Благодаря разнообразию сварочного оборудования и различных технологий сваривания появляется возможность создания высоконадёжных неразборных соединений металлических деталей и заготовок.
Существующие виды сварочных аппаратов позволяют:
- работать с различными металлами и их сплавами;
- обеспечивать высокую точность сварных работ;
- гарантировать надёжность и долговечность свариваемых конструкций;
- выполнять работы в любой пространственной ориентации металлических заготовок;
- обеспечивать экономическую эффективность проводимых работ;
- гарантировать необходимый уровень безопасности сварщикам.
Наличие разнообразного по конструкционному исполнению оборудования позволяет проще выбирать методы сваривания под конкретные условия. Благодаря этому оптимизируется производительность труда, улучшается качество сварки, повышается рентабельность сварочных работ.
Какие факторы влияют на выбор сварочного оборудования?
Чтобы среди существующих видов сварочных аппаратов по металлу выбрать наиболее подходящие, нужно учитывать следующее:
- вид свариваемых материалов;
- толщину соединяемых заготовок;
- подходящий метод сварки;
- пространственную ориентацию свариваемых конструкций;
- среду и условия проведения сварочных работ;
- требования безопасности.
Общие виды сварочных аппаратов
В зависимости от конструкционного исполнения, различают следующие виды сварочного оборудования:
- Трансформаторы – самые простые устройства, используемые для черновых сварочных работ, возможно сваривание встык и внахлёст с использованием переменного тока;
- Сварочные выпрямители – обеспечивают возможность сварки постоянным током, могут применяться для сваривания чёрных и цветных металлов, нержавейки и чугуна;
- Сварочные инверторы – наиболее распространённые и востребованные аппараты, позволяющие сваривать любые металлы с применением различных видов электродов;
- Сварочные автоматы – это оборудование промышленного назначения, позволяющее выполнять большие объёмы сварочных работ с высокой точностью и качеством;
- Техника для аргонодуговой сварки – процесс сваривания происходит неплавящимися электродами в защитной газовой среде, аргонодуговая сварка подходит для сваривания деталей из различных видов стали, а также из цветных металлов;
- Сварочные агрегаты – это специальные комплексы для работы в полевых условиях; они состоят из сварочного оборудования и автономного источника для их питания.
Дуговые сварочные аппараты
Электродуговые аппараты обеспечивают сваривание металлических заготовок за счёт использования электрической дуги. Между электродом и привариваемой деталью зажигается дуга, образующая локальную зону с высокой температурой. Вследствие этого происходит расплавление металла и формируется сварочная ванна.
В ней происходит смешивание расплавленного базового металла и привариваемой детали. После остывания формируется сварочный шов, обеспечивающий надёжное соединение деталей между собой.
К основным характеристикам электродуговых аппаратов относятся:
- тип сварочного тока;
- его максимальное рабочее значение;
- диапазон регулирования сварочного тока;
- величина питающего напряжения;
- поддерживаемый тип электродов;
- продолжительность непрерывного рабочего цикла;
- габаритные размеры и вес.
Кроме перечисленного, важно наличие в сварочных аппаратах различных систем защиты и вспомогательных функций. Они исключат поломку оборудования и сделают процесс сварки более простым и качественным.
В зависимости от видов сварки сварочные аппараты классифицируют по следующим категориям:
- ММА-сварка – аппараты для ручной дуговой сварки плавящимися электродами с покрытием. Технология ММА позволяет сваривать чёрные и цветные металлы, нержавеющую сталь, чугун. ММА-аппараты используют для бытового применения и на небольших производствах.
- TIG-сварка – аппараты для сваривания неплавящимися электродами в защитной газовой среде. Могут применяться для сваривания деталей из алюминиевых и титановых сплавов, нержавеющей, углеродистой и конструкционной стали, цветных металлов и их сплавов.
- MIG/MAG-сварка – полуавтоматические аппараты для сварки плавящейся проволокой в защитной газовой среды. Используется инертный (MIG-технология) или активный (MAG) газ, этот вид сварки подходит для практически для всех металлов и сплавов.
Специфические виды сварочных аппаратов
Технология сваривания некоторых металлов может несколько отличаться от традиционных способов сварки, используемых для черных металлов. Чтобы реализовать поставленную задачу на высоком профессиональном уровне, пользуются специальным сварочным оборудованием. В качестве примера рассмотрим, какие бывают виды сварочных аппаратов для работы с алюминием и нержавеющей сталью.
Сварочные аппараты для алюминия и нержавеющей стали
Для сваривания деталей из алюминия лучше всего подходят электродуговые аппараты с неплавящимися электродами и с защитной газовой средой. Наличие такой защиты является обязательным условием для качественной сварки алюминия.
Этот металл отличается высокой окислительной способностью, что приводит к образованию оксидной плёнки на поверхностях соединяемых деталей. Также при сваривании алюминия высокую эффективность демонстрируют полуавтоматы MIG/MAG и плазменная сварка.
Для работы с нержавеющей сталью рекомендуется использовать аппараты для TIG-сварки. Они создают эффективную защиту сварочной ванны, исключая появление дефектов в сварном шве. Кроме этого, TIG-аппараты позволяют максимально контролировать процесс сварки и обеспечивать его высокую точность.
Хорошие результаты сваривания деталей из нержавейки демонстрируют инверторы для MIG-сварки. Они обеспечивают более высокую скорость работы и могут использоваться для более толстых заготовок. Для работы с деталями из нержавейки высокую эффективность показывают и аппараты плазменной сварки.
Особенности сваривания «сложных» металлов
Для получения качественных швов при сваривании алюминия и нержавейки, кроме выбора подходящего оборудования, нужно учитывать следующие факторы:
- Обязательно использовать защитный газ, чтобы исключить окислительные процессы в сварочной ванне.
- Уделять тщательное внимание подготовке поверхности и её очистке от грязи, жиров, оксидов.
- Правильно выбирать величину сварочного тока, учитывая особенности металла и толщину свариваемых заготовок.
- Контролировать тепловое воздействие на металл (особенно алюминий), чтобы избежать тепловых деформаций свариваемых заготовок.
Инверторные сварочные аппараты
Инверторные аппараты относятся к современному сварочному оборудованию, работа которого основана на преобразовании переменного тока в постоянный ток высокой частоты. Применение этой технологии позволяет в широких пределах регулировать параметры сварки, что существенно расширяет применяемость этих аппаратов.
Современные инверторы способны поддерживать различные технологии сварки: TIG, MIG, MAG, ММА, SMAW. Благодаря этому ими можно сваривать практически любые металлы и их сплавы.
Среди основных характеристик инверторов, которые влияют на процесс и качество сварки, следует выделить:
- максимальную величину сварочного тока;
- диапазон регулирования тока;
- частоту инверсии (частота тока на выходе инвертора);
- коэффициент полезного действия;
- продолжительность цикла непрерывной работы;
- напряжение в сети питания инвертора;
- масса аппарата и его габаритные размеры.
Сварка алюминия
Алюминий относится к категории «сложных» металлов, сваривание которых требует специальных подходов. Дело в том, что при контакте алюминия с внешней средой на его поверхности формируется оксидная плёнка, которая усложняет процесс сварки и ухудшает параметры шва.
Поэтому, важно обеспечить защиту сварочной ванны от попадания туда кислорода. Для этого в область сваривания подаётся инертный или активный газ, предотвращающий процессы окисления.
Ещё одним важным фактором является чистота поверхности свариваемых заготовок. Перед началом работ нужно удалить оксидную плёнку, грязь, следы масла и технических жидкостей, а также выполнить обезжиривание поверхности.
Алюминий относится к металлам с высокими показателями теплопроводности, что приводит к быстрому рассеиванию тепловой энергии. Учитывая это, потребуется использовать более мощные сварочные аппараты, но в то же время контролировать температурный режим заготовки, чтобы исключить её перегрев и появление тепловых деформаций.
Для сварки алюминия лучше всего подходит технология MIG/MAG, TIG и плазменной сварки. Для работы с тонкостенными деталями предпочтительнее использовать TIG-сварку.
Сварка стали
Сваривание деталей из стали также имеет ряд особенностей. Это связано с различной концентрацией углерода в разных видах стали.
Низкоуглеродистая сталь
Для низкоуглеродистых сталей (концентрация углерода не больше 0,25%) используют ручную дуговую сварку, автоматическую и полуавтоматическую, а также автоматическую сварку под флюсом токами обратной полярности.
Особенность сварки низкоуглеродистых сталей в повышенной стойкости межкристаллической коррозии швов вследствие небольшой концентрации углерода.
Среднеуглеродистая сталь
Для процесса сваривания среднеуглеродистых сталей (концентрация углерода 0,25-0,6%) характерно появление кристаллических микротрещин в сварных швах, а также формование слабокристаллических областей.
Чтобы исключить наличие этих дефектов практикуют предварительный прогрев заготовок до температуры +100 — +300°С и медленное остывание сваренных деталей. Также используется легирование шва марганцем и кремнием посредством выбора электродов с этими добавками.
Высокоуглеродистая сталь
Высокоуглеродистая сталь содержит порядка 0,6-2,7% углерода, что обеспечивает этому материалу высокую твёрдость, но низкую пластичность. Вследствие этого, сварочные швы могут иметь чрезмерную хрупкость, а также склонность к образованию микротрещин в остывшем или разогретом металле.
Чтобы нивелировать эти дефекты, перед свариванием деталей осуществляют их нагрев до температуры около +400 С с последующим проведением отжига и медленного охлаждения до +20°С.
✅ Для сваривания изделий из стали подходят аппараты, поддерживающие технологию MIG/MAG, TIG, ММА, SMAW и плазменную сварку.
В заключение
Не каждая технология сварки подойдёт для использования ко всем металлам и не любой метод можно использовать в конкретных условиях работы. Благодаря наличию различного сварочного оборудования, у сварщиков есть возможность создания максимально корректных условий работы. Это позволит получать соединения высокого качества, обеспечивать необходимый уровень безопасности сварочного процесса.
От правильно подобранной техники будет зависеть не только качество проводимой работы, но и скорость её выполнения. В промышленных масштабах – это важный параметр, от которого зависит рентабельность производственного процесса и выпускаемой продукции.
Автор:
Источник: Лига сварки
