоматов обусловливает их продуктивность – менее мощные могут сваривать только изделия из тонких листов, более мощные способны сваривать толстые листы металла.

Достаточно важным показателем сварочных аппаратов становится возможность управления током и сам диапазон этой регулировки.

Оптимальный вариант для домашнего использования имеет плавное зажигание сварочной дуги, а также плавный финиш. Наличие режима два в четыре такта позволяет при долгом процессе сварки не держать выключатель горелки нажатым.

Главные особенности полуавтоматической сварки

Важно знать не только режимы газовой сварки и их правильный выбор, но и основные особенности проведения сваривания изделий из нержавеющей стали при помощи полуавтоматического оборудования. От этого будет зависеть итоговый результат и прочность соединений

Среди главных особенностей полуавтоматического сваривания элементов из нержавейки можно выделить:

1. При проведении сварки рекомендуется использовать ток с обратной полярностью.
2. Электроды должны удерживаться с соблюдением угла наклона. Если не будут выполняться основные правила, к примеру, если электрод будет больше отклоняться вперед, то соединение будет широким, а глубина проваривания небольшой. Этот способ наклона стоит использовать для тонких металлов.
3. Самый большой вылет проволоки должен быть не больше 12 мм.
4. Давление углекислоты при сварке нержавейки полуавтоматом должно быть такое же, как и при сваривании других металлов. Рабочий расход должен быть не больше 12 м3 в минуту, но не меньше 6 м3 в минуту. Если не будут соблюдаться данные условия, то качество шва сильно ухудшится.
5. При сварке обязательно нужно использовать осушитель. В качестве него применяется медный купорос, который предварительно прогревается при 200 градусов на протяжении 20 минут.
6. Чтобы защититься от брызг раскаленного расплавленного металла рекомендуется использовать водные растворы с содержанием мела.
7. Если вы хотите получить отличное соединение при сварке электродом стоит водить плавно, без колебаний.
8. При сваривании от края обрабатываемого изделия стоит отступать не меньше 5 см.

Как выбрать проволоку для полуавтомата

Чтобы правильно подобрать сварочную проволоку для полуавтоматов, требуется учитывать много важных параметров:

• Основной материал, подлежащий сварке.
• Толщина материала.
• Способ сварки (газовый или нет).
• Мощность сварочного аппарата.

и некоторые другие.

Так, для работы с низкоуглеродистой сталью подойдут марки с низким содержанием углерода и кремния. Их можно варить омедненной сплошной проволокой без использования инертного газа. Такой материал применяется для сварки автоматом и полуавтоматом.

Для легированных, высокопрочных и нержавеющих сталей подбирают материалы с близким содержанием легирующих присадок, а работу проводят уже в газовой атмосфере.

Процесс сварки в газовой атмосфере

Алюминий из-за его высокой химической активности следует варить в аргоновой атмосфере, сварочный материал надо выбирать сплошного сечения с составом, близким составу конкретного сплава. Во избежание образования оксидной пленки алюминиевую проволоку следует хранить в герметичной упаковке и распаковывать непосредственно перед загрузкой в аппарат и началом сварки. Часто проводят химическую или механическую обработку зоны сварки и сварочного материала.

Медь и ее сплавы сваривают в аргоновой защитной среде

Медь и ее сплавы также сваривают в аргоновой защитной среде. Для меди проволока имеет следующие подгруппы:

• чистые и малолегированные изделия;
• бронза;
• отливки и прокат.

Черные металлы, чугун или никель имеют высокую жаростойкость и коррозионную стойкость. Для них оптимальной будет порошковая проволока рутиловой группы с достаточным содержанием никеля.

Самозащитная порошковая проволока

Для сварки разных металлов применяют наплавочные марки сварочных материалов

Диаметр проволоки для полупрофессиональных полуавтоматов чаще всего бывает 0.3-2 мм. При наличии достаточного опыта и навыка возможно использование одного диаметра для разных операций, но для начинающего мастера лучше придерживаться справочной таблицы, прилагаемой к полуавтомату.

Понятие сварки полуавтоматом в среде СО2

Принцип действия для полуавтоматической сварки в режиме углекислоты очень схож с методом газовой сварки с газом и без. То есть, варить можно двумя способами – использую защитный газ или нет. Подробнее прочесть про этот метод можно здесь.

Сущность рассматриваемого способа заключается в элементарной химии. В сварочную зону под давлением подается углекислый газ (СО2). Сварочная дуга обеспечивает высокую температуру, за счет чего происходит реакция разложения и газ распадается на кислород (О2) и угарный газ (2СО). Процесс распада происходит по формуле:

2СО2=2О2+2СО

В результате этой реакции сварочная ванна защищена тремя газами – начальным углекислым газом и конечными продуктами реакции – кислородом и угарным газом

Углекислый газ имеет свойство к окислению с железом и углеродом, находящимся в металле. Чтобы защитить металл изделия от этого процесса, рекомендуется для сварочного аппарата применять проволоку с повышенным уровнем марганца и кремния.  Эти компоненты химически активнее, чем железо, поэтому сначала окисляются они, тем самым принимая на себя «удар» и защищают изделие. Пока в сварочной зоне присутствуют эти два элемента, железо и углерод не будут окисляться. Отходы, то есть оксиды марганца и кремния, которые образуются при воздействии высокой температуры и окислительной реакции представляют собой легкоплавкое соединение, которое всплывает на поверхность сварочной ванны и кристаллизируется в виде шлака. Этот компонент никак не влияет на качество шва.

Для сварки в среде углекислого газа одного стандартного баллона на 25 кг углекислоты хватает на 15 сварочных часов. С учетом реакции из одного килограмма получается почти 500 литров готового газа. При полноценной работе затраты в среднем считаются от 10 до 50 литров в минуту. Но расход зависит от многих факторов – давления, типа сварки, типа шва, применяемого аппарата, погодных условий и так далее.

Такой метод называется сварка tig, то есть, это работы это соединение металлов с помощью электродов в среде защитного газа. Электрод может быть вольфрамовым или графитовым.

Как выбирать

При покупке комплектов для полуавтоматической сварки, необходимо учитывать несколько важных факторов. Так, нужно знать модель аппарата и его функции. Это могут быть работы в средах инертных или активных газов, аргонодуговая сварка или же работа с порошковой проволокой. Стоит учитывать, каким образом устроены соединительные элементы. Наиболее популярный вариант – это KZ-2. Важны и эргономические характеристики горелки. Ручка должна удобно сидеть в руке, а кнопка — быть достаточного размера.

При выборе стоит обратить внимание на диаметр проволоки, для которой предназначен тот или иной аппарат. С обыкновенными сварочными устройствами используют проволоку диаметром от 0,6 до 1,6 мм

Но конкретные устройства могут работать и с более узкими диапазонами размеров – например, 0,2-0,6 мм.

Немаловажный момент при выборе – максимальные токи и толщина рукава. Оптимальная для любых сварочных работ – 3 мм. Но в продаже можно найти изделия и большей длины.

Факторы расхода

Наиболее значимыми условиями расхода сварочной смеси — контролируемой атмосферы, является следующие медиаторы:

1. Тип и толщина соединяемого металла.
2. Диаметр сварочного прута.
3. Сила тока сварочного аппарата.

Учитывая каждый из приведенных факторов, можно вывести расход защитной среды. Приведенные ниже данные обусловливают количество выхода сварочной смеси при работе полуавтоматом с учетом диаметра проволоки и силы тока:

• проволока 0,8-1,0 мм, сила тока аппарата 60-160 амп. — 8 литров газа в минуту;
• 1,2 мм, 100-200 A — 9,5-12 л/мин.;
• 1,4 миллиметра, 120-320 апм. — 12-15 л;
• 1,6 мм, 240-380 — от 15 до 18 литров;
• 2,0 мм, 280-450 A — до 20 л/мин.

Это средние математические выводы, которые кроме диаметра и толщины деталей, не учитывают факторы окружающей среды. Процесс в закрытом помещении потребует меньшего расхода регулируемой газовой среды, на открытой же площади происходит некоторое улетучивание углекислоты, что отражается большим ее истечением из баллона.

Не на последнем месте находится и само качество контролируемой атмосферы. Пользуясь неочищенным газом, сварщик поневоле придет к увеличенной издержке производства.