Дуговая сварка плавящимся электродом в защитных газах: оборудование и технология процесса
Дуговая сварка плавящимся электродом — это метод, при котором между свариваемым изделием и концом электрода возникает электрическая дуга, под действием которой основной металл и электрод начинают плавиться, образуя сварочную ванну, а обмазочный материал электрода при этом создает газовую защитную среду, необходимую для качественного шва.
Плюсы и минусы метода
Плюсами этого способа сваривания всегда считались:
- простота эксплуатации и низкая цена оборудования для сварного процесса;
- возможность сваривания большого количества разновидностей металлов при широком спектре выбора электродного материала;
- возможность выполнять сварные работы в труднодоступных местах;
- уместно сваривание в любых пространственных положениях.
Из недостатков стоит выделить:
- в процессе выделяется большое количество веществ, вредных как для самого сварщика, так и для окружающих;
- качество сварного шва во многом зависит от опыта и квалификации сварщика;
- скорость выполнения работ зачастую ниже, чем при иных методах;
- при выполнении сварки на постоянном токе магнитные поля сильно влияют на отклонение дуги, что затрудняет процесс.
Оборудование для ручной дуговой сварки
Оборудование, необходимое для ручного дугового сваривания, состоит:
- из источника питания, который может быть как переносным, так и стационарным в зависимости от вида выполняемых сварщиком работ;
- из кабеля с электродержателем, в котором фиксируется покрытый специальной обмазкой электрод;
- из кабеля обратного заземления для соединения свариваемого изделия с источником питания.
Также не стоит забывать о дополнительных средствах, таких, как: защитная маска, перчатки сварщика, разнообразные приспособления для удаления шлака и другие вещи, необходимые для удобства специалиста.
Перенос электродного металла: виды и характеристики
Перенос электродного металла делится на три типа:
- крупнокапельный перенос. Случается, если процесс происходит с высоким напряжением на электрической дуге и невысокими параметрами тока при сваривании. Размер капель плавящегося электрода при этом имеет диаметр больше сечения самого электрода. Процесс сварки в таком случае возможен только в вертикальном пространственном положении, так как сварочная ванна при таком переносе имеет большие размеры и её становится сложно контролировать.
- мелкокапельный перенос. При данном виде переноса металла капли расплавленного электродного материала равны или меньше по диаметру, чем сам электрод. Процесс сварки проходит с высоким напряжением на дуге и высокими параметрами тока. При мелкокапельном переносе увеличивается скорость выполнения работ, шов имеет более аккуратный вид. Такой тип переноса наиболее подходит для сваривания толстостенных металлов.
- струйный перенос. Струйный перенос металла обычно происходит при высокой силе тока и использовании электрода с прямой полярностью. При данном переносе очень мелкие капли металла идут одна за другой непрерывной цепочкой, обеспечивая ровную и гладкую на ощупь поверхность шва. Этот же тип переноса характерен для полуавтоматической сварки в среде защитного газа.
Сварочный процесс
От источника сварочного тока к электроду поступает электроэнергия. Во время контакта электрода со свариваемым металлом образуется электрическая дуга, которая расплавляет изделие и электрод, вследствие чего возникает сварочная ванна. Электродный материал, поступая в эту ванну, сплавляет кромки металла, который нужно сварить, а обмазка обеспечивает защиту в области формирования шва и образует защитный слой по окончании процесса сваривания.
Схема сварки плавящимся электродомСварка плавящимся электродом в защитных газах
Этот тип сварки подразумевает собой сварку с помощью автоматических или полуавтоматических сварочных аппаратов, в процессе сварочная проволока подается в зону формирования шва. В роли защитного газа чаще всего выступают аргон либо углекислый газ, которые подаются в зону действия электрической дуги для обеспечения хорошего соединения металлов и отсутствия дефектов сварочного шва. Высокие сварочные токи и малый диаметр сварочной проволоки делают необходимой большую скорость подачи проволоки в сварочную ванну, скорость сваривания при этом составляет 15-80 м/ч.
Этот способ отличается высокой производительностью и большой скоростью процесса, что способствует его распространению в сфере промышленного производства металлоконструкций, машиностроении.
Из-за отсутствия шлаковых включений и возможности аккуратного выполнения сварки при очень малых толщинах материала данный метод получил широкое распространение на разнообразных СТО и других предприятиях по обслуживанию и ремонту автомобилей.
|
|
|
Сварка неплавящимся электродом: основы аргонно-дуговой сварки
Самой популярной технологией для создания неразъемного соединения между двумя металлическими деталями на сегодняшний день является сварка. Без нее не обходится ни одно производство или промышленное хозяйство. В зависимости от применяемых материалов и аппаратов, существует много классификаций и разновидностей данной технологии. Рассмотрим одни из самых востребованных методов – ручная и механизированная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом.
Содержание статьи
Что такое аргонная сварка
Способ сцепления двух металлических деталей, который реализуется за счет образования электрической дуги и применения дополнительного газа — аргона называется аргоннодуговая сварка. Весь процесс происходит за счет того, что дуга обеспечивает высокую температуру, плавит металл рабочего изделия и специальный присадочный пруток, образовывая при этом сварной шов. Аргон, в свою очередь, исполняет роль изолятора и защищает расплавленную металлическую массу в сварочной ванне от окисления. Если же туда опадает кислород или любой другой газ из внешней среды, возникает окисление, которое негативно влияет на качество спайки. Некоторые металлы могут вступить в реакцию и воспламениться. Аргон обладает такими химическими качествами, которые не позволяют кислороду соединиться с металлом. Газ из аппарата в рабочую среду подается еще до поджога и возбуждения дуги и продолжает удерживаться еще некоторое время по заверению процесса.
Аргонная сварка может производиться двумя способами:
- плавящимся электродом, который используется для поджога и одновременно является паяльным материалом. То есть, проводник плавится и предоставляет массу для образования шва. Это происходит за счет состава его покрытия. Подробнее про метод электродом можно прочесть здесь.
- неплавящимся электродом, в котором сам проводник изготовлен из вольфрама – материала, который очень сложно поддается плавке, даже под воздействием высоких температур. Во время работы, температура среды около 2000 градусов, а для плавления вольфраму необходимо не менее 3600 градусов. Такой прут используется исключительно для поджога и создания дуги. Дополнительный материал, являющийся припоем, подается вручную отдельно.
Сплавление в среде аргона реализуется по двум технологиям:
- TIG – ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом;
- MIG – автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся электродом.
Эти методики можно применять и в домашнем хозяйстве, так как они самые простые, и в производстве. Но для более профессионального варения применяются еще другие, высокоточные технологии.
Сварочный аппарат
Дуговая сварка в защитном газе неплавящимся электродом осуществляется посредством специального оборудования – сварочного аппарата. Он состоит из следующих элементов:
- газовая установка, обеспечивающая своевременную и равномерную подачу аргона;
- источник питания, который делится на два вида – инверторы и трансформаторы.
- механизм подачи проволоки, которая выполняет роли припоя;
- горелка;
- дополнительные комплектующие.
Что касается источников питания, то инверторы более востребованы, нежели трансформаторы. Это связанно с тем, что они могут работать как в режиме постоянного, так и переменного тока. Инвертор используется в любых условиях промышленности или дома. Работают они от обычной электрической розетки в 220В. Во время работы в среде аргона, крайне нежелательны перепады напряжения, поэтому инвертором варить намного лучше, качественнее и быстрее, чем трансформатором.
Горелка – это основная деталь, которая должна присутствовать для данного способа скрепления деталей. Ее конструкция может быть разной, так как для вольфрамовой пайки и сварки плавящимся проводником применяются немного разные детали. Наконечник горелки (сопло) отвечает за ряд параметров, основной из которых подача защитного газа в процессе пайки. Ее скорость зависит от диаметра сопла, чем он меньше, тем подача сильнее. Чаще всего он изготавливается из керамики, чтобы не плавиться и не поддаваться деформации под воздействием высокой температуры в рабочей среде.
Газовый баллон может быть любого объема, от этого и зависит частота прерываний дуги для заправки.
Кроме сварочного аппарата для работы понадобятся средства индивидуальной защиты – рукавицы, роба и маска, которая нужна для защиты глаз от ультрафиолетовых ожогов.
Дополнительные материалы
Дуговая сварка в защитном газе неплавящимся электродом требует, кроме основного аппарата, дополнительные аксессуары. Рассмотрим самые необходимые:
- присадочные прутки, выполненные из различного материала, подходят для создания качественного шва на различных металлах – цветных, стальных, нержавеющих и т.д. Для изделия из разных металлов существуют соответствующие прутки – алюминиевые, нержавеющие, чугунные, медные и множество других. Они служат дополнительным материалом, которые выполняют роль припоя. То есть, неплавящийся проводник обеспечивает сварочную дугу и высокую температуру, а прут плавится для создания дорожки. Присадочные прутки применяются в режиме ручной дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах. Примеры использования прутьев для разных видов сплавов можно увидеть в таблице:
- проволока – это дополнительный материал, который применяется в качестве припоя для автоматической аргонодуговой сварки неплавящимися электродами. Она подается в механизированном режиме из катушки, установленной в сварочном аппарате. Так же, как и прутья, проволока выполняется из разных материалов, для применения на различных металлах.
- газ является основным расходным материалом. Механизированная аргонодуговая сварка плавящимся проводником или проволокой не может быть без инертного газа, выполняющего основную защитную функцию. Вместо аргона, в силу его высокой стоимости, иногда сварщики заменяют его на гелий или углекислый газ. Его состав определяется типом металла, который подлежит свариванию. Баллоны бывают разного литража, на 5, 10, 20, 40 литров и так далее. Объем газа в баллоне зависит от давления. Например, в 10-ти литровом баллоне при давлении 150атм находится 10х150=1500 литров аргона(1атм).
- дополнительные аксессуары – это шланги, фитинги и прочие детали, необходимые для работы. Они имеют особенность снашиваться поэтому требуют периодической замены. Выбирая длину шланга, рекомендуется пространство между установленным аппаратом и рабочей зоной.
Все вышеописанные материалы необходимо приобретать в соответствии с качеством металла и местом работы. Необходима тщательно следить за исправностью и пригодностью каждого из них. Эти дополнения являются незаменимой и важной частью рабочего процесса.
Настройка параметров для сварки
Механизированное скрепление деталей электродом подразумевает применение инертной среды для защиты шва от окисления, которое провоцирует возникновение дефектов. Кроме ровного и качественного шва мастеру необходимо внимательно следить за тем, чтобы ванная не выходила за пределы газового облака. Таким образом, сначала включается газ, а затем уже совершается поджог и возбуждение дуги. Это самый важный момент. Если сделать наоборот, то расплавляющийся металл смешается с кислородом и из-за окисления шов в итоге получится некачественным. Так же и заканчивается работа. Сначала убирается дуга, а газ еще подается около 10 секунд для того, чтобы материал кристаллизовался без окисления. По возможности рекомендовано газ подавать с двух сторон от сварки, чтобы обеспечить надежную защиту. Таким образом, снижается риск реакции с кислородом.
Механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом и неплавящимся, настройки производятся в соответствии с моделью аппарата. Как правило, они прописаны в инструкции, или же их можно посмотреть в общепринятых сварочных таблицах. При ручной технологии, мастер сам контролирует подачу проволоки. Ее нужно держать перед горелкой четко по направлению дорожки под определенным углом. Этот угол зависит от толщины шва и скорости расплавления металла, которая, в свою очередь, зависит от вида металла, из которого выполнены свариваемые изделия.
Что касается режима подачи газа – эта величина неизменная. Она прописана в таблицах ГОСТа о применении различных газов для автоматической и ручной технологии сваривания металлов.
Самое сложное при настройках режима – это величина тока. Она выставляется и регулируется, отталкиваясь от многих факторов. Во-первых, большую роль играет тип металла, например, тонколистовые пластины нужно сваривать на низких токах, чтобы избежать пропала или деформации. Во-вторых, важно учитывать тип шва и расположение деталей во время работы. При совершении вертикального шва, ток должен быть низким, чтобы и дугу удержать, и в то же время не допустить растекание расплавленной металлической массы.
Новичку важно учесть, что настройки для разных типов сварочных работ и материалов будут разными.
Как правильно варить аргонодуговой сваркой
Чтобы правильно соединить два изделия в одно целое, нужно учесть три основных фактора:
- Правильные настройки, от которых напрямую зависит весь процесс. То есть нужно отрегулировать подачу прута, газа, тока, чтобы удерживать нужную дугу.
- Мастерство сварщика. Когда все настройки совершены, необходимо определенное мастерство и «набитая рука», благодаря чему мастер сможет удерживать дугу при непрерывном создании качественного шва. При неправильной подаче прута и периодической потере дуги нет смысла надеться на «правильное» соединение.
- Рабочее место – это один из залогов успешной работы аппаратом. Важно, чтобы мастеру ничего не мешало под рукой, чтобы было место совершать маневры и установить агрегат. Кроме этого стол должен быть из жаропрочного материала, как и окружающая среда. Необходимо особое внимание уделить тому месту, где будет располагаться деталь. Для качественного соединения ее нужно зафиксировать, иначе сдвиги повлияют на шов. Также нужна хорошая вентиляция, так как при сварке выделяется много вредных веществ, но важно, чтобы не было сквозняка, который может негативно отразиться на работе.
Советы от специалистов
Специалисты с многолетним стажем сварки в инертных газах, с использованием плавящегося и неплавящегося проводника подготовили для новичков ряд советов:
- газ лучше подавать с другой стороны сварочной дорожки, это значительно повысит качество, но, правда, увеличит расход;
- чтобы снизить финансовые затраты на дополнительные комплектации, можно приобрести не чистый аргон, а смесь его с другими газами;
- успех зависит от количества попыток, поэтому не стоит расстраиваться, что не получается с первого раза, необходимо много тренироваться;
- не стоит забывать о правильных настройках аппарата;
- перед пайкой больших изделий, нужно провести пробный шов на небольших заготовках или на участке, который является не столь важным или невидимым;
- более точную информацию по настройкам на разные режимы работы можно узнать у производителя аппарата. То есть, перед эксплуатацией необходимо прочитать инструкцию и проконсультироваться со специалистом.
На видео показано практически, что такое монолитное соединение деталей прутьями и как совершается ровный и красивый шов с помощью неплавящегося электрода.
[Всего: 1 Средний: 5/5]
Ручная дуговая сварка
Максимальный диаметр электрода MMA, мм
Напряжение питающей сети, В
Сварочный ток, А
Диапазон рабочего напряжения, В
Потребляемая мощность, кВА
Потребляемая мощность TIG, кВА
Сварочный ток TIG, А
Сварочный ток MMA, А
|
Историческая справка об изобретении
Сваркой называется технологический процесс сварки неразъемных соединений между свариваемыми контактами при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии и другом.
В 1802 г. русский ученый Петров В.В. электрический разрядник и указатель на возможность использования его для расплавления металла. На Западе считать, что первым в этом был английский ученый Хамфрей Дэйвис, работы которого в этой области также к началу XIX века.В 1882 г. русский инженер Бенардос Н.Н. открыл способ электродуговой сварки металлов неплавящимся угольным электродом. Им были разработаны способы дуговой сварки в защитном газе, дуговой резки и др. Несколькими годами позже (в 1888 г.) другой русский инженер Славянов Н.Г. двойной дуговую сварку плавимся металлическим электродом. Он создал первый сварочный генератор, позволяющие получить высококачественные сварные швы. Работы Славянова Н.Г. и других ученых были использованы шведским инженером Оскаром Кельбергом, который в 1907 году создал первый покрытый электрод.Так была изобретена сварка покрытыми электродами. При этом использовался постоянный ток, получаемый от сварочных генераторов. Сварку покрытыми электродами на переменном токе стали начиная с 20-х годов XX-го столетия.
Держатели для дуговой сварки угольным электродом, предложенные Н.Н. Бенардосом |
В 30–40-х годах прошлого века был разработан способ полуавтоматической и автоматической сварки под флюсом, позволяющий повысить производительность процесса сварки в несколько раз.
С 1920 года получил промышленное применение дуговой сварки неплавящимся электродом в инертных газах (ТИГ). Хотя первый патент, относящийся к данному способу сварки, был зарегистрирован еще в 1890 году.
Дуговая сварка плавящимся электродом в защитных газах (МИГ / МАГ) впервые была предложена в США в 1948 году.
В 1950-52 г. группой советских ученых под руководством Любавского К.Ф. и Новожилова Н.М. разработан способ сварки в среде углекислого газа низкоуглеродистых и низколегированных сталей.
В настоящее время сварка покрытыми электродами, сварка плавящимся и неплавящимся электродом в защитных газах, а также сварка под флюсом, которые являются электрическими дуговыми сварочными технологиями, широко применяются в промышленности.
Однако существуют и другие (не дуговые) способы сварки. Так одним из широко применяемых способов сварки является контактная сварка, при которой расплавление деталей происходит в точке их соединения за счет выделения тепла в месте при контакте прохождения электрического тока.Первые патенты по этому способу сварки к 1885 году.
В настоящее время нашли применение и такие способы сварки как электронно-лучевая, лазерная, индукционная, сварка трением и другие.
Сварка является одним из процессов соединения материалов. Как показано на схеме ниже, все дополнительные способы сварки могут быть разделены на две основные группы:
— сварку плавлением: газовая, электрическая дуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная и др.;
— сварку давления: контактная, трение, диффузионная, ультразвуком и др.
Сварка плавлением осуществляется плавлением кромок соединяемых деталей и присадочного материала с общей сварочной ванны. Сварное соединение образует без внешних усилий.
Сварка давлением осуществляется проверка межатомных связей между соединяемыми частями с применением внешних усилий.
Электрическая дуговая сварка — источник тепла является электрической дуга.К этому виду сварки относится: ручная дуговая сварка покрытыми электродами (ММА), электродуговая сварка в среде защитных газов (МИГ / МАГ и ТИГ), электродуговая сварка под флюсом, плазменная сварка и другие способы сварки.
Газовая сварка — химический способ сварки плавлением, получаемый в результате химического процесса сгорания газообразного (или парообразного) горючего в смеси с кислородом. Сварной шов формируется за счет основного и присадочного металлов, расплавленных газовым пламенем.
Схема газовой сварки
Ручная дуговая сварка покрытыми электродами (ММА). Источником металла является электрическая дуга. Сварной шов формируется за счет расплавленного основного и электродного металлов.
Схема сварки ММА
Механизированная дуговая сварка плавящимся электродом в защитном газе (МИГ / МАГ). Источником металла является электрическая дуга. Сварной шов формируется за счет расплавленного основного металла и металла электродной проволоки (сплошного сечения или порошковой).
Схема сварки МИГ / МАГ
Дуговая сварка неплавящимся (вольфрамовым) электродом в инертном газе. Источником металла является электрическая дуга. Сварного шовированного металла либо только за счет расплавленного основного металла, либо также за счет металла присадочной проволоки.
Схема сварки ТИГ
Международные коды и аббревиатура для основных процессов сварки
Цифровой код по EN ISO 4063 | Аббревиатуры: Европейская (ЕС) Американская (США) Российская (RU) Украинская (UA) | Полное наименование | |
111 | ЕС | ММА | Ручная дуговая сварка металла |
США | SMAW | Дуговая сварка защищенного металла | |
RU | РД | Ручная дуговая сварка покрытыми электродами | |
UA | РДЕ | Ручне дугове зварювання покритим | |
114 | ЕС | FCAW | Порошковая проволока для дуговой сварки без газовой защиты |
США | FCAW | Порошковая сварка | |
RU | МПС | Механизированная сварка самозащитной порошковой проволокой | |
UA | ЗП | Дугове зварювання порошковим дротом | |
12 | ЕС | ПИЛА | Сварка под флюсом |
США | ПИЛА | Сварка под флюсом | |
RU | АФ | Автоматическая сварка под флюсом | |
121 | ЕС | – | Сварка под флюсом сплошным проволочным электродом |
США | – | Сварка под флюсом сплошным проволочным электродом | |
RU | МФ | Механизированная сварка под флюсом | |
UA | ЗФ | Дугове зварювання під флюсом дротяним електродом | |
13 | ЕС | МИГ / МАГ | Дуговая сварка металла в среде защитного газа |
США | GMAW | Газовая дуговая сварка металла | |
RU | – | – | |
UA | – | – | |
131 | ЕС | МИГ | Металло-дуговая сварка в инертном газе |
США | GMAW | Газовая дуговая сварка металла | |
RU | МАДП | Механизированная аргонодуговая сварка плавящимся электродом | |
UA | МІГ | Дугове зварювання металевим (плавким) електродом в інертних газах | |
135 | ЕС | МАГ | Металло-дуговая сварка в активном газе |
США | GMAW | Газовая дуговая сварка металла | |
RU | МП | Механизировання сварка плавящимся электродом в среде активных газов и смесях | |
UA | МАГ | Дугове зварювання металевим (плавким) електродом в активних газах | |
136 | ЕС | FCAW | Порошковая проволока для дуговой сварки с активной газовой защитой |
США | FCAW | Порошковая сварка | |
RU | МПГ | Механизированная сварка порошковой проволокой в среде аткивных газов и смесях | |
UA | ПАГ | Дугове зварювання порошкоим дротом с захистом активним газом | |
137 | ЕС | FCAW | Порошковая проволока для дуговой сварки в среде защитного газа |
США | FCAW-S | Порошковая сварка | |
RU | МПИ | Механизированная сварка порошковой проволокой в среде инертных газов и смесях | |
UA | ПІГ | Дугове звено порошковым дротом и захистом в внутренних газах | |
141 | ЕС | TIG | Сварка вольфрамом в среде инертного газа |
США | GTAW | Газовая вольфрамовая дуговая сварка | |
RU | ААД | Автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся электродом | |
UA | ВІГ | Дугове зварювання вольфрамовим електродом в других газах и присадним дротом чи без нього |
Сварка и сварщик 【weldering.com】 Всё о способах сварки ⚡ 【❆ холодная сварка, сварка аргоном, ручная сварка】 и газах 【аргон, водород, гелий, азот, кислород, углекислый газ, ацетилен】
- Сварка
- — это процесс неразъемных соединений путем установления межатомных связей между свариваемыми частями при местном (общем) нагреве или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого
Сварка в жизни человека
Никому не стоит рассказывать о том, что в жизни человека металл имеет огромное значение, это и так очевидно.Каждый вид металла принято оценивать по таким параметрам как срок службы, твердость и технология обработки. Металлические конструкции незаменимы в тех случаях, когда другие материалы не способны выдерживать предполагаемую нагрузку. Поэтому человечество научилось резать, обрабатывать и сваривать металлы. Сварка представляет собой один из важнейших процессов в промышленных областях. Сварка стала величайшим открытием в жизни человека и в истории человечества в целом.С ее помощью создано огромное количество средств производства, инструментов и т.п.
Индивидуальное и производственное использование сварки
Очевидно, что сварочные работы в быту человека играют неоценимую. Доступность инструментов и материалов для сварки позволяет людям открывать небольшие цеха по производству дверей, ворот, ограждений, окон, станций по ремонту автомобилей и другой техники, где требуются сварочные соединения металлических конструкций.Необходимо также заметить, что при помощи технологий сваривания можно соединить не только конструкции из металла, но из различных полимерных материалов. При этом достигает высочайшая степень прочности.
Сейчас сварочному делу может научиться практически каждый желающий. Для этого существуют различные обучающие курсы и курсы для повышения квалификации. Спрос на такие работы никогда не будет утрачен, так как все металлоконструкции тоже имеют срок годности, а, следовательно, нуждаются в ремонте.В современном процессе внедрения внедрение с использованием лазерного луча, что выведет производство на новый уровень.
На сайте «Сварка и сварщик» мы постарались использовать наиболее подробную информацию о методах сварки, технологии сварки, сварочном оборудовании и их применении в производстве и в быту.
Здесь Вы сможете скачать нормативную документацию по сварке (ГОСТ и др.), Учебники и учебные пособия по сварке.
Вся представленная на данном сайте информация поможет Вам понять:
Сайт сварочного.com сделан исключительно для того, чтобы сэкономить Ваше время на поиски информации о сварке. Мы не занимаемся продвижением какого-либо коммерческого продукта, производителя или завода-изготовителя.
Если у Вас найдутся какие-то пожелания, идеи или что-то показалось слишком сложным, непонятным — пожалуйста, сообщите нам, воспользовавшись представлением обратной связи. Мы обещаем, что ни одно сообщение не останется без ответа.
Большое спасибо за внимание!
.