Электродуговая сварка
Одним из вариантов соединения твердых материалов является сварка. Довольно часто этот технологический процесс применяется по отношению к металлам для создания неразъемных соединений.
Суть сварки заключается в расплавлении основного материала – металла соединяемых изделий. И в этом она отличается от пайки, при которой детали скрепляются между собой расплавлением присадочного материала. Понятно, что прочность сварного соединения в несколько раз выше паяного.
Для соединения металлов используется электродуговая, точечная, газовая, плазменная, лазерная и другие виды сварки. И в этой статье мы расскажем о наиболее популярном методе создания неразъемных соединений – сварке электрической дугой.
Электродуговая сварка – метод создания неразъемных соединений, источником тепла в котором является электрический дуговой разряд (электрическая дуга). В процессе горения и перемещения дуги, возникающей между поверхностью металла и электродом или проволокой, образуется ванна из расплавленного металла, которая после кристаллизации превращается в сварной шов.
Электродуговой сварочный процесс может осуществляться одним из нескольких способов, к которым относятся ручная сварка, полуавтоматическая сварка и аргонодуговая сварка. Выбор того или иного варианта зависит от вида и толщины металла, который необходимо сварить, характера работы, сроков выполнения задачи, опыта сварщика и ряда других требований. И в этой статье мы расскажем о каждом из видов электродуговой сварки и попробуем разобраться в вопросах выбора сварочной технологии. А первым пунктом нашего обзора будет сварка плавящимся электродом.
Ручная дуговая сварка
Для реализации этого способа сварки, который чаще всего обозначается аббревиатурами РДС и MMA (manual metal arc), используется плавящийся электрод – металлический стержень со специальным покрытием (обмазкой). Он одновременно является и проводником тока для возбуждения дуги, и присадочным материалом, поскольку его плавящийся от высокой температуры металл пополняет собой сварочную ванну.
Кроме того, электрод играет еще и роль защитника расплавленного металла от окисляющего действия кислорода. Во-первых, его покрытие при плавлении выделяет газообразное вещество, вытесняющее из зоны сварки кислород. Во-вторых, часть покрытия, попадая в сварочную ванну, образует на ее поверхности шлаковую корку, которая препятствует контакту жидкого металла с кислородом.
Стартовый набор оборудования, расходных материалов и СИЗ, с которым можно смело начинать сварочный процесс, включает в себя аппарат ручной сварки (источник сварочного тока), кабели с электрододержателем и клеммой заземления, покрытые электроды, шлакоотбойный молоток, маску и краги.
Ручная сварка: плюсы и минусы
Если говорить о плюсах, которыми обладает сварка MMA, то к ним относятся:
-
невысокая стоимость оборудования и «расходки»;
-
компактность и небольшой вес современных инверторных сварочных аппаратов;
-
отсутствие необходимости в использовании баллона с защитным газом;
-
возможность сваривания деталей с загрязненной и покрытой ржавчиной поверхностью.
Но есть, разумеется, и минусы:
-
невысокая производительность;
-
необходимость удаления шлака со шва;
-
сложность качественного сваривания цветных и тонких (менее 2 мм) металлов;
-
обилие брызг и неэстетичный вид шва.
Где применяется ручная дуговая сварка
РДС используется в основном для приваривания деталей из черных металлов (углеродистая сталь, чугун) толщиной от 2 мм. Этот вариант сварки идеально подходит для тех случаев, когда требуется создать надежное соединение без необходимости получения красивого сварного шва. Поэтому метод MMA часто используется в сфере ЖКХ (ремонт инженерных сооружений и других металлических конструкций), строительстве (сварка арматуры, труб, каркасов), а также при прокладке трубопроводных магистралей.
Благодаря отсутствию необходимости в использовании баллона с защитным газом, а также благодаря компактности и небольшому весу современных MMA-аппаратов, ручная дуговая сварка очень удобна при выездных и монтажных работах.
Кроме того, сварка плавящимся электродом получила широкое распространение в бытовой сфере, что в немалой степени связано с невысокой стоимостью стартового комплекта. Любителями, работающими со сваркой в гаражах и на дачах, она используется для ремонта и создания мангалов, скамеек, каркасов теплиц и множества других несложных и неответственных металлических конструкций.
Сварка полуавтоматом
Полуавтоматическая сварка представляет собой процесс соединения металлических изделий с помощью проволоки, которая посредством отдельного или встроенного в сварочный аппарат механизма подачи непрерывно поступает в зону сварки, играя роли электрода и присадочного материала. Сварочный процесс осуществляется в среде защитного (инертного или активного) газа, подающегося через горелку вместе с проволокой.
Полуавтоматической эта сварка называется потому, что в ней механизирована лишь одна часть процесса, касающаяся подачи проволоки, а другая часть – ведение горелки вдоль свариваемых кромок – выполняется сварщиком вручную. Отметим, что существует и полностью механизированный процесс неразъемного соединения металлических деталей, об особенностях которого вы можете узнать из статьи «Автоматическая сварка под флюсом».
Полуавтоматическую сварку, которая ведется с применением инертного газа, обозначают аббревиатурой MIG (metal inert gas), а процесс с использованием активного газа – MAG (metal active gas).
А если вы видите слово Flux или аббревиатуру FCAW (flux core arc welding), то знайте: так обозначается еще один процесс – сварка проволокой без газа. Для реализации полуавтоматической сварки, позволяющей обойтись без использования баллона с газом, используется порошковая проволока. Эта проволока, которая еще называется самозащитной, представляет собой тоненькую трубку, заполненную порошкообразным материалом. Во время сварочного процесса этот наполнитель играет такую же роль, как и обмазка электрода – обеспечивает газошлаковую защиту расплавленного металла.
Если вы планируете заняться MIG/MAG-сваркой, то вам потребуется стартовый комплект, который, кроме сварочного полуавтомата, кабеля с клеммой заземления и средств индивидуальной защиты, должен включать в себя горелку с комплектом расходных материалов, баллон с газом, регулятор расхода газа, газовый шланг, катушки с проволокой, набор роликов для механизма подачи под разные типы и диаметры сварочной проволоки.
Сварка проволокой: достоинства и недостатки
В ряду достоинств полуавтоматической сварки:
-
высокая производительность;
-
отличное качество и красивый внешний вид сварного шва;
-
небольшое количество или полное отсутствие брызг;
-
низкая вероятность деформации свариваемых изделий из тонкого металла;
-
хорошие результаты при сварке цветных металлов;
-
отсутствие образования шлака (при условии использования защитного газа).
К недостаткам сварки полуавтоматом можно отнести:
-
необходимость использования баллона с защитным газом;
-
более высокую, чем для MMA-сварки, стоимость стартового комплекта;
-
сложность работы на открытом воздухе (при ветре из зоны сварки выдувается струя защитного газа).
Область применения сварки полуавтоматом
Так же, как и MMA, полуавтоматическая сварка отлично подходит для соединения деталей из углеродистой стали и чугуна. Но в отличие от ручной дуговой сварки метод MIG/MAG позволяет еще работать с легированной сталью, в том числе и нержавейкой, а также с алюминием, обеспечивая высококачественный результат. Кроме того, относительно небольшое тепловложение, которым характеризуется процесс MIG/MAG-сварки, снижает вероятность коробления деталей небольшой толщины, поэтому сварка полуавтоматом часто применяется для решения задач по соединению тонких (менее 2 мм) металлов.
Благодаря своим возможностям полуавтоматическая сварка широко используется в промышленности, например, в автомобилестроении, на мелкосерийных производственных площадках, в автосервисах, где MIG/MAG-метод обычно применяется для сварки кузовных деталей, а также в различного рода небольших частных мастерских.
Аргонодуговая сварка
Данная технология сварки представляет собой процесс соединения металлов с помощью неплавящегося вольфрамового электрода в среде защитного инертного газа – аргона. Шов при этом виде сварки образуется за счет расплавления кромок соединяемых деталей и материала присадочного прутка, который, как и горелку с электродом, сварщик перемещает вручную. При работе с тонкими изделиями сварка аргоном может вестись и без использования присадки – соединение металлов в таких случаях происходит лишь за счет расплавления их кромок.
Аргонодуговая сварка довольно часто обозначается аббревиатурой TIG, которая расшифровывается как tungsten inert gas (tungsten – вольфрам). Другие названия этой технологии – GTAW (gas tungsten arc welding) и WIG (wolfram inert gas).
Для того чтобы начать аргонодуговую сварку, понадобятся: сварочный аппарат, кабель с клеммой и провод с горелкой, баллон с газом и газовый регулятор, вольфрамовые электроды и устройство для их заточки, присадочные прутки, «расходники» для горелки, а также средства индивидуальной защиты (маска, краги, спецодежда).
TIG-сварка: плюсы и минусы
Соединение металлов методом TIG имеет следующие плюсы:
-
возможность сварки любых металлов любых толщин;
-
высокое качество и отличный внешний вид сварного шва;
-
качественные результаты соединения тонколистовых материалов, нержавеющей стали, а также металлов, покрытых тугоплавкими оксидами, таких как алюминий и магний;
-
отсутствие брызг расплавленного металла;
-
отсутствие необходимости обработки шва после сварки.
В ряду минусов:
-
низкая производительность;
-
высокие требования к квалификации сварщика;
-
необходимость качественной подготовки поверхности свариваемых металлических изделий;
-
более дорогой, чем в случае с MMA-сваркой, стартовый комплект;
сложность проведения сварочного процесса на открытом воздухе.
Где находит применение сварка аргоном
Благодаря тому, что аргоновая сварка дает возможность выполнять высококачественные швы, она широко применяется в авиа-, судо- и автомобилестроении, а также других отраслях промышленности при создании ответственных конструкций.
А поскольку аргонодуговая сварка показывает очень хорошие результаты на трудносвариваемых материалах, она часто используется, например, для соединения изделий из алюминиевых сплавов.
Кроме того, к методу TIG часто прибегают и для приваривания элементов толщиной менее 2 мм, поскольку именно сварка вольфрамовым электродом в среде аргона обеспечивает наиболее качественное соединение тонких металлов, особенно в импульсном режиме (о технологии импульсной сварки вы можете прочитать здесь).
Свое применение TIG-сварка находит не только на промышленных площадках, но и на небольших производствах. А еще – на авторемонтных предприятиях и в тюнинг-мастерских, где обычно TIG-аппаратами варят алюминиевые колесные диски, алюминиевые и медные детали радиаторов и кондиционеров, элементы выхлопных систем из нержавеющей стали.
Виды сварки: итоги
Итак, вы познакомились с тремя видами электродуговой сварки. Надеемся, что представленная в ней информация помогла вам разобраться в особенностях разных сварочных технологий и выбрать ту из них, которая оптимально подойдет для решения ваших задач в области сварки. И подводя итоги, мы приводим сводную таблицу с оценкой возможностей каждого из описанных выше видов сварки.
