Выбираем сварочный полуавтомат.

Если вы собираетесь заниматься кузовным ремонтом в своем гараже, то выбор и приобретение сварочного аппарата становится просто необходимым.
В этой статье рассмотрим, какой сварочный аппарат выбрать и купить, а также характеристики, на которые следует обратить внимание при выборе и покупке сварочника. Статья рассчитана на начинающих, поэтому никаких Америк открывать не буду, а лишь постараюсь понятным языком изложить принцип работы, устройство и на что следует обратить внимание при выборе и покупке сварочного аппарата для себя родного в гараж.
 В настоящее время в мире изобретена целая куча методов сварки для разных условий и материалов, и для каждого способа предусматривается свой сварочный аппарат. Но здесь, мы не будем рассматривать их, а обратим наше пристальное внимание на полуавтоматический сварочный аппарат, который варит проволокой в газовой среде, ведь именно такой использует основная масса автомастеров для ремонта автомобилей.

Почему такое название – полуавтомат? Думаю потому, что всё-таки и сварщику приходиться немного поучаствовать. Например, направить в нужное место горелку и нажать курок.
Теперь немного теории, без которой не обойтись, если мы хотим понимать элементарный принцип работы этого аппарата.
Методу сварки в газовой среде было дано смешное, я бы даже сказал мультяшное название - MIG-MAG, что в переводе означает:
Metal Inert Gas - металл сваривается в инертном газе (сварка в аргоне или смеси газов)
Metal Active Gas - металл сваривается в активном газе (активным газом принято считать - углекислый).

При сварке методом MIG - MAG электрическая дуга горит между плавящейся сварочной проволокой и материалом при постоянном токе. Во время работы, подаваемый через горелку газ защищает зону сварки от кислорода, который, как известно, является мощным окислителем.
Данный агрегат именно то, что нужно для сварки тонкого листового металла, т.е. автомобильных кузовов, а значит наилучшим образом подойдет в нашей работе. Выбирая себе сварочник для работы, нужно помнить, что он как и другое гаражное оборудование подразделяется по типу:

• бытовой,
• полупрофессиональный,
• и профессиональный.

Соответственно и стоимость. Основная отличительная особенность этого разделения - характеристика тока и источник питания.

• Бытовой сварочник выдает – до 200 Ампер.
• Полупрофессионал – до 300 Ампер.
• И профи выдаст свыше 300 Ампер.

Если кратко, то, сварочный полуавтомат состоит из:

• Источника питания в корпусе
• Устройство управления сварочным током и скоростью подачи проволоки
• Шланга (рукава, канала) для пропуска проволоки и газа
• Горелки
• Зажима массы

 Дополнительно, для правильной работы вам потребуется баллон с углекислым газом и бобина с проволокой.

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ В КОРПУСЕ
Сварочные аппараты также подразделяются по источнику питания. Он может быть:

• трансформатором,
• выпрямителем,
• инвертором.

От варианта исполнения источника питания зависит вес и объем сварочника, ну и также его цена. Бытует утверждение, что чем больше вес и размер аппарата, тем лучше – это неверно.
Для более высоких показателей и качества сварки требуется применение инверторных сварочных полуавтоматов.

МЕХАНИЗМ ПОДАЧИ ПРОВОЛОКИ

• Толкающий - (привод подачи находится в корпусе аппарата и толкает проволоку в рукав и горелку, основной метод).
• Тянущий - (привод подачи находится в ручке горелки).
• Толкающий - тянущий – (два согласованных привода подачи проволоки, один в корпусе полуавтомата, другой в ручке горелки, используют при больших длинах рукава с горелкой).

ПРОВОЛОКА
Бобина с проволокой (диаметр проволоки 0,6-2,0мм) устанавливается в сварочный аппарат и пропускается через механизм подмотки в рукав (канал), на который крепиться непосредственно сама горелка. Баллон с газом подсоединяется к специальной трубке, которая передает газ по тому же рукаву к месту сварки.
Хочу сразу заметить, что если применять специальную проволоку с флюсом (порошковая проволока), то можно обойтись при сварке и без углекислого газа.
Эта проволока представляет собой трубочку, внутри которой находится специальный порошок (флюс).
При сгорании в дуге этот порошок образует газовую среду, которая препятствует контакту расплавленного металла с кислородом. Правда, стоимость флюсовой проволоки значительно выше обычной стальной омедненной.
При использовании флюсовой проволоки необходимо поменять полярность подключения горелки. Перекинуть полярность обычно можно внутри корпуса в отсеке с подающим проволоку узлом. В основном все современные модели полуавтоматов оснащены такой возможностью – сменой режимов GAS - NO GAS.
Но, по моим наблюдением, качество сварки всё-же лучше при использовании газа.

Основные виды проволоки, применяемые при полуавтоматической сварке:

• стальная,
• из нержавейки,
• алюминиевая,

Следует учесть, что разные марки проволоки даже одного вида (например, стальная) имеют разный химический состав.
Лучший вариант для стальной проволоки, это поверхность, покрытая медной пленкой, т.к. при этом улучшен электрический контакт с горелкой, соответственно меньше пульсаций по току, а значит более качественный шов.
Если варить собираетесь не только кузовное железо, а также сталь, алюминий, то применять придется смесь углекислоты с аргоном или чистый аргон, а также соответствующую сварочную проволоку.

ГОРЕЛКА
Это именно то, что держит в руках сварщик. Горелка может иметь с аппаратом неразъемное соединение или соединяться через специальный быстрый разъём (Euro Mig-Mag). В профессиональных сварочных аппаратах применяется в основном разъёмное соединение.
Именно через горелку в зону сварки подается сварная проволока и газ.

А теперь рассмотрим некоторые весьма важные характеристики, которые обычно указываются в техническом описании на сварочный аппарат.

ПВ (продолжительность включения).
Принято разбивать работу сварочного аппарата циклами по 10 минут. Для примера, если в инструкции на аппарат стоит - ПВ 40%/340А, то это значит, что при токе в 340 Ампер, агрегат может работать не более 4 минут, остальные 6 минут прибор должен отдыхать (остывать) ну и сварщик заодно. Далее следует такой же цикл – 4 минуты работаем, 6 минут курим бамбук.
Чем меньше используемый ток, тем дольше аппарат может работать. Так, например значение – 100%/200А означает, что аппарат при токе в 200 Ампер может трудиться постоянно и без продыху вместе со сварщиком.
Следует заметить, что чем толще материал, который вы собираетесь варить, тем больший выбирается диаметр проволоки и соответственно будет выше значение тока.
В импортных аппаратах значение ПВ может быть обозначено неприличной буквой Х.
Среднее значение ПВ для большинства бытовых сварочных аппаратов составляет около 15-20%, а для профессиональной работы следует ориентироваться на показатель не менее 60%, к нужному для вашей основной работы значению тока. Меньше курим – больше зарабатываем!

Потребляемая мощность.
Как и в случае с выбором компрессора, следует обратить особое внимание на электрическую сеть в вашем гараже. Сможет ли потянуть сварочник. Повторяться не буду, все требования те же. Кому нужно освежить - читаем по ссылке выше.

А теперь, несколько советов, которые могут пригодиться при выборе и покупке сварочного полуавтомата:

• Выбор сварочного аппарата начинайте с определения круга задач, как часто и какую работу вы собираетесь выполнять.
• Выбирая для себя, сей агрегат, каждый руководствуется своими потребностями, а также критериями надежности и качества, возможно брендом и, несомненно, своим кошельком.
  При покупке сварочного оборудования для себя любимого вовсе не лишней станет дополнительная консультация опытного сварщика или продавца-консультанта с многолетним опытом, на продавцов-девушек в мини юбках не рассчитывайте.
• Чем ниже максимальная мощность сварочника, тем меньше его цена - но и работа будет возможна соответственно только с материалами, небольшими по толщине.
• Электронное управление клапаном подачи газа (если предусмотрено конструкцией) сделает работу сварочным полуавтоматом значительно экономичней.
• Узнайте, насколько хорошо представлен сервис на данный сварочный аппарат в вашем регионе.
  Есть ли сварочная проволока необходимая для вашей работы, есть ли возможность возобновлять газ в баллонах. А также, такие расходники как сопла для горелки, токопроводящие наконечники, изоляционные втулки и т.д. и т.п. Это немаловажный вопрос для нормальной работы.

электроды со специальным покрытием.

Кроме перечисленных типов покрытий существуют следующие покрытия металлических электродов: рутило-карбонатное (электроды АНО-3, АНО-4, АНО-5); рутило-карбонатно-фтористое (электроды ОЗЛ-9); ильменитовое (электроды АНО-6); рутиловое с железным порошком (электроды АНО-1); пластмассовое (электроды ВСП-1).
Электроды с рутило-карбонатным покрытием обладают высокими сварочно-технологическими свойствами. При сварке этими электродами обеспечиваются хорошее формирование металла шва во всех пространственных положениях, легкая отделимость шлаковой корки, устойчивое горение дуги при сварке переменным и постоянным током любой полярности. Они имеют малые потери металла от разбрызгивания и в этом отношении значительно превосходят электроды ОММ-5, СМ-5.
По механическим свойствам металла шва и сварного соединения данные электроды относятся к электродам типа Э-46, ГОСТ 9467—60.
Электроды с рутило-карбонатным покрытием обеспечивают высокую ударную вязкость металла шва при положительных и отрицательных температурах непосредственно после сварки и после старения. Значения ударной вязкости металла шва, выполненного электродами АНО-3 и АНО-4, АНО-5, значительно выше, чем для электродов ОММ-5 и СМ-5.
Электроды с рутило-карбонатно-фтористым покрытием применяются при сварке жаростойких сталей, работающих при температуре до 1050° С и когда к металлу шва предъявляются требования повышенной стойкости против охрупчивания.
Электроды с ильменитовым покрытием отличаются легким возбуждением дуги. При сварке электродами АНО-6, имеющими ильменитовое покрытие, выделяется меньше пыли, дыма и газов, чем при сварке электродами ОММ-5 и СМ-5.
Электроды, имеющие рутиловое покрытие с железным порошком, обладают высокой производительностью за счет наличия в покрытии железного порошка. Сварка выполняется в основном в нижнем положении. При сварке выделяется небольшое количество токсических соединений марганца. Эти электроды имеют типичный коэффициент наплавки 15г/а-ч.Склонность металла шва к образованию пор незначительная, так как наличие ржавчины и масла, как правило, не вызывает образования пор.
Электроды с пластмассовым покрытием также содержат железный порошок, этими электродами легко заваривают зазоры. Покрытие негигроскопично. Сварка возможна во всех пространственных положениях на постоянном и переменном токе.

электроды с органическим покрытием.

Органическое покрытие состоит главным образом из горючих органических материалов (оксицеллюлозы, крахмала), которые в процессе разложения в дуге обеспечивают

газовую защиту расплавленного металла. Шлакообразующими являются рутил, титановый концентрат, марганцевая руда и силикаты, а раскислителем — ферромарганец. Эти электроды обеспечивают небольшое разбрызгивание металла и малое количество шлака. Они пригодны для сварки во всех пространственных положениях как переменным, так и постоянным током. По механическим свойствам металла шва электроды с органическим покрытием соответствуют типу Э42-Э50 по ГОСТ 9467—60. В табл. 7 приведен состав органического покрытия электродов ОМА-2.

электроды с рутиловым покрытием.

  В состав рутилового покрытия входят концентрат природного минерала рутила, кремнезем, карбонаты кальция, магния и ферромарганец. Концентрат рутила состоит в основном из двуокиси титана. Кремнезем в состав покрытия вводится в виде гранита, полевого шпата и слюды.
Содержание водорода в металле шва зависит от присутствия в покрытии органических веществ. Стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин такая же, как у электродов с рудно-кислым покрытием. Электроды этой группы при сварке мало склонны к образованию пор при изменении длины дуги или по окисленным поверхностям,а также по металлу,наплавленному ранее электродами со стабилизирующим покрытием. В процессе сварки рутиловое покрытие обеспечивает устойчивое горение дуги, хорошее формирование шва, а также минимальное разбрызгивание металла. Выделение вредных газов при сварке небольшое.
Электродами с рутиловым покрытием можно сваривать изделия во всех пространственных положениях как переменным, так и постоянным током. Металл, наплавленный электродами с рутиловым покрытием, содержит до 0,12% С; 0,4—0,7% Мп; 0,1—0,3% Si; 0,04% S и Р каждого.
По механическим свойствам металла шва и сварного соединения электроды с рутиловым покрытием относят к типу Э42-Э46 по ГОСТ 9467—60. В табл. 6 приведен состав рутилового покрытия электрода ЦМ-9.

* Сухой силикат в % к весу сухой смеси остальных составляющих.

электроды с фтористо кальциевым покрытием.

 Фтористо-кальциевое покрытие состоит из карбонатов кальция, магния (мрамор, мел, доломит, магнезит) и плавикового шпата, а также из ферросплавов (ферромарганец, ферросилиций, ферротитан и др.). Электроды с фтористо-кальциевым покрытием иногда называют «основными» или «низководородистыми». Расплавленный металл защищается углекислым газом и окисью углерода, которые образуются вследствие диссоциации карбонатов. Электроды с основным покрытием применяют преимущественно при сварке постоянным током обратной полярности во всех пространственных положениях. Металл, наплавленный такими электродами, чаще всего соответствует спокойной стали и содержит незначительное количество кислорода, водорода и азота. Содержание серы и фосфора в нем обычно не превышает 0,035% каждого, содержание марганца и кремния зависит от назначения электродов (от 0,5 до1,5% Мп и от 0,3 до 0,6% Si). Металл шва, стойкий против образования кристаллизационных трещин, старения, имеет достаточно высокие показатели ударной вязкости как при положительных, так и при отрицательных температурах. Электроды с основным покрытием применяют для сварки металлов большой толщины, для изделий, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях или транспортирующих газы, а также для сварки литых углеродистыхнизколегированных высокопрочных сталей и сталей с повышенным содержаниемсеры и углерода.Электроды с фтористо-кальциевым покрытиемвесьма чувствительны к образованию пор во время сварки,если кромки свариваемых изделий покрыты окалиной,ржавчиной, маслом,а также .если электродное покрытие увлажнено и поддерживается большая длина дуги.Механические свойства металла шва регулируют введением в покрытие хрома, молибдена, ферромарганца и ферросилиция. 

Электроды с рудно-кислым покрытием.

В составе рудно-кислого покрытия содержатся окислы железа и марганца (преимущественно в виде руд), кремнезем, титановый концентрат и большое количество ферромарганца. Газовую защиту расплавленного металла обеспечивают разложением органических составляющих покрытия (целлюлозы, древесной муки, декстрина, крахмала). Металл, наплавленный электродами с рудно-кислым покрытием, по своему составу чаще всего соответствует кипящей стали и содержит от 0,12% С, 0,10% Si; 0,6—0,9% Мп до 0,05% S и Р каждого. Электроды этой группы пригодны для сварки во всех пространственных положениях переменным и постоянным током и характеризуются достаточно большой скоростью расплавления. Их не рекомендуется применять для сварки сталей, которые имеют повышенное содержание серы и углерода, так как металл шва, выполненный этими электродами, чувствителен к образованию кристаллизационных трещин. Электродами с рудно-кислым покрытием можно сваривать металл с ржавыми кромками, окалиной (при значительном напряжении дуги), получая при этом плотные швы. Поры в швах при сварке электродами с рудно-кислым покрытием образуются: из-за высокого содержания марганца в покрытии; при применении ферромарганца с большим содержанием углерода и кремния;
при сварке металла с высоким содержанием кремния.

Электроды этой группы обеспечивают получение металла шва с временным сопротивлением свыше 42кг/мм2, относительным удлинением не менее 18% и ударной вязкостью более 8кГм/см2. По механическим свойствам сварного соединения и металла шва электроды с рудно- кислым покрытием относятся к типу Э42 по ГОСТ 9467—60. Недостатками этих электродов являются пониженная стойкость против образования кристаллизационных трещин, повышенное разбрызгивание металла и выделение в процессе сварки марганцовистых соединений, вредно влияющих на организм человека. В табл. 4 приведен состав некоторых электродных покрытий рудно-кислого типа.

свойства электродов

Покрытия (обмазки) электродов. Электродные покрытия (обмазки) состоят из шлакообразующих, газообразующих, раскисляющих, легирующих, стабилизирующих и связующих (клеящих) компонентов.
Шлакообразующие составляющие защищают расплавленный металл от воздействия кислорода и азота воздуха и частично рафинируют (очищают) его. Они образуют шлаковые оболочки вокруг капель электродного металла, проходящих через дуговой промежуток, и шлаковый покров на поверхности металла шва, шлакообразующие составляющие уменьшают скорость охлаждения металла и способствуют выделению из него неметаллических включений. Шлакообразующие составляющие могут включать титановый концентрат, марганцевую руду, полевой шпат, каолин, мел, мрамор, кварцевый песок, доломит, а также вещества, повышающие стабильность горения дуги.
Газообразующие составляющие при сгорании создают газовую защиту зоны сварки, которая также предохраняет расплавленный металл от кислорода и азота воздуха. Газообразующие составляющие состоят из древесной муки, хлопчатобумажной пряжи, крахмала, пищевой муки, декстрина и целлюлозы.
Раскисляющие составляющие необходимы для раскисления расплавленного металла сварочной ванны. К ним относятся элементы, которые обладают большим сродством к кислороду, чем железо, например марганец, кремний, титан, алюминий и др. Большинство раскислителей вводится в электродное покрытие в виде ферросплавов.
Легирующие составляющие необходимы в составе покрытия для придания металлу шва специальных свойств: жаростойкости, износостойкости, сопротивляемости коррозии и повышения механических свойств,
Легирующими элементами служат марганец, хром, титан, ванадий, молибден, никель, вольфрам и некоторые другие элементы.
Стабилизирующими составляющими являются те элементы, которые имеют небольшой потенциал ионизации, например калий, натрий и кальций.
Связующие (клеящие) составляющие применяют для связывания составляющих покрытия между собой и со стержнем электрода. В качестве них применяют калиевое или натриевое жидкое стекло, декстрин, желатин и другие. Основным связующим веществом служит жидкое стекло.
По своему металлургическому действию существуют рудно-кислое, фтористо-кальциевое, рутиловое и газозащитное (органическое) покрытия. Имеются также и другие виды покрытий — стабилизирующее, карбонато- рутиловое, галогенидное и специальное. Все покрытия должны удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать стабильное горение дуги; физические свойства шлаков, образующихся при плавлении электрода, должны обеспечивать нормальное формирование шва и удобное манипулирование электродом;
не должны происходить реакции между шлаками, газами и металлом, способные вызвать образование пор в сварных швах;
материалы покрытия должны хорошо измельчаться и не вступать в реакцию с жидким стеклом или между собой в замесе;
состав покрытий должен обеспечивать приемлемые санитарно-гигиенические условия труда при изготовлении электродов и в процессе их сгорания.
Физические свойства образующихся шлаков оказывают значительное влияние на процесс сварки и формирование сварного шва. Во всех электродных покрытиях при их плавлении плотность шлака должна быть ниже плотности металла сварочной ванны, что обеспечит его всплывание из сварочной ванны. Температурный интервал затвердения шлака должен быть ниже температуры кристаллизации металла сварочной ванны, иначе слой шлака не будет пропускать выделяющиеся из сварочной ванны газы. Шлак должен покрывать сварной шов по всей поверхности ровным слоем.
Шлаки, образующиеся при плавлении электродных покрытий, бывают «длинные» и «короткие». «Длинными» называют такие шлаки, в составе которых содержится значительное количество кремнезема. Возрастание их вязкости при понижении температуры происходит медленно. Электроды, имеющие покрытия, образующие при плавлении «длинные» шлаки, не пригодны для сварки в вертикальной и потолочной плоскостях, так как сварочная ванна длительное время находится в жидком состоянии. Для сварки во всех пространственных положениях применяют электроды, покрытия которых при плавлении дают «короткие» шлаки; возрастание вязкости расплавленного шлака с понижением температуры происходит быстро, поэтому закристаллизовавшийся шлак препятствует стеканию металла шва, находящегося еще в жидком состоянии. «Короткие» шлаки дают электроды с рутиловым и фтористо-кальциевым покрытием.
Достаточно хорошую отделимость шлаковой корки от поверхности металла получают при применении шлаков, имеющих коэффициент линейного расширения, отличающийся от коэффициента линейного расширения металла.
Свойства металла шва и технологические характеристики электродов. Электроды характеризуют по свойствам наплавленного ими металла, к которым относятся: прочность, пластичность, удлинение, ударная вязкость, твердость, коррозионная стойкость, стойкость против старения, а при наплавочных работах и износостойкость.
Наряду с качеством металла шва, полученного при сварке данным электродом, важное значение имеют и его технологические свойства. К основным технологическим свойствам электрода относят его производительность, пригодность для сварки в различных пространственных положениях, стабильность горения дуги при постоянном и переменном токе, допустимую максимальную и минимальную длину дуги, форму шва, коэффициенты наплавки, расплавления и потерь.

классификация электродов.

  Электроды, применяемые для сварки и наплавки, классифицируются по назначению (для сварки стали, чугуна, цветных металлов и для наплавочных работ), технологическим особенностям (для сварки в различных пространственных положениях, для сварки с глубоким проплавлением и для ванной сварки), типу покрытия (рудно-кислое, фтористо-кальциевое, рутиловое и газозащитное), химическому составу стержня и покрытия, характеру шлака, механическим свойствам металла шва и способу нанесения покрытия (опрессовкой или окунанием).
Основными требованиями для всех типов электродов являются:
обеспечение стабильного горения дуги и хорошего формирования шва;
получение металла сварного шва заданного химического состава;
спокойное и равномерное расплавление электродного стержня и покрытия;
минимальное разбрызгивание электродного металла и высокая производительность сварки;
легкая отделимость шлака и достаточная прочность покрытий;
сохранение физико-химических и технологических свойств электродов в течение определенного промежутка времени;
минимальная токсичность при изготовлении и при сварке.
Электроды для дуговой сварки сталей и наплавки по ГОСТ 9466—60 подразделяются на следующие классы;
для сварки углеродистых и легированных конструкционных сталей;
для сварки легированных теплоустойчивых сталей; для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами;
для наплавки поверхностных слоев в особыми свойствами (кроме электродов для наплавки цветных сплавов).
Длина электродов приводится в табл. 3.

Электроды для сварки углеродистых и легированных конструкционных сталей, а также электроды для сварки легированных теплоустойчивых сталей классифицируются по ГОСТ 9467—60. Этим стандартом предусмотрено 8 типов электродов для сварки низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и низколегированных сталей (Э34, Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50, Э50А и Э55), 7 типов электродов для легированных сталей повышенной прочности (Э60, Э60А, Э70, Э85, Э100, Э125, Э145) и 7 типов электродов \а,ля сварки теплоустойчивых сталей (Э-М, Э-МХ, Э-ХМ, Э-ХМФ, Э-ХМФБ, Э-Х2МФБ и Э-Х5МФ).
Электроды для сварки углеродистых и легированных конструкционных сталей обозначают по марке и типу электрода, диаметру стержня, по типу покрытия и ГОСТу. Например, условное обозначение электрода ЦМ7-Э42-5.0-Р ГОСТ 9467—60 расшифровывается следующим образом: ЦМ7—марка электрода, Э42 — тип электрода (Э — электрод для дуговой сварки; 42 — минимальное гарантируемое временное сопротивление металла шва вкГ/мм2при растяжении); 5,0 — диаметр электродного стержня в миллиметрах; Р — рудно-кислый тип покрытия (рудно-кислое покрытие обозначается буквой Р, фтористо-кальциевое — Ф; рутиловое — Т и органическое — О); в конце указан номер ГОСТа, которым стандартизирован электрод.
Электроды для сварки теплоустойчивых сталей классифицируются по механическим свойствам металла шва и по химическому составу наплавленного металла в процентах. Буквы, ^стоящие после буквы Э, указывают на наличие легирующих элементов в наплавленном металле, а цифры — их содержание в процентах (если оно превышает 1%).
При содержании легирующего элемента менее 1% ставится только соответствующая буква. Например, при использовании электродов типа Э-Х2МФБ в наплавленном металле шва гарантируется содержание более 2% хрома, до 1 % молибдена, ванадия и ниобия (X — хром; М — молибден, Ф — ванадий, Б — ниобий).
Электроды для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами классифицируются ГОСТ 10052—62 по химическому составу наплавленного металла, содержанию ферритной фазы, стойкости сварного соединения против межкристаллитной коррозии и механическим свойствам наплавленного металла, испытанного при температуре 20° С. Этот стандарт предусматривает 27 типов электродов. Буква А, стоящая после буквы Э, обозначает аустенитные, а буква Ф — ферритные электроды. Буквы, стоящие после тире, обозначают название элементов, по которым гарантировано содержание этих элементов в наплавленном металле шва.
Электроды для дуговой наплавки регламентируются ГОСТ 10051—62 (25 типов электродов, которые характеризуются химическим составом наплавленного металла и его твердостью).

Сварка Чугуна

  Сплавы железа, содержащие более 2% углерода, называют чугунами. Свариваемость и свойства сварных соединений во многом определяются составом чугуна и его структурой. Чугуны различают по форме графита, содержащегося в сплаве. Физические свойства чугуна указывают в его маркировке. Так, индекс «СЧ» указывает, что чугун серый, механические свойства которому придает углерод, находящийся в несвязанном состоянии с кристаллами углерода пластинчатой формы. Серый чугун чаще всего применяют для изготовления конструкций. Высокопрочный чугун маркируют индексом «ВЧ». Графит в этом виде чугуна присутствует в шаровидной форме, которая формируется за счет введения магния.

Длительный отжиг чугуна придает графиту хлопьевидную форму, что позволяет ему находятся в свободном состоянии. Это способствует увеличению пластичности основного материала, и такой чугун называют ковким, обозначая индексом «КЧ». Белый чугун («ВЧ»), содержит углерод в виде химического соединения, называемого цементитом. Цементит придает чугуну высокую твердость и хрупкость, что накладывает ограничения на его применение в конструктивных целях.

Технологию, режимы и материалы сварки чугунных конструкций подбирают в зависимости от вида чугуна и условий эксплуатации свариваемой конструкции. Сварку можно выполнять как холодным, так и горячим методами. При сварке чугуна появляются определенные трудности, выраженные в охрупчивании сварного соединения и образовании трещин, являющихся следствием остаточных напряжений и деформаций. Для борьбы с этими явлениями применяют предварительный и сопутствующий подогрев, обеспечивающий нужную структуру сварного соединения.

Процесс подготовки свариваемых поверхностей практически не отличается от ранее рассмотренных вариантов и включает в себя очистку деталей, разделку кромок и т.д. Для того, чтобы в процессе сварки было легче уберечь расплавленный металл от вытекания, сварку лучше выполнять в нижнем положении с формовкой сварочной ванны. Сварка требует повышенного внимания, так как образование на поверхности сварочной ванны тугоплавких окислов способствует появлению непроваров.

Сварку чугуна выполняют стальными, никелевыми, железно-никелевыми, медно-никелевыми и медно-железными электродами.

Стальные электроды ЦЧ-4 состоят из проволоки на основе низкоуглеродистой стали с карбидообразующим покрытием. Электроды УОНИ-13/45 имеют защитно-легирующие покрытия. Как правило, сварку стальными электродами выполняют для неответственных чугунных изделий небольших размеров и с малым объемом наплавки. Технология такой сварки обычно не предусматривает послесварочную механическую обработку. Сварку ведут небольшими (100 — 120 мм) участками, с остановками для остывания до температуры 60 — 80°С.

Железно-никелевые электроды ОЗЖН-1 применяют для сварки отдельных небольших дефектов на обрабатываемых поверхностях из серого и высококачественного чугуна. Наплавленный этими электродами металл имеет высокую прочность и плотность и хорошо обрабатывается механическими методами.

Медно-железные электроды ОЗЧ-2 с покрытием в виде сухой смеси типа УОНИ-13 (50%) и железного порошка (50%), защищенными и жидким стеклом, применяют для заварки дефектов на отливках, которые играют ключевую роль в механизмах и конструкциях. Сварка электродами данного типа не предусматривает чрезмерного разогрева свариваемых поверхностей. По окончании сварки швы проковывают в горячем состоянии. Проковка снижает возникающие напряжения в швах и уменьшает опасность возникновения трещин.

Никелевые электроды ОЗЧ-З чаще всего применяют в местах с повышенным трением, так как покрытие, выполненное ими, обладает высокой твердостью и стойкостью на истирание.

Медно-никелевые электроды МНЧ-1 и МНЧ-2, наоборот, дают мягкую, хорошо обрабатываемую поверхность. Ими пользуются тогда, когда поверхность после сварки требует тщательной обработки. Сваренная поверхность не применяется в местах, где имеется повышенное трение. Сварку следует вести с перерывами в работе, не допуская перегрева. Швы после сварки проковывают в горячем состоянии.

Горячая сварка предусматривает предварительный подогрев свариваемых деталей до температуры 600 — 800°С, что снижает опасность появления внутренних напряжений и Деформаций. Так как горячая сварка требует наличия специального оборудования (муфельные печи и т.д.), то в условиях домашних мастерских применяется крайне редко, хотя качество соединения при этом получается выше. Процесс горячей сварки ведут непрерывно при больших величинах тока, что позволяет поддерживать большой объем сварочной ванны.

Способы сварки чугуна

Сварка чугуна применяется в ремонтных целях и для изготовления сварнолитых конструкций. К сварным соединениям чугунных деталей в зависимости от типа и условий эксплуатации предъявляют требования по механической прочности, плотности (водонепроницаемость, газонепроницаемость) и обрабатываемости режущим инструментом. Обеспечить эти требования при сварке весьма сложно из-за физико-химических особенностей чугуна.

Трудности, возникающие при сварке чугуна, обусловлены, как правило, низкой стойкостью металла сварного соединении против образования трещин плохой его обрабатываемостью на механических станках.

Низкая стойкость основного металла и металла околошовной зоны против образования трещин характерна для чугуна пониженным запасом деформационной способности (пониженная прочность и пластичность).

Указанные особенности чугуна являются следствием нарушения сплошности его металлической основы включениями графита, а также склонностью его к отбелке и закалке даже при небольших скоростях охлаждения. Эти свойства чугуна определяются высоким содержанием углерода в нем.

Соединение чугунных деталей между собой выполняют газовой сваркой, пайкой, термитной сваркой, литейной сваркой, дуговой сваркой и электрошлаковой.

Сварку ведут без подогрева (холодный способ сварки),с местным подогревом и с общим подогревом всего изделия. Для дуговой сварки используют угольные, графитовые, стальные и легированные электроды, а также электроды из цветных металлов. Подготовку мест под сварку выполняют механическим путем или огневым способом. Для удержания расплавленного металла сварочной ванны (чугун жидкотекуч) применяют специальиые формовки. Назначение формовки — удерживать расплавленный металл. Формовочная масса имеет следующий состав: кварцевый песок, замешанный на жидком стекле 40%, формовочная земля 30% и белая глина 30%.

Подготовленная к сварке деталь подвергается общему или местному подогреву до температуры   350 — 450º С. Иногда для особо сложных деталей  подогрев производят до температуры 550—600° С.

Сварку выполняют как на переменном, так и на постоянном токе. Величину тока подбирают из расчет 50—90 А на 1 мм диаметра электрода.

Как варить алюминий.

  Для сварки деталей из алюминия и его сплавов применяется как MIG- так и TIG (AC)-сварка. Скорость TIG-сварки в три раза ниже, чем скорость MIG-сварки, но сварной шов получается более качественным, гарантируется отсутствие пор.

Основные рекомендации по сварке и свойства алюминия
Прежде, чем приступить к сварке алюминия , сварщик должен знать особенности материала и технологию сварки .
Чистый алюминий проводит электрический ток в четыре раза лучше, чем сталь, поэтому процесс его сварки имеет свои технологические особенности. Способность проводить тепло у алюминия (около 2,2 Вт/см K) также значительно выше, чем у стали (около 0,6 Вт/см K). Например, у таких часто применяемых алюминиевых сплавов как AlMg4,5Mn или AlMg5 теплопроводность составляет от 1,2 до 1,3 Вт/см K, что также выше значения теплопроводности стали. То, что алюминий лучше проводит тепло, делает нежелательным увеличение скорости сварки - уменьшается глубина провара. Для кристаллизации сварочной ванны требуется меньше времени, поэтому происходит неполное газовыделение, что может привести к образованию пор в сварном шве. Чтобы избежать этого, необходимо устанавливать большее значение силы сварочного тока, чем при сварке стали; предварительно нагреть свариваемые детали, и использовать инертный защитный газ, желательно гелий. В начале сварки возможно уменьшение прочности сварного шва из-за отсутствия полного провара по причине недостаточного прогрева кромок свариваемых деталей. Выходом из этого положения может быть использование функции 4-тактного сварочного цикла . В первом такте сварки подается импульс тока, по значению и концентрации энергии больше чем сварочный, который позволяет ускорить нагрев кромок свариваемых деталей (см. также Специальные рекомендации по MIG-сварке).

Материалы и сварочная проволока
Спектр алюминиевых сплавов сегодня весьма широк. Что касается алюминиевой проволоки, общим требованием является ее своевременное использование. Хранение при вскрытой упаковке должно быть сведено к минимуму, так как быстрое окисление поверхности ведет к ухудшению качества проволоки. Место будущего сварного шва, должно быть тщательно очищено от жировых, масляных и других загрязнений. Это должно быть сделано непосредственно перед сваркой. За очень короткое время алюминий покрывается слоем оксида алюминия (Al2O3). Этот оксидный слой разрушается посредством катодного распыления при сварке на постоянном токе обратной полярности или сварке на переменном токе .

Защитные газы для сварки
Детали и конструкции из алюминия и алюминиевых сплавов должны свариваться в среде защитных инертных газов. В основном для этого применяется аргон. Но предпочтительнее использовать газовую смесь аргона и гелия или один гелий. Более высокий показатель теплопроводности гелия определяет соответственно и более высокую температуру сварочной ванны, что оказывается преимуществом при сварке толстостенных деталей. Применение смеси защитных газов способствует более полному газовыделению - вероятность образования пор в сварном шве уменьшается.

Специальные рекомендации по MIG-сварке

Сварочные аппараты

Стандартные MIG/MAG-аппараты подходят для сварки алюминия весьма условно. Оптимального результата можно добиться, используя импульсно-дуговые аппараты, которые снабжены специальной программой для сварки алюминия.

Импульсно-дуговая сварка

Импульсно-дуговые сварочные аппараты располагают готовыми программами для сварки различных материалов и сплавов. Ручной переключатель на панели управления дает возможность выбрать любую программу. С помощью кнопочного управления на регуляторе энергии нужно выбрать только силу тока. Настройка всех остальных параметров производится автоматически микропроцессором.

Подача проволоки

Алюминиевая проволока значительно мягче стальной. В связи с этим рекомендуется четырехроликовое подающее устройство для того, чтобы прижимное усилие распределялось на каждую пару роликов. Ролики для подачи алюминиевой проволоки должны иметь U-образную канавку, чтобы защитить поверхность проволоки от повреждения.

Сварочная горелка

В качестве направляющей для подачи проволоки в сварочной горелке применяется тефлоновая трубка для уменьшения трения проволоки. Общая длина горелки не должна превышать 3 м, а шланг должен быть по возможности прямым. При толщине проволоки более 0,8 мм рекомендуется применение Push-Pull-горелки. В этой горелке установлен дополнительный механизм подачи проволоки, что позволяет увеличить длину шланга до 10 м.

Положение горелки

При сварке деталей из алюминия горелку устанавливают под углом 10-20° к вертикали. Расстояние между соплом горелки и свариваемыми деталями должно быть 10-15 мм. При большем расстоянии необходимо увеличивать давление защитного газа для обеспечения защиты сварочной ванны.

Расход защитного газа

Рекомендуется следующий расход:
Диаметр проволоки 1,0 мм - 12-14 л/мин
Диаметр проволоки 1,2 мм - 14-16 л/мин
Диаметр проволоки 1,6 мм - 18-22 л/мин
Для установки необходимого расхода газа рекомендуется использовать поплавковый регулятор давления.

Функция 4-тактного сварочного цикла

Современные импульсно-дуговые сварочные аппараты фирмы MERKLE снабжены особой 4-тактной функцией. В первом такте сварки активируется импульс тока по значению и концентрации энергии больше чем сварочный , который позволяет ускорить нагрев кромок свариваемых деталей. Применение этой операции помогает избежать сварочных дефектов в начале сварки.
На конечной стадии сварки после обрыва дуги в результате усадки сварочной ванны, как правило, образуется незаваренный кратер. Также возможно образование усадочных (кристаллизационных) трещин. Применение запрограммированного плавного понижения сварочного тока в четвертом такте позволяет заварить кратер и предотвратить появление трещин. Второй и третий такт являются рабочими тактами в импульсно-дуговом процессе сварки

Интерпульс-метод

Одним из специфических методов импульсно-дуговой сварки является интерпульс-метод, который имеет преимущества перед другими методами при сварке алюминия. В этом случае добавляется второй импульс-процесс. Сварочный шов выглядит так же, как и при TIG-сварке. Преимуществами интерпульс-метода являются:
- внешний вид и качество шва как при ТIG-сварке;
- уменьшение нагрева шва;
- уменьшение термических деформаций и коробления заготовки.


Специальные рекомендации по TIG (AC)-сварке
1) TIG-аппараты

Сварку алюминия TIG-аппаратами выполняют на переменном токе (AC). Имеется большой выбор сварочных аппаратов с максимальной силой тока от 170A до 600A.

2) Положение горелки

Горелка располагается по направлению сварки под углом 15-40° к вертикали. Присадочный материал подается в сварочную ванну под углом 10-30° по отношению к заготовке.

3) Количество защитного газа

Количество защитного газа составляет примерно 5-12 л/мин в зависимости от диаметра керамической форсунки горелки. После окончания сварки газ должен еще некоторое время поступать в зону сварки для защиты сварочного шва и охлаждения неплавящегося электрода.

Учебное пособие - Основы ручной дуговой сварки.

Сварка полуавтоматом в среде защитного газа MIG .

Сварка полуавтоматом в среде защитного газа.

MIG.

путем точечного переноса метала.

                                                                     ( ОСНОВЫ)

  Перед началом сварки нужно установить, необходимое давление газа. Если давление будет чересчур маленьким, образуются поры. Чересчур, же высокое давление приводит к завихрению воздуха, ванна прогревает основной метал недостаточно сильно, приводя тем самым к несплавлению. В редких случаях, могут быть поры.

  Нужно помнить, что скорость подачи проволоки, регулирует напряжение. При установки очень высокой скорости и маленького напряжения, основной метал не прогревается. Проволока не успевает создать нужную амплитуду. В результате появляется треск, метал брызгает, очень сильно, наконечник сплавляется из-за того, что проволока сгорает очень быстро. Нужно очень точно настроить напряжение и скорость подачи.

  Непосредственно сам сварочный процесс. Длинна проволоки от наконечника должна находиться на расстоянии примерно 6-9 мм. как перед началом сварки так и в ее процессе, эта величина позволяет хорошо прогреть основной метал и контролировать степень проплавления и сварочную ванну. Дуга и проволока, должны находиться на переднем крае сварочной ванны. В процессе сварки нужно внимательно следить за расстоянием проволоки от сварочной ванны. Если ее отодвинуть чересчур далеко, это приведет к ее охлаждению и соответственно недостаточному прогреву основного металла.
Сварочный шов можно вести в различных направлениях.

1. сварочный шов ведется на себя.

  В данном случае ванна движется по направлению стрелки, тепло дуги сильно нагревает Ванну в результате она становиться более жидкой. Это позволяет делать шов более широким. Приводит к наращиванию шва образованию большего количества метала на поверхности.

2. Шов ведется от себя.

  При данном виде сварки, тепло дуги направляется вдаль от шва позволяя ванне остывать.
Это ограничивает ее проникновение. Шов получается более плоским и вы видите, что делаете. С передним наклоном нужно быть осторожным, необходимо удерживать горелку у переднего края и не оставлять большую (широкую) ванну перед дугой.

  Можно делать движение из стороны в стороны(выше.ниже). Но следует избегать чересчур широких движений которые делают ванну неуправляемой.

  Если скорость движения горелки слишком велика метал не прогревается, должным образом и шов укладывается на вершине, без достаточного проплавления ( или детали могут вообще несварится друг с другом).
Если же двигаться медленно металла образуется чересчур много на поверхности шва. а в глубине тереться тепло и как результат, несплавление.

Скорость движения это главный элемент в процессе сварки. Нужно следить за краями и вершиной шва (ванны), чтобы избежать излишнего наплавления.


!!! Нужно помнить что напряжение и скорость подачи проволоки зависимые друг, от друга, прямо пропорционально. Увеличивая скорость подачи, необходимо увеличивать напряжение и наоборот соответственно.

При правильной установке напряжения и скорости подачи сварочная ванна течет очень управляемо, шов получается фактически ровный.

!!! Если напряжение установлено слишком большое, длинна дуги увеличиваться, в ванну поступает больше тепла она становиться более жидкая и оживленная ею становится тяжело управлять и начинается сильное разбрызгивание.

!!! если напряжение для скорости подачи проволоки мало, дуга укорачивается, проволока втыкается в ванну, дуга нестабильна, тепла не хватает, для расплавления основного и плавящегося метала и ванна не будет жидкой по краям. Конечный шов будет выпуклым.

!!! Регулировать скорость и напряжение можно по звуку. Нужно добиться гармоничного, красивого звука без треска и тогда шов будет ровным, а брызг почти не будет.


Сварка в горизонтальном положении.


Нужно слегка наклонить горелку, вверх в направлении движения удерживая тепло дуги подальше от шва. Двигаться вперед удерживая проволоку на переднем крае сварочной ванны и удерживать постоянную ширину дуги, вылет электрода ( проволоки).

Если шов проседает . убедись, что горелка не смотрит на ванну, затем попытайся увеличить скорость сварки, чтобы оставить основной метал холоднее.


Сварка вертикального шва
(Сверху вниз)


Поскольку тепло движется вверх, нужно от него уходить, соответственно варить нужно сверху вниз. при сварке нужно немного наклонять горелку вверх, чтобы тепло удерживало ванну. двигаться нужно прямо вниз или со слабым движением из стороны в стороны. Двигаться нужно достаточно быстро, чтобы опережать расплавленный метал, и удерживать проволоку на переднем крае ванны. А так же смотреть по сторонам, чтобы шов был прямым.


Сварка потолочного шва.


Для этой сварки важно удобное положение, Чтобы можно было свободно управлять горелкой. Нужно наклонить горелку в направлении движения, чтобы тепло было подальше от шва. Горелку нужно держать прямее с легким движением из стороны в сторону.
В случае если не получается варить над головой, необходимо проверить правильность вылета проволоки и скорость сварки. Нужно позволять ванне расплываться, чтобы привязать ее, но достаточно быстро, чтобы избежать перегрева и излишнего наплавления.



Типы сварных соединений.

1. Встык
2. внахлест
3. тавровое
4. угловое



Сварка встык

Тонкий метал, в основном вариться внахлест. Сейчас рассмотрим сварку в стык.
Когда варишь встык и метал очень тонкий любой зазор приведет к дыре. Необходимо варить в положении толкая метал от себя, для того чтобы он быстрее остывал.


А если необходимо варить вертикальный шов и металл тонкий нужно хорошо встык без зазора подогнать детали и варить как описано ранее вертикальный шов.
Если же метал более толстый необходимо оставлять зазор. для лучшего провара, и делать его одинаковым для того чтобы удержать одинаковую скорость сварки.

Когда металл толще 3мм можно делать кромки шире, создавая такую разделку.

Края метала быстро расплавляются ( на рисунке выделено) и наплавляющий металл проплавляется по внешним краям. Для толстого метала необходимо собирать стык с зазором, от 1,5 до3,1 мм. при сварке толстого метала нужно держать дугу в начале ванны и совершать круговые движения перенося проволоку от середины зазора к одному краю, затем немножко вглубь ванны затем на обратный край и опять к центру впереди ванны. Нужно следить чтобы проволока не вылетела в зазор . Если она вылетит она там отгорит и останется. Возможно придется сделать несколько проходов. Двигать горелку нужно достаточно широко, чтобы хорошо сплавить края.
В идеале толщина шва должна быть равна толщине метала. Метал должен быть в глубине соединения.

Сварка внахлест.

В сварке внахлест нет ничего тяжелого необходимо делать прихватки ( в основном, так варят машины) чтобы шов не расходился. И варить от себя ( в нижнем положении) или сверху вниз в вертикальном.
При сварке более толстого металла необходимо держать горелку перпендикулярно или немного наклонить.

нужно направлять тепло дуги вниз, а не тянуть шов вверх если этого не делать вверх будет прогреваться больше чем низ. Если соединение не ровное нужно поправлять угол горелки для переноса тепла в центр.


Сварка таврового соединения и углового.

На тонком металле вариться как и внахлёст. На толстом металле необходимо вырезать канавку  и заварить ее. Для большей прочности можно заварить и внизу. но тогда возникнет тенденция к загибу детали в направлении заполнения