Виды дуговой сварки

Электродуговая сварка пользуется сегодня необычайно высокой популярностью и активно используется при проведении сварочных работ на самых разных объектах и для самых разных материалов.. Эта технология предусматривает получение неразъемного соединения путем частичного расплавления металла изделий за счет горения электрической дуги. Поскольку металлы при сильном нагреве активно реагируют с окружающим воздухом, обязательным условием обеспечения качественной сварки является создание защитной газовой среды в зоне горения дуги и вокруг сварочного шва. .

Существует несколько разновидностей дуговой сварки, а ее классификация включает в себя ряд характерных параметров и способов формирования дуги, создания защитной атмосферы в зоне горения дуги. Разберем основные виды дуговой сварки и поговорим об особенностях каждого из них чуть более подробно.

Устойчивость электрода

Под воздействием температуры используемые для сварки электроды нагреваются до температур в несколько тысяч градусов. В зависимости от используемого материала электродов сварку разделяют на 2 вида -

сварка плавящимся электродом (MMA, MAG, MIG). Обычно металл электрода используется как присадочный материал

сварка неплавящимся электродом (TIG). Обычно металл электрода - вольфрам. Присадочный материал подается в зону сварки извне.

Степень автоматизации

В зависимости от уровня автоматизации рабочего процесса технология сварки металла дуговым методом подразделяется на следующие виды:

1. Ручная — поддержание необходимого зазора в дуге, подача присадочного материала и перемещение электрода вдоль сварного шва обеспечивает сам сварщик. Он же при необходимости проводит замену использованных электродов;
2. Полуавтоматическая — в этом случае имеет место частичная автоматизация процесса. Роль электрода играет сварочная проволока, которая автоматически подается в зону сварки. Сварщик обеспечивает лишь необходимое перемещение горелки вдоль заготовки.;
3. Автоматическая — для такой разновидности сварки характерен полностью автоматизированный рабочий процесс, включая и поддержание горения дуги, и подачу присадочного материала в зону сварки, и перемещение горелки вдоль сварного шва по заданной траектории. Оператору остается лишь контролировать качество формируемого при этом шва и при необходимости регулировать настройки процесса сварки..

Тип электрического тока

Тип электрического тока, используемый для электродуговой сварки, также различается. Он может быть постоянным, переменным или импульсным.

Работа на постоянном токе обеспечивает стабильную дугу и отличное управление процессом сварки для обеспечения необходимого проплавления заготовок и формирования необходимого размера и профиля сварного шва.

Использование переменного тока, позволяет значительно упростить конструкцию и стоимость сварочного оборудования, но в ущерб геометрии сварного шва. В частности на переменном токе затруднительно работать с тонкими изделиями. Чаще всего переменный ток используется для сварки алюминия, где он способствует разрушению поверхностной оксидной пленки.

Применение импульсного тока позволяет снизить тепловложение в зону сварки, что актуально при сварке тонких деталей. Наиболее эффективно применение импульсного тока при сварке плавящимся электродом с синхронизацией подачи импульсного тока и подачи сварочной проволоки.При этом минимизируется разбрызгивание сварочной проволоки и значительно снижается перегрев свариваемых деталей.

Защита сварочной ванны от воздействия воздуха

Как отмечалось, для обеспечения процесса сварки необходимо удалить из зоны сварки все активные газов, содержащихся в воздухе. Наиболее вредно для сварки воздействие азота, который реагируя с металлом образует многочисленные окислы, нитриты и нитраты. В итоге влияние азота даже в ничтожных количествах приводит к образованию пор и нарушает структуру металла в сварочной ванне.

Воздействие кислорода при реакции с расплавленным металлом приводит к значительному угару металла, изменению состава высоколегированных сталей и выделению газообразных окислов, увеличивающих образование пор.

Для обеспечения защиты сварочной ванны и околошовной зоны от воздуха используются разные методы и материалы:

1. Сварка покрытым электродом - горение дуги обеспечивается с помощью сменных электродов, которые покрыты сверху специальной обмазкой. Под воздействием температуры материал обмазки плавится и испаряется, создавая тем самым зону защиты вокруг сварочной ванны. Преимуществом такой сварки является низкая стоимость оборудования и используемых электродов. Недостатком является низкая производительность сварочных работ и невысокое качество сварки. Длина электродов обычно составляет 300-500 мм и их приходится часто менять. Кроме этого недостатком электродной сварки является большое выделение вредных испарений и аэрозолей.
2. Сварка под флюсом — горение электрической дуги обеспечивается под слоем порошкового флюса, который расплавляется под влиянием высокой температуры, и препятствует проникновению воздуха в зону сварки. После сварки сварочная ванна сплошь покрыта затвердевшим флюсом (шлаком). Применение такого метода возможно только горизонтальных швов (сварка в нижнем положении).Удаление флюса и шлака после сварки также представляет определенную проблему.
3. В среде защитного газа — околошовная зона защищается посредством газовой струи, которая непрерывно подается в зону дуги и вытесняет оттуда вредный воздух. В качестве защитного газа возможно применение инертных газов, углекислоты или их комбинации. Сварка в среде защитного газа (TIG, MIG, MAG) позволяет обеспечить высокое качество и надежность в широком спектре используемых материалов, конфигураций и толщин заготовок, пространственных положений (включая вертикальное, потолочное, кольцевое), толщин и размеров заготовок;
4. С помощью порошковой проволоки – когда порошковый флюс находится внутри сварочной проволоки. При ее расплавлении флюс испаряется и создает необходимую зону защиты вокруг сварочной ванны. Возможно применение порошковой проволоки с большим содержанием флюса и тогда защита зоны сварки может быть обеспечена без дополнительных мер. Но толщина такой самозащитной проволоки получается большой (от 3 мм) и она неудобна для сварки мелких деталей. Поэтому чаще порошковую проволоку используют в сочетании с подачей защитного газа в зону сварки. Недостатком такого способа защиты является очень высокая стоимость сварочной проволоки.

Разнообразие методов и технологий сварки позволяет для каждой производственной ситуации подобрать наиболее оптимальный способ выполнения работ. Это дает возможность проводить все мероприятия не только с наибольшей эффективностью, но и с максимальным уровнем безопасности для объекта и самого работника.

Влияние защитной атмосферы на результат сварки очень велико, поэтому для гарантированного обеспечения качества сварки следует применять только качественные материалы, включая защитные газы и сварочные смеси