Каквыбрать способ сваривания металла

В этой статье мы рассмотрим четыре основных вида сварки – электродуговую

, полуавтоматическую, аргонодуговую и контактную. Расскажем, на какие особенности каждой из них нужно ориентироваться, выбирая сферу применения.

Особенности электродуговой сварки

Ручная электродуговая сварка (РДС) по-другому обозначается ММА. Это один из самых простых способов соединения металлов, поэтому он часто используется в бытовых целях. Ручная сварка выполняется на постоянном или переменном токе. С использованием прямой полярности – к положительному полюсу подключают деталь, а к отрицательному – держатель электрода – или обратной полярности, когда деталь подключают к отрицательному полюсу, а электрод – к положительному. Для ее реализации важен правильный выбор источника питания и плавящихся электродов.

Источники питания для электродуговой сварки

Источник питания необходим для изменения параметров сетевого напряжения и силы тока. По этой характеристике сварочные аппараты делятся на два вида:

1. Трансформаторные – преобразуют стандартные параметры электрического тока (понижают напряжение и повышают силу тока) с помощью трансформатора. В таких аппаратах сила сварочного тока регулируется механически. Она зависит от количества витков во вторичной обмотке трансформатора. Эти аппараты надежные, но большие, тяжелые и потребляют много электроэнергии. С их помощью сложно обеспечить хорошее качество швов.
2. Инверторные сварочные аппараты – электронные устройства, в которых используются управляющие блоки на основе микропроцессоров. Они компактные, легкие. Позволяют использовать любой тип электродов, обеспечивают низкое разбрызгивание металла и отличаются широким диапазоном регулирования сварочного тока. Но инверторные аппараты чувствительны к влаге и строительной пыли.

Электроды для электродуговой сварки

При электродуговой сварке используют плавящиеся электроды, состоящие из металлического сердечника и специального покрытия (обмазки). Сердечник необходим для легирования металла шва и его формирования. Покрытие нужно, чтобы поддерживать горение дуги, создавая защитное газовое облако. В зависимости от состава покрытие может быть рутиловым, целлюлозным, основным, кислым или смешанным.

Более подробная информация об электродах представлена на видео ниже:

Преимущества и недостатки электродуговой сварки

Преимущества:

• можно использовать в труднодоступных местах ;
• мобильное оборудование;
• простота технологического процесса.

Недостатки:

• невысокая производительность;
• прямая зависимость качества швов от квалификации сварщика.

Применение электродуговой сварки

Ручная дуговая сварка подходит для работы с углеродистыми, легированными, высоколегированными, нержавеющими и жаростойкими сталями, а также чугуном. Для каждого из этих материалов нужно использовать разные типы электродов, отличающиеся химическим составом сердечника.

Как выполняется электродуговая сварка, можно увидеть на видео ниже:

Особенности полуавтоматической сварки

Полуавтоматическая сварка обозначается MIG/MAG. MIG – аббревиатура, образованная от Metal Inert Gas – сварка, которая выполняется в среде инертного газа: гелия, аргона или его смеси с углекислым газом. MAG – сокращенная аббревиатура Metal Active Gas, с применением активного газа, чаще всего – углекислого. Основное отличие полуавтоматической сварки – механизация процесса подачи плавящегося электрода.

Источники питания для полуавтоматической сварки

Используют трансформаторные и инверторные источники питания. У них такие же плюсы и минусы, как у аппаратов для электродуговой сварки.

Электроды для полуавтоматической сварки

Для полуавтоматической сварки используют плавящиеся электроды в виде проволоки, уложенной в катушки или кассеты. Она может быть с медным покрытием или без него. Покрытие обеспечивает равномерную подачу проволоки и снижает ее контактное сопротивление, а это приводит к стабильному горению дуги и малому разбрызгиванию электродного металла.

Еще одно преимущество таких электродов – минимальное количество вредных для сварочного шва примесей. Дело в том, что неомедненная проволока покрывается технической смазкой, содержащей жирные кислоты, щелочь и воду. Они становятся поставщиками водорода в металл шва и вызывают его пористость.

Комплект оборудования для полуавтоматической сварки

Преимущества и недостатки полуавтоматической сварки

Преимущества:

• малая зона термического влияния, позволяющая без прожогов варить металл толщиной до 0,5 мм;
• высокая производительность;
• возможность варить элементы разной толщины;
• высокое качество швов;
• возможность проведения работ в любом пространственном положении;
• отсутствие шлаковой корки и необходимости механической доработки швов.

Недостатки:

• сварочные работы проводятся только в закрытых помещениях, поскольку на отрытом воздухе газовая защита сдувается;
• обязательное наличие качественной вентиляции для удаления углекислого газа.

Применение полуавтоматической сварки

Сфера применения полуавтоматической сварки такая же, как и электродуговой.

Особенности аргонодуговой сварки

Аргонодуговая сварка обозначается аббревиатурой TIG. Это сокращение от Tungstren Inert Gas. Она выполняется в среде защитного газа – аргона. Он на 35 % тяжелее воздуха и легко вытесняет его из зоны сварки. При этом аргон не вступает в реакции с другими веществами, содержащимися в воздухе или металлах. В результате количество дефектов в швах минимально. Аргон можно заменить гелием или смесью аргона с кислородом.

При аргонодуговой сварке электрод не касается поверхности металла. Для зажигания дуги используется осциллятор. Он подает на электрод высокочастотные высоковольтные импульсы, которые ионизируют воздух в небольшом промежутке между электродом и поверхностью металла, и дуга зажигается при подаче тока на электрод.

Источники питания для аргонодуговой сварки

Для аргонодуговой сварки используют и трансформаторные, и инверторные источники питания. По типу питающей сети они делятся на однои трехфазные. По поддерживаемым режимам работы аппараты TIG бывают двух видов:

• DC – работают только на постоянном токе;
• AC/DC – на постоянном и переменном.

Электроды для аргонодуговой сварки

Аргонодуговую сварку выполняют неплавящимися вольфрамовыми электродами. Швы образуются за счет расплавления кромок соединяемых элементов. Для сварки толстостенных деталей дополнительно используют присадочную проволоку. Для работы на постоянном и переменном токе используют разные вольфрамовые электроды. Они выпускаются в чистом виде или легированные специальными добавками для разных условий работы.

На фото – схема выполнения аргонодуговой сварки

Преимущества и недостатки аргонодуговой сварки

Преимущества:

• отсутствие шлаковой корки и необходимости ручной доработки швов;
• минимальное количество дефектов в сварных швах;
• отсутствие разбрызгивания металла;
• возможность соединения разнородных металлов.

Недостатки:

• невысокая производительность;
• сложная настройка оборудования и высокая квалификации сварщиков.

Применение аргонодуговой сварки

Оптимальна для тонкостенных изделий и трудносвариваемых металлов. Она подходит для работы с любыми сталями, включая оцинкованные и нержавеющие. С ее помощью можно варить медь, чугун, титан и другие цветные металлы. Для соединения алюминиевых элементов аргонодуговая сварка самый подходящий вариант.

Особенности контактной сварки

Контактная сварка отличается ото всех остальных видов соединения металлов. При ее использовании соединяемые поверхности нагреваются в результате прохождения через место контакта электрического тока, а затем прижимаются друг к другу. Основные особенности контактной сварки – высокие значения сжимающего усилия (до сотен кг) и сварочного тока (до 1 000 А), а также малое время всего процесса – не более нескольких секунд.

Так формируется сварочный шов при контактной сварке

Типы машин контактной сварки

По форме импульса и роду сварочного тока машины контактной сварки делятся на четыре типа:

1. Аппараты переменного тока. Их основные узлы – трансформатор и тиристорный модуль. Трансформатор необходим для изменения стандартных параметров электрического тока, а тиристорный модуль – для подключения первичной обмотки трансформатора к питающему напряжению на время, достаточное для формирования сварочного импульса.
2. Аппараты постоянного тока. Выпрямителями тока здесь являются силовые полупроводниковые вентили. Такие машины оптимальны для работы с алюминием и его сплавами.
3. Аппараты конденсаторного типа. Их особенность в медленном накоплении электроэнергии в конденсаторе и последующем образовании мощного токового импульса. Сварка выполняется за очень короткое время. Оптимальна для работы с металлами с высокой теплои электропроводностью: серебром, медью или алюминиевыми сплавами.
4. Низкочастотные аппараты. В них трехфазный ток промышленной частоты преобразуется в импульсы тока низкой частоты с помощью силовых выпрямителей. Используются для сварки легких сплавов на основе алюминия, магния и титана.

Электроды для контактной сварки

При контактной сварке электроды подводят ток, передают сжимающее усилие и отводят тепло. Они могут быть прямыми или фигурными, с плоской или сферической поверхностью. Последние отличаются большей стойкостью и меньшей чувствительностью к перекосам при установке, поэтому используются чаще. Электроды изготавливаются из медных сплавов, обладающих высокой тепло-, электрои жаропрочностью.

Преимущества и недостатки контактной сварки

Преимущества:

• высокая степень автоматизации и производительность;
• стабильное качество сварных швов;
• не нужно использовать защитный газ или присадочную проволоку;
• низкий уровень химической неоднородности швов.

Недостатки:

• узкая специализация;
• жесткие допуски на толщину стенок стыкуемых деталей.

Применение контактной сварки

По форме сварных соединений контактная сварка делится на следующие виды:

• Точечную. Используется для соединения тонких деталей толщиной от 0,02 мкм до 20 мм. Применяется при изготовлении электронных приборов, в судо-, самолетои автомобилестроении.
• Шовную. Используются электроды в форме роликов. Такой способ применяется для сварки листов толщиной от 0,2 до 3 мм. Он востребован при изготовлении различных емкостей.
• Стыковую. Детали соединяются сразу по всей плоскости соприкосновения. Такой способ удобен для изготовления трубопроводов, сверл или арматуры.

Контактная сварка подходит для работы с любыми металлами, включая разнотолщинные и разноименные.

Пример выполнения контактной сварки можно увидеть на видео ниже:

Заключение

Выбирая вид сварки, обязательно учитывают:

• толщину металла свариваемых деталей;
• серийность продукции;
• химический состав основного металла.

При этом электродуговая сварка удобна при работе в труднодоступных местах и наложении коротких швов, расположенных на большом расстоянии друг от друга. Она оптимальна для установки прихваток.

Полуавтоматическая сварка больше подходит для швов сложной конфигурации и средней длины, расположенных в различных пространственных положениях. Она обеспечивает высокое качество швов, поэтому применяется для сборки ответственных конструкций.

Аргонодуговая сварка подходит для работы с любыми металлами. Ее используют для соединения тонкостенных изделий и разнородных металлов, но особенно подходит она для сварки алюминия и его сплавов.

Контактная сварка считается самой производительной для работы с тонкостенными деталями. Часто является единственным вариантом соединения валов, стержней или прутов.