Автоматическая сварка в среде защитных газов – всепригодный процесс получения высококачественных сварных соединений

Автоматическая (механизированная) сварка плавящимся электродом в среде защитных газов – электродуговой процесс, при котором подача присадочной проволоки осуществляется роликовым механизмом с электронным приводом.

Сущность процесса

Скорость подачи проволоки синхронизирована со скоростью её плавления, за счет что поддерживается неизменная длина электронной дуги и равномерный перенос присадочного сплава в сварочную ванну. Изоляция зоны нагрева и плавления от газов атмосферы обеспечивается за счет подачи защитного газа через сопло-наконечник ручной сварочной горелки. Управление подачей проволоки, включением и выключением сварочного тока, инициацией дуги и поступлением газа осуществляется одной клавишей «Запуск/Стоп» на горелке.

По сопоставлению с постом ручной сварки покрытыми электродами в состав оборудования добавляется электронный механизм подачи сварочной проволоки и газобаллонная аппаратура. При умеренных усложнениях резко увеличивается производительность процесса и улучшается свойство сварных соединений.

Производительность возрастает за счет способности вести процесс практически безпрерывно, и отпадает операция по удалению шлака и зачистке шва.

Область внедрения

Метод получил самое обширное распространение в сферах деятельности, где делаются металлоконструкции. Это и сборочные цеха машиностроительных компаний, и строй площадки, и домашние мастерские. Он полностью подходящ для соединения как малоуглеродистых конструкционных, так и высоколегированных сталей, применим для ответственных конструкций из различных прокатных профилей в всех пространственных положениях. Одним словом, метод сварки полуавтоматом в среде защитных газов – всепригоден.

Единственным ограничением метода является необходимость при работе на открытых площадках укрывать рабочее пространство сварщика от ветра и сквозняков, чтоб обеспечить размеренную защиту зоны плавления.

Достоинства и недочеты автоматической сварки

Достоинства и недочеты автоматической сварки в среде защитных газов отражены в таблице.

• высочайшая производительность;
• высококачественное соединение за счет оптимального ввода легирующих частей и раскислителей через проволоку;
• отсутствие флюсов и покрытий, как следует, не надо удалять шлак;
• наименьшие отходы = выше эффективность

• усложнение аппаратуры (по сопоставлению с ручной дуговой сваркой);
• доп мероприятия по защите при работе на открытых площадках;
• доп издержки на снабжение защитными газами

Какие газы употребляются

На теоретическом уровне может быть добавление хоть какого газа в сварочную смесь. На практике для сварки стали используют углекислый газ по ГОСТ 8050-85. Основным аспектом выбора данного продукта выступает его доступность и, соответственно, стоимость.

Углекислый газ поставляется в обычных баллонах. Полный 40-литровый баллон содержит 24 кг водянистой углекислоты, что соответствует 12 000 литрам газовой фазы при обычном давлении. При среднем расходе 10 л. в минутку этого хватает на 20 часов непрерывной работы 1-го сварочного поста.

Примерная стоимость баллонов с углекислым газом различных размеров на Yandex.маркет

Для приблизительной оценки расхода материалов можно использовать последующую зависимость: на 1 кг наплавленного сплава расходуется 1,1 кг СО2 и 1,35 кг сварочной проволоки. Означает, на 1,2 кг проволоки приходится 1 кг углекислоты в водянистой фазе.

При проведении работ с внедрением углекислого газа в закрытых помещениях нужно держать в голове (!), что двуокись углерода относится к 4-му классу угрозы по ГОСТ 12.1.007-76, имеет удельный вес больше, чем у воздуха, и СО₂ имеет свойство скапливаться понизу. По нормам допускается его содержание до 9 г/куб. м.

В крайнее время на рынке обширно представлены готовые сварочные консистенции, состоящие из данных соотношений углекислого газа и аргона. Для гарантированного получения правильных пропорций защитных газов в консистенции лучше процесс смешивания создавать без помощи других.

Режимы автоматической сварки в среде защитных газов

Режимы автоматической сварки в среде защитных газов представлены в таблице.

Применяемое оборудование

Сварочный пост для автоматической сварки в среде защитных газов содержит:

1. Источник тока.
2. Механизм подачи проволоки.
3. Газобаллонную аппаратуру:

• баллоны с углекислотой, подсоединённые через газовый коллектор;
• редуктор для регулировки расхода газа;
• ротаметр для измерения расхода;
• добавочно: смеситель, подогреватель, осушитель;
• соединительные газовые шланги.

1. Приточно-вытяжную вентиляцию.

Сварочные полуавтоматы

Сварочный полуавтомат представляет собой установку для механизированной сварки, объединяющую в для себя источник питания, подающий механизм, горелку, блок управления действием с пультом дистанционного управления. Может работать как в неизменном, так и в импульсно-дуговом режиме.

В истинное время обширное распространение получили инверторные аппараты неизменного тока. Модельный ряд включает в себя всю линейку от компактных бытовых устройств, работающих от домашней электросети напряжением 220 В. На рынке в полной мере представлены установки с полным набором функций, которые разрешают сваривать не только лишь нержавеющие стали, да и цветные сплавы (алюминий, медь), также их сплавы.

Примерная стоимость инверторных аппаратов неизменного тока на Yandex.маркет

Механизмы подачи проволоки служат для поступления проволоки в сварочную горелку с данной скоростью и состоят из электродвигателя, редуктора, прижимающих и подающих роликов, также кассеты с проволокой. Есть разные варианты выполнения подающих устройств — закрытого и открытого типа. Бывают обыкновенные механизмы, состоящие из одной пары роликов, но в проф полуавтоматах почаще встречаются четырех- и наиболее роликовые агрегаты.

Примерная стоимость устройств подачи проволоки на Yandex.маркет

Для обеспечения размеренной подачи сварочной проволоки на несколько 10-ов метров от пульта управления могут применяться промежные механизмы подачи. Это дозволяет прирастить зону проведения сварочных работ. Промежные механизмы синхронизируются с главным, что обеспечивает бесперебойную работу полуавтомата и газового оборудования.

Разработка

Разработка включает в себя все этапы, такие, как:

• подготовку свариваемых кромок;
• лучший выбор и подготовку сварочных материалов;
• настройку режимов сварки;
• правильную технику ведения процесса сварки;
• осмотр и контроль свойства сварных швов.

Процесс сварки ведется с учетом типа соединений: стыковое, внахлестку, угловое «в лодочку», тавровое, принимая во внимание пространственное положение сварных швов. Горизонтальные швы проходят «углом вспять» и «слева вправо» без поперечных колебаний. Вертикальные швы «снизу ввысь» – для малых толщин и «снизу ввысь» для толщины наиболее 4 мм.

Для наполнения разделки совершают поперечные колебательные движения. В процессе сварки перед каждым следующим проходом нужно удалять наплавленный шарик на кончике проволоки.

Разработка механизированной сварки

Механизация упрощает труд сварщика, в особенности, когда работы ведутся на системах огромных размеров с протяженными сварными швами. Основное достоинство механизации: минимизируется человечий фактор, увеличивается повторяемость формы и свойства сварных швов, увеличивается производительность и финансовая выгода проведения сварочных работ.

Индивидуальности

Механизированная сварка плавящимся электродом (почаще таковой вид именуют автоматическим) осуществляется не покрытыми штучными электродами, а проволокой, которая подается с катушки. Проволока подается с катушки особым приводом, состоящим из электродвигателя, редуктора, подающих и прижимающих роликов и регулирующей аппаратуры (платы управления). Сюда же, в зону сварки, подается защитный газ, который обеспечивает изоляцию сварочного шва от действия атмосферных газов. Это справедливо при сварке плавящимся электродом в среде защитных газов.

Такое устройство не очень изменяет условия труда сварщика. Его основным преимуществом можно считать повышение производительности труда. Не считая того, значительно улучшается свойство шва. Но, это один из самых обычных устройств. В истинное время механизированная сварка достигнула высочайшей степени механизации.

Область внедрения

Тяжело отыскать ветвь, в которой не используются сварочные полуавтоматы. Это и производственные цеха машиностроения, и открытые строй площадки. Маленькие компании и даже личные приусадебные хозяйства и гаражные кооперативы. Метод этот всепригоден, как по списку свариваемых материалов (малоуглеродистые конструкционные и высоколегированные стали, алюминий и остальные цветные сплавы и сплавы), так и по ассортименту соединяемых деталей (трубы, прокат). Наилучший аргумент в пользу этого вида – толика сварочных работ, производимых таковым методом. К началу 21 века эта толика дошла до 80%.

Метод имеет одно слабенькое пространство, но недочет этот просто устраним. Зона сваривания нуждается в защите от ветра. Такую защиту просто организовывать переносными ширмами, палатками, или хоть каким подручным листовым материалом. Заодно и обеспечивается защита персонала, работающего рядом с местом проведения сварочных работ, от вредного действия электронной дуги.

Виды механизированной сварки

Виды механизированной сварки различаются в зависимости от того, каким методом осуществляется защита сварного шва от воздействия атмосферы:

• в среде углекислого газа;
• в среде газовой консистенции на базе аргона;
• в среде незапятнанного 100% аргона;
• порошковыми газозащитными и самозащитными проволоками.

В среде углекислого газа

Хим суть процесса сваривания деталей в среде углекислого газа состоит в последующем: под действием больших сварочных температур углекислый газ распадается на угарный газ и кислород. Эти газы интенсивно реагируют с железом и углеродом свариваемых деталей.

Для нейтрализации этого вредного явления, в сварочную проволоку вводят кремний и марганец. Являясь наиболее активными сплавами, они теснят (замещают) из реакций окисления железо и углерод. Для уточнения нужно отметить, что таковой вид именуется сваркой в среде активного защитного газа.

Низкая стоимость и универсальность процесса сделали этот вид сварки самым всераспространенным при ремонте кузовов легковых каров. Нужно учесть, что обычного баллона хватает на 16 – 20 часов непрерывного процесса. Любопытно, что свойство шва впрямую зависит от расхода углекислого газа. Чем больше газа, тем лучше шов. Задачка сварщика отыскать соглашение в этом вопросце.

В инертных газах и консистенциях

В качестве инертных газов почаще всего употребляют консистенции на базе аргона. Применяется также незапятнанный аргон для неких металлов и сплавов. Состав оборудования и разработка механизированной сварки в инертных газах весьма похожи на сварку в среде углекислого газа. Сваривание деталей в среде инертного газа можно проводить плавящимся электродом, который по составу очень соответствует свариваемым деталям. Достоинства сварки в среде защитного газа на базе аргона – это, до этого всего, высочайшая стабильность электронной дуги, сниженное разбрызгивание электродного сплава и наименьшее тепловложение в свариваемые детали по сопоставлению со сваркой в углекислом газе.

Весьма перспективны крайние изобретения в данной для нас технологии. На крупносерийных производствах с целью увеличения производительности труда и уменьшения себестоимости изделий используют современные защитные консистенции на базе аргона с добавлением гелия, кислорода, углекислого газа с разным процентным содержанием компонент.

Средства автоматизации и механизации процесса

Механизированная сварка плавящимся электродом в среде защитного газа может осуществляться на механизмах с различной степенью автоматизации. Степень автоматизации определяется тем, как перемещают сварочную горелку: сварочная горелка закреплена бездвижно ({перемещается} свариваемое изделие) либо {перемещается} особым устройством – кареткой, позиционером, роботом и иными устройствами. В обоих вариантах происходит значимый рост производительности за счет роста скорости перемещения сварочной горелки, отсутствия людского фактора, высочайшей повторяемости.

При применении автоматизации процесса требуется особо высококачественная подготовка кромок к сварке, грамотный выбор сварочной проволоки, режимов работы в зависимости от марки сплава соединяемых деталей, конфигурации соединения, положения сварки.

Порошковые проволоки

Весьма всераспространенный вид сварки низколегированных, углеродистых сталей и разных сплавов. Для таковых работ почаще всего употребляют смесь аргона с углекислым газом либо лишь углекислый газ. Процесс соединения металлов таковым методом аналогичен работе с иными видами проволоки.

Порошковая проволока – специально изготавливаемая проволока, заполненная особым флюсом либо железным порошком. Таковая проволока делается по особенной технологии с различными наполнителями для сварки разных марок стали. Проволока, заполненная металлически порошком, применяется для существенного роста коэффициента наплавленного сплава. Ограничение по применению – лишь нижнее пространственное положение.

Используемое оборудование

Применяемое для этих целей оборудование организуется в сварочные посты. Они могут несколько различаться по составу, но основная комплектация содержит:

• источник сварочного тока;
• механизм подачи проволоки;
• набор соединительных шлангов, управляющего и силовых кабелей;
• сварочную горелку;
• газобаллонную аппаратуру: баллоны с защитным газом либо магистраль, редуктор, газовый коллектор, соединительные шланги.

Разработка механизированной сварки

Описание технологического процесса включает в себя подготовку кромок перед началом работ. В технологии подробнейшим образом должны быть перечислены все материалы с указанием ГОСТов. Процесс планируется с учетом типа шва. Зависимо от материала и толщины свариваемых деталей выбирается режим работы и вид защитного газа. Автоматическая сварка в среде защитного газа – непростой процесс и учитывать все его тонкости могут лишь квалифицированные технологи.

Примененние дуговой сварки в газовой среде

Сварка в защитных газах базируется на дуговом варианте, при котором электронная дуга, вызывающая плавление свариваемых материалов, появляется от взаимодействия поверхности сплава и электрода. Различием от обычного дугового процесса является введение в зону плавления (в сварную ванночку) защитных газов (1-го либо консистенции), которые теснят из нее составляющие воздуха: кислород, азот и остальные газы, негативно действующие на характеристики соединения и свойство шва.

В защитных газах происходит очень незапятнанное соединение без примесей. Шов выходит однородным, гладким и вполне соответствует показателям, которых просит ГОСТ. Толщина свариваемых поверхностей варьируется от 10-х толикой мм и до 10-ов. Применяемая в качестве головного элемента дуга отдала 2-ое заглавие этому способу соединения металлов – дуговая сварка в защитных газах.

Варианты выполнения работ

Обширное применение сварка с внедрением защитных газов заполучила не только лишь благодаря высочайшим показателям, да и ввиду собственной универсальности: она может производиться несколькими методами, в зависимости от предназначения конструкции, ее габаритов, материалов и зоны внедрения: бытовая либо производственная. Разработка сварки в защитных газах разделяется на три группы.

• Автоматический метод: с внедрением специальной робототехники без роли спеца.
• Автоматический метод: употребляются определенное устройство для равномерной подачи присадочного материала с ролью в процессе работы сварщика.
• Ручной метод: все операции проводятся сварщиком.

Автоматическая сваривание деталей

Применяемые газы

Сварка в защитных газах делается с применением нескольких их разновидностей.

• Одноатомные, инертные газы, не взаимодействующие с сплавами: аргон, гелий. Чистоту и характеристики газов контролирует ГОСТ. Не представляют угрозы при соблюдении простой техники сохранности.
• Активные двухатомные газы, взаимодействующие с сплавами: азот, водород, углекислый газ. Ввиду взрывоопасности требуют завышенной осторожности при использовании.
• Консистенции газов: в основном смесь аргона с иными газами в процентном соотношении.

Более всераспространена сварка в среде аргона и углекислого газа (в особенности в бытовом применении), что разъясняется физическими качествами этих защитных газов и их доступностью. Гелий дозволяет получать наилучшее свойство шва, но очень дорогой для обыденного внедрения и употребляется для самых тонких металлов на предприятиях. Азот и водород употребляются ограниченно, ввиду взаимодействия с большинством металлов. Типы соединений регламентирует ГОСТ.

Варианты защиты

Различается три варианта подачи защитных газов в зону сварки.

• Полная защита свариваемого объекта в специальной камере с атмосферным контролем. В особенности животрепещуща в серийном производстве для объектов со сложными швами.
• Защита непосредственно зоны сварочной ванны средством местных камер.
• Струйная защита сварочной зоны неизменным обдувом с внедрением горелки с длинноватым соплом, которую перемещают вдоль ванны и остывающих частей шва. Самый всераспространенный вариант на стройках и в бытовом применении, благодаря удобству выполнения и доступности оборудования.

Систематизация

На базе главных физических явлений разработка сварки в защитных газах классифицируется по двум признакам:

• Сварка неплавящимся электродом: в процессе расплавления соединяемых металлов в защитных газах материал электрода не становится элементом соединения, он служит только для возбуждения дуги. Шов появляется средством плавления кромок свариваемого сплава и присадки. Расход электрода вызван испарением либо оплавлением при лишних показателях тока. Делаются неплавящиеся электроды из вольфрама с присадками.
• Сварка плавящимся электродом: в процессе расплавления соединяемых металлов в защитных газах электродный материал тоже плавится и становится элементом шва. Плавящиеся электроды могут употребляться в качестве присадочной проволоки, если выпущены по ГОСТ 2246–70 либо из соответственного свариваемым сплава.

Сварка плавящимся электродом в газовой среде

Плюсы

Процесс сварки в защитных газах лучше остальных методов благодаря массе положительных моментов.

• Действенная защита сварной ванны (в особенности в инертных защитных газах).
• Темпы работ. Скорость выше в пару раз относительно дугового метода соединения.
• Контроль. Можно впрямую смотреть за дугой и ванной.
• Универсальность. Разработка сварки допускает работу в всех плоскостях.
• Чистота шва. Отсутствует необходимость зачистки при выполнении нескольких слоев. При всем этом вполне соблюдается ГОСТ.
• Узконаправленное тепловое действие. Возникающие в процессе сварки деформации сведены к минимуму.
• Спектр внедрения. Возможность соединения металлов различной толщины: от самых тонких металлов до нескольких см.
• Декоративность. Получаемые швы различаются неплохим наружным видом (гладкие, ровненькие).

Недочеты

Не бывает в мире совершенства, даже таковая положительная сварка имеет негативные черты.

• Накладность. Разработка предугадывает наличие специального газового оборудования, и газов, что наращивает себестоимость работ.
• Требовательность. Сварка с применением защитных газов сама нуждается в организации защитных приспособлений, чтоб летучие газы не выдувались атмосферным действием (при работе на открытой местности). В закрытых помещениях данный фактор наименее важен.

Применение

Метод сварки в среде защитных газов используют для сложных конструкций с завышенными требованиями к прочности и выносливости. Соединение различных трубопроводов, деталей каров, в индустрии и схожее. Сваривают цветные и темные сплавы и их сплавы. Более нужна метод соединения алюминия, нержавеющей стали, магния, циркония, титана и их сплавов. При всем этом употребляются определенные газы для определенных металлов.

Инертные газы: соединение стремительно окисляющихся металлов и сплавов алюминия, титана, магния, высоколегированных хромоникелевых и никелевых сплавов.