Производительность MIG или качество TIG при сварке алюминия: а есть ли компромисс?

Сварка позволяет получить неразъемные соединения, отличающиеся исключительной прочностью. Данный показатель у шва должен быть не ниже основного материала, что достигается строгими требованиями к технологии и добавлением легирующих веществ. Кроме того, этот процесс характеризуется скоростью соединения, сложностью допустимой формы, возможностью контроля и варьирования базовых параметров. Наиболее динамично развивается в промышленном исполнении MIG/MAG сварка, но совершенствуются и прочие виды. Выбор конкретного подхода определяется рядом параметров:

1. Материал соединяемых деталей.
2. Производственные условия. MIG, MMA и TIG требуют различной организации и подготовки производства. Набор необходимого оборудования может варьироваться от простейшего источника тока до комплекта, включающего в себя механизм подачи с точной регулировкой и баллон со сжатым газом.
3. Требования к качеству. MIG, MAG, MMA и TIG сварку не всегда стоит рассматривать, как взаимозаменяемые – у них отличающиеся возможности, в том числе, и в формообразовании сварного шва.
4. Квалификация персонала. Наиболее доступны в этом MAG и MMA. Впрочем, РДС заметно труднее при повышенных требованиях и небольших размерах: катет, ширина, высота и пр.
5. Ожидаемая производительность. Полуавтоматический и автоматический процесс оказывается гораздо быстрее, чем ручной. В зависимости от этого рассматриваются подходящие виды, и выбирается оптимальный из них.

MMA

Схема mma технологии

В нашей стране распространено определение ручная дуговая сварка (и сокращение РДС). Она дешевле и проще в организации производства и менее требовательна к оборудованию.

Соединение двух элементов при ММА происходит с помощью электрода – металлического стрежня, покрытого обмазкой, содержащей вещества способствующие поддержанию дуги, защите сварочной зоны, формированию шва с заданными свойствами. При подаче напряжения образуется стабильное замыкание между стержнем и заготовкой, приводящее к их взаимному расплавлению.

Сложность может доставить требование к квалификации сварщика. Чтобы получить аккуратный и надежный стык необходимо умение и долгий опыт.

Особое внимание в ММА уделяется состоянию электродов, которые не должны быть мокрыми или крошащимися. Не стоит пренебрегать предварительной сушкой и проверкой.

Особенности ручной сварки

Процесс сварки по аргонодуговой технологии TIG протекает с использованием нескольких элементов, каждый из которых имеет свое назначение.

От этого зависят особенности работы:

1. Металл плавится под влиянием электрической дуги. Она возникает между электродами при повышении напряжения. В роли одного из элементов выступает свариваемая заготовка, другого – специальный стержень.
2. Температура плавления вольфрамового элемента – 4000 °C. Это значение выше, чем у остальных металлов. Поэтому с такими стержнями варят любые виды стали.
3. Для получения равномерного соединения периодически затачивают электроды. Стержень закрепляют в горелке, свободный конец защищают колпаком, препятствующим замыканию.
4. Строение горелки предусматривает круговую подачу газа. Так как для защиты сварочной ванны используют аргон, способ получил соответствующее название. Инертный газ вытесняет кислород, препятствуя проникновению последнего в обрабатываемую область. Это предотвращает растрескивание сварного соединения на этапе остывания.
5. Для каждого металла устанавливают свой режим функционирования аппарата. От характера работы агрегата зависят количество выделяющегося газа, величина напряжения.
6. При точной обработке краев они плавятся и в дальнейшем кристаллизуются. Если между деталями есть расстояние, которое не удалось устранить таким методом, используют присадочный материал. Его подают в сварочную ванну.
7. ТИГ-сварка может использоваться для соединения алюминиевых заготовок. Защитный газ препятствует окислению металла, края расплавляются равномерно.

Рекомендуем к прочтению Особенности импульсной сварки

MIG/MAG

Схема mig/mag технологии

Вопрос о том, что такое MIG/MAG сварка не должен вводить в заблуждение, несмотря на непривычное обозначение.

Английское сокращение MIG/MAG (МИГ/МАГ) скрывает под собой хорошо знакомую полуавтоматическую сварку электродной проволокой в среде защитного газа.

Вместо стержня в качестве электрода выступает тонкая проволока, которая полуавтоматом подается в зону образования сварочного шва. Это компенсирует процесс расплавления и упрощает задачу исполнителя.

Проволока небольшого диаметра (от 0,8 до 3,0 мм) позволяет получить компактные размеры соединения в несколько миллиметров.

Принципиально MIG от MAG отличается типом защитного газа, который необходим для изоляции от окружающей среды с её высоким содержанием кислорода в воздухе. Окислительные процессы негативно сказываются на структуре путем образования межкристаллитной ржавчины. МИГ сварка предполагает использование инертного газа, которые сам не вступает ни в какие химические реакции, но благодаря сравнительно большому весу стремиться вниз, вытесняя воздух. Образуется локальный микроклимат, который показывает хорошие результаты.

MAG сварка же предполагает взаимодействие между естественной и создаваемой средой, сопровождающееся связыванием кислорода.

Требования к оборудованию в наборе

Обратите внимание, что для организации такого «тандема» подойдет не любой инвертор с возможностью сварки переменным током. Это же верно и в отношении других составляющих. Если неправильно выбрать элементы, то вложенные средства не оправдаются. Руководителям предприятий и технологам я рекомендуют приобретать следующие товары.

Источник тока

Считаю, что лучше всего использовать аппараты с режимом activArc. Это премиальное оборудование, вырабатывающее электрическую дугу с высоким давлением плазмы. В нем задействуется система регуляторов, которая контролирует расстояние между электродом и изделием, чтобы несмотря на изменения длины дуги при ручной сварке, подавать постоянную энергию. Аппарат может работать на переменном токе высокой частоты с импульсом. Тогда глубина провара увеличивается еще больше, а количество вкладываемого тепла сокращается. С источником тока, поддерживающим режим activArc, шов получается уже и с более мелкой чешуей, по сравнению со сваркой от обычного инвертора без этого режима.

Уверен, что аппарат с activArc подойдет на производстве, где нужно реализовывать сложные задачи. Например, это позволит сваривать алюминий, толщиной 1 и 10 мм между собой, что трудно сделать другим оборудованием.

Можете поделиться в комментариях, чем еще получится качественно сварить алюминиевые заготовки с такой разницей в сечении?

Дмитрий Ягольник

Эксперт по сварочному оборудованию

Для бизнеса это дает следующие преимущества:

• экономятся средства на расходники;
• более надежные соединения с хорошей проваркой корня шва;
• сокращение объема последующей механической обработки;
• отсутствие деформаций от температурного воздействия;
• продукция качественнее, чем у конкурентов, или выпускается в большем объеме.

По моему мнению, на роль такого источника тока отлично подходит EWM Tetrix 351 AC/DC. Это промышленный инвертор с питанием от 380 В и диапазоном регулировки сварочного тока 5-350 А. У него удобные обрезиненные ручки и встроенные колеса для легкой транспортировки по цеху. На строительном объекте его можно переместить при помощи крана (есть петли на крышке). Синергетическое управление облегчает настройку аппарата — сварщик указывает только толщину заготовки и тип металла. Система охлаждения водяного типа обеспечивает работу на 300 А с ПВ 100%. С ним Ваше производство сможет функционировать даже в несколько смен без вреда для оборудования.

Выбор подающего механизма

Чтобы увеличить скорость сварки за счет автоматической подачи присадки, используют подающие механизмы. Они способны толкать проволоку и совершать колебательные движения (вперед-назад), имитирующие манипуляции от руки сварщика. Это содействует равномерной передаче капель металла в сварочную ванну и отсутствию высоких валиков в шве (последние обязательно будут, если применять обычный подающий механизм от полуавтомата).

Еще для комплектации набора важно купить механизм подачи с функциями spotArc и spotMatic. Первая создает пульсацию для металла в сварочной ванне. Это помогает «накидывать» основной расплавленный металл на линию стыковки с минимальным использованием присадки или вообще без нее. Такой режим пригодится для постановки прихваток при сборке конструкций из алюминия (каркасы, емкости). Он выгоден для бизнеса скоростью исполнения и экономией расходных материалов (присадочной проволоки). Поскольку на прихватках отсутствуют высокие валики, то зачищать их не требуется для последующего проплавления корня шва.

Подробнее об эксклюзивных сварочных процессах и режимах от EWM мы расскажем в следующих статьях, не пропустите!

Дмитрий Ягольник

Эксперт по сварочному оборудованию

Вторая функция подающего механизма (sportMatic) обеспечивает минимальное тепловложение при сварке тонкого алюминия от 0.8 мм. В результате на обратной стороне стыка не будет побежалости. Это экономит до 50% трудозатрат на производстве.

Специфика горелки и отличия от обычных

Заключительным звеном для комплектации оборудования является специализированная горелка. Ее основным отличие от обычной TIG горелки является встроенный дополнительный канал для прохода присадочной проволоки. Его конец закреплен над керамическим соплом и обеспечивает выход присадки под углом 45 градусов относительно вольфрамового электрода. Канал подачи проходит сквозь рукоятку и не мешает сварщику. На ручке есть две кнопки: одна для запуска подачи, а вторая для включения питания на электрод.

Руководителям предприятий и технологам рекомендую обратить внимание на такие проверенные модели как comfyTig 18-1 HW 12P 3m flex или comfyTig 18-1 CW 12P 3m flex. Они рассчитаны на максимальную силу тока 300 А с ПВ 60% и отлично подойдут для эксплуатации по 6-8 часов. С током 210 А, ПВ составляет 100%. Горелка может работать на постоянном и переменном токе. Фиксатор зажимает электроды от 1 до 4 мм в диаметре. Подающая проволока допускается с сечением 0.8-1.6 мм. Длина рукава на выбор 3 или 4 м, в зависимости от нужной маневренности сварщика и размеров собираемых конструкций.

TIG

Схема tig технологии

Расшифровка данной аббревиатуры приводит к сварке неплавящимся электродом в среде инертных газов. В качестве основного сварочного материала используются тонкие заточенные стержни вольфрама, обладающие достаточной стойкостью, чтобы не расплавляться при рабочих температурах. Проволока используется в качестве присадки, но её наличие не является непременным условием.

Защитная среда на основе аргона не только задает правильные литейные процессы, но и формирует зону расплавления, которая получается локальной и глубокой.

ТИГ требовательна к уровню сварщика и к оборудованию. Из-за минимального нагрева её обычно используют для работы с алюминием или тонколистовой нержавейкой. Это же касается и сварки MIG.

Flux

Из видов дуговой сварки помимо MIG MMA TIG ещё стоит упомянуть, протекающую под слоем флюса. То, что такое flux, предполагает немало вариантов. Объединяет все возможные материалы такие качества, как сыпучесть, возможность влиять на формирования шва на всех этапах переплавления (в том числе, и при неблагоприятных внешних условиях), способность к образованию монолитной корки после остывания. Использование флюса показывает очень хорошие результаты, но усложняет сам процесс и подразумевает дополнительные расходы. MIG, TIG и MAG оказываются экономичнее и проще в исполнении.

Как варить TIG сваркой

Половина успеха заключена в правильном выборе режима работы. Но изначально следует потрудиться в подготовке свариваемой поверхности. Ее необходимо очистить от грязи, жира, остатков краски и т.п. Игнорировать процедуру не следует даже в том случае, когда кромки визуально кажутся чистыми. После этого можно перейти к определению нужной силы тока. Насколько правильно будет выбран данный параметр, настолько хорошо проплавится металл. В помощь приведена таблица со справочными данными.

Самое время определиться с полярностью. Здесь все достаточно просто. При работе на постоянном токе полярность выбирается прямая, и, наоборот, при переменном – обратная. Электрод подвергается заточке с дальнейшей полировкой. При сваривании тонких листов нужно брать специальные стержни, предназначенные для сварки тонкого металла. При заточке они затачиваются максимально остро. Соответственно, для толстого металла угол меняется в большую сторону.

Дуга поджигается по принципу спичек. Электродом проводят по поверхности металла. Как альтернатива – функция TIG lift, но поджигать следует в рабочей зоне. Наиболее практично пользоваться бесконтактным поджигом, если такая функция предусмотрена. Дело в том, что она есть только на профессиональных дорогостоящих моделях аппаратов.