Сварка полуавтоматом без внешней подачи газа, под флюсом: для чего подходит? Техника сваривания

При описании способа фраза «без газа» будет неточной. Правильнее – без внешнего поступления газа, потому что он всё же участвует: сварочная проволока представляет собой трубку диаметром 0,8-1 мм, заполненную порошковым флюсом, по составу близким к обмазке электродов. В ходе процесса порошок сгорает, образуя газовую защитную среду в области шва.

Факторы, которые влияют на качество соединения – сила тока и скорость подачи проволоки. Первый показатель устанавливают в зависимости от толщины деталей, скорость – равномерной и достаточной для получения качественного шва.

Полуавтоматической сваркой соединяют изделия из алюминия, низколегированных и коррозионностойких металлов толщиной от 1,5 до 10 мм.

Государственные стандарты техпроцесса и применяемого оборудования

Технологию и параметры процесса регламентирует государственный стандарт СССР от 1977 г., продлённый в 1991 году, ГОСТ 11533-75 «Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом. Соединения сварные под острыми и тупыми углами». ГОСТ вводит обозначения подвидов метода:

• Ас – автоматическая дуговая сварка под флюсом на стальной подкладке;
• Апш – автоматическая дуговая сварка под флюсом с предварительным наложением подварочного шва;
• П — полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом;
• Пс – полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом на стальной подкладке;
• Ппш – полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом с предварительным наложением подварочного шва.

Необходимые параметры оборудования содержит ГОСТ 18130-79 «Полуавтоматы для дуговой сварки плавящимся электродом», созданный в 1980-м, продлённый в 2015 году. В нём требования по номинальному напряжению, электрическим схемам, суммарному сечению кабелей, условиям эксплуатации и другим характеристикам процесса.

Как же правильно сваривать полуавтоматом?

Технология сварки полуавтоматом в углекислотной атмосфере весьма проста и понятна. Единственное, что требуется от сварщика – это выдержать правильный вылет проволоки и своевременно перемещать горелку с равномерной скоростью.

При правильном выполнении этих условий сварка полуавтоматом флюсовой проволокой без газа позволяет получить ровный сварной шов без наплывов и пещер.

Специалисты разработали несколько простых рекомендаций, благодаря которым сварка полуавтоматом для начинающих покажется очень простым занятием:

• Перед началом сварочных работ следует убедиться, что газ поступает из горелки. Углекислый газ для сварки должен поступать в рабочую зону под давлением 0.02-0.03 кило Паскаля. При наличии сквозняка, ветра и других факторов, следует скорректировать давление, дабы компенсировать потери.
• Угол горелки должен находится в пределах от 65 до 75 градусов.
• Проварку необходимо производить справа налево. Такой подход позволяет обеспечить лучший обзор уже проваренных участков.

Конечно, для нечастых работ невыгодно приобретать баллон с углекислым газом. В таких случаях придет способ варки без углекислоты, основанный на применении специальной присадочной проволоки с флюсом.

При соединении изделий из цветных металлов крайне важно правильно подобрать проволоку. Например, алюминиевые изделия лучше всего спаивать при помощи присадочного материала, имеющего в составе алюминий, марганец и магний.

Способы сварки

Полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа может выполняться двумя способами:

• Углом вперед. В данном случае дуга перемещается справа-налево, металл плавится меньше и валик шва получается достаточно широким. Подобный способ варки идеально подходит для соединения тонкого металла.
• Углом назад. Подход подразумевает перемещение электрической дуги слева направо. Метод подходит для варки толстых металлов, поскольку он обеспечивает большую глубину проплавления и узкий шов.

Схема сварки под шлаком.

Отдельного упоминания стоит метод сварки без использования газа.

Подобный прием обладает массой преимуществ:

• Полная мобильность. Благодаря отсутствию тяжелых газовых баллонов, сварка может осуществляться даже в самых труднодоступных местах.
• Большой выбор специализированных проволок. На сегодняшний день существует огромное количество присадочных материалов с встроенным флюсом.
• Упрощенный сварочный процесс.
• Отсутствие необходимости в постоянной заправке баллона. Для небольших ремонтных мастерский нет смысла держать дорогостоящий баллон. Поэтому нечастые сварочные работы лучше проводить при помощи флюсосодержащей проволоки.

Однако, у безгазового вида сварки есть и свои недостатки, среди которых можно выделить:

• высокую стоимость расходных материалов;
• повышенные требования к выбору проволоки;
• необходимость наличия на аппарате кнопки переключения полярности тока;
• сложности в подборке оптимальных режимов работы;
• плохую видимость сварного шва из-за возникновения дымки;
• трудности при сваривании листов, толщиной менее 0.15 сантиметров;
• выделение большого количества вредных веществ, пагубно влияющих на организм;
• слабые механические свойства проволоки, не позволяющие пережимать ее валиком.

Важно отметить, что сварочные работы можно проводить и с помощью обычной проволоки, однако, получаемый в таком случае шов будет рыхлым и недолговечным.

Пошаговый процесс сварки

Сварка без газа, как правило, производится в соответствии со следующим алгоритмом:

Схема сварочного полуавтомата.

• Подборка оптимальной величины тока в зависимости от толщины соединяемых изделий.
• Выставление тока обратной полярности на аппаратуре.
• Выбор скорости подачи паяльной проволоки. В случае использования флюсосодержащей проволоки важно следить, чтобы шестерни не пережали ее.
• Проверка выставленных параметров на пробном образце. Для данного этапа оптимально подойдут небольшие куски металла. В процессе настройки следует контролировать стабильность сварочной дуги и количество выдаваемого флюса.
• Установка переключателя в положение вперед.
• Нажатие на кнопку запуска сварочных работ.
• Зажигание электрической дуги.
• Поворот горелки на 5 градусов относительно вертикальной оси.
• Начало движения электродом вдоль предполагаемого соединения. Для избегания риска появления трещин, первый слой следует проваривать при небольшом токе.
• Завершение сварного шва, по средствам заполнения кратера расплавленным металлом.
• Остановка сварочного аппарата и отключение его от сети электропитания.

Особенности полуавтоматического способа

Благодаря компактности, полуавтоматом работают в труднодоступных местах: на высотных конструкциях, в тесных помещениях и тоннелях.

В отличие от метода с использованием газобаллонного оборудования в полуавтоматическом используют прямое подключение: на электрод подают «минус», а на заготовку – «плюс». При этом создаётся температура, достаточная для сгорания флюсового порошка и возникновения защитной среды.

Прижимные ролики устанавливают в соответствии с диаметром проволоки. На самом ролике указан диапазон диаметров, которые можно использовать. Нельзя прикладывать слишком большое усилие, затягивая ролик, это может привести к сдавливанию полой внутри проволоки и затору в кабель-канале.

Сварка порошковой проволокой без газа

Порошковая проволока безгазовой среде выполняет те же задачи, что и флюс. используется специальный порошковый состав на основе кремниатов или силикатов, которые отторгаются расплавленным металлом и образуют на его поверхности пленку, затрудняющую проникновение кислорода к расплавленному металлу.

По своей конструкции флюсовая и порошковая проволока представляет собой трубку из мягкого легкоплавкого метала, полую внутри. Полость трубки заполнена порошком из кремниатов или флюсом, который при оплавлении трубки не сгорает, а просыпается на поверхность.

Среди множества технологий по обработке металла лазерная резка выделяется своей экономичностью и эффективностью.

Сваркой принято называть получение жесткого неразъемного соединения между двумя металлическими поверхностями. Читайте подробнее о сварке металлов.

Конструкция и принцип работы аппарата, типы проволоки

Комплектация установки:

• сварочная горелка-пистолет;
• узел управления;
• механический блок подвода проволоки;
• гибкие шланги;
• бобина с проволокой;
• трубопровод для подачи электрода;
• электрические провода.

В зону соединения подаётся электрический ток, дуга плавит электрод, флюс, испаряясь, защищает сварочную ванну от попадания кислорода. Подача электрода осуществляется автоматически, горелку перемещают вручную.

Инверторные сварочные полуавтоматы более производительны и эргономичны, дугу разжигают быстрее.

Сварочная проволока различается по сечению:

• круговое;
• двуполостное с загибом, вида Ɵ;
• двуполостное с двумя загибами;
• двухслойное (круг в круге).

Преимущества

• Не требуется дополнительное использование флюса и его расчет в определенной пропорции;
• Процесс сварки становится более качественным и уменьшается процент появления брака;
• Использование проволоки становится более простым и эффективным;
• Многие негативные нюансы сложносвариваемых металлов отходят на второй план благодаря правильно подобранному дополнительному расходному материалу;
• Ускоряется соединение, так как сварка флюсовой проволокой позволяет ей быстрее войти в контакт с основным металлом;
• Для автоматических аппаратов это один из лучших вариантов, который гарантирует получение более надежного соединения;
• Не возникает риска, что с флюсом попадут какие-либо лишние элементы в расплавленный шов.

Техника работы полуавтоматом без газа

Перед началом работы подготавливают сплавляемые поверхности: зачищают место шва шлифовальной машинкой, затем обезжиривают зону сварки. Производители крепят на установках таблицы выбора силы тока в зависимости от толщины заготовки. После определения нужного показателя тока:

• сменными шестернями регулируют скорость подачи проволоки так, чтобы она не проскальзывала, но и не была плотно прижата;
• для подбора стабильной величины дуги проваривают небольшой пробный участок;
• устанавливают переключатель подачи электрода в положение «вперёд», чиркают наконечником, после появления дуги ведут шов;
• контролируют плавность процесса.

Подготовка металлов для сварки в CO2

Сварка полуавтоматом с углекислотой позволяет варить металлы любой толщины.

Классификация ручной дуговой сварки в защитном газе.

Тонкости подготовки изделий к варке зависят от толщины металла:

• Тонкие металлические листы до 1 миллиметра сваривают с использованием отбортовки кромок. Допускается отсутствие подобной обработки, но в таком случае зазор между свариваемыми поверхностями не должен быть более 0.5 миллиметров.
• Листы толщиной от 1 до 8 миллиметров можно сваривать без разделки кромок. Максимально допустимый зазор составляет 1 миллиметр.
• Более толстый металл, толщиной до 12 миллиметров требует дополнительной обработки в виде проведения V-образной разделки.
• Изделия, толщиной свыше 12 миллиметров, рекомендуется сваривать, предварительно выполнив X-образную разделку.

Перед непосредственным выполнением работ, изделия должны подвергнуться таким процедурам:

• Полная очистка свариваемых кромок. Снятие загрязнения и окалин можно осуществить при помощи дробеструйной или пескоструйной установки. Если таковых не имеется, можно очистить поверхности при помощи простой наждачной бумаги.
• Прихватывание поверхностей. Предварительное приваривание в нескольких местах производится электродами Э42 или Э42А.

Достоинства и недостатки полуавтоматического метода работы без газа

К плюсам относят:

• мобильность (нет тяжёлого газобаллонного снаряжения);
• возможность непрерывно сваривать протяжённые участки соединения;
• оперативность визуального контроля качества шва;
• скорость процесса;
• соединение конструкций в труднодоступных местах;
• производительность вследствие непрерывности процесса.

К недостаткам:

• высокая себестоимость работ;
• потребность в оборудовании, сложность настройки;
• трудоёмкость зачистки швов из-за толстого слоя шлака;
• сложность работы с деталями толщиной менее 2 мм.

Из-за доступности и простоты эксплуатации техники сварку полуавтоматом без газа используют в домашних хозяйствах, гаражах и мастерских для мелких работ и ремонтов.

Подготовка к работе

Панель управления сварочным полуавтоматом без газа содержит несколько элементов управления, среди которых:

• переключатель сварочного тока полуавтомата;
• регулировка скорости подачи присадочной проволоки;
• таймер включения и отключения для точечной пайки;
• крепление для сварочного пистолета.

Все сварочные аппараты, позволяющие проводить соединение металлов в углекислоте, в процессе подготовки к работе должны пройти череду этапов:

• Проверка заземления аппаратуры. Согласно пожарной безопасности и стандарту ГОСТ все сварочное оборудование должны быть присоединено к заземляющему проводнику.
• Проверка сети. Полуавтоматы очень уязвимы к различным отклонениям напряжения в электрической сети.
• Выбор режима работы. Настройка аппаратуры производится под конкретный вид сварочных работ.
• Диагностика работоспособности горелки и системы подачи присадочной проволоки.
• Проверка качества проволоки. Присадочный материал не должен иметь отслоений, повреждений и вмятин.

Техника безопасности

Сварочные работы – это достаточно опасный процесс, зависящий от внимательности, профессионализма и оснащения мастера.

Лучший вариант защиты для проведения сварки с проволокой включает:

• Глазную защиту. Для полной защиты зрения оператора сварочной установки следует экипировать специальными защитными очками и маской.
• Фильтрацию воздуха. При выполнении сварочных работ с использованием флюсовой проволоки необходимо обеспечить специалиста соответствующей защитой. От вредных испарений химических элементов могут помочь респираторы или фильтрующие маски.
• Защиту от капель расплавленного металла. Не стоит пренебрегать рабочей спецодеждой, поскольку капля раскаленного металла может серьезно травмировать мастера.

Таблица расхода защитного газа и скорость подачи проволоки.

Техника безопасности при выполнении сварочных работ предусматривает выполнение таких правил:

• Выполнение сварочных работ исключительно с деревянного помоста. Использование металлических настилов строго запрещено.
• Свет, используемый для освещения места варки, должен питаться от сети 12 с напряжением 12 вольт.
• Страховка мастера должна быть выполнена с использованием веревок, закрепленных на поясе. Для обеспечения подвижности мастера длина страховочных тросов должна быть не менее двух метров.
• Рабочее место сварщика должно быть укомплектовано вытяжными системами, позволяющими эффективно очищать воздух и убирать вредные примеси. Некоторые флюсы, используемые при сварке без газа, при попадании в дыхательные пути могут вызвать серьезные отравления.
• Перемещение сварочных заготовок должно производится строго в рабочих перчатках.
• Проведение работ на открытой местности во время выпадения осадков строго запрещено.

Технология полуавтоматической сварки среде углекислого газа позволяет обеспечивать качественное соединение материалов. Однако, при недостаточно хорошей проветриваемости рабочего места, углекислый газ может вызвать удушье мастера и вызвать серьезные проблемы со здоровьем.

Особенности сварочного шва

Дефекты сварочных швов

После формирования сварочного шва на нем образуется корка из шлака, который затекает в сварочную ванну. Остывшее соединение необходимо отбить от шлаковых покрытий с помощью молотка. Эта операция необходима для многопроходных швов. В результате создаются условия для сцепления каждого последующего слоя. По окончании работы шов следует зачистить специальной щеткой по металлу.

Сварка порошковой проволокой создает грубые крупночешуйчатые швы с характерными наплывами. Один из распространенных дефектов – непроваренные участки соединения. Качество шва напрямую зависит от расходного материала, состав которого должен соответствовать конкретному виду стали.

Сварка без газа, как и любой другой сварочный процесс, требует соблюдения техники безопасности, выполнения противопожарных мероприятий, применения индивидуальных средств защиты.

На сколько хватает расходников полуавтомата?

Задумываясь о полуавтоматической сварке нержавейки, стоит знать, на сколько хватит расходки. Самым быстро изнашиваемым элементом выступает токосъемный наконечник. Через него напряжение передается на проволоку. В мундштуке разбивается выходное отверстие, из-за чего проволока начинает «гулять». Это усложняет манипуляции по управлению электрической дугой, снижает качество шва.

При работе полуавтоматом 6-8 часов каждый день, за смену придется заменить 1-2 токосъемных наконечника. Такие детали всегда должны быть в запасе у сварщика. Причем для каждого диаметра проволоки есть свои мундштуки. Когда сварка ведется то проволокой 0.8 мм, то 1.2 мм, мундштуки тоже меняются.

Канал для подачи проволоки служит несколько лет. Потом он забивается грязью и проволока начинает застревать. Прижимные ролики толкающего механизма «живут» до 5 лет. При активном использовании оборудования постепенно изнашивается зажим массы — ослабевает хват, обгорают прижимные «губы». Срок службы зависит от первоначального качества элемента. У любительских аппаратов зажима хватит на пару лет, у профессиональных — до 7-10 лет.

Плюсы и минусы MIG-сварки нержавейки

Если сравнивать полуавтоматическую сварку нержавеющей стали с ручной дуговой (ММА) и неплавящимся электродом в газовой среде (TIG), то MIG-сварка выделяется следующими преимуществами:

• малое количество дыма;
• быстрое ведение шва;
• возможность сваривать тонкие и толстые детали;
• не требуется останавливаться на замену расходников (менять покрытый электрод или подтачивать вольфрамовую иглу);
• удобство работы во всех пространственных положениях.

У метода есть и недостатки,

но такие же минусы имеет аргоновая сварка:

• требуется газовый баллон, из-за чего усложняется транспортировка;
• при работах на ветру защитный газ сдувается, в шве возникают поры;
• высокая стоимость расходников.

Основным минусом MIG-сварки нержавейки выступает сильное разбрызгивание присадочного металла. Поэтому следует защищать сопло горелки и околошовную зону от окалин при помощи сварочной химии (спреи и пасты).

Если требуется частое перемещение сварочного оборудования по большому цеху, практично купить тележку для газового баллона. Она может совмещать платформу для полуавтомата, чтобы все перевозить сразу. Когда регулярно планируется варить полуавтоматом нержавейку на выезде (ремонтные работы по вызову и пр.), купите аргоновый баллон на 5 л, который весит 8.5 кг. Его удобнее погрузить в легковой автомобиль и донести до места работы.

Расход углекислоты при сварке для сварочного полуавтомата

Сварка полуавтоматом в среде углекислого газа требует постоянного присутствия углекислоты в специальном баллоне.

В большинстве случаев, количество используемого при варке газа зависит от таких параметров:

• качество присадочного материала;
• погодные условия;
• вид свариваемых металлов.

Кроме этого, в формулах расчета фигурирует толщина проволоки и рабочий ток. Стандартный сорокалитровый баллон содержит порядка 25 килограмм углекислоты. При подключении емкости к полуавтомату, благодаря химической реакции сварщик может получить до 510 литров рабочей газовой смеси из одного килограмма углекислоты.

Расход защитного газа СО2 при полуавтоматической сварке при идеальных условиях составляет примерно 8-9 литров газа в минуту, что позволяет обеспечить до 24 часов беспрерывной работы.

Режимы сварки в среде защитных газов для цветных металлов предполагают значительно больший расход смеси:

• Соединение алюминиевых изделий потребляет до 15-20 литров газовой смеси.
• Процесс образования шва между медными деталями забирает около 12 литров в минуту.
• На соединение изделий из магния потребуется до 14 литров смеси в минуту.
• Расход на варку никеля составляет 10-12 литров.

Важно отметить, что во время подготовки оборудования допускается расход защитного газа вплоть до 10% от общего объема, запасенного на проведение всех работ.

Порошковая самозащитная проволока.

Теоретический расчет расхода сварочной проволоки при работе полуавтоматической аппаратуры должен учитывать следующие параметры:

• тип свариваемого металла;
• диаметр проволоки;
• наличие или отсутствие защитного газа;
• характеристики сварочной аппаратуры;
• место выполнения работы, например, для потолочной сварки расход материала выше, а для полувертикальной – ниже.

Как правило, расход присадочного компонента не превышает 1.5% от все массы конструкции. Перед тем, как варить сваркой, необходимо тщательно просчитать количество требуемых для работы материалов, дабы не прерывать сварочный процесс.

Расход проволоки для сварки без газа зависит от:

• качества используемых компонентов;
• толщины проволоки;
• вида металлического изделия.