Напівавтоматичне зварювання: технологи, апарат, режими

Зварювання металевих виробів і конструкцій являє собою складний технологічний процес, який можна організувати різними способами. Традиційний метод передбачає виконання операцій вручну. Це трудомісткий спосіб, який виправдовує себе низькою вартістю. Більш сучасний підхід являє напівавтоматичне зварювання, в якої полегшуються завдання майстра і підвищується якість шва.

Опис технології

Принцип дії зварювальних напівавтоматів досить простий. В процесі роботи здійснюється напрямок зварювального пістолета в цільову зону, після чого починається розплав заготовки від тепла утвореної дуги. На відміну від інших методів зварювання, в даному випадку дріт може виконувати і функцію струмопровідного електрода, і завдання присадки.

В якості засобу захисту робочого ділянки технологію напівавтоматичного зварювання передбачає формування газових середовищ, зокрема, не допускають проникнення кисню в зону обробки. Але пізніше буде розглянутий і режим, в якому процес відбувається без газу. І навпаки, можуть додаватися інші захисні середовища і матеріали. Так, для мінімізації розбризкування крапель металу за рахунок поглинання вологи в робочій зоні використовується силікагель або мідний купорос, розміщений в осушувачі.

В кінцевому підсумку оператор може розраховувати на наступні переваги від застосування технології:

  • Висока ступінь захисту робочих заготовок.
  • Зручність в роботі з обладнанням – майстер може виконувати операції практично з будь-якого положення, оскільки немає обмежень по напрямку зварювання.
  • Шов виходить рівним і з мінімальним вмістом шлаку.

Методи зварювання MIG та MAG

У специфікаціях та нормативної документації саме так позначається напівавтоматичне зварювання із застосуванням дроту і газових середовищ. Цільовими заготовками можуть виступати сталеві і алюмінієві сплави, хоча на практиці технологія має більш широкий спектр використання. Чим же напівавтоматичне зварювання MIG відрізняється від методу MAG? Фактично різниця проходить за типом використовуваного газу для захисту робочої зони. Наприклад, зварювання методом MIG задіює інертні гази зразок аргону і гелію, а MAG працює з активними азотними і вуглекислими середовищами.

Як показує практика, MAG забезпечує більш якісний і надійний шов у порівнянні з ефектом MIG, хоча багато чого залежить і від кваліфікації виконавця. Якщо ж порівнювати обидва методу з форматами MMA і TIG, то можна говорити про збалансованість полуавтоматики. Вона дає оптимальну продуктивність при належній якості шва, але конкретно для делікатних високоточних операцій або забезпечення міцності структури сполуки варто все ж звертатися до альтернативних способів.

Режими зварювання

Різні умови і технічні цілі будуть вимагати використання визначених параметрів обробки. В залежності від експлуатаційних задач і установок обладнання виділяють наступні режими напівавтоматичного зварювання:

  • Short Arc. При низькому струмі і з підтримкою послідовних коротких замикань в умовах низької сили струму до 200 А виконується перенос крапель розплаву. В ході роботи задіюється дріт завтовшки 0,8 — 1,2 мм.
  • Spray Arc. Операція виконується при силі струму від 200 А, що забезпечує більш високе проникнення крапель в розплав. Діаметр дроту – більше 1 мм. Цей режим підходить для товстостінних заготовок.
  • Pulse Arc. При низькому струмі цей формат зварювання забезпечує високу швидкість плавки з невеликим об’ємом бризок розплаву. Оптимально підходить для нержавіючої сталі і алюмінію, але тільки за умови їх невеликої товщини.
  • Pulse on Pulse Arc. Режим дозволяє за рахунок регуляції температури і рівня струмів отримувати міцний шов з гладкою поверхнею.

Спеціально для робіт в умовах низьких температур застосовується і особливий режим напівавтоматичного зварювання MIG з елементами пайки. З’єднання деталей в даному випадку відбувається на тлі додавання розплаву від матеріалу припою. Цей спосіб використовують в автомайстернях при виконанні кузовного ремонту.

Зварювання без захисного газу

Регулювання параметрів робочого середовища дає оператору масу плюсів – як з точки зору забезпечення безпеки, так і в якості засобу підвищення якості шва. Але існують умови, в яких може бути в принципі виключено застосування газових середовищ. Наприклад, напівавтоматичне зварювання в середовищі вуглекислого газу, що дозволяє ефективно вирішувати задачі обробки сталевих заготовок, але за необхідності підключення балона з редуктором значно підвищуються вимоги до безпеки, які можуть накладати і обмеження. У зв’язку з цим доречно виокремити два основних способи використання технології MIG-MAG без газу:

  • Зварювання з флюсового дротом. Витратний матеріал підводиться супортом до електричної дузі і по мірі згорання покриває ванну розплаву. Метод екологічно чистий і безпечний, але може застосовуватися тільки до м’яких кольорових металів.
  • Зварювання порошковим дротом. Використовується картридж на основі суміші кремниата і силікату, яка відторгається розплавом і утворює на його поверхні захисну плівку. Покриття виконує завдання бар’єру перед киснем, замінюючи той самий вуглекислий газ. Цей спосіб також має ряд обмежень, пов’язаних з низькою потужністю термічної дуги.

Вживане обладнання

В якості основного і найбільш відповідального в робочому процесі інструменту виступає напівавтомат – він же випрямляч або інвертор, забезпечує харчування пальника. Це електромеханічні прилади, за рахунок яких і виконується процес плавлення електрода з його подачею до зварювальної ванни. Зокрема, параметри апарату для напівавтоматичного зварювання будуть визначати діапазон швидкості подачі дроту і стабільність її переміщення в принципі. Існують моделі інверторів для побутового та професійного використання (на 220 В і 380 В, відповідно) з моноблоковими і модульними конструкціями. Звертати увагу слід і на конфігурації роз’ємів для підключення тієї ж пальника, але найголовніше у виборі – це безпосередні робочі параметри обладнання.

Характеристики апаратів

Для нескладних побутових завдань в гаражі або домашньої майстерні зварювання можна використовувати малопотужні прилади на 4-5 кВт з максимальною силою струму 90-120 А. Такі моделі цілком здатні гідно працювати з заготівками завтовшки 1,5-2 мм, заощаджуючи при цьому електроенергію. Професійний же сегмент являє моделі потужністю до 14 кВт і вище. Підтримувана сила струму у такого обладнання може досягати 350 А. Для яких завдань використовується техніка цього типу? Продуктивна напівавтоматичне зварювання хороша універсальністю, що виражається в можливості обслуговування таких металів, як титан і нікель. Товщина заготовки при цьому може складати 10 мм.

Що важливо з точки зору організації робочого процесу, так це величина тривалість включення. Вона визначає співвідношення між періодом зварювання і часом на відпочинок. Так, у випадку з потужними професійними інверторами можна розраховувати на 6-7 хв зварювання, після яких потрібно перерву на 4-5 хв. У побутових апаратів робочий час складе 1-2 хв, а відпочинок – до 10 хв.

Подає механіка

Для автоматичного напрямки дроту до робочої зоні використовуються спеціальні агрегати. Вони являють собою комплекс електротехнічних і механічних вузлів, що підтримують безперебійний процес зварювання. Основу типової конструкції формує безпосередньо механізм подачі, зварювальний рукав, блок управління і пристосування для початкової завантаження касет з новою дротом. При цьому помилково думати, що обладнання працює тільки з расходниками. Завдяки вбудованому рукаву-шлангу напівавтоматичне зварювання з подаючим механізмом формує і захисну середу. Тобто не потрібна спеціальна організація каналів подачі газу від балона до зварювальної зоні за допомогою адаптерів, редукторів і регуляторів.

Пальник для зварювання

Інструмент для безпосередньої подачі високотемпературного факела до заготівлі. Пристрій таких апаратів досить просте. Головним елементом керування є кнопка або механічний регулятор полум’я. Виходить ручна напівавтоматичне зварювання, контроль якої на завершальній стадії формування шва бере на себе майстер, а допоміжні процеси підтримує той же механізм подачі електродів. У виборі пальника-пістолета важливо враховувати діаметр дроту для захоплення, силу струму (до 650 А) і тип охолодження – вбудований або сторонній від напівавтомата.

Дріт для зварювання

Основний расходник у таких роботах – дріт або електрод. Товщина цього елемента визначає, з якими заготовками зможе працювати напівавтомат. Крім цього, діаметр зрештою накладає обмеження на використання в подаючому механізмі. Звичайні машини орієнтуються на 0,6-2 мм, але бувають і нестандартні моделі, що важливо враховувати при виборі. Має значення і матеріал виготовлення дроту. Якщо планується напівавтоматичне зварювання низьколегованих і нелегованих сталей, то перевага віддається мідним елементів, а з магнієвими і кремнієвими заготовками добре взаємодіє алюмінієва оснащення.

Особливу групу представляють активовані моделі дроту. Їх відмінність полягає у змісті спеціальних добавок в стержні (5-7%) на основі оксидів і солей від лужних металів. Така модифікація дозволяє отримувати акуратний шов і знижувати розбризкування розплаву.

Аксесуари та екіпірування

Коли всі основні компоненти напівавтоматичного зварювальної інфраструктури будуть готові, можна переходити до вибору аксесуарів. В основному потрібні кошти забезпечення індивідуального захисту. Виконання напівавтоматичного зварювання у вуглекислому газі необхідні рукавички, термозахисної взуття, фартух і маска. Для захисту від інфрачервоного та ультрафіолетового випромінювання рекомендується застосовувати фільтри для оглядової частини. Наприклад, маски типу «Хамелеон» забезпечуються саморегульованими затемненими стеклами, що створює не тільки захист для очей, але і зручність носіння.

Висновок

У числі головних достоїнств технології зварювання MIG-MAG можна назвати універсальність. Її використовують як у побутовій сфері, так і на виробництвах, будівництві і т. д. Технічна організація процесу вимагає чималих ресурсів, але для великих обсягів роботи і ці вкладення себе виправдовують. Чим же напівавтоматичне зварювання в захисному газі приваблива для пересічних домашніх майстрів, які лише зрідка звертаються до подібних операцій? Насамперед, якістю шва. Як вже зазначалося, є більш точні і акуратні технології, але в цьому випадку можна домогтися оптимального результату з високим рівнем безпеки і зручності. Наприклад, багато автолюбителів набувають напівавтомати з расходниками тільки для повноцінного обслуговування кузова автомобіля. Можливість напряму зварювання з різних положень, зокрема, дозволяє виконувати найскладніші операції при ремонтних заходах.