Сварочный процесс может занимать огромное количество времени, если человек теоретически не подкован знаниями о его режимах и многих других тонкостях. Порой с проблемой получения надежного сварочного шва сталкиваются не только новички, но и профессиональные сварщики. В нашем материале мы рассмотрим, основные типы сварочных аппаратов, их преимущества и недостатки, а также поделимся советами ALET.tools при выборе электродов.
Сварка – это производственный процесс, в котором для плавления и сплавления деталей используются высокие температуры. Однако следует отметить, что давление также можно использовать для облегчения процесса или использовать исключительно для получения сварного шва.
Сварка может выполняться с использованием различных источников энергии: газовое пламя (питаемое таким химическим веществом, как ацетилен), электрической дуги (электрическую), лазера, электронного луча, трения и ультразвука. Существуют различные методы сварки, подходящие для работы на открытом воздухе, под водой и даже в космосе.
Сварка обычно применяется к металлам и термопластам, но также может применяться и к дереву.
Расходные материалы для сварки обычно подбираются в соответствии с составом основного материала, таким образом формируя однородный сварной шов, однако бывают случаи, например, когда при сварке хрупких чугунов используется наполнитель с совершенно другим составом и, следовательно, свойствами. Такие сварные швы называют неоднородными.
Какие бывают типы сварочных аппаратов?
Существует довольно много разных типов сварочных аппаратов. Эти машины выделяют тепло, плавящее металлические части для соединения. Однако не существует единого сварочного аппарата, подходящего для всех сварочных целей. Существует пять основных типов сварочных аппаратов:
- сварочные аппараты MIG (металлический инертный газ);
- сварочные аппараты TIG (сварка аргоном);
- дуговая сварка защищенного металла (SMAW), или сварка штучным электродом («палкой»);
- аппараты для точечной сварки.
Газовая дуговая сварка металла (GMAW), наиболее широко известная как сварка MIG, представляет собой процесс непрерывной подачи линии электродов через специализированный «пистолет». В процессе газовой дуговой сварки электрод образует дугу с основным металлом, который вы пытаетесь сварить, а затем плавится, сплавляя материал. Во всех процессах сварки MIG используется пузырек защитного газа, который защищает сварной шов от окружающего воздуха и компонентов внутри него. Следует также сказать, что, поскольку к материалу подводится проволока, свариваемые детали на самом деле не сплавляются, что дает вам возможность сваривать разные виды металлов.
Естественно, поскольку в сварочном аппарате MIG используется «расходный материал», через некоторое время придется заменить электрод. Кроме того, газ, образующий защитный пузырек, тоже нужно время от времени заменять.
Каковы основные преимущества сварочных аппаратов MIG?
- прост в эксплуатации;
- широкая область использования;
- нужен только сварочный пистолет;
- легко контролировать;
- запуск и остановка с помощью спускового крючка;
- эстетичность;
- подходит для искусства.
Недостатки сварки MIG:
- работает с ограниченными материалами;
- не годится, если материал слишком тонкий или толстый;
- слишком слабый для чугуна;
- слишком мощный для тонкого алюминия;
- требуются чистые материалы;
- не использовается в ветреную или влажную погоду.
TIG, или сварка аргоном (газо-вольфрамовая дуговая сварка) – это процесс сварки, в котором используется неплавящийся вольфрамовый электрод для нагрева материала и его плавления, образуя сварочную ванну.
В отличие от GMAW, дуговая сварка вольфрамовым электродом в газе производится из металла одного типа, поскольку для сварки не используется присадочный металл. Эти сварочные процессы претерпели значительные изменения в последние годы, что сделало их более повседневными и облегчило жизнь человека.
Как и GMAW, для сварочных процессов требуется наличие пузырька газа для защиты сварного шва от загрязнений. В качестве газов, используемых при сварке TIG, обычно используются гелий или аргон, тогда как для сварки MIG используется диоксид углерода. Поскольку нет никакой подачи, нет необходимости заменять электрод, только заправляйте бензобак. Это большое преимущество для дуговой сварки газом вольфрамом.
Для чего можно использовать сварку TIG?
Подобно другим типам сварочных процессов, GTAW (или дуговая сварка газом вольфрамовым электродом) может применяться ко многим материалам. Однако диапазон толщины этого типа сварки более ограничен. Хотя вы можете сваривать сталь и алюминий с одинаковой легкостью, материалы, которые вы будете сваривать, будут тоньше. Вольфрамовый стержень намного тоньше стержня, что позволяет делать более точные, но гораздо более тонкие сварные швы.
Каковы основные преимущества?
- самые эстетичные сварные швы;
- очень точный;
- подходит для кузовов автомобилей, мотоциклов, скульптуры;
- очистители сварочного типа; без брызг.
Недостатки сварки TIG:
- для опытных сварщиков;
- крутая кривая обучения;
- начинающим лучше всего учиться с другими видами сварки.
Дуговая сварка защищенного металла (SMAW), или сварка штучным электродом («палкой») – один из старейших видов сварочных процессов. Он очень упрощен в работе, но дает исключительно прочные сварные швы, и его можно использовать для сварки самых толстых материалов.
Способ «палки» сварки работает, через один электрод, который также обеспечивает большую часть сварочного материала. Электрод нагревается, затем плавится, но сильное тепло расплавляет заготовку и сваривает две части вместе. Стержень также покрыт флюсом, который создает экран вокруг сварного шва, защищая его от загрязнения. Сварка «палкой» использует расходный стержень, и этот стержень нужно будет часто менять по мере продолжения сварки. Сварка «палкой» – это разновидность дуговой сварки, которая широко используется в строительстве из-за прочности этого сварного шва. Это лучший вариант для толстых материалов, в том числе чугуна, который может быть жестким или невозможным для других типов сварки. Но если вы хотите соединить два куска толстого металла вместе и убедиться, что сварка будет долговечной, это лучший вариант.
Преимущества сварки штучным электродом:
- прочные сварные швы;
- отлично подходит для очень толстых материалов;
- часто используется в строительстве, в капитальном ремонте;
- работы по чугуну;
- оборудование дешевле других видов сварки;
- можно делать даже в непогоду.
Недостатки сварки штучным электродом:
- не подходит для тонких материалов;
- крутая кривая обучения;
- трудно поразить дугу;
- некрасиво и оставляет шлак;
- требуются последние штрихи, чтобы он выглядел лучше.
Машины точечной сварки, как правило, используются для соединения внахлест таких полотен, как листы стали. Для этого металлические листы обычно защищают с помощью пары электродов, пропуская через них ток.
Сварочные аппараты для точечной сварки имеют много преимуществ перед другими, например, эффективное использование энергии, высокую производительность, простую автоматизацию и т.д. Такие сварочные аппараты чаще всего встречаются в автомобильной промышленности. Кроме того, они обычно намного дешевле, чем их альтернативы.
Скорость сварки
Скорость прохождения дуги – это линейная скорость, с которой дуга движется по заготовке. В отношении хода дуги можно сделать три общих правила по использованию скорости:
- по мере увеличения толщины материала скорость движения необходимо снижать;
- для толщины материала и конструкции соединения с увеличением сварочного тока увеличивается и дуга, и скорость;
- высокая скорость сварки достигается при использовании техники прямой сварки.
Как правильно подобрать электрод?
Самым прочным типом сварного шва может быть сварка электродом.
Покрытый электрод – самый популярный тип присадочного металла, используемый при дуговой сварке. Тип используемого электрода зависит от конкретных свойств, необходимых для наплавленного сварного шва. К ним относятся коррозионная стойкость, пластичность, высокая прочность на разрыв, тип свариваемого основного металла, положение сварного шва (плоское, горизонтальное, вертикальное или потолочное); а также требуемый тип тока и полярность.
Сегодня на российском рынке доступны электроды различных типов, каждый из которых обеспечивает различные механические свойства и работает с определенным типом источника сварочного тока. При выборе сварочного стержня следует учитывать несколько факторов:
- свойства основного металла;
- предел прочности;
- сварочный ток;
- толщина основного металла, форма и подгонка стыков;
- положение при сварке;
- технические характеристики и условия эксплуатации;
- экологические условия труда.
Прежде чем включить питание аппарата и взять электрододержатель, специалисты ALET.tools советуют узнать больше о каждом из этих факторов.
Свойства основного металла
Первым шагом к выбору электрода является определение состава основного металла. Ваша цель – подобрать (или точно сопоставить) состав электрода с типом основного металла, что поможет обеспечить прочный сварной шов. Если вы сомневаетесь в составе основного металла, задайте себе следующие вопросы:
Как выглядит металл? Если вы работаете со сломанной деталью или компонентом, проверьте, нет ли на внутренней поверхности зернистости, что обычно означает, что основным материалом является литой металл.
Металл магнитный? Если основной металл является магнитным, велика вероятность, что основным металлом является углеродистая или легированная сталь. Если основной металл немагнитен, материалом может быть марганцевая сталь, аустенитная нержавеющая сталь серии 300 или сплав цветных металлов, такой как алюминий, латунь, медь или титан.
Какие искры испускает металл при прикосновении к болгарке? Как показывает практика, большее количество вспышек в искрах указывает на более высокое содержание углерода, например, в стали марки А-36.
Долото «вгрызается» в основной металл или отскакивает? Долото вгрызается в более мягкий металл, такой как низкоуглеродистая сталь или алюминий, и отскакивает от более твердых металлов, таких как высокоуглеродистая сталь, хромомолибден или чугун.
Предел прочности
Чтобы предотвратить растрескивание или другие нарушения сплошности сварного шва, подбирайте минимальный предел прочности электрода на разрыв с пределом прочности основного металла. Вы можете определить предел прочности стержневого электрода на разрыв, обратившись к первым двум цифрам классификации AWS, напечатанной на боковой стороне электрода. Например, число «60» на электроде E6011 указывает на то, что присадочный металл образует сварной шов с минимальным пределом прочности и, как результат, будет хорошо работать со сталью с аналогичной прочностью на разрыв.
