Значительная часть сварочных работ сегодня осуществляются с применением дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитного газа (полуавтоматическая сварка, MIG-MAG сварка).которая характеризуется множеством неоспоримых выгод и преимуществ.Обратной стороной этой медали является зависимость результатов сварки от правильности настройки режимов сварки - напряжения, тока, скорости подачи сварочной проволоки, величины расхода защитного газа в горелке и пр. Ко всему этому еще надо учитывать влияние выбора типа и диаметра сварочной проволоки и типа применяемого защитного газа, пространственного положения сварного шва и пр.
Рассмотрим этот вопрос более подробно, отталкиваясь от ситуации замены защитного газа от традиционной углекислоты на аргоновую сварочную смесь с применением полуавтомата.
Особенности использования полуавтомата для MIG-MAG сварки
ВЫБОР ГОРЕЛКИ И НАКОНЕЧНИКОВ
Силовой агрегат сварочного полуавтомата формирует постоянный сварочный ток. величина которого регулируется и устанавливается в зависимости от параметров сварки, толщины (диаметра) сварочной проволоки и скорости подачи сварочной проволоки в горелку. Электрический контакт от силового агрегата со сварочной проволокой осуществляется непосредственно в сварочной горелке. Под воздействием протекающего тока горелка нагревается и контактный наконечник в ней заметно расширяется. Аргоновые сварочные смеси обладают меньшей теплопроводностью по сравнению с углекислотой и отвод тепла от горелки при работе со сварочными смесями происходит хуже. Это приводит к заметному перегреву сварочной горелки и на форсированных режимах может даже вызвать ее разрушение (расплавление изоляционных элементов). По этой же причине сварочная проволока в горелке перегревается при работе с аргоновыми смесями и от расширения может застревать в сварочном наконечнике. Это может привести к неравномерности подачи сварочной проволоки в зону сварки и даже заклиниванию проволоки в горелке. Поэтому при переходе на сварочную смесь рекомендуется использовать сварочные горелки большей мощности и применять наконечники чуть большего диаметра.НАСТРОЙКА ПОДАЮЩЕГО МЕХАНИЗМА
Для обеспечения стабильного режима сварки необходимо стабилизировать не только электрические режимы *ток и напряжение дуги), но и скорость механической подачи сварочной проволоки в горелку. Как отмечалось выше при некорректном выборе электрического наконечника возможно заклинивание сварочной проволоки в горелке. Особенность конструкции большинства сварочных полуавтоматов в том, что подача сварочной проволоки в горелку производится через подающий канал (шланг) путем проталкивания проволоки вперед через подающие ролики, установленные на сварочном аппарате. Важным параметром настройки сварочного аппарата является регулировка натяжения подачи проволоки. При слабом натяжении подающих роликов затруднение прохождения сварочной проволоки в горелке будет приводить к проскальзыванию проволоки между роликами и дестабилизации скорости ее подачи в зону сварки (продергивание и снижение скорости подачи вплоть до полной остановки). При слишком сильном натяжении подающих роликов затруднение прохождения сварочной проволоки в горелке может вызвать сминание сварочной проволоки в подающем канале с последующей остановкой подачи сварочной проволоки в зону сварки. Одновременно слишком сильно натянутые подающие ролики вызывают расплющивание проволоки и усугубляют проблему ее прохождения через наконечник в горелке. Для профилактики этой проблемы рекомендуется использовать наконечники с отверстием некруглой формы (квадрат, треугольник, звездочка и пр.)
Параметры режимов сварки
НАСТРОЙКА НАПРЯЖЕНИЯ ДУГИ
Напряжение дуги является основным параметром, определяющим энергию разогрева сварочной ванны, от которого зависит как глубина проплавления, так геометрия сварного шва. Для выбора конкретных значений напряжения дуги в зависимости от типа свариваемых можно воспользоваться как доступными справочниками, так и служебными документами (РТМ).
Настройки напряжения дуги тесно связаны с настройками варочного тока и скорости подачи сварочной проволоки. Отталкиваясь от вольт-амперной характеристики сварочных аппаратов в целом можно отметить, что зона устойчивого горения дуги для аргоновых смесей располагается ниже и правее зоны, установленных для чистой углекислоты.
Если принять за основу известные настройки для углекислоты, то при переходе на сварку в аргоновых смесях режимы напряжения дуги необходимо изменять в следующих направлениях:
- Для сварки тонких заготовок из черных металлов (менее 1,5 мм) или оцинкованных металлов напряжение дуги необходимо уменьшать при сохранении скорости подачи проволоки и сварочного тока.
- для сварки заготовок в режиме мелкокапельного переноса (обычно для заготовок толщиной до 6-8 мм) можно не изменять напряжение дуги, но необходимо увеличивать сварочный ток и скорость подачи сварочной проволоки. Степень их увеличения зависит от состава сварочной смеси. Чем больше % содержание аргона или кислорода в смеси, тем больше должно быть увеличение тока и скорости подачи проволоки. Оптимальный баланс настроек напряжения и скорости подачи сварочной проволоки должен обеспечить необходимое проплавление сварного шва (сплавление кромок) при минимальном разбрызгивании;
- для сварки заготовок большой толщины в режиме капельного переноса (обычно для толщин до 12-15 мм) рекомендуется немного снизить напряжение дуги (до 10-15%), и заново подобрать (увеличить) сварочный ток и скорость подачи сварочной проволоки. Степень их увеличения зависит от состава сварочной смеси и пространственного положения заготовок. Чем больше % содержание аргона или кислорода в смеси, тем больше должно быть увеличение тока и скорости подачи проволоки.
- Для вертикальных швов при сварке тонких заготовок (до 3-5 мм) с применением аргоновых смесей рекомендуется сохранить рабочие настройки напряжения дуги как для углекислотного режима и увеличить сварочный ток и скорость подачи проволоки примерно на 15-30% в зависимости от состава смеси и толщины свариваемых заготовок. Сварка при этом производится из положения сверху вниз. При правильно подобранном балансе настроек шов получается ровным и практически без брызг. При сварке заготовок большой толщины (от 5-6 мм и более) в сравнении с типовыми углекислотными режимами сварочный ток и скорость подачи проволоки можно не изменять, но обеспечить необходимый баланс настроек путем регулировок только напряжения дуги
- для сварки высоколегированных (нержавеющих, жаропрочных) сталей допускается небольшое увеличение напряжения дуги (на 5-10%) с последующим подбором баланса настроек путем регулировок скорости подачи сварочной проволоки;
- для сварки заготовок большой толщины в режиме струйного переноса (обычно для толщин от 10-15 мм и выше) рекомендуется увеличить напряжение дуги до 29-31В, и заново подобрать (увеличить) сварочный ток и скорость подачи сварочной проволоки. Степень их увеличения зависит от состава сварочной смеси. Чем больше % содержание аргона в смеси, тем больше должно быть увеличение тока и скорости подачи проволоки. Для вертикальных швов работа в режиме струйного переноса практически невозможна.
НАСТРОЙКА СКОРОСТИ ПОДАЧИ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ
Как отмечалось выше при переходе от углекислоты к аргоновым смесям для полуавтоматической сварки в большинстве случаев рекомендуется производить увеличение скорости подачи сварочной проволоки. В свою очередь скорость подачи проволоки в большинстве случаев синхронизирована с регулировкой сварочного тока, а он в свою очередь зависит от диаметра сварочной проволоки. В некоторых случаях для установки оптимальных режимов сварки, особенно для режима струйного переноса, требуется значительное увеличение скорости подачи, которые иногда может физически ограничиваться пределами регулировки подающего механизма сварочного аппарата. Поэтому при переходе на сварку в среде аргоновых смесей в некоторых случаях необходима замена подающих роликов на больший диаметр. Для таких ситуаций оптимальные настройки скорости подачи проволоки следует подбирать по внешним признакам, по результатам пробной сварки:
- По звуку горящей дуги - в оптимальном режиме частота звука должна быть максимальной (похожа на зудение комара).
- По внешнему виду сварного шва - в оптимальном режиме шов должен быть максимально гладким (мягким), без резких изломов по краям По разбрызгиванию - в оптимальном режиме размер брызг сварочной проволоки и их количество должны быть минимальными
Настройка расхода газа в сварочной горелке.
Для обеспечения качественной сварки и отсутствия пор даже для качественной сварочной смеси правильная настройка потока газа в сварочной горелке имеет огромное значение. Для обеспечения качественной сварки с применением аргоновых смесей следует выполнять следующие рекомендации :
- Для контроля расхода газа необходимо использовать только расходомер (ротаметр), контролирующий поток газа ( обычно в л/мин.). Расходомер обычно устанавливают на редукторе. Следует обращать внимание, что фактический расход газа непосредственно в горелке всегда отличается от величины расхода, установленного на редукторе. Особенно это заметно при нарушении целостности шлангов (трещины или проколы) или неплотного крепления шлангов на газовых штуцерах. Поэтому рекомендуется иметь ручной расходомер газа, который позволяет оперативно проверить величину расхода непосредственно на сварочной горелке.
- Величина расхода на сварочной горелке должна примерно соответствовать диаметру сварочной горелки (в мм). Обычно нормальный расход для аргоновых смесей составляет 12-15 л/мин. Для сварки на форсированных режимах расход газа следует увеличить до 20-25 л/мин. Следует помнить также, что для сварки в аргоновых смесях горелку следует держать близко к вертикальному положению и расстояние до сварного шва должно быть не более 15-20 мм. ;
- При расходе газа в горелке более 30 л/мин и при большом угле наклона сварочной горелки возможен подсос воздуха в зону сварки и образование пор в сварном шве. ОБРАЩАЕМ ВНИМАНИЕ, что при работе с углекислотой появление пор обычно стараются устранить путем увеличения расхода газа, и при переходе на работу со сварочной смесью при избыточной величине расхода газа такая "привычка" может сыграть злую шутку и только увеличить негативный эффект. ;
- Помимо величины расхода газа важно также проверять состояние и расположение газовой насадки (сопло) на сварочной горелке. Насадка должна быть расположена строго соосно с сварочным наконечником, определяющим направление движения сварочной проволоки. При несоосности газовый поток направляется в сторону от сварочной ванны и не может обеспечить надежную защиту зоны сварки.;
- В некоторых случаях при большом разбрызгивании сварочной проволоки часть брызг попадает в сопло сварочной горелки и застревает там в виде хаотичного сита, что может приводить также к рассеиванию ламинарного (однородного) потока газа из горелки, уводя поток защитного газа в сторону от сварочной ванны, что опять может вызвать образование пор при сварке ;
Процесс работы со сварочным полуавтоматом не имеет особой сложности и позволяет получить сварочные швы высокого уровня на заготовках различной толщины и типоразмера. Важно лишь правильно провести подготовительные мероприятия и определиться с оптимальным режимом сваривания. Остальное зависит от уровня подготовки сварщика, его квалификации и степени сложности проводимых им действий.
