Сварка полуавтоматом для начинающих: как работает, техника, теория

Что такое полуавтомат и его виды

Это электромеханическое устройство, подающее проволоку для припоя в зону горения дуги, у исполнителя одна рука занята плавящимся электродом, а другой он регулирует подачу газа. Начинающих сварщиков интересует вопрос, как варить полуавтоматом и какие специфические знания и навыки для этого требуются?

Все зависит от того, с каким материалом приходится работать, важно знать, каким металлом можно пользоваться, и какое оборудование при этом используется, немаловажное значение имеет и технология: дуговая, контактная, лазерная или плазменная. Чтобы точно знать, как нужно самостоятельно правильно варить промышленным полуавтоматом, достаточно изучить виды аналогичного оборудования и правильно их применять.

В быту и на производстве используются такие полуавтоматы:

• Бытового назначения. В основном это инверторы различной модификации, при их использовании от исполнителя не требуется большого опыта и высокой квалификации.
• Полупрофессиональные аппараты.
• Промышленное профессионально оборудование.

Каждый из перечисленных вариантов имеет личные преимущества и особенности, например, профессиональные оснащаются дополнительными функциями, увеличивающими эффективность их применения на производстве, они выпускаются в стационарном или мобильном виде.

Виды механизированной сварки

По способу защиты расплавленной ванны металла:

1. В защитных газах
2. Самозащитой проволокой
3. Под слоем флюса (flux)

По типу дуги:

1. Стационарная;
2. Импульсная

По способу переноса металла:

1. Крупнокапельный
2. Среднекапельный
3. Струйный.

В данной статье речь будет идти о процессе выполняемым стационарной дугой в среде активного газа (или инертного). О процессе, выполняемом импульсной дугой, расскажем в нашей следующей статье.

О технологии сварки полуавтоматом

Устройство для полуавтоматической сварки работает с газом или без, с применением специальной проволоки.

В газовой среде

Для скрепления металлических заготовок применяют несколько типов газа, например углекислый или гелий. Это объясняется невысокой стоимостью и экономичным расходом. Газы снижают окисление металла, делая шов более прочным.

При сваривании с углекислотой требуется предварительная подготовка материала – очищение от пыли, грязи, коррозии и краски. Для этого понадобится металлическая щетка или шлифовальная машина.

Применяют 3 техники сварки с газом:

1. Непрерывная обработка. Электрод или горелка устанавливается на начало шва и проводится до конца.
2. Точечная обработка. При таком способе элементы соединяют не сплошным швом, а пунктирной линией.
3. Коротким замыканием. Применяется для соединения деталей из тонкого металла. Материал расплавляют импульсами, подаваемыми от замыкания в агрегате. Жидкий металл формирует каплю, необходимую для создания шва.

Для работы с углекислотой устанавливают функцию переменного тока. Агрегат настраивают в соответствии с видом и толщиной металла. Расход газа определяется режимом сварки. Проволока расплавляется с одинаковой скоростью. Подготовив детали, запускают подачу газа, активируют сварочную дугу.

Для этого проводят электродом по детали, нажимают на клавишу «Пуск». Качество сварочного шва зависит от следующих нюансов:

1. Расстояние от электрода до заготовки. Нельзя устанавливать проволоку близко к металлу, это затрудняет обзор шва.
2. Зазор между краями деталей. При толщине листа менее 1 см оставляют расстояние в 1 мм. При больших значениях зазор составляет 10%.
3. Использование подложки. Этот инструмент препятствует вытеканию расплава из шва.

Пайка алюминия

С помощью полуавтомата сваривают разные металлы, в т. ч. алюминий. Однако есть тонкости, связанные со структурой материала. Поверхность покрыта тонким слом окисла, который плавится при более высокой температуре. В качестве вспомогательного газа в таком случае применяют аргон. Алюминий сразу расплавляется, поэтому под детали ставят подложку.

Заготовки соединяют плавкими электродами под воздействием постоянного тока. На дугу ставится плюсовой заряд, на металл – отрицательный. Так верхний слой расплавляется быстрее. Перед началом сварки поверхность можно очистить от оксидной пленки. Детали устанавливают в любой пространственной позиции.

С использованием проволоки

Сварку с проволокой выполняют как с применением газа, так и без него. Самый распространенный способ – использование флюса. Такой метод необходим на производственных площадках. Необходимо учитывать высокую стоимость флюса. Материал представляет собой порошок, расположенный в сердцевине проволоки. При плавлении образуется газ, защищающий шов от окисления. Дополнительной подачи вещества не происходит. Этот способ сварки полуавтоматом для начинающих имеет следующие особенности:

1. Возможность использования во всех условиях. При газовой сварке качество шва ухудшается в ветреную погоду или при сквозняке.
2. Сварку с проволокой не рекомендуется применять для обработки тонкого металла или низкоуглеродистой стали. Шов может трескаться или деформироваться.
3. Для повышения температуры сварочной дуги используют обратную полярность.

Первый опыт

Чтобы научиться использовать сложное оборудование, нужно внимательно ознакомиться с инструкцией, обратить особое внимание на раздел: как правильно пользоваться полуавтоматом. Затем настроить его, потому что верная регулировка силы тока позволит выполнить сварочный шов без изъянов и досадных пропусков.

Сварка полуавтоматом: первый опыт

Для получения практического опыта рекомендуется вначале потренироваться на ненужных металлических обрезках, прежде чем приступать к выполнению сложных работ требующих от сварщика высокой квалификации.

Для практической работы необходимо подготовить:

• сварочный аппарат;
• перчатки;
• защитную маску;
• баллон с газом.

Первое что необходимо сделать, это настроить сварочный аппарат. Правильно отрегулированная сила подаваемого тока позволит выполнить сварочный шов идеально ровно и без обрывов.

Этот параметр напрямую зависит от толщины свариваемого металла, поэтому прежде чем приступить к работе необходимо ознакомиться с инструкцией к электрическому прибору. В которой должна быть указана рекомендуемая заводом-изготовителем сила тока для определённой толщины свариваемых деталей.

Выбор режимов сварки

Также следует сделать правильный выбор скорости подачи сварочной проволоки, которая регулируется специальным механизмом.

Оптимальный диаметр проволоки для сваривания равен 0,8 мм, но при работе с очень тонким металлом можно установить электрод 0,6 мм, чтобы при сниженной силе тока осуществлялось расплавление металла без затухания дуги.

Если есть возможность, то лучше приобрести итальянскую проволоку для сварки полуавтоматом. Импортные аналоги более качественные, но и стоимость таких изделий будет в несколько раз выше.

Несмотря на более высокую стоимость, такой электрод более подходит новичкам, по причине более лёгкого получения желаемого результата, даже при недостаточном опыте обращения с электросварочным аппаратом.

Баллон с редуктором

Для того чтобы защитить место сварки от воздействия кислорода, подаётся защитный газ. Самым дешёвым вариантом использования защитного газа является приобретение углекислотного баллона с редуктором.

Редуктор с манометром обязательно должны быть установлен для контроля давления подаваемого газа. Для осуществления качественной сварки металлов в среде защитного газа достаточно установить рабочее давление около 0,2 атмосфер.

Защитная маска

Для предохранения зрения варить полуавтоматом следует только с использованием защитной маски, например, Хамелеон. Современные изделия имеют в своей конструкции специальную регулировку, которая позволяет настроить защитный механизм таким образом, чтобы обеспечивалась качественная защита только во время горения дуги.

При затухании процесса плазменного горения окошко маски будет достаточно прозрачным, чтобы можно было продолжать работу без снятия защитного приспособления.

Такие сварочные маски особенно будут удобны начинающим сварщикам, в устаревших моделях слишком сильно затенялось защитное стекло, что делало процесс сварки очень неудобным, по причине плохой видимости сварочного шва после затухания дуги.

Технология сварки

Когда все подготовительные работы будут осуществлены, необходимо подключить «массу» к свариваемой металлу. Если работать приходится с небольшими деталями, то сваривание производится на металлическом столе, к которому и подключается соответствующий проводник.

Если нет стола, то работу можно осуществить на горизонтально расположенном металлическом листе толщиной не менее 2 мм, к которому и осуществляется подсоединение «массы» сварочного аппарата.

Перед началом сварочного процесса необходимо также отрегулировать величину выступания сварочной проволоки из сопла. Рекомендуется установить такой выступ в размере не более 5 мм. Если проволока перед началом выполнения сварочных работ выступает более значительно её необходимо укоротить с помощью кусачек.

Прежде чем выполнить сплошной сварочный шов рекомендуется максимально близко расположить свариваемые детали и не менее чем в двух местах осуществить точечное сваривание чиркнув электродом по металлу в месте соединения. Это необходимо для того чтобы обеспечить неподвижность свариваемых деталей.

Если необходимо наварить один лист металла на другой, то в этом случае можно воспользоваться струбцинами для надёжного закрепления привариваемых деталей. После того как будет обеспечена неподвижность деталей любым из перечисленных способов, можно приступать к выполнению сварочного шва.

Для сварки деталей делается запал дуги и производится расплавление металла в месте соединения металлов с формированием шва. Если при первых попытках сварить детали дуга не будет стабильно зажигаться необходимо увеличить силу тока подаваемую сварочным аппаратом.

Для правильного образования дуги необходимо на короткое время коснуться проволокой металлических деталей, к которым подключена «масса». Затем оторвать проволоку на минимально возможное расстояние для образования стабильного горения электрической дуги. Таким образом проваривается шов от одного края к другому, постепенно перемещая дугу над поверхностью свариваемых деталей.

Сварка алюминия

Применение защитных газов в полуавтоматической сварке позволяет выполнять качественное соединение алюминиевых деталей таким способом. Сварка алюминия является довольно сложным процессом даже для опытного специалиста, тем более непросто будет выполнить такую работу начинающим сварщикам.

Как варить полуавтоматом алюминиевые детали:

• зачищается поверхность свариваемых деталей от оксидной плёнки;
• нагреваются заготовки в печи или с использованием газовой горелки;
• включается сварочный аппарат в режим переменного тока высокой частоты;
• подключается баллон с аргоном или аргоногелиевой смесью;
• производится запал дуги и поддерживается её длина в диапазоне 12-15 мм.

Таким образом происходит сваривание деталей из этого легкоплавкого металла. В качестве присадочной проволоки, для выполнения работы, потребуется приобрести изделия из алюминия. А для обеспечения стабильной подачи проволоки аппарат должен быть оборудован соплом большего диаметра.

Техника сварки

Вопрос — как же правильно надо сваривать полуавтоматом, чтобы образовался красивый качественный шов, волнует многих начинающих сварщиков. Для этого нужно знать и выполнять порядок необходимых действий, как говорится, инструкция для чайников:

1. Выбрать ток (переменный или постоянный), полярность, прямую или обратную.
2. Подобрать актуальный диаметр проволоки, наиболее часто используемым считается 0,8 мм, но его применение оправдано для сварки конструкций не толще 5 мм.
3. Выбрать нужную величину тока, всё полуавтоматическое оборудование выпускается с фиксированным положением переключателей, которые имеют дополнительные регулировки, а таблицы соответствия силы тока с толщиной заготовок приведены на лицевой стороне аппаратуры.
4. Установить нужную скорость подачи проволоки для сварки.
5. Расход защитного газа корректировать в зависимости от скорости сварочного процесса.
6. Постоянно следить за наклоном и выносом сопла горелки.

В качестве защиты применяется смесь из аргона, углекислого газа и кислорода — при этом процесс происходит мягко, сварочная дуга горит стабильно, нет затухания, в результате шов получается плотный и без видимых изъянов.

В среде защитного газа

Такой вид соединения металлов выполняется при помощи специального оборудования, например, сварка полуавтоматом для начинающих в среде углекислого газа выполняется на специально оборудованном посту, где имеется все необходимые инструменты и баллон с углекислым газом, в том числе.

Если сравнивать с другими видами сварочных работ, то сварка с применением углекислого газа довольно проста и имеет такие особенности:

• проводится на обратной полярности, чтобы исключить деформацию конструкции и добиться стабильных параметров дуги;
• при наплавке металла используется прямая полярность, КПД во время проведения этой операции возрастает в 1,8 раза, по сравнению с первым вариантом;

Сварку лучше проводить с подключением к сети переменного тока, для этого используется осциллятор.

Технология для алюминия

Полуавтоматические аппараты используют для сварки изделий из алюминия, в качестве защиты применяется аргон, но при этом нужно учитывать, что цветной металл обладает высокой текучестью при расплавлении. Особенностью этого метода является обратная полярность, когда к горелке подключается минус, а на свариваемые заготовки — плюс.

Поверхностная амальгама алюминия успешно разрушается, деталь начинает плавиться без помех. При значительном слое окиси нужно провести предварительную механическую обработку для удаления окисной пленки с поверхности конструкции.

С проволокой

В качестве плавящегося электрода используется специальная проволока в мотках, которая заправляется в автомат ее подачи в зону горения дуги. Из газов не рекомендуется пользоваться водородом, так как при этом происходит сильное разбрызгивание и шов получается плохого качества. Специальный ГОСТ нормирует применение сварочной проволоки 75-ти марок, поэтому сварщику надо сопоставлять ее с маркой свариваемых деталей, давать какие-то рекомендации здесь трудно.

Стандартный комплект сварочного оборудования для MIG/MAG сварки.

Характеристики полуавтоматической сварки

Основными характеристиками является:

1	Сварочный ток	42-520 А (Для автоматического процесса до 1100 А)
2	Напряжение на дуге	12-40 В
3	Скорость проведения процесса	25 – 100 см / мин
4	Диаметр используемой присадочной проволоки	0,8 – 3,0 мм
5	Расход газа	До 25 л / мин
6	Температура дуги при полуавтоматической сварке	6000 – 8000 оС

Максимальная толщина металла для работы полуавтоматом.

Значения максимальной толщины будут регламентированы не способом выполнения процесса будь то полуавтоматическая сварка в аргоне или покрытыми электродами. Так как заварить можно толщины и в 500 мм и более. Как например реакторная зона на атомных станциях. Значения максимальной толщины нам укажет нормативный документ, согласно которому выполняется процесс. Если работать согласно ГОСТ 14771, то для U-образной разделки можно варить изделия толщиной вплоть до 100 мм. При двухсторонней до 100-120 мм.

Применяемые газы

Характеризует также полуавтоматический процесс применяемый газ. Те газы которые при попадании в шов образуют химические реакции с металлом сварочной ванны являются — активными. Применяются для MAG.
Для процесса МАГ используют следующие газы:

1. Кислород (О2)
2. Диоксид углерода (СО2)
3. Азот
4. Водород

Для MIG сварки используются инертные газы, одноатомные, не вступающие в химическую реакцию в отличие от активных и не дающие взаимодействовать газам из воздуха со свариваемым металлом.

Для МИГ применяют газы:

1. Аргон
2. Гелий
3. А также смесь аргона (Ar) с гелием (He), диоксида углерода (СО2) и аргона, кислорода с диоксидом углерода, и смеси газов Ar+CO2+O2.

Часто возникают вопросы по использованию газов. Вот некоторые: для чего нужен газ в сварочном полуавтомате, для сварки полуавтоматом какой газ нужен?

В полуавтомате газ нужен для обеспечения защиты расплавленного металла от воздуха. Подбор газа происходит от того, какие металлы варятся, и предъявляемые при работе требования к изделию.

Аргон

Аргон применяют при проведении ручной механизированной сварки плавящимся электродом, когда необходимо варить такие металлы как титан, высоколегированные нержавеющие, жаростойкие и жаропрочные стали и алюминий. Если коротко, то аргон применяется для полуавтоматической сварки сплавов из цветных металлов и ответственных металлоконструкций, изготовленных из конструкционных сталей.

Аргон делиться по маркам (А, Б, В). Отличие заключается в количестве примесей, которые присутствуют в аргоне. Марка А содержит в составе до 0,003% кислорода и 0,01% Азота. Это крайне высокая степень очистки. Марки Б уже содержит до 0,005% О2 и 0,04 азота соответственно. Аргон этой марки широко применяется для углеродистых легированных сталей. Марка В содержит до 0,1% азота. Значения кислорода те же что и для марки Б и 0,005%.

Азот

Азот используется редко. В основном применяется для меди и ее сплавов. Для других же металлов азот зачастую является вредным, вступая в реакции с расплавленным металлом шва.

Гелий

Гелий нечасто применяется отдельно. Расход данного газа высокий, а сам газ дорогой. Его применяют также, как и аргон. В основном активных, типа алюминия, циркония, высоколегированных сталей или титана. Сварочная дуга, горящая в газовой атмосфере гелия, имеет более высокую температуру. Это поможет работать там, где необходимо проваривать большие толщины, ведя процесс на высокой скорости. Кроме того, гелий имеет самую высокую степень ионизации. Процесс будет идти максимально стабильно.

Смесь гелия и аргона

Чаще гелий используют в сочетании с аргоном. Смеси имеют различные соотношения компонентов, но наиболее распространена смесь Ar+He в соотношении 50% на 50%. Также весьма часто используется смесь Ar — 40 % и He – 60 %. Данные смеси используются преимущественно для титана, алюминия в авиационной и космической промышленности.

Смесь аргона (Ar) и кислорода (O2)

Смесь аргона (Ar) с добавлением кислорода (O2) применяется для сварки черных и нержавеющих сталей. Кислород, применяемый в смеси, улучшает стабильность протекания процесса. Кислород обеспечит мелкокапельным перенос электродного металла. Это уменьшит разбрызгивание металла, что очень хорошо работе полуавтоматической сваркой.

Способы сварки в защитной среде

Сварка с регулируемой полуавтоматической подачей проволоки в среду воздействия дуги короткого замыкания, может происходить в активном газовом составе или же в инертном, препятствующем окислению в зоне соединения заготовок. Углекислый газ изолирует сварной шов от воздействия кислорода и придаёт эластичность и прочность месту стыка деталей.

Использование полуавтоматических инверторов придало новый качественный уровень процессу соединения заготовок и большие возможности ремонта дефектных узлов и деталей. Это особенно важно при сварке различных сплавов алюминия, титана и нержавеющих и легированных сталей.

Итак, как варить полуавтоматом и какие методы при этом используются в наше время? Наиболее популярными способами соединения металлов в инертной газовой среде являются схемы с использованием защитной оболочки, которая препятствует окислению, свариваемых металлов или сплавов.

В настоящее время используются наиболее активно следующие способы:

• соединение металлов и сплавов методом TIG с применением чрезвычайно тугоплавкого вольфрамового электрода в среде инертного газа и ручной подачей необходимой присадочной проволоки в сварочную ванночку;
• метод MIG/MAG, позволяющий осуществлять полуавтоматическую, регулируемую подачу сварочной проволоки в зону дуги короткого замыкания под действием защитного газа.

Нужно отметить, что метод TIG более дешёвый, но менее технологичный, поскольку при нём необходима ручная подача сварочной проволоки в ванночку тогда, как при способе MIG/MAG подразумевается полуавтоматический процесс. Инверторы MIG/MAG позволяют сваривать огромное количество материалов с помощью устройства автоматической, регулируемой подачи сварочной проволоки различного состава в зону действия дуги короткого замыкания. Этот процесс происходит с помощью протяжки проволоки со встроенного барабана через еврорукав и горелку непосредственно в зону сварки.

Эта совершенная схема позволяет задействовать электрическую цепь задержки подачи импульсного тока на проволоку, являющуюся электродом, после подачи защитного газа. Горелка снабжается насадками, которые позволяют подавать проволоку разного диаметра в зону воздействия сварочного тока с необходимой скоростью.

Важно отметить, что состав и диаметр сварочной проволоки завит от толщины и состава заготовок и подбирается индивидуально для каждого процесса.

Суть сварки в среде защитного газа

Исконной проблемой при сваривании металлов считается поддержание температурного режима. Если нагрев будет недостаточным, то не произойдёт качественного расплавления кромок соединяемых деталей и их перемешивания между собой и присадочным материалом. Если же повысить температуру, металл начнёт кипеть и испаряться, активизируются химические реакции с атмосферными газами. Ситуация осложняется и тем фактом, что некоторые металлы и сплавы начинают бурно химически реагировать уже при температурах, недостаточных для образования качественного сварочного шва.

Эта проблема в разных типах сварки решается по-разному. Рассматриваемая нами сегодня полуавтоматическая сварка, также именуемая MIG/MAG, имеет два технологических отличия от прочих способов. Первое — подача защитного газа непосредственно в зону плавления, и второе — регулировка скорости подачи присадочного материала с соответствующей автоматической подстройкой силы сварочного тока. Подача сварочной проволоки осуществляется механически с помощью протяжного механизма, при этом правильное соотношение скорости и температуры плавления обеспечивает равномерное заполнение шва и высокую производительность сварочных работ.

Схема полуавтоматической сварки MIG/MAG: 1 — свариваемый материал; 2 — сварочная ванна; 3 — защитная атмосфера; 4 — газовое сопло; 5 — контактный наконечник; 6 — сварочная проволока; 7 — дуга

В качестве защитной среды могут использоваться активные газы, такие как кислород, азот и водород, либо инертные — аргон или гелий. На практике большинство сварщиков используют смесь аргона и углекислоты в соотношении 4:1, чего достаточно для большинства типовых задач. Варьировать смеси приходится при сваривании специфичных материалов, таких как латунь, дюраль или инструментальные высоколегированные стали.

Несмотря на высокую стоимость расходных материалов (газа и проволоки), сварка в полуавтоматическом режиме наилучшим образом подходит для освоения новичками по двум причинам. Первая — простота выполнения сварочного шва, необходимо лишь обратиться к справочной документации, чтобы установить соответствующие параметры инвертора для определённого типа соединения. Второй плюс это эргономика: полный визуальный контроль за состоянием шва, отсутствие ограничений в пространственном положении и, что самое важное, возможность сваривания даже очень тонких деталей. Из минусов можно назвать разве что привязанность к рабочему месту, хотя при использовании газовых баллонов малой ёмкости мобильность можно существенно повысить.

Инвертор, мощность, род тока

Для полуавтоматической сварки используют инверторные и трансформаторные преобразователи электрического тока со встроенным механизмом подачи проволоки. Ввиду повышенной технической сложности даже простейшие аппараты этой категории сопоставимы по цене с полупрофессиональными агрегатами ММА для сварки покрытыми электродами.

Выбор между трансформаторным и инверторным сварочным аппаратом зависит в первую очередь от условий использования. Трансформаторные приборы обладают высокой надёжностью и устойчивостью к нагрузкам, что обусловлено простотой устройства. При этом существует внушительный перечень недостатков: невысокий КПД, чувствительность к напряжению питания, образование помех в питающей сети, низкая степень стабилизации сварочного тока.

Трансформаторный полуавтомат

Работа инверторов основана на многоступенчатом электронном преобразовании, основными элементами которого выступают малогабаритный импульсный трансформатор и силовые ключи, генерирующие требуемую для каждой ступени природу тока. За счёт этого инверторные аппараты в меньшей степени чувствительны к качеству питающего напряжения, их КПД выше из-за отсутствия потерь энергии на насыщение массивного магнитного сердечника. К плюсам можно добавить малый вес и габариты, возможность точной настройки и высокую степень стабилизации сварочного тока. Главные недостатки — чувствительность к условиям эксплуатации: попадание пыли и влаги внутрь категорически недопустимо, при этом колебания температуры в 20–30 °С приводят к изменению номиналов компонентов схемы, из-за чего наблюдаются существенные отклонения рабочих параметров.

Инверторный полуавтомат

Тем не менее, именно инверторные аппараты рекомендуются для использования новичками, осваивающими азы полуавтоматической сварки. Что касается стоимости, то принципиальной разницы в устройствах в диапазоне цен 15–25 тыс. руб. не наблюдается. Мощность следует выбирать исходя из предполагаемой толщины свариваемых деталей: до 160 А выходного тока при толщине до 4 мм и порядка 200 А при толщине 6–7 мм будет достаточно. Также важно наличие дополнительных функций, таких как протяжка сварочной проволоки без подачи напряжения на неё, смена полярности, выбор скоростного режима подачи проволоки и индикация параметров. Ну и, конечно, не стоит забывать о доверии к бренду.

Присадочная проволока

Существует два вида присадочной проволоки: обычная, требующая защитной газовой среды для сваривания, и порошковая, содержащая флюс. В последнем случае сварка может вестись без подачи газа, однако такой способ можно рекомендовать только для повышения мобильности в случае выполнения неответственных соединений. В целом же большинство преимуществ полуавтоматической сварки проявляются именно при работе с подачей защитного газа.

Сварочная проволока отличается по трём основным критериям: марке сплава, диаметру и массогабаритным показателям бухты. В последних двух отношениях выбор целиком зависит от возможностей инвертора и типоразмера токопроводящего наконечника горелки. С выбором марки сварочной проволоки всё сложнее, здесь придётся обращаться к справочной документации. Общее правило таково, что по составу, то есть по содержанию углерода и легирующих компонентов присадочный материал должен быть максимально приближен к материалу свариваемого изделия. При этом прочностные характеристики проволоки должны немного превосходить материал детали.

Диаметр проволоки также следует выбирать исходя из толщины свариваемого металла. Проволока толщиной 0,8 мм подходит как для работы с тонкостенными изделиями при минимальной скорости подачи, так и для сваривания односторонним швом деталей толщиной до 3 мм. Диаметр проволоки в 1 мм подходит для однопроходной сварки деталей толщиной до 7–8 мм, однако при этом сварочный ток увеличивается до 200 А. Для более массивных металлических изделий можно использовать проволоку до 1,6 мм, способную сваривать детали до 14–16 мм в зависимости от типа соединения, однако при этом качественный прогрев шва возможен только при токах в 300–350 А.

Наиболее распространённой в любительской сварке считается омеднённая сварочная проволока марки ER70S-3 и СВ08Г2С. Основное отличие между ними в содержании кремния и раскисляющих элементов. Вторая из указанных марка требует меньше внимания к подготовке деталей: очистке, удалению ржавчины и масляных загрязнений. Однако если требуется высококачественное соединение ответственных деталей, лучше выбирать проволоку с меньшим содержанием присадок, которая образует шов высокой однородности, поверхность которого в наибольшей степени пригодна к нанесению лакокрасочных покрытий.

Правила варки полуавтоматом

Чтобы научиться качественно соединять детали, нужно знать нюансы работы с аппаратом. Не менее важной считают технику безопасности. При сварке полуавтоматом соблюдают следующие правила:

1. Надевают защитный костюм, маску, нейтрализующую негативное воздействие ультрафиолета на глаза.
2. Делают пробный шов на черновых деталях. Это поможет аппаратправильно настроить . Перед использованием устройства изучают инструкцию.
3. Во время работы делают паузы, препятствующие перегреву агрегата.

Подготовка к работе

Прежде чем приступить к первым пробам, следует подготовить оборудование и детали. До включения аппарата в сеть производится установка горелки и кабеля массы. На баллон с защитным газом нужно установить редуктор и убедиться, что давление в баллоне выше остаточного. После этого на выходной штуцер баллона надевается и обжимается хомутом шланг, обратный конец которого подключается к аппарату. Открытием регулировочного вентиля нужно установить на расходном редукторе значение, рекомендованное производителем сварочного аппарата.

Перед протяжкой проволоки нужно убедиться, что в канале провода горелки отсутствует присадочный материал, оставшийся после предыдущего использования. Катушка устанавливается на размоточный шток так, чтобы совпадало позиционирование штифтов и посадочных отверстий. Проволока пропускается через прокатывающий ролик, размер канавки в котором соответствует диаметру присадки. После этого на место устанавливается прижимной ролик, затем с помощью регулировочного винта устанавливается такое усилие прижима, чтобы проволока не проскальзывала в канавке. Протяжка проволоки в канал шнура горелки должна осуществляться при снятом токопроводящем наконечнике. После этого на горелку нужно накрутить наконечник соответствующего диаметра и установить на место сопло. После включения в сеть аппарат готов к работе.

Осталось только подготовить детали. Полуавтоматическая сварка крайне чувствительна к качеству поверхности. Свариваемые детали должны быть зачищены до металлического блеска по всей ширине кромки, на которую будет уложен шов. Возникает вопрос: а для чего тогда нужна проволока с раскисляющими присадками? Дело в том, что такая проволока очень удобна для работы с металлопрокатом первичного использования, находившегося на консервационном хранении длительное время. В таком случае остатки прокатной смазки и небольшие вкрапления ржавчины не оказывают существенного влияния на качество шва. Разделка кромок и снятие фасок не требуются при сваривании деталей толщиной до 2–2,5 мм. Более толстые металлические части нужно подготавливать согласно ГОСТ 5264–80 или 8713–79.

Техника сварки полуавтоматом

При работе горелку нужно держать так, чтобы проволока ориентировалась к плоскости свариваемых деталей под углом 45–60°. Движение горелки осуществляется преимущественно от себя, то есть проволокой вперед, ориентируясь по положению свариваемых кромок. В некоторых ситуациях допускается вести горелку на себя, например, при укладке шва от глухого угла. Оптимальное расстояние от края сопла до детали должно быть от 10 до 20 мм в зависимости от режима сварки.

Техника сваривания крайне проста, однако требуется предварительная настройка аппарата на обрезках того же материала эквивалентной толщины. Проволока подводится к сварочному шву почти вплотную, после чего нужно нажать пусковую кнопку на ручке горелки. После зажигания дуги горелка плавно подаётся вперед, при этом совершаются небольшие поперечные колебания, общая ширина которых соответствует толщине свариваемых деталей. При завершении шва необходимо подать горелку в обратном направлении на 2–3 мм, выждать полсекунды для заполнения кратера и отпустить пусковую кнопку.

Настройка аппарата при пробном сваривании производится путём изменения на ходу сварочного напряжения и скорости подачи проволоки. В последнем случае соразмерно скорости подачи увеличивается и сварочный ток, это основное характерное отличие полуавтоматической сварки. Скорость подачи должна быть такой, чтобы сварщик мог осуществлять полный контроль над плавкой металла и заполнением сварочной ванны. При слишком медленной подаче проволоки дуга будет постоянно прерываться, при этом слышен отчётливый ритмичный треск. Если скорость подачи слишком высока, по краям шва цвета побежалости будут очень контрастными, что свидетельствует о перегреве металла.

Многие современные аппараты имеют настройку индуктивности сварочного тока. Суть регулировки заключается в сообщении электронам дополнительной энергии, чем обеспечивается более глубокий прогрев сварочного шва. Для сваривания тонких деталей в нижнем положении индуктивность должна быть нулевой, её повышение требуется только в тех местах, где необходим глубокий провар и нет возможности долго удерживать горелку на одном месте. В качестве примера можно привести вертикальный шов, выполняемый в направлении снизу вверх, а также общие случаи сваривания деталей толщиной 4 мм и более. В целом влияние индуктивной составляющей сварочного тока на удобство сварки трудно описать, лучше самостоятельно опробовать сварку в различных режимах.

Дополнительные рекомендации

Хотя полуавтоматическая сварка не требует специальных приспособлений и техники для работы в разных пространственных положениях, для каждого из них требуются разные настройки напряжения и скорости подачи проволоки. Так, для выполнения вертикальных и потолочных швов значения обоих параметров должны быть ниже, чем при сварке в нижнем положении. В инструкции по использованию сварочного полуавтомата производители указывают таблицу с опорными параметрами, которая подходит для большинства ситуаций. Небольшие коррективы могут вноситься в зависимости от марки стали и сварочной проволоки. В целом, чем выше напряжение — тем шире зона и выше скорость прогрева металла, а чем выше скорость подачи проволоки — тем менее глубоким выполняется провар и тем шире валик, образующийся по верху шва.

Также нельзя забывать, что сварка очень тонких и очень толстых деталей имеет существенные отличия в технике исполнения. Сварка металла толщиной менее 1 мм выполняется преимущественно точечно с интервалом в 4–7 мм, такой способ помогает избежать скручивания деталей от перегрева. Детали толщиной до 4 мм включительно сваривают непрерывным однопроходным швом, предварительно позиционируя их с оставлением зазора, равном примерно половине толщины металла. При этом чем массивнее детали, тем более выраженной будет температурная усадка шва. Чтобы компенсировать это явление, зазор делают расширяющимся к концу шва на 1–1,5 мм.

Детали толщиной свыше 4 мм требуют разделки кромок с образованием фасок. При этом заполнение шва выполняется многопроходным способом. Чтобы увеличить плотность заполнения за один проход необходимо правильно выбрать скорость подачи проволоки и при сварке совершать колебательные движения, направление которых соответствует типу соединения. Так, при плоском сваривании встык горелка колеблется в поперечном направлении, а при угловых соединениях — в продольном или круговом. Очень часто полуавтоматической сваркой заполняют только корень шва, после чего соединённые детали накрывают косметическим проходом с использованием покрытых электродов.

Преимущества и недостатки сварки в углекислотной среде

У сварки этим методом, как и всяким другим, есть свои преимущества и недостатки, которые облегчают выбор в пользу наилучшего варианта по цене и качеству работы. Чтобы понять, как правильно варить полуавтоматом с углекислотой, необходимо оценить перспективы использования именно этого метода, заключающиеся в следующем:

1. стоимость углекислоты ниже стоимости аргона или смеси инертных газов;
2. качество сварки сравнимо с использованием инертных газов;
3. производительность и узкая зона температурного воздействия позволяет сваривать тонкий листовой металл и всевозможные сплавы;
4. примеси приводят к образованию шлака, который легко удаляется после застывания шва.
5. отсутствие чувствительности ко многим загрязнениям заготовок;
6. высокая чистота углекислого газа до 99%, что обеспечивает высокое качество сварочного шва;
7. подача проволоки необходимого для сварки состава в зону плавления с регулируемой скоростью;
8. после очистки от шлака имеется возможность повторного прохождения шва с целью увеличения его прочностных характеристик.

Как и у каждого метода, у углекислотной сварки имеются и некоторые недостатки, прежде всего связанные с химическим составом среды, в которой происходит соединение металлов, они заключаются в следующем:

• углекислотная сварка уступает по качеству работе в среде инертных газов;
• шов получается более пористым и требует дополнительной очистки;
• подача газа требует экспериментальной настройки;
• выбор проволоки корректируется к условиям сварки в углекислоте.

Химический состав проволоки зависит от реакций, происходящих в зоне горения дуги короткого замыкания, и требует особо тщательного согласования состава свариваемых заготовок с составом присадочного материала. Но недостатки носят временный характер и обусловлены привыканием к неоднозначному процессу. В целом подбор проволоки типа СВ-08 ГС или же СВ-08ХГСМФ полностью решает проблему свариваемости заготовок. В дальнейшем процесс зависит от скорости сварки, величины тока и согласования состава деталей и проволоки, подаваемой в зону плавления металла. А это приходит только с опытом и обучением, как и подбор вылета проволоки в сварочную ванночку.

Крайне важен квалифицированный подбор состава проволоки при сварке в углекислоте, поскольку физико-химический процесс термического воздействия на шов, сильно влияет на качество соединения металлов и сплавов.

Порядок действия и технология работ при сварке углекислотой

Необходимость подготовки заготовок заключается в зачистке будущего шва от оксидной плёнки, загрязнений и формирования краёв для наилучшего соединения деталей. Практически толщина металла также влияет на выбор особого режима сварки, например, при толщине металла в 1,5−2 мм диаметр сварочной проволоки подбирается в диапазоне от 0,8 до 1,2 мм.

При толщине деталей от 3 до 8 мм, диаметр проволоки равен от 1,2 до 1,6 мм, а сварочный ток колеблется от 90 А до 250 А. Напряжение сварочной дуги меняется от 18 до 30 В, а скорость подачи проволоки зависит от качественного процесса сварки и колеблется от 150 м/час до 500 м/час.

Весь процесс крайне индивидуален и настраивается экспериментально вплоть до расхода газа и вылета проволоки в зоне действия углекислоты. Важно соблюдать следующие принципы:

• обеспечить правильный подбор силы тока для сварки в углекислотной среде;
• выставить скорость подачи соответствующей проволоки в зону сварочной ванночки;
• обеспечить подготовку заготовок для наилучшего сочленения в зоне шва;
• выставить оптимальную подачу газа в зону сварочной дуги короткого замыкания;
• проверить герметичность соединений во избежание утечки углекислоты.

После проведения этих процедур необходимо опробовать качество и скорость сварки на пробных деталях, и отредактировать параметры действия схемы сварочного процесса. При большой толщине заготовок первый шов необходимо вести с малым током, а при повторном прохождении увеличивать силу тока пропорционально скорости движения горелки.

Провар вертикального шва должен проходить снизу вверх для обеспечения последовательного затвердения нижней части соединения металла, при этом расход углекислого газа следует немного увеличить. Расход газа может колебаться в зависимости от условий процесса от 5 л/мин до 20 л/мин. Последовательность проходящего движения руки сварщика при полуавтоматическом процессе в ореоле углекислого газа должна напоминать нанесение чешуек расплавленного металла на поверхность шва.

Очень важно, особенно в труднодоступных условиях соблюдать правила техники безопасности и пользоваться защитными средствами и сварочной маской, а также соблюдать осторожность при использовании углекислого газа.

Инструкция по работе со сварочным аппаратом

Сварку металлических заготовок осуществляют так:

1. Подготавливают рабочее место и детали. Подсоединяют массу к свариваемому материалу. При работе с небольшими заготовками используют металлический стол. К нему подсоединяют нужный проводник. Стол можно заменить горизонтально установленным металлическим листом, к которому подключают «нуль» сварочного агрегата.
2. Выбирают величину выступа проволоки из сопла. Рекомендованное значение – 5 мм. Сильно выступающий элемент отрезают кусачками.
3. Устанавливают свариваемые детали рядом друг с другом. Проводят электродом по 2 точкам. Это сделает заготовки неподвижными. При сварке внахлест используют струбцины, надежно удерживающие детали.
4. Возбуждают сварочную дугу, расплавляют металл в местах соединения. Если аппарат работает нестабильно, увеличивают силу генерируемого агрегатом тока.
5. Проваривают шов от одного конца к другому, плавно ведя дугу над металлом.

Какие ошибки нельзя допускать

При нарушении технологии сварки шов получается недостаточно прочным. При неправильном выборе расходного материала появляются трещины и пустоты, делающие соединение некачественным. Ошибки возникают при некорректном подборе следующих величин:

1. Размер проволоки. С недостаточным значением сварочный шов получается слишком узким, с избыточным – широким. Это негативно отражается на глубине соединения.
2. Сила тока. Также сказывается на глубине провара. Чем больше значение, тем глубже соединение. Это приводит к появлению отверстий, особенно при работе с тонкими изделиями. Увеличение напряжения способствует расширению шва.
3. Скорость сварки. Если вести дугу вдоль стыка слишком быстро, соединение получится неглубоким. При снижении скорости работы образуются прожоги, соединение становится неравномерным. Заготовки нередко деформируются.

Дефекты возникают, если пользователь не знает, как работает полуавтомат и что нужно для качественной сварки.