Соблюдение правил техники безопасности способствует надежной и бесперебойной работе сварочного аппарата, а также защищает сварщика от негативных воздействий, таких как дым, газ и ультрафиолетовое излучение.
Полуавтоматическая сварка (MIG-MAG): виды, принцип работы, как выбрать
В данной статье доступно и подробно объясняется, что представляет собой полуавтоматическая сварка, в каких сферах она находит применение и какие преимущества предлагает этот метод.
Полуавтоматическая сварка является одним из видов дуговой сварки, которая выделяется своей высокой производительностью и не предъявляет строгих требований к квалификации сварщика. Среди всех способов ручной сварки полуавтоматический метод (в других обозначениях MIG/MAG) отличается наибольшей скоростью выполнения работ. Кроме того, его выбирают за относительную простоту — обучения сварному делу можно начать именно с этого метода, поскольку процесс подачи присадочного материала автоматизирован, и оператору нет необходимости заменять электроды в ходе работы.
Первоначально полуавтоматическая сварка была разработана для сварки алюминия, но в дальнейшем технология была доработана и усовершенствована. Сегодня процесс MIG/MAG стал широко распространенным благодаря своей способности соединять разнообразные металлы, включая сталь (в том числе нержавеющую), алюминий и его сплавы, а также многие другие материалы.
Полуавтоматические сварочные аппараты позволяют выполнять сложные соединения и обеспечивают образование качественных, прочных сварных швов. Ведущими мировыми производителями сварочного оборудования являются такие компании, как шведская ESAB, американская Lincoln Electric, немецкие производители EWM и Fubag, итальянская компания BlueWeld, а также отечественные производители, среди которых КЕДР и СВАРОГ.
Полуавтоматическая сварка. Принцип работы
Процесс MIG/MAG представляет собой механизированную операцию, при которой автоматическая подача присадочного материала (проволоки) происходит в области свариваемого шва непрерывно и равномерно. Работу подающего механизма, который установлен на полуавтоматах, существенно упрощает задачу сварщику, однако управление горелкой остается на его совести. В процессе сварки металл и присадочный материал подвергаются плавлению. Электрическая энергия, необходимая для инициации дуги и ее поддержания, поступает от инверторного источника питания.
Полуавтоматическая сварка представляет собой промежуточный этап между ручным и полностью автоматизированным процессом. Этот пограничный статус вызван наличием подающего устройства. Кто не хочет делегировать часть своих профессиональных обязанностей кому-то другому, особенно, если этот другой является надежным? В MIG/MAG-процессе функция подачи присадочного материала больше не является обязанностью сварщика, так как эту задачу осуществляет специальный механизм.
Аппараты могут быть оснащены встроенным механизмом подачи проволоки, как, например, у моделей СВАРОГ REAL SMART MIG 200 или КЕДР ULTRAMIG-180 COMPACT. Полуавтоматы могут также поставляться в декомпактном исполнении, где подающий механизм представлен в виде отдельного (выносного) модуля, идущего в комплекте с аппаратом, как, например, у инвертора СВАРОГ REAL MIG 250F. Кроме того, существуют варианты, которые требуют дополнительного доукомплектования, как источник КЕДР AlphaMIG-350S Plus, для которого можно выбрать механизм подачи проволоки, основываясь на индивидуальных критериях и профессиональных потребностях.
Скорость подачи проволоки, а также другие параметры могут настраиваться оператором перед началом сварочных работ. В отличие от инвертора, используемого в ручной дуговой сварке, полуавтоматический аппарат позволяет значительно ускорить процесс — соединение металлических деталей происходит гораздо быстрее благодаря функционированию подающего механизма.
Следует отметить, что процесс MIG подразумевает использование инертного газа в качестве защитной среды, тогда как процесс MAG включает активный газ.
Способы сварки с использованием защитных газов и без них
Полуавтоматическая сварка осуществляется в защитной среде, которая может состоять из различных газов:
- активный газ (например, углекислый газ и смеси на его основе);
- инертный газ (например, аргон, гелий и их комбинации);
- газовая среда, образующаяся в процессе плавления порошковой проволоки.
Наши специалисты считают, что на практике сварщики чаще всего для работы со сталью выбирают смесь аргона и углекислого газа, поскольку применение данной смеси позволяет добиться меньшего разбрызгивания и улучшает качество швов.
Кроме того, полуавтоматическая сварка может стать более экономичной, если использовать дельные советы. Для снижения неэффективного расхода газа, оборудование и полуавтоматы можно дополнить экономайзером, который устраняет скачки давления в начале сварочного процесса. Это устройство присоединяется к выходному штуцеру редуктора или регулятора. Хорошим решением для экономии как средств, так и нервов, может стать экономайзер Р1 от компании СВАРОГ. Благодаря этому устройству заданный расход газа будет поддерживаться на постоянном уровне на протяжении всей сварки. Особенно эффективен данный экономайзер для кратковременных швов и при выполнении сварки в точечном режиме.
Еще один метод — полуавтоматическая сварка с использованием газозащитной проволоки (МПГ). Данная технология часто применяется для соединения и наплавки углеродистых и низколегированных сталей.
Принцип работы сварочного полуавтомата
Для процедуры MIG/MAG необходимы полуавтоматические сварочные аппараты. Название этих устройств само по себе указывает на их принцип работы: мастер самостоятельно перемещает горелку, в то время как подача присадочного материала осуществляется автоматически — за это отвечает специальный механизм. Это является ключевым отличием от метода ММА, где сварщик постоянно должен менять электрод. Постоянная замена электрода требует временных затрат, поэтому в сравнении с технологией MIG/MAG, ММА проигрывает по скорости.
Сварка полуавтоматом имеет свои особенности: процесс обязательно должен проводиться в защитной среде, которая предотвращает проникновение молекул окружающих веществ в сварочную ванну. Для этого используются активные или инертные газы, их смеси или порошковая самозащитная проволока, формирующая защитную среду при плавлении. Эта методика обладает множеством преимуществ, среди которых ключевое — возможность проведения сварочных работ на улице даже при ветреных условиях.
Виды сварки полуавтоматом
Как уже упоминалось ранее, технология предполагает выполнение сварки металлических заготовок в среде, исключающей контакт жидкого металла с воздухом, что предотвращает образование дефектов, таких как трещины и поры. В зависимости от газовой среды, защищающей сварочную ванну, выделяются следующие подвиды:
- MIG — метод с использованием инертного газа;
- MAG — метод с использованием активного газа;
Наиболее распространенное решение для сварки стальных заготовок — это использование смеси аргона и углекислого газа (Ar + CO2).
- FCAW-SS — этот метод не требует использования газа, вместо этого применяется самозащитная порошковая проволока, которая при плавлении образует защитную газовую среду и обеспечивает дополнительную шлаковую защиту шва. Наибольшей известностью среди продукции, доступной на сайте компании Велдинг Групп Самара, пользуются проволоки Innershield NR-207 и Pipeliner NR-208-XP. FCAW-SS может быть применен на открытом воздухе без опасения, что ветром будет сдут газ, что защитит сварочную ванну от внешнего воздействия. Другое значительное преимущество данного решения — увеличенная по сравнению с традиционной MIG/MAG производительность. Однако стоит отметить недостатки, такие как высокая стоимость (в сравнении с обычными проволоками) и необходимость в последующей обработке шва для удаления образовавшегося шлака.
- FCAW-GS — в этом случае применяется газозащитная проволока и газ. Этот способ подходит для таких ситуаций, когда требуется добавление определенных химических элементов в состав шва для улучшения его механических свойств. Например, метод FCAW-GS часто используют для соединения заготовок из углеродистых и низколегированных сталей. Этот вариант отличается высокой производительностью, особенно при выполнении вертикальных и потолочных сварочных швов.
Сферы применения сварки полуавтоматом:
- строительство;
- производство;
- судостроение;
- монтаж металлоконструкций;
- строительство и ремонт трубопроводов;
- возведение резервуаров;
- ремонтные работы.
Данная технология подходит как для небольших ремонтных мастерских, так и для крупных промышленных предприятий. При осуществлении сварки на строительных объектах, где нет доступных источников электропитания, предпочтение отдается сварочным агрегатам, оснащенным двигателями внутреннего сгорания. Как правило, наиболее востребованные многофункциональные (подходящие для процессов MMA, TIG, MIG/MAG, FCAW и даже для строжки) двухпостовые агрегаты — это Dual Maverick 450 от Lincoln Electric. Данное устройство имеет два рабочих поста, что позволяет работать одновременно двум специалистам. В дополнение к этому, техника может использоваться как автономный источник электроэнергии. Модель Maverick недавно вышла на российский рынок и уже активно используется на строительстве нефтегазопроводов в северных регионах страны. Этот агрегат получил аттестацию НАКС с учетом стандартов ГОСТ Р 58361, что делает его пригодным для строительства трубопроводов на объектах ПАО Транснефть.
Характеристики аппарата MIG-MAG (полуавтомата)
Выбор сварочного аппарата следует делать, исходя из четкого понимания предстоящих задач и условий, в которых будет применяться полуавтомат — это позволит понять необходимую мощность, силу тока и комплектацию устройства.
Сила тока
Сила тока является ключевым параметром полуавтоматов, так как именно она определяет толщину обрабатываемого металла. При сварке MIG-MAG важно учитывать как минимальные, так и максимальные значения силы тока.
Максимальная сила тока непосредственно влияет на толщину металла, которую аппарат способен переплавить. Чем выше сила тока, тем большую толщину материала можно обрабатывать.
Несоблюдение этой зависимости может привести к тому, что заготовка не будет надежно сварена: швы останутся на поверхности, и соединение окажется ненадежным.
Для соединения заготовок минимальной толщины необходимо обратить внимание на минимальные значения сварочных токов. Например, для сварки бака из тонкостенной листовой стали возможно использование тока аппарата всего 10-20 ампер, что позволит избежать прожигания стенок.
В прилагаемой таблице представлены усредненные рекомендованные параметры силы тока в зависимости от толщины различных металлов.
Напряжение на холостом ходу
Режим ожидания полуавтомата характеризуется тем, что агрегат включен, но дуга еще не разожжена. В этом состоянии сварочник поддерживает определенный уровень напряжения в диапазоне 40-90 В, находясь в готовности воспламенить дугу, как только произойдет замыкание контактов между проволокой и деталью.
Высокое значение напряжения на холостом ходу облегчает розжиг дуги.
- Показатель в диапазоне 30-40 Вольт будет оптимален для небольших гаражных работ и домашних мастерских.
- На сервисных станциях и в ремонтных цехах подойдут аппараты с показателями 50-70 Вольт.
- Для производственных сварочных машин допустим диапазон 80-90 Вольт.
Оборудование следует подбирать с учетом предстоящих работ. И хотя полуавтоматические сварочные аппараты могут использовать проволоку различного диаметра, ее замена потребует перенастройки всего механизма подачи: кабельных каналов, роликов и канавок.
Больший диаметр сварочной проволоки позволяет формировать крепкие соединения на заготовках из металла значительной толщины.
Процент полезной нагрузки
Продолжительность работы сварочного полуавтомата — не менее важная характеристика, чем сила тока.
По общепринятому стандарту расчет измеряется на основе 10-минутного цикла при температуре окружающей среды 40 градусов Цельсия. Производитель определяет и указывает время работы на максимальном токе в этом цикле до полного отключения устройства по причине перегрева. В конечном итоге важно понимать, какой интервал работы может выдерживать аппарат. Эти данные указываются в процентах.
Например, если значение характеристики ПН составляет 40%, это означает, что сварочный полуавтомат в состоянии работать на максимальном токе 4 минуты из 10-минутного цикла, а оставшиеся 6 минут ему потребуется на охлаждение.
Высокие значения полезной нагрузки, как правило, значительно заинтересуют профессиональных сварщиков, которые используют такое оборудование в промышленных условиях.
В среднем, мастеру не требуется работать без остановки более пяти минут, так как необходимы перерывы для подготовки и подгонки заготовок.
Принцип работы
Полуавтоматы автоматизируют некоторые операции в сварочном процессе.
Сварка выполняется вручную оператором, однако подача электрода осуществляется в автоматическом режиме.
Роль плавящего электрода выполняет сварочная проволока, которая подается непрерывно и равномерно в область сварного шва.
Принцип работы аппарата заключается в сплавлении металла в среде защитных газов.
Перед началом сварки нужно установить ее параметры в зависимости от типа и толщины свариваемого металла:
- скорость подачи проволоки;
- скорость плавления;
- высота сварного шва.
Сварочная проволока проходит через отверстие в контактном наконечнике, на который подается электрический ток. Между свариваемой деталью и кончиком проволоки образуется дуга. Чтобы инициировать дугу, сварочная проволока должна соприкасаться со свариваемой деталью.
В результате проволока плавится так же, как это происходит с традиционным электродом. Одновременно оплавляются и края металла. Соединяясь с металлом присадки, они образуют сварочную ванну. По мере движения горелки металл в ванне остывает и формирует сварной шов.
Газ поступает в область шва через мундштук, который крепится к контактному наконечнику, защищая кромки от поступления кислорода.
Чтобы завершить процесс и погасить дугу, необходимо отпустить кнопку и отвести горелку от сварной детали.
Для более легкого зажигания дуги рекомендуется перед каждым новым шагом срезать кончик проволоки с помощью бокорезов, чтобы обеспечить его остроту.
Сварочная проволока для полуавтоматов
Требования к качеству и составу сварочной проволоки регламентируются стандартом ГОСТ 2246.
Проволока выпускается с диаметром 0,6 мм, 0,8 мм, 1 мм, 1,2 мм и 1,6 мм. Порошковая проволока может иметь толщину от 0,6 мм до 6 мм.
Параметры проволоки зависят от химического состава и толщины свариваемого металла.
Химический состав присадочного материала может быть трех видов:
- низколегированная;
- легированная;
- высоколегированная.
Низколегированная проволока содержит менее 2,5% легирующих добавок, легированная — от 2,5 до 10%, а высоколегированная — более 10%.
Маркировка сварочной проволоки состоит из буквенных и цифровых обозначений и отражает структуру и процентное содержание составных компонентов.
Например, в маркировке можно встретить следующие обозначения:
- СВ — обозначает сварочную проволоку;
- А — указывает на наличие азота;
- В — обозначает вольфрам;
- Д — указывает на медь;
- М — означает молибден;
- С — указывает на кремний;
- Ю — обозначает алюминий.
Если в конце маркировки присутствует буква А, это означает, что сварочная проволока содержит минимальное количество вредных элементов. Обозначение АА указывает на высокую степень очистки материала.
Сварочная проволока для полуавтоматов.
Какой метод сварки лучше выбрать
При безгазовой технологии защитная зона сварки обеспечивается благодаря флюсу. Учитывая небольшой вес (легче самой проволоки), он формирует защитную поверхность. Использование простой проволоки в условиях без газа не является оптимальным — это теоретически возможно, но приведет к образованию некачественного шва, содержащего раковины. В процессе сварки часть проволоки может испариться, что увеличит расход материала. Реакция с кислородом в шве может вызвать возникновение каверн и окислов. Соблюдение правил позволит получать аккуратные швы, но с определенными ограничениями.
Газовая среда, наоборот, предотвращает попадание кислорода в область процесса сварки. Это исключает риски появления дефектов, связанных с присутствием углерода, и позволяет получать качественные швы. Однако этот метод требует серьезных финансовых и физических затрат. Благодаря своей тяжелой и немобильной конструкции газовые баллоны могут быть проблематичными для транспортировки, а в отсутствие газового заполнителя сварка оказывается невозможной: нерентабельно возить и наполнять баллон ради нескольких швов. При регулярном применении оборудования более целесообразно обсуждать экономическую выгоду.
Выбор метода сварки остается неоднозначным, поскольку он зависит от конкретной ситуации. В случае затруднений с выбором, лучше обратиться за консультацией к специалисту.
Где можно заказать сварку
Компания ПрофБау предлагает услуги полуавтоматической сварки металлов и выполняет работы различной сложности в Москве и области с доставкой изделий по всей территории России. Среди преимуществ нашей компании:
- оперативное выполнение работ;
- опытные и квалифицированные сотрудники;
- использование только современного и исправного оборудования;
- гарантия на все виды услуг;
- сочетание традиционных и современных технологий;
- всегда в наличии необходимые материалы.
