Полуавтоматическая сварка металлов: технология и нюансы процесса

Полуавтоматическая сварка металлов используется во многих сферах: от строительной до автомобильной. Этот вид соединения материалов обладает рядом преимуществ, благодаря которым его и применяют на производстве. Речь идет о минимальном количестве отходов и быстром ходе работы.

Чтобы приступить к сварке, необходимо изучить оборудование и особенности металлов, с которыми предстоит работать. Особого внимания заслуживают цветные, черные и оцинкованные, так как там в этом случае подход к сварке особый.

Суть полуавтоматической сварки

Технология полуавтоматической сварки металлов основана на использовании специальной проволоки и защитного газа. Газ подается через сварочный рукав на горелку вместе с проволокой, его главная функция состоит в защите сварочной ванны от контакта с внешней средой.

Используемую в процессе электродную проволоку выпускают в бобинах. В зависимости от сферы использования эта металлическая нить может иметь толщину:

• 0,6 мм;
• 0,8 мм;
• 1 мм;
• 1,2 мм.

Так, для работы с тонкими листами металла толщиной до 4 мм данный параметр должен быть в пределах 0,6–0,8 мм, для более толстых заготовок выбирают проволоку в 1–1,2 мм.

В качестве защитного газа при полуавтоматической сварке металлов используется углекислота либо смесь CO₂ с аргоном. Нужно понимать, что работа с чистым углекислым газом финансово более выгодна, но при этом страдает качество шва. Кроме того, в отличие от использования аргоновой смеси, в такой среде металл сильнее разбрызгивается.

Технология полуавтоматической сварки дает возможность:

• повышения скорости работы и качества шва за счет автоматической подачи сварочной проволоки;
• соединения тонких заготовок толщиной от 0,5 мм;
• работы с любыми металлами: сталью, нержавейкой, чугуном, цветными металлами;
• избежать формирования шлака на шве;
• защитить сварщика от дыма, так как он практически не образуется в процессе такой сварки.

Но у данного метода есть и свои минусы. В первую очередь, это значительные размеры оборудования, так как данная технология предполагает использование баллона с газом. Также полуавтоматическая сварка невозможна в условиях сильного ветра, поскольку углекислота выдувается из-под горелки.

Основные виды полуавтоматических автоматов

Устройства для полуавтоматической сварки металлов могут быть:

• для работы в среде инертных газов;
• с использованием флюса в качестве основы;
• с использованием порошковой проволоки;
• универсальными.

Все разновидности устройств отлично справляются с соединением изделий из цветного и черного металла.

С точки зрения способа подачи проволоки, интересующие нас сварочные автоматы бывают:

• стационарные, то есть жестко зафиксированные на подставке или специальной консоли;
• переносные, выполненные в виде портативной тумбы;
• передвижные, имеющие специальную тележку и подходящие для передвижения в пределах одного помещения.

По расположению подающих роликов встречаются такие устройства:

• толкающие;
• тянущие;
• толкающе-тянущие.

Технология полуавтоматической сварки металлов

Благодаря полуавтоматическому методу удается накладывать качественные швы даже на ржавый и оцинкованный металл. При работе с заготовками из сложно свариваемых материалов добиться наиболее крепкого и равномерного соединения удается за счет использования медной либо алюминиевой проволоки.

Перед сваркой в защитном газе либо с использованием флюса необходимо произвести подготовку, а именно:

• очистить и обезжирить обрабатываемые области при помощи растворителя;
• убедиться в исправности газового оборудования;
• сделать пробный шов, чтобы скорректировать настройки техники;
• подобрать силу тока и напряжение.

Полуавтоматическая сварка металлов в среде защитного газа считается самой простой из способов работы. Для нее может использоваться углекислый газ, гелий, азот, аргон. Отметим, что принцип действия сварщика не зависит от выбора газа.

Неопытные специалисты обычно отдают предпочтение углекислому газу, низкая цена которого сочетается с достаточно хорошими параметрами.

Основные достоинства полуавтоматической сварки в среде CO₂:

• сохранение внешнего вида изделия;
• возможность обработки даже труднодоступных зон;
• малое количество отходов;
• прочный и тонкий шов;
• небольшие временные затраты.

Данная технология относится к наиболее простым методам скрепления изделий из металла. Но нужно понимать, что на качестве шва могут отразиться:

• метод ведения проволоки;
• расстояние между скрепляемыми заготовками;
• соблюдение техники.

Полуавтоматическая сварка металлов без газа представляет собой альтернативный вариант, позволяющий избежать образования окислов и контролировать формирование прочного шва.

Отличие безгазовой сварки состоит в том, что при ней происходит прямая подача тока, используется порошковая/флюсовая проволока. Принцип действия таков: проволока сгорает, формируется газовая среда, позволяющая сохранить качество работ на необходимом уровне.

Безгазовая полуавтоматическая сварка предполагает такие этапы:

• приобретение сварочной стальной проволоки с флюсом;
• включение подачи проволоки;
• поворот переключателя в положение «Включение»;
• закладка флюса в воронку;
• открытие защитной заслонки для выпуска флюса;
• запуск прибора;
• ожидание электрической дуги;
• соединение деталей.

Немаловажно, что полуавтоматическая технология дает возможность сваривать в среде аргона заготовки из алюминия, несмотря на нестандартные качества данного металла. В инертной атмосфере после разрушения оксидной алюминиевой пленки не происходит ее повторного образования, а значит, ничто не мешает сварке.

Нюансы полуавтоматической сварки некоторых металлов

1. Сварка толстых металлов.

Работа устройств для сварки деталей из толстых металлов базируется на использовании высокой плотности тока – таким образом достигаются глубокое плавление материала и достаточная прочность шва. Данный принцип идеален для обработки жестких металлических конструкций, изделий из марок стали с высокими показателями теплоустойчивости и прочности.

Нужно понимать, что при сварке изделий из металлов, устойчивых к перепадам температуры, нередко происходит снижение их прочностных характеристик. Дело в том, что в зоне нагрева появляются микроскопические трещины, из-за которых стать становится более мягкой. Чтобы избежать такого эффекта, при обработке толстых металлов принимают дополнительные меры для защиты металлической конструкции от разупрочнения.

Помните, что в процессе сварки толстого металла полуавтоматом в изделии нередко появляются трещины. Кроме того, может быть поврежден антикоррозийный слой, со временем на конструкции появятся очаги ржавчины. Предотвратить это позволяет специальное покрытие – за счет такой обработки после сварки вы защите предмет от коррозии.

2. Сварка тонкого металла.

В данном случае не стоит пытаться сформировать поверхностный шов, ведь тонкие листы металла сваривают как можно плотнее, чтобы добиться полноценного соединения. Только устройства для полуавтоматической сварки металлов позволяют получить необходимый эффект.

Обрабатываемые заготовки важно предварительно подготовить. Для этого с них удаляют грязь, остатки краски, эмали, а также пыль, смазочные покрытия. В противном случае при плавлении металл будет сильно разбрызгиваться, а шов получится неровным. Не менее важно, что испарения посторонних элементов могут быть опасны для здоровья сварщика.

Для работы по такой технологии требуется:

• сварочный аппарат;
• электроды;
• источник электроэнергии;
• защитная форма для специалиста, а именно укрепленный шлем, термостойкие перчатки, очки с затемнением.

Добиться наиболее ровного шва удается за счет регулировки скорости движения сварочного аппарата в процессе работы. Также необходимо грамотно подобрать электроды и следить за стабильностью подачи тока с постоянным показателем силы.

3. Сварка оцинкованного металла.

Благодаря покрытию из цинка, такие металлы отличаются от других высоким сопротивлением ржавчине. В целом, это приводит к повышенной устойчивости конструкции к разного рода воздействиям и увеличению срока эксплуатации.

Но нужно понимать, что в процессе сварки металлов полуавтоматом он может потерять антикоррозийные свойства. Дело в том, что обычно во время подобных работ используется температура +1 700…+2 200 °C, тогда как цинк начинает плавиться при +420 °С. А, достигая +907 °С, он закипает и превращается в оксид, формирующий на поверхности изделия мельчайшие поры и трещины. В результате изделие становится подвержено ржавчине.

Сегодня для сварки оцинкованных металлов полуавтоматом используется так называемая MIG-пайка. Данный метод предполагает соединение заготовок за счет высокочастотных электрических колебаний с пониженной температурой. Так как исключается плавление покрытия, цинк не превращается в оксидное соединение и не изменяет свойства основного материала изделия. Благодаря такому подходу удается избежать разрушения антикоррозионного слоя.

4. Сварка цветных металлов.

Первым этапом полуавтоматической сварки цветных металлов является проверка состояния оборудования. Иными словами, настраивают режим работы, подбирают силу тока, уровень напряжения, скорость передвижения проволоки. Для металлических листов толщиной до 3 мм последний показатель составляет 900 м/ч, а сила тока 120–145 А.

Далее включают систему подачи проволоки и зажигают электрическую дугу. Для этого нужно только прикоснуться к металлической поверхности, если уже есть плавящаяся проволока. После зажжения электрической дуги необходимо убедиться на проверочном материале, что режим выбран верно. При нормальной работе аппарата можно приступать к сварке.

Сварка цветных металлов предполагает, что горелка передвигается только в одном направлении. Рекомендуется соединять заготовки на высокой скорости и при помощи единственного шва. Если приходится иметь дело с изделием большой толщины, его придется разогреть до +150…+300 °С.

5. Сварка черных металлов.

Полуавтоматическая сварка черного металла в среде аргона имеет ряд немаловажных особенностей. Очень серьезную опасность для черных металлов в процессе такой обработки представляет влага. Если она остается внутри шва, начинается конденсация. Испаряясь, частицы образовывают мельчайшие поры и трещины в шве, а это в дальнейшем негативно отражается на его прочностных характеристиках. Чтобы избежать такого результата, конструкции прогревают до +100…+150 °C и только потом приступают к сварочным работам.

При сварке черных металлов используются специальные электроды, обеспечивающие ровный и прочный шов. Обычно они состоят из цветного металла с большим содержанием графита. Считается, что лучше всего подходят медно-никелевые компоненты, так как, с одной стороны, они позволяют надежно скрепить заготовки, а с другой – шов получается без слишком большого содержания графитных примесей.

6. Сварка чугунных и стальных изделий.

Для работы с изделиями из чугуна и стали, как и для цветных металлов, применяют аргон. В процессе получения чугуна используется железо и углерод. Его обработка очень трудоемкая, так как швы легко трескаются.

Еще одно свойство чугуна, усложняющее процесс работы, состоит в его способности к ускоренному окислению. За счет использования среды аргона удается создавать швы без шлаковых осадков.

Благодаря окислению, чугун стал популярен в качестве материала для ремонта старых автомобилей – он соединяется с поврежденными тонкими металлическими конструкциями.

Достаточно часто чугун и хрупкие металлы сваривают полуавтоматом с вольфрамовой проволокой. В этом случае заготовки также предварительно нагревают. Чугунные изделия могут соединяться при помощи постоянного и переменного тока, сила которого подбирается в зависимости от толщины металла и диаметра проволоки. Так, на каждый миллиметр проволоки приходится 50–90 А. Отметим, что может использоваться не только вольфрамовая проволока, но и графитовая, медная, из никеля.

Технология полуавтоматической сварки металлов достаточно проста, поэтому добиться неплохих результатов можно уже на первый день обучения. Начинающему сварщику важно не бояться пробовать разные режимы и помнить, что каждый специалист использует индивидуальные настройки.