Автоматическая и полуавтоматическая сварка: отличия, достоинства и недостатки

Автоматическая и полуавтоматическая сварка – чем отличаются данные технологии? Обычный человек, скорее всего, затруднится дать ответ на этот вопрос, да ему и не нужно. Но в некоторых ситуациях выбор между тем или иным методом может сыграть существенную роль.

К примеру, автоматическая сварка – это высокая скорость работы и отменное качество шва. Для использования полуавтоматического оборудования не требуется каких-то особых условий, оно более экономичное. И на этом отличия между технологиями не заканчиваются. Так на каком же методе остановиться? Давайте разбираться.

Чем автоматическая сварка отличается от полуавтоматической

Различия в первую очередь проявляются в особенностях используемой аппаратуры. Однако для начала остановимся на сложности последней. Оборудование для автоматической и полуавтоматической сварки может работать с флюсом, защитным газом, также возможно применения порошковой проволоки. Основное отличие агрегатов для автоматической и полуавтоматической сварки заключается в том, насколько работник задействован в производственном процессе.

• Автоматы.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка имеют свои достоинства и возможности, которые и рассматриваются при выборе метода. Существует несколько типов автоматов:

• с одним или несколькими электродами, которые одновременно выполняют соединения;
• подвесные системы со смещающейся сварочной головкой и стационарным расположением остальных частей, их используют для фигурных швов;
• самоходные, которые перемещаются на тележке, у них подвижна не только головка, но и весь механизм, применяются они при конвейерной системе производства;
• тракторы сварочные – устройства, двигающиеся по заготовке или направляющим и выполняющие длинный шов, примером может служить производство сварочной трубы.

Еще одной классификацией автоматического оборудования является разделение по разновидностям сварочного процесса:

• работа ведется снизу (нижнее положение);
• горизонтальное соединение на вертикальных поверхностях;
• сваривание с принудительным формированием шва.

Оператор не принимает непосредственного участия в работе, не следит за расположением электрода и горелки. Основная функция работника – настройка аппаратуры и проверка ее работоспособности.

Автоматические установки – это сложное оборудование. Такие устройства имеют блок управления и электронные системы, большой срок окупаемости, стоят достаточно дорого. Поэтому покупка автоматов небольшими производствами, мастерскими – нерентабельна.

• Полуавтоматы.

Срок окупаемости полуавтоматов небольшой. Они часто используются для сварки высокой сложности вне производства, на выезде. В полуавтоматическом оборудовании механической является только подача присадочной проволоки. Она помещается на направляющие ролики и автоматически двигается. Скорость ее перемещения регулируется оператором.

Классифицируют полуавтоматическое оборудование по:

• числу электродов;
• назначению (они могут работать со сталью, чугуном, цветными металлами);
• функциональности: аппаратура может работать без газового оборудования и подходить для любого вида сварки.

С такими аппаратами работают опытные специалисты, поскольку одновременно происходит регулировка подачи газа, отслеживание и поддержка расстояния между металлом и аппаратом, удержание дуги.

Технологии автоматической и полуавтоматической сварки

• Автоматическая сварка.

Сварочная токопроводящая головка является основным узлом оборудования. На нее подается создающий дугу разряд и проволока.

Сварка в автоматическом режиме происходит чаще всего с применением присадки в виде проволоки. Она, как правило, закрепляется на катушке и специальной бобине. Скорость подачи и траектория движения проволоки задается с помощью системы роликов. Сначала проволока выпрямляется, а потом уже подается на мундштук, который направляет ее в рабочую зону. Располагается он обычно над местом работы.

Формирование дуги с помощью автоматического оборудования происходит так же, как и при ручной сварке, то есть пробой заряда идет в процессе смыкания поверхности заготовки и электрода. Присадка в данном случае является коротким плавящимся электродом, за счет расположения электродуги и контакта. При этом длина электрода в процессе работы не уменьшается, поскольку происходит непрерывная подача проволоки.

Марка оборудования влияет на размер сварочной зоны. Мундштук и металл не перегреваются, если правильно настроить аппаратуру. Зажигание дуги с помощью инверторного источника может происходить без непосредственного контакта детали и электрода. При фиксированной длине электродуги электрод редко залипает в процессе короткого залипания по капле. Происходит стабильная подача металла в сварную ванну. Если падает капля, то проволока начинает движение назад с холостым ходом. Тем самым происходит увеличение дистанции и поддержание электроразряда. При ручной сварке невозможно обеспечить столь высокую стабильность работы.

Подача присадочного материала в сварную ванну при автоматической сварке может быть любой, в том числе аппарат может переносить его струйным методом. В случае короткого замыкания восстановление сварочной дуги происходит автоматически, без оператора.

Выше уже указывалось, что на сегодняшний день одним из самых популярных методов сварки, создающим качественный шов, является автоматическое соединение с защитой флюсом. Таким способом происходит сварка сложных металлов: нержавейки, меди и алюминия. Соединение автоматом происходит с высокой скоростью, защиту же обеспечивает флюс.

Флюс является веществом, которое выпускают в виде гранул, жидкости, порошка. Он обладает рядом достоинств. Так, эти примеси поступают в сварочную ванну толстым слоем и обеспечивают ее защиту от атмосферного кислорода. Одновременно, флюс уменьшает возможность разбрызгивания жидкого металла, помогает поддерживать горение дуги, защищает сам металл, а в случае необходимости способен поменять химический состав соединения.

Существует разделение флюсов в зависимости от их назначения. Одни используются для работы с высоколегированными сталями, другие – с углеродистыми или легированными, третьи – с цветными... А также они могут быт керамическими или плавлеными. При этом отличаются своим составом.

В подавляющем большинстве работ используется плавленый флюс. Причина – его относительная дешевизна и универсальность. Он может эффективно осуществлять защиту сварочной ванны от воздуха. Впрочем, ждать от него проявления особых свойств не стоит. При высоких требованиях к качеству шва специалисты рекомендуют выбирать керамический флюс.

Флюсы также бывают химически пассивными и активными. Последние имеют в своем составе кислоты. Они способствуют хорошей защите металла, но приводят к его коррозии. Поэтому требуется тщательное удаление таких примесей после окончания работы. Применение пассивного флюса в автоматической сварке затруднено, поскольку он не имеет необходимых свойств. Чаще всего он встречается при пайке и представляет собой канифоль или воск.

Автоматическое соединение с использованием защиты флюсом применяется во многих областях промышленности. Например, для создания крупносерийного конвейерного производства. Именно поэтому данная технология используется при сборке судов, контейнеров для нефтепереработки, при изготовлении труб большого диаметра.

• Сварка полуавтоматом.

В настоящее время используется два стандарта, в которых описываются правила работы полуавтоматов: ГОСТ 14771-76 – сварка в среде защитных газов: автоматическая и полуавтоматическая сварка; ГОСТ 8713-79 – автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом. Первая ведется с использованием углекислоты. А соединение под флюсом происходит с применением порошков и паст, которые при плавке обеспечивают надежную защиту от воздуха рабочей зоны.

Сварка с использованием полуавтоматического оборудования является достаточно производительным методом соединения. Сама аппаратура имеет ряд особенностей. В конструкции применяются катушки, обмотанные порошковой или омедненной проволокой для сварки. Электрический двигатель и ролики являются механизмом, с помощью которого происходит подача присадки через специальный шланг к месту соединения, где она плавится.

Оператору не приходится менять электрод, поскольку проволока непрерывно подается в рабочую зону. Деформация металла при работе с полуавтоматом под защитой газа немного меньше, поскольку происходит обдув углекислым газом.

Полуавтоматическое оборудование может применяться для работы с чугуном, низколегированными сталями, алюминием, нержавейкой. Нержавеющая сталь и алюминий требуют применения для защиты инертных газов, таких как гелий и аргон.

Соединение различных сплавов происходит в разных режимах, технологии применяются также различные. Например, к особенностям подготовки заготовок относят: прогрев перед работой, травление, применение флюсов.

Иногда используются специально созданные марки проволоки. Их применяют для наплавки с целью создания износостойкого покрытия, сварки заготовок из чугуна, легированных сталей, конструкционных материалов.

При этом применяют разные флюсы. Они используются как для защиты места соединения, так и для создания швов, имеющих особые характеристики. Корку из шлаков, образующуюся при применении флюсов и порошковой проволоки, обязательно убирают при остывании металла.

Существует ряд нюансов при полуавтоматическом соединении в защитной газовой среде. Так, углеродистые стали обычно варят с использованием защиты углекислотой. При сварке нержавейки и алюминия подключают гелий, аргон или различные смеси с CO₂.

Аппаратура, применяемая для сварки, имеет отличия от инверторов, которые работают при соединении с помощью покрытого электрода. Передняя панель, помимо рукояток регулировки размера тока, снабжена колесиком, посредством которого меняется скорость подачи проволоки.

Параметры соединения выбираются в зависимости от материала заготовки, марки и толщины. Профессиональная аппаратура дает возможность настроить индуктивность, которая оказывает влияние на то, насколько сильно будут проплавляться края деталей, разбрызгиваться металл, насколько «мягкой» будет сварочная дуга. Ее параметры зависят от металла и прочих условий.

Плюсы и минусы автоматической сварки

При внимательном осмотре шва, сделанного с использованием автоматической технологии, заметно, что он значительно ровнее соединения, сделанного вручную. Однако это не единственное достоинство автоматической сварки:

1. Применение электронных систем значительно ускоряет настройку, в отличие от оборудования для ручного дугового соединения, которое нужно настраивать долго, подбирать напряжение и ток.
2. Производительность автоматов в несколько раз превышает скорость работы бригады сварщиков, такому оборудованию не надо отдыхать, оно не зависит от профессионализма работников.
3. Уменьшается количество отходов. Брак зависит от того, насколько правильно было настроено оборудование, а не от квалификации работников.
4. Стабильный шов. Чрезвычайно высоко оценивается качество и аккуратность места соединения металла. Они ровные и имеют одинаковую высоту. Нет наплывов и разрывов.
5. Экономичность. Проволока расходуется медленнее, уменьшаются потери энергии, уходившей на угар и разбрызгивание.
6. Есть возможность проводить соединение в замкнутых и труднодоступных местах, при вредных для человека условиях, таких как: высокая и низкая температура, загазованность и пр.

Однако, помимо достоинств, автоматическая сварка имеет и ряд недостатков:

• оборудование имеет небольшую маневренность;
• при изменении операции необходимо проводить перенастройку;
• высокая стоимость;
• вред для здоровья окружающих из-за выделения небезопасных газов при проведении автоматического соединения, несмотря на то, что нет необходимости применять средства индивидуальной защиты.

Именно поэтому такое оборудование не в состоянии полностью заменить сварщиков.

Преимущества и недостатки полуавтоматической сварки

Механизированная сварка завоевывает все большее число поклонников не только среди профессионалов, но и среди любителей.

Но есть и недостатки работы с использованием полуавтоматического оборудования. Разлет брызг металла достаточно велик при работе без газа. Излучение дуги сильнее и появляется необходимость использовать защитную одежду и маску.

Несмотря на перечисленные неудобства, данный тип соединения используется в различных отраслях производства. Наиболее часто он применяется в ходе ремонта транспорта и в автомобилестроении, но всегда с защитным газом – аргоном, гелием, углекислотой.

Какой метод сварки выбрать – автоматический или полуавтоматический?

Выбрать, что именно требуется сейчас – автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка, поможет конкретная ситуация. Автомат необходим для изготовления швов повышенной сложности и для производства крупных партий изделий. Полуавтомат прекрасно подойдет для небольших партий продукции с качественным равномерным швом.

Настройка полуавтоматов не требует длительной подготовки, а их обслуживание экономично. Нет необходимости в создании специальных условий для соединения. Рабочие трудятся как в помещениях, так и на улице. Для размещения аппаратуры не нужна ровная поверхность с покрытием определенной плотности. И, пожалуй, самое важное свойство полуавтоматов – их мобильность.

Автоматическое же сварочное оборудование требуется при работе линии с общим управлением, в технологической цепочке, при выполнении одинаковых операций.

При смене работы автоматы требуют перенастройки и регулировки. Использовать их для выполнения разовых операций неоправданно дорого. Выбирая, как должна быть проведена сварка (на автоматических или полуавтоматических машинах), при ограниченном бюджете следует отдать предпочтение полуавтоматам. Но при выстраивании производственного цикла специалисты рекомендуют остановиться на автоматах.