Технология сварки полуавтоматом MIG/MAG

Технология сварки полуавтоматом

Сварка MIG/MAG была изоб­ре­тена в 1950-х годах и основ­ные прин­ципы исполь­зу­ются, в совре­мен­ных сва­роч­ных аппа­ра­тах по сей день. Она явля­ется самой уни­вер­саль­ной и часто при­ме­ня­е­мой в кузов­ном ремонте. Когда речь идёт о полу­ав­то­ма­ти­че­ской сварке, то, имеют ввиду, именно эту сварку. В отли­чие от дру­гих видов руч­ной сварки она отли­ча­ется лёг­ко­стью при­ме­не­ния, при этом даёт каче­ствен­ный резуль­тат.

Более пра­виль­ное и пол­ное назва­ние этого вида сварки GMAW (Gas metal arc welding – элек­тро­ду­го­вая сварка металла в среде защит­ного газа), но чаще исполь­зуют именно аббре­ви­а­туру  MIG/MAG (Metal Inert Gas/ Metal Active Gas).

MIG/MAG-сварка – это элек­тро-дуга­вая сварка, исполь­зу­ю­щая посто­ян­ный ток (DC). В каче­стве элек­трода в этом виде сварке исполь­зу­ется про­во­лока, кото­рая посту­пает в место сварки с опре­де­лён­ной задан­ной ско­ро­стью. Обычно такая сварка исполь­зу­ется вме­сте с защит­ным газом. MIG – полу­ав­то­ма­ти­че­ская сварка, где в каче­стве защит­ного газа исполь­зу­ется инерт­ный газ (аргон, гелий..), а MAG – полу­ав­то­ма­ти­че­ская сварка, где в каче­стве защит­ного газа исполь­зу­ется актив­ный газ (CO2 и смеси).

Пер­во­на­чально исполь­зо­вался только аргон для сварки всех метал­лов, что было дорого и недо­ступно. В даль­ней­шем стали при­ме­нять дву­окись угле­вода (CO2) и смеси и этот вид сварки стал более доступ­ным и полу­чил широ­кое рас­про­стра­не­ние.

MIG/MAG-сваркой можно сва­ри­вать раз­лич­ные виды металла: алю­ми­ний и его сплавы, угле­ро­ди­стую и низ­ко­уг­ле­ро­ди­стую сталь и сплавы, никель, медь и маг­ний.

Учи­ты­вая высо­кое каче­ство сварки и лёг­ко­сть при­ме­не­ния, она, в допол­не­ние к этому, рас­про­стра­няет срав­ни­тельно неболь­шой нагрев зоны, вокруг места сварки.

Принцип действия

Сварка MIG/MAG (Metal Inert Gas/ Metal Active Gas) осу­ществ­ля­ется посред­ством элек­три­че­ской дуги, защи­щён­ной газом, обра­зу­е­мой между рабо­чей поверх­но­стью и про­во­ло­кой (элек­тро­дом), кото­рые авто­ма­ти­че­ски посту­пают к месту сварки при нажа­тии на курок. Ско­ро­сть подачи про­во­локи, напря­же­ние сварки и коли­че­ство газа уста­нав­ли­ва­ются зара­нее. Из-за того, что сва­роч­ная про­во­лока авто­ма­ти­че­ски посту­пает к месту сварки, а от свар­щика зави­сят только мани­пу­ля­ции со сва­роч­ной горел­кой, такой вид сварки часто и назы­вают полу­ав­то­ма­ти­че­ской.

При MIG/MAG-сварке очень важна настройка сва­роч­ного аппа­рата. При элек­тро­ду­го­вой сварке элек­тро­дами и при сварке TIG настройки не так кри­тичны. Также важна чистота металла перед нача­лом сварки.

Конец про­во­локи дол­жен высту­пать на опре­де­лён­ное рас­сто­я­ние, иначе слиш­ком длин­ная про­во­лока-элек­трод не поз­во­лит защит­ному газу нор­мально дей­ство­вать. Этот пара­метр мы рас­смот­рим ниже в этой ста­тье.

Оборудование для сварки MIG/MAG

Сва­роч­ный аппа­рат  MIG/MAG содер­жит гене­ра­тор элек­три­че­ской дуги (транс­фор­ма­тор или инвер­тер), меха­низм подачи про­во­локи, кабель «массы» с зажи­мом, бал­лон для защит­ного газа.

Защитный газ

Основ­ная задача защит­ного газа – защита рас­плав­лен­ного металла от атмо­сфер­ного воз­дей­ствия (кис­ло­род окис­ляет, а азот и влага из воз­духа вызы­вают пори­сто­сть шва) и обес­пе­чить бла­го­при­ят­ные усло­вия зажи­га­ния сва­роч­ной дуги.

Тип защит­ного газа вли­яет на ско­ро­сть плав­ле­ния, про­ник­но­ве­ние сва­роч­ной дуги, на коли­че­ство брызг при сварке, форму и меха­ни­че­ские свой­ства сва­роч­ного шва. Опре­де­лён­ная смесь газов даёт суще­ствен­ный эффект ста­биль­но­сти элек­три­че­ской дуги и умень­шает коли­че­ство брызг при сварке. Состав газа вли­яет на то, как рас­плав­лен­ный металл от про­во­локи пере­да­ётся к месту сварки.

Инерт­ные газы и их смеси в каче­стве защит­ного газа (MIG) исполь­зу­ются для сварки алю­ми­ния и цвет­ных метал­лов. Обычно при­ме­ня­ются аргон и гелий.

Актив­ные газы и смеси (MAG) при­ме­ня­ется для сварки ста­лей. Чаще всего это чистая дву­окись угле­рода (CO2), а также в смеси с арго­ном.

Рас­смот­рим виды и смеси защит­ных газов подроб­нее:

  • Чистая дву­окись угле­рода (CO2) или дву­окись угле­рода с арго­ном, а также аргон в смеси с кис­ло­ро­дом обычно исполь­зу­ются, для сварки стали. Если исполь­зо­вать дву­окись угле­рода (CO2) в каче­стве защит­ного газа, то полу­чите высо­кую ско­ро­сть плав­ле­ния, луч­шую про­ни­ка­е­мо­сть дуги, широ­кий и выпук­лый про­филь сва­роч­ного шва. Когда исполь­зу­ется чистая дву­окись угле­рода, то про­ис­хо­дит слож­ное вза­и­мо­дей­ствие сил вокруг рас­плав­лен­ных метал­ли­че­ских капель на кон­чике насадки. Эти несба­лан­си­ро­ван­ные силы ста­но­вятся при­чи­ной обра­зо­ва­ния боль­ших неста­биль­ных капель, кото­рые пере­да­ются в зону сварки слу­чай­ными дви­же­ни­ями. Это явля­ется при­чи­ной уве­ли­че­ния брызг вокруг сва­роч­ного шва. Также чистый кар­бон диок­сид обра­зует больше испа­ре­ний.
  • Аргон, гелий и аргонно-гели­е­вая смесь исполь­зу­ются при сварке цвет­ных метал­лов и их спла­вов. Эти смеси инерт­ных газов дают более низ­кую ско­ро­сть плав­ле­ния, мень­шее про­ник­но­ве­ние и более узкий сва­роч­ный шов. Аргон дешевле гелия и смеси гелия с арго­ном, а также даёт мень­шее коли­че­ство брызг при сварке. В отли­чие от аргона, гелий даёт луч­шее про­ник­но­ве­ние, более высо­кую ско­ро­сть плав­ле­ния и выпук­лый про­филь сва­роч­ного шва. Но когда исполь­зу­ется гелий, сва­роч­ное напря­же­ние воз­рас­тает при такой же длине сва­роч­ной дуги и рас­ход защит­ного газа воз­рас­тает в срав­не­нии с арго­ном. Чистый аргон не под­хо­дит для сварки стали, так как дуга ста­но­вится слиш­ком неста­биль­ной.
  • Уни­вер­саль­ная смесь для угле­ро­ди­стой стали состоит из 75% аргона и 25% дву­окиси угле­рода (может обо­зна­чаться 74/25 или C25). При исполь­зо­ва­нии такого защит­ного газа обра­зу­ется наи­мень­шее коли­че­ство брызг и умень­ша­ется веро­ят­но­сть про­жига насквозь тон­ких метал­лов.

Подготовка металла к сварке

Металл дол­жен быть зачи­щен от краски и ржав­чины. Даже остатки краски при сварке будут ухуд­шать каче­ство и проч­но­сть сва­роч­ного соеди­не­ния. Место под зажим для массы также должно быть зачи­щено.

Как держать сварочную горелку

технология сварки полуавтоматом MIG/MAG

Сва­роч­ной горел­кой полу­ав­то­мата MIG/MAG можно управ­лять одной рукой, но исполь­зо­ва­ние двух рук облег­чит кон­троль и уве­ли­чит акку­рат­но­сть и каче­ство сва­роч­ного шва. Смысл в том, чтобы одной рукой дер­жать горелку и опи­раться ей на дру­гую руку. Так можно легче кон­тро­ли­ро­вать рас­сто­я­ние от сва­ри­ва­е­мой поверх­но­сти и угол, а также делать горел­кой нуж­ные дви­же­ния при фор­ми­ро­ва­нии шва.

Чтобы рабо­тать двумя руками, необ­хо­димо исполь­зо­вать пол­но­раз­мер­ную сва­роч­ную маску (лучше с авто­за­тем­не­нием), кото­рая удер­жи­ва­ется на голове и руки оста­ются сво­бод­ными.

Движение сварочной горелкой во время сварки

  • Суще­ствует мно­же­ство дви­же­ний сва­роч­ной горел­кой при фор­ми­ро­ва­нии шва. Для метал­лов, име­ю­щих тол­щину 1- 2 мм, можно при­ме­нять вол­ни­сто-зиг­за­го­об­раз­ное дви­же­ние, чтобы удо­сто­ве­риться, что элек­три­че­ская дуга дей­ствует на оба сва­ри­ва­е­мых листа. Так можно полу­чить проч­ный и гер­ме­тич­ный шов. При таком дви­же­нии элек­три­че­ская дуга не успе­вает про­жечь металл насквозь.

технология сварки полуавтоматом MIG/MAG

  • Пря­мой шов, без каких-либо дви­же­ний в сто­рону можно при­ме­нять на метал­лах, име­ю­щих прак­ти­че­ски любую тол­щину, но здесь нужен опре­де­лён­ный опыт, чтобы удо­сто­ве­риться, что сва­роч­ная дуга рав­но­мерно дей­ствует на оба сва­ри­ва­е­мых металла.
  • При сварке метал­ли­че­ских дета­лей, име­ю­щих тол­щину меньше 1мм, лучше исполь­зо­вать элек­трод­ную про­во­локу мень­шего диа­метра, умень­шить пара­метры силы тока, а также ско­ро­сть подачи про­во­локи. Нужно варить корот­кими импуль­сами, делая пере­рыв между ними в пре­де­лах 1 секунды, чтобы металл успе­вал охла­диться. Корот­кий пере­рыв нужен, чтобы сле­ду­ю­щий сег­мент сли­вался с преды­ду­щим и полу­чался моно­лит­ный гер­ме­тич­ный шов.
  • При сварке длин­ного сег­мента, во избе­жа­ние пере­грева металла и теп­ло­вой дефор­ма­ции, можно сва­ри­вать неболь­шими сег­мен­тами или точ­ками с интер­ва­лами, пооче­рёдно, то с одного, то с дру­гого конца сва­ри­ва­е­мого отрезка. Таким обра­зом, можно про­ва­рить весь сег­мент, без полу­че­ния теп­ло­вой дефор­ма­ции листо­вого металла.

Скорость сварки

Ско­ро­сть сварки – это ско­ро­сть, с кото­рой элек­три­че­ская дуга про­хо­дит вдоль места сварки. Она кон­тро­ли­ру­ется свар­щи­ком.

Ско­ро­сть дви­же­ния сва­роч­ной горелки должна кон­тро­ли­ро­ваться свар­щи­ком и соот­вет­ство­вать ско­ро­сти подачи про­во­локи и напря­же­нию элек­три­че­ской арки, выбран­ных, в соот­вет­ствии с тол­щи­ной сва­ри­ва­е­мого металла и формы шва.

Важно добиться пра­виль­ной ско­ро­сти сварки. Слиш­ком высо­кая ско­ро­сть может вызвать слиш­ком много брызг рас­плав­лен­ного металла. Защит­ный газ может остаться в быстро засты­ва­ю­щем рас­плав­лен­ном металле, обра­зуя поры. Слиш­ком мед­лен­ная ско­ро­сть сварки может стать при­чи­ной излиш­него про­ник­но­ве­ния сва­роч­ной дуги в сва­ри­ва­е­мый металл.

Ско­ро­сть дви­же­ния сва­роч­ной горелки вли­яет на форму и каче­ство сва­роч­ного шва. Мно­гие опыт­ные свар­щики опре­де­ляют с какой ско­ро­стью нужно дви­гать сва­роч­ную горелку, глядя на тол­щину и ширину шва в про­цессе сварки.

Скорость потока защитного газа

Может зна­чи­тельно вли­ять на каче­ство сварки. Ско­ро­сть потока защит­ного газа должна строго соот­вет­ство­вать ско­ро­сти подачи про­во­локи. Слиш­ком мед­лен­ный поток не даёт нор­маль­ной защиты от окис­ле­ния, в то время как слиш­ком высо­кая ско­ро­сть потока защит­ного газа может создать завих­ре­ния, кото­рые также поме­шают нор­маль­ной защите. Все откло­не­ния ведут к пори­сто­сти сва­роч­ного шва. Важно создать ров­ный поток воз­духа, без завих­ре­ний. На это может вли­ять нали­чие застыв­ших брызг на насадке.

Угол сварочной горелки во время сварки

Сварка MIG/MAG может сва­ри­вать раз­ные детали под раз­ными углами, поэтому не суще­ствует уни­вер­саль­ного угла, кото­рый нужно соблю­дать при сварке. При сварке дета­лей, лежа­щих в одной плос­ко­сти иде­аль­ным будет угол в 15–20 гра­ду­сов (от вер­ти­каль­ного поло­же­ния). При сварке двух дета­лей под углом удоб­нее дер­жать горелку под углом 45 гра­ду­сов. Прак­ти­ку­ясь, можно для себя опре­де­лить наи­бо­лее удоб­ный угол в кон­крет­ной ситу­а­ции.

Сварочное напряжение (длина электрической дуги)

Длина дуги одна из самых важ­ных пере­мен­ных в сварке MIG/MAG, кото­рую нужно кон­тро­ли­ро­вать. Нор­маль­ное напря­же­ние сва­роч­ной дуги в дву­окиси угле­рода (CO2) и гелии (He) намного выше, чем в Ароне (Ar). Напря­же­ние дуги вли­яет на про­ник­но­ве­ние, проч­но­сть и ширину шва.

С уве­ли­че­нием напря­же­ния элек­три­че­ской дуги, шов ста­но­вится более плос­ким и широ­ким и до опре­де­лён­ных пре­де­лов уве­ли­чи­ва­ется про­ник­но­ве­ние. Низ­кое напря­же­ние даёт более узкий и выпук­лый шов и умень­ша­ется про­ник­но­ве­ние.

Слиш­ком боль­шое и слиш­ком малень­кое напря­же­ние вызы­вает неста­биль­но­сть дуги. Избы­точ­ное напря­же­ние явля­ется при­чи­ной обра­зо­ва­ния брызг и пори­сто­сти шва.

Сварочная проволока

Сва­роч­ная про­во­лока слу­жит при­са­доч­ным мате­ри­а­лом. При сварке про­во­лока посту­пает к месту шва и рас­плав­ля­ется вме­сте с кром­ками метал­лов, запол­няя шов. У неё дол­жен быть хими­че­ский состав, схо­жий с соста­вом  сва­ри­ва­е­мых мате­ри­а­лов. К при­меру, содер­жа­ние угле­рода, от кото­рого зави­сит пла­стич­но­сть шва.

Тем­пе­ра­тура плав­ле­ния элек­трод­ной про­во­локи должна быть чуть ниже или такой же, как метал­лов, кото­рые сва­ри­ва­ются. Если про­во­лока будет пла­виться позже, чем сва­ри­ва­е­мый металл, то уве­ли­чи­ва­ется веро­ят­но­сть про­жже­ния металла насквозь.

Для сварки алю­ми­ния и его спла­вов при­ме­ня­ется про­во­лока из чистого алю­ми­ния или с при­ме­сью маг­ния и крем­ния.

Диа­метр сва­роч­ной про­во­локи

Диа­метр сва­роч­ной про­во­локи вли­яет на раз­мер шва, глу­бину про­ник­но­ве­ния сва­роч­ной дуги, проч­но­сть шва и на ско­ро­сть сварки.

Боль­ший диа­метр элек­трода (про­во­локи) создаёт шов с мень­шим про­ник­но­ве­нием, но более широ­кий. Выбор диа­метра про­во­локи зави­сит от тол­щины сва­ри­ва­е­мого металла и поло­же­ния сва­ри­ва­е­мых дета­лей.

В боль­шин­стве слу­чаев малень­кий диа­метр про­во­локи под­хо­дит для тон­кого металла и для сварки в вер­ти­каль­ном поло­же­нии.

Про­во­лока боль­шего диа­метра жела­тельна для более тол­стого металла. Ей нужно рабо­тать с умень­шен­ной ско­ро­стью подачи про­во­локи, из-за более низ­кого про­ник­но­ве­ния.

Длина выхода сварочной проволоки

До каса­ния сва­ри­ва­е­мого металла про­во­лока должна высту­пать из нако­неч­ника на опре­де­лён­ную длину.

Этот сег­мент про­во­локи про­во­дит сва­роч­ный ток. Таким обра­зом, уве­ли­че­ние длины этого сег­мента уве­ли­чи­вает элек­три­че­ское сопро­тив­ле­ние и тем­пе­ра­туру этого отрезка про­во­локи. Чем больше высту­пает про­во­лока, тем меньше будет элек­три­че­ская дуга. При длин­ном выходе про­во­локи из нако­неч­ника полу­ча­ется узкий шов, низ­кое про­ник­но­ве­ние и повы­шен­ная тол­щина шва.

При умень­ше­нии длины выхода отрезка сва­роч­ной про­во­локи даёт про­ти­во­по­лож­ный эффект. Уве­ли­чи­ва­ется про­ник­но­ве­ние сва­роч­ной дуги, полу­ча­ется более широ­кий и тон­кий шов.

Типич­ная длина выхода сва­роч­ной про­во­локи варьи­ру­ется от 6 до 13 мм.

При исполь­зо­ва­нии порош­ко­вой про­во­локи без газа длина выхода сва­роч­ной про­во­локи должна быть больше, чем с газом (30 – 45 мм).

Cварка самозащитной проволокой без газа

Порош­ко­вая само­за­щит­ная про­во­лока, кото­рую  также назы­вают флю­со­вой имеет сер­деч­ник, содер­жа­щий в себе все необ­хо­ди­мые при­садки для защиты шва и сва­роч­ной дуги в про­цессе сварки без газа.

Такая про­во­лока содер­жит ком­по­ненты, обра­зу­ю­щие газ во время сварки, анти­окис­ли­тели, очи­сти­тели, а также при­садки, улуч­ша­ю­щие элек­три­че­скую дугу. Таким обра­зом, при воз­ник­но­ве­нии дуги обра­зу­ется газ, кото­рый защи­щает рас­плав­лен­ный металл, а также спе­ци­аль­ные ком­по­ненты обра­зуют подо­бие шлака поверх металла во время осты­ва­ния, кото­рый защи­щает его во время затвер­де­ва­ния.

Такую про­во­локу удобно исполь­зо­вать, когда сва­роч­ный аппа­рат нужен не часто. Пре­иму­ще­ством явля­ется луч­шая мобиль­но­сть обо­ру­до­ва­ния (не тре­бу­ется бал­лон с газом) и воз­мож­но­сть исполь­зо­ва­ния на улице (даже в вет­ре­ную погоду, ввиду отсут­ствия при­тока защит­ного газа).

При сварке само­за­щит­ной про­во­ло­кой обра­зу­ется много дыма и испа­ре­ний и сложно визу­ально кон­тро­ли­ро­вать про­цесс сварки. Сва­роч­ный флюс, кото­рый оста­ётся поверх гото­вого шва, не про­во­дит элек­три­че­ства, поэтому после охла­жде­ния, чтобы сва­ри­вать поверх гото­вого шва, его необ­хо­димо сна­чала зачи­стить.

При помощи порош­ко­вой про­во­локи можно сва­ри­вать более тол­стый металл, чем при помощи про­во­локи, исполь­зу­е­мой с газом.

Сварка при помощи этого типа про­во­локи «про­щает» недо­ста­точно хорошо под­го­тов­лен­ную поверх­но­сть.

Полярность при сварке без газа

Поляр­но­сть – это направ­ле­ние потока элек­три­че­ства в цепи сва­роч­ного аппа­рата.

При пря­мой поляр­но­сти элек­трод (про­во­лока) – это минус, а сва­ри­ва­е­мый металл (зазем­ле­ние) – это плюс. При обрат­ной поляр­но­сти элек­трод – плюс, а сва­ри­ва­е­мый металл – минус.

Для сварки при помощи порош­ко­вой про­во­локи исполь­зу­ется пря­мая поляр­но­сть (про­во­лока – минус, зазем­ле­ние — плюс).

При сварке с газом – элек­трод (+), масса (-).

Поляр­но­сть, с кото­рой будет нор­мально рабо­тать порош­ко­вая про­во­лока, зави­сит от её состава. Бывают и такие, кото­рые будут нор­мально сва­ри­вать с любой поляр­но­стью.

В боль­шин­стве слу­чаев, при сварке без газа сва­роч­ный аппа­рат дол­жен быть настроен с пози­тив­ным зазем­ле­нием и нега­тив­ным элек­тро­дом. Это даст больше мощ­но­сти для плав­ле­ния порош­ко­вой про­во­локи.

Звук правильной сварки полуавтоматом

При обу­че­нии сварки MIG/MAG, важно слу­шать звуки, изда­ва­е­мые при сварке и, конечно же, кон­тро­ли­ро­вать про­цесс сварки визу­ально (через затем­нён­ную маску). При пра­виль­ной сварке полу­ав­то­ма­том изда­ётся звук, напо­ми­на­ю­щий жарку мяса на ско­во­роде. Этот «шипяще-жуж­жа­щий» звук гово­рит о хоро­шем балансе между ско­ро­стью подачи про­во­локи, подаче газа и настрой­ками напря­же­ния. Застыв­шие брызги на насадке или нако­неч­нике сва­роч­ной горелки ухуд­шают поток защит­ного газа, пло­хой кон­такт зажима массы, плохо очи­щен­ная область сварки, всё это может ухуд­шать фор­ми­ро­ва­ние сва­роч­ной дуги, и будет отра­жаться на звуке сварки.

Меры безопасности

  • Свет, кото­рый обра­зу­ется в про­цессе любого вида элек­тро­ду­го­вой сварки, очень яркий. Нужно защи­щать глаза и кожу. Для этого важно исполь­зо­вать сва­роч­ную маску. Сей­час про­да­ются сва­роч­ные маски с авто­за­тем­не­нием, кото­рые авто­ма­ти­че­ски защи­щают от яркого света, как только он появ­ля­ется. Это поз­во­ляет поль­зо­ваться двумя руками, не забо­тясь о маске.
  • Важно исполь­зо­вать пер­чатки для защиты от брызг рас­плав­лен­ного металла. Они важны для защиты также и от нагрева и уль­тра­фи­о­ле­то­вого излу­че­ния, обра­зу­е­мого в про­цессе сварки. Если сварка длится больше минуты, то уль­тра­фи­о­ле­то­вое излу­че­ние губи­тельно воз­дей­ствует на неза­щи­щён­ные участки кожи.
  • Защит­ный костюм дол­жен быть сде­лан из мате­ри­ала, кото­рый хорошо выдер­жит воз­дей­ствие рас­плав­лен­ных брызг металла. Если нет воз­мож­но­сти исполь­зо­вать защит­ный костюм, то мате­риал одежды не дол­жен содер­жать син­те­ти­че­ских мате­ри­а­лов, кото­рые легко пла­вятся и могут при­чи­нить вред свар­щику.
  • Нужно наде­вать закры­тую обувь, внутрь кото­рой не попа­дут брызги рас­ка­лён­ного металла при сварке.
  • Поме­ще­ние, в кото­ром осу­ществ­ля­ется сварка должно хорошо вен­ти­ли­ро­ваться. В про­цессе сварки выде­ля­ются вред­ные испа­ре­ния, кото­рые нельзя вды­хать.

Оставьте комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.