Стальная защита, заполненная флюсом. Помимо добавок, влияющих на качество сварного шва, порошок содержит добавки, предотвращающие образование шлака. Поэтому сварщику не требуется молоток.
Сварка без газа: обзор процесса
Что она включает в себя? Сварка без газа – это сварочный процесс, который подходит для полуавтоматической сварки и является доступным методом соединения даже для непрофессионалов. Как следует из названия, для него не требуется баллон защитного газа, а вместо него используется специальная проволока.
Как сваривать? В зависимости от соединяемых материалов выбирается проволока и подбирается аппарат. Самое главное – правильно подобрать силу тока, чтобы не сжечь детали и при этом получить качественный сварной шов.
Вопросы рассмотрены в материале:
- Суть сварки без газа
- Выбор проволоки для сварки без газа
- Подготовка и процедура сварки без газа
Суть сварки без газа
При этом используется самозащитная проволока, которая представляет собой металлическую трубку, заполненную присадочным порошком. Под воздействием высокой температуры дуги присадочный материал окисляется (сгорает), образуя облако газа вокруг точки вспышки. Действие газа в этом случае аналогично потоку газа из сопла при полуавтоматической сварке. Воздух удаляется из источника, что позволяет избежать микротрещин и пор в готовом сварном шве.
Проволока, подаваемая к месту сварки, называется флюсом и выбирается в соответствии с характеристиками свариваемого металла. Присадочный металл состоит из различных элементов. Его основная характеристика – инертность при высоких температурах.
Большую долю составляет диоксид кремния (обычный песок), который эффективно предотвращает попадание углерода в расплавленный металл. Вторым по концентрации металлом является марганец, функция которого заключается в вытеснении серы из получаемого сплава. Кроме того, металл "успокаивает" энергичный процесс окисления.
Инверторные аппараты MIG/MAG используются для сварки порошковой проволокой. Такие сварочные аппараты отличаются компактностью, высокой производительностью (т.е. меньшим потреблением энергии) и менее требовательны к стабильности напряжения.
Такая сварка называется сваркой без газа (поскольку не требуются баллоны с газом) и используется для соединения различных типов стали, таких как низко- и высокоуглеродистая сталь, высоколегированная сталь и нержавеющая сталь. Она может применяться как в промышленности, так и в быту, поскольку
- сварка без газа ускоряет формирование шва (благодаря автоматически подаваемой проволоке);
- обеспечивается максимальный комфорт при работе (в основном благодаря отсутствию газовых баллонов).
Суть полуавтоматической сварки нержавеющей стали
Полуавтоматическая сварка нержавеющей стали – это процесс соединения металла путем расплавления кромок электрической дугой в среде защитного газа. Машина имеет подающий механизм, который толкает сварочную проволоку. Она действует и как электрод, замыкающий контакт, который возбуждает дугу, и как присадочный материал. Она подается с током через токоприемник (сопло).
Проволока проталкивается непрерывно, пока нажата кнопка на рукоятке. Это позволяет выполнять длинные сварные швы без разрывов. В то же время защитный газ из баллона подается через регулятор давления и газовый клапан. При сварке нержавеющей стали используется смесь аргона и углекислого газа. Газовая среда вытесняет окружающий воздух, благодаря чему в сварочной ванне нет турбулентности, жидкий металл распределяется равномерно, а сварщик может контролировать дугу и создавать красивые сварные швы.
Сварочный ток генерируется инвертором сварочного полуавтомата. Ток, напряжение и индуктивность устанавливаются в инверторе. Устройство подачи может быть встроено в тот же корпус, что и инвертор, или отдельно. Устройство подачи проволоки оснащено регулятором скорости подачи проволоки и глухим податчиком, необходимым для подачи конца проволоки к соплу горелки при установке новой катушки.
Области применения полуавтомата для сварки нержавеющей стали
Сварочный полуавтомат широко применяется в различных отраслях промышленности, в цехах и в быту. Он может использоваться для сварки автомобильных компонентов (крышки бамперов, накладки порогов, выхлопная система), больших резервуаров и коллекторов в химической промышленности, фильтров для воды в промышленности и т.д. В пищевой промышленности сварочные полуавтоматы используются для соединения труб для жидкостей (молоко, сок и т.д.).
В быту полуавтоматическая сварка нержавеющей стали пригодится для изготовления баков, ограждений, решеток. С помощью сварочного полуавтомата для сварки нержавеющей стали вы можете самостоятельно сварить прогоревший глушитель, изготовить емкость, отремонтировать сосуды из нержавеющей стали.
Выбор проволоки
При сварке проволока одновременно является присадочным материалом и вместе с расплавленным металлом заполняет сварной шов. Используются два типа: порошковая проволока и сплошная проволока, которая имеет очень низкое содержание углерода и высокое содержание кремния и устойчива к окислителям.
Диаметр варьируется от 0,13 мм до 6-10 мм. Обычно 0,6 и 0,8 мм используются для бытового применения, а свыше 1,0 мм – для мощного полуавтоматического производства.
Порошковая (самозащитная) проволока используется для сварки нержавеющей стали полуавтоматом без газа. Она представляет собой тонкую стальную трубку, заполненную флюсом. Когда верхний слой плавится, флюс высвобождается, а также защищает зону сварки от окисления. Образуется много шлака, который необходимо удалять.
Сплошная проволока используется в процессах газовой и дуговой сварки под флюсом и должна быть идентична обрабатываемому металлу, т.е. нержавеющей стали. Предпочтительно использовать проволоку с несколько более высоким содержанием легирующих элементов из-за ее выгорания при высоких температурах.
Некоторые марки сварочной проволоки:
- 0,8х20н9г7т – содержит хром, никель и марганец;
- 0,6х19н9т – высококачественная, коррозионностойкая;
- 0,4х19н11м3 – хромоникелевая с добавлением кремния и молибдена для стойкости к межкристаллитной коррозии.
Для уменьшения разбрызгивания расплавленного металла используется проволока меньшего диаметра, чем электрод. Сварной шов выглядит более эстетично, но при этом используется больше проволоки.
Некоторые машины оснащены кабельным шлангом, внутри которого проволока, газ и ток – так называемый сварочный шланг – проходят изолированно друг от друга, чтобы достичь зоны сварки.
Подготовка
Перед сваркой нержавеющей стали сварочным полуавтоматом требуется тщательная подготовка:
- Очистите рабочие поверхности до блеска;
- Обезжирьте детали ацетоном или другим органическим растворителем;
- Если толщина металла превышает 4 мм, подрежьте концы так, чтобы между ними оставалось небольшое пространство для заполнения металлом;
- Нагрейте детали до 100 для удаления избыточной влаги;
- Нагрейте металл до 200 для снятия внутренних напряжений.
В процессе производства для удаления поверхностных загрязнений, таких как углеродистые отложения, следы смазки и ржавчины, детали и провода протравливаются раствором соляной или серной кислоты. Затем их промывают горячей и холодной водой и сушат.
Расход газовой смеси при рабочем давлении 0,2 атмосферы устанавливается на регуляторе давления в диапазоне 6-12 м3/мин. Несоблюдение этих значений приведет к снижению качества сварного шва.
Регулировка силы тока и напряжения зависит от производительности аппарата.
Эти параметры влияют на глубину проплавления, длину дуги и форму сварного шва. При увеличении силы тока сварной шов становится шире, а глубина проплавления – меньше.
Некоторые настройки сварочного полуавтомата:
После того как аппарат настроен и все рекомендации учтены, можно приступать непосредственно к сварке.
Во избежание риска деформации и растрескивания между деталями оставляют расширительный зазор по всей длине. Детали зажимаются в тисках или другим способом и свариваются в нескольких местах.
Начните с минимального расхода защитного газа. Выключите устройство подачи проволоки и отрегулируйте поток газа с помощью клапана на регуляторе давления на рабочий режим. Затем направьте поток газа на свариваемое изделие и продуйте поверхность всего за 3-5 секунд.
Наблюдайте за сварным швом в начале сварки. Если появляются поры, увеличивайте скорость потока газа до тех пор, пока они не прекратятся. Расход газа должен быть установлен на экономичный режим. Качество сварных швов не должно ухудшаться.
Преимущества
- Отсутствие необходимости в дополнительном флюсе и его расчете в определенной пропорции;
- Качество сварочного процесса выше, а процент брака снижается;
- Использование проволоки становится более простым и эффективным;
- Многие негативные стороны трудносвариваемых металлов отходят на второй план благодаря подходящему дополнительному расходному материалу;
- соединение ускоряется, поскольку сварка порошковой проволокой обеспечивает более быстрый контакт с основным металлом;
- Для автоматических машин это один из лучших вариантов, гарантирующий более надежное соединение;
- Отсутствует риск попадания дополнительных расходных материалов в расплавленный шов вместе с флюсом.
Полуавтоматическая сварка без газа обычной порошковой проволокой происходит по следующему алгоритму:
- металлические детали должны быть предварительно подготовлены, для этого зачищается зона сварки, обезжириваются кромки;
- устройство подачи проволоки должно быть настроено на низкую скорость подачи, а напряжение – на минимальное;
- рекомендуется, чтобы горелка была направлена под углом вперед, а дуга была прерывистой;
- правильная полярность оборудования для сварки порошковой проволокой без газа;
- передаточные ролики и наконечник на головке должны быть подобраны в соответствии с диаметром присадочного материала;
- наконечник обрабатывается для предотвращения накопления брызг металла;
- сварочное движение начинается с верхней части шва, равномерно, без рывков;
- основная проволока подается к передней кромке;
- Для начинающих сварщиков рекомендуется сначала выполнить пробную сварку.
Сварка металлов – сложный процесс, требующий соблюдения необходимых мер предосторожности и наличия защитного оборудования.
Не все порошковые проволоки подходят для сварки без газа
Может возникнуть несколько проблем, когда порошковая проволока не подходит для сварки без газа. Во-первых, это неправильное подключение полуавтомата, т.е. неправильная полярность. При прямой полярности к горелке подключается минус, при обратной полярности – плюс. Это во-первых.
Во-вторых, не всякую проволоку с сердечником можно сваривать без газа. Да, именно так. Продавец в магазине может рассказать вам все, что угодно, чтобы вы побыстрее купили его товар. Но на самом деле, если вы придете домой и начнете сварку порошковой проволокой, вы можете столкнуться с той самой проблемой, о которой говорилось выше.
Что вам нужно знать? Существует два класса порошковой проволоки – самозатухающая и газозатухающая. Проще говоря, даже если это порошковая проволока, сварочному полуавтомату все равно может потребоваться газ. По этой причине сварка полуавтоматом без газа, используя только проволоку, может не сработать.
Для сварки без газа требуется специальная порошковая проволока с маркировкой S. Сварочная проволока с газовой защитой почти идентична, но с другой буквой в конце, например, FCAW-G, что означает "газовая защита". Проще говоря, эти порошковые проволоки требуют для сварки внешней газовой среды и ничего больше.