Ограничения по типам и толщине свариваемых металлов. Сварка ММА идеально подходит для всех типов стали толщиной от 2 до 10 мм. Если стоит задача сварить алюминий, цветные металлы, очень тонкие или, наоборот, очень толстые детали, то сварка ММА не подойдет. Ограниченная производительность. По сравнению с полуавтоматической сваркой, производительность ММА недостаточно высока. Необходимость удаления шлака с деталей. При сварке инверторным дуговым сварочным аппаратом ММА неизбежны шлак и окалина, которые необходимо удалять с деталей.
Различия между сваркой MMA, MIG/MAG и TIG: преимущества и недостатки
Сварка – это сложный технологический процесс, который заключается в достижении постоянного соединения между металлическими деталями. Межатомная связь образуется в результате нагрева и пластической деформации кромок соединяемых металлических деталей. Среди множества сварочных процессов наиболее важными являются MMA, MIG/MAG и TIG. Что представляет собой каждый из них и каковы различия между ними – тема этой статьи.
Вам необходимо знать, как обозначаются латинскими аббревиатурами определенные виды основных сварочных технологий.
Таких аббревиатур три:
- Manual Metal ARC (MMA) означает, что ручная сварка осуществляется с помощью отдельных электродов. В Российской Федерации этот метод известен как ручная дуговая сварка (MAG);
- Металл в инертном/активном газе (MIG/MAG). Процесс осуществляется расплавленным концом движущейся металлической проволоки, которая окружена специальным газом. В России процесс называется полуавтоматической дуговой сваркой;
- сварка вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG). Сварка TIG выполняется тугоплавким электродом в виде вольфрамового стержня в потоке инертного защитного газа.
Характеристики
В этой главе представлены характеристики вышеупомянутых методов сварки, их преимущества и недостатки.
MMA
Это самый простой метод ручной дуговой сварки и является отправной точкой для обучения сварщиков. Отличие этого метода в том, что сварка производится отдельными металлическими стержнями. После сплавления они образуют монолитный шов, соединяющий металлические детали. Между электродом и свариваемой деталью на расстоянии нескольких миллиметров зажигается электрическая дуга, основной задачей которой является расплавление кромок свариваемой детали и покрытого электрода.
В процессе сварки металл шва кристаллизуется в зонах перехода, в результате чего образуется сварной шов. Данная технология имеет свои преимущества и недостатки.
Преимущества
Преимуществами ручной дуговой сварки ММА являются
- легкий старт для ученика;
- небольшой размер инвертора позволяет сваривать детали в любом положении, даже в труднодоступных местах и на высоте;
- возможность работы на открытом воздухе независимо от погодных условий;
- простые сварочные инверторы доступны по низкой цене.
Недостатки
Процесс ММА имеет некоторые недостатки:
- Не подходит для сварки деталей из алюминия или цветных металлов;
- Низкая производительность, не сравнимая с полуавтоматической сваркой;
- Очистка сварных швов от шлака и окалины занимает много времени.
Однако, несмотря на вышеперечисленные недостатки, непостоянное использование сварочного аппарата (инвертора) и низкая производительность не являются основными критериями для этого метода. При выполнении различных сварочных работ на строительной площадке инвертор ММА незаменим как мобильный аппарат, обеспечивающий надежные и прочные сварные швы благодаря простоте использования.
Описание процесса
Постукивая или скользя электродом по металлу изделия, сварщик создает дугу в месте соединения и поддерживает ее, расплавляя края основного металла и электрода. Стержень электрода плавится, и расплавленный металл стекает в сварочную ванну. Пространство между соединяемыми деталями заполняется жидким металлом кромки и электрода, и металлы смешиваются в одной ванне. Покрытие электрода плавится вместе со стержнем электрода, создавая защитную газовую атмосферу вокруг дуги и жидкий шлак на поверхности расплавленного металла. Когда дуга перемещается вдоль линии шва, сварочная ванна застывает и образуется сварной шов. Жидкий шлак превращается в твердую оболочку.
При ручной дуговой сварке мастер выполняет две основные операции: устанавливает плавящийся электрод и перемещает дугу. Дуга перемещается в трех направлениях: вдоль оси электрода для поддержания длины дуги; вдоль линии сварки для формирования шва; и поперек шва для достижения необходимой ширины шва.
ММА возможен при различных положениях сварного соединения в пространстве. В международной практике приняты специальные стандарты и обозначения в этом отношении:
- PA – сварка в нижнем стыковом или Т-образном соединении в положении "в лодке";
- PB – в нижнем Т-образном соединении в угловом положении;
- PC – горизонтальный шов стыкового соединения на вертикальной плоскости;
- PD – угловой шов в накладном положении в положении "на угол";
- PE – стыковой шов в накладном положении;
- PF – вертикальный шов снизу вверх;
- PG – вертикальный шов сверху вниз.
Эти стандарты также применяются при производстве электродов для сварки TIG.
Преимущества ручной дуговой сварки
- Оборудование ММА относительно компактно и просто по дизайну и конструкции. Оно недорогое и простое в эксплуатации и обслуживании.
- Метод ММА позволяет работать в труднодоступных местах и не имеет ограничений по расположению в пространстве.
- Широкий ассортимент покрытых электродов позволяет сваривать различные виды стали, чугуна и цветных металлов.
- Технология и оборудование ММА позволяют проводить сварку при любых погодных и температурных условиях.
- Метод ММА не применим к тонким листам. Диапазон толщины составляет от 2 до 10 мм.
- Качество шва и качество соединения при ручной сварке сильно зависят от опыта сварщика.
- Могут возникнуть трудности с ударом дуги и риск прилипания электрода к металлу. Инверторные сварочные аппараты могут справиться с этой проблемой.
- Необходимость удаления шлака и окалины из сварного шва.
- Вредное воздействие самого процесса на окружающих (испарения от наплавки электрода, брызги расплавленного металла).
Покрытые электроды
Необходимые технологические свойства электродов достигаются путем подбора материалов для металлического стержня и покрытия, в состав которого входят стабилизирующие, шлакообразующие, легирующие и связующие вещества.
Основными функциями покрытия электродов являются:
Повышение стабильности дуги за счет элементов с низким потенциалом ионизации.
Образование шлака. Расплавленные минеральные компоненты покрытия образуют тонкий шлаковый слой, который окружает каждую каплю расплавленного металла и сварочную ванну, защищая ее от кислорода, азота и водяного пара.
Он образует защитный газ, который является продуктом сгорания органических компонентов покрытия, таких как целлюлоза, или разложения карбонатов.
Проведение раскисления и иногда легирования металла шва для улучшения его свойств. Тонкий слой шлака, окружающий каплю расплавленного электродного металла, способен переносить легирующие элементы в каплю.
В соответствии с национальными стандартами электроды классифицируются:
– по назначению
– по типу и марке;
– по толщине покрытия;
– по типу покрытия
– по допустимым пространственным положениям;
– вид и полярность сварочного тока;
– качество электродов.
Электроды подразделяются на следующие категории:
– для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с пределом прочности при растяжении до 600 МПа, символ U;
– для сварки легированных конструкционных сталей с вязкостью разрушения при растяжении более 600 МПа, символ L;
– для сварки высокопрочных сталей с особыми свойствами, символ T;
– для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами, символ H.
Тип электрода определяет механические свойства (прочность на разрыв, удлинение) или специальные свойства (жаропрочность, износостойкость и т.д.) наплавляемого металла, которые обеспечиваются данными электродами. Для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей стандарт предусматривает девять типов электродов (E38, E42, E42A, E46, E46A, E50, E50A, E55, E60). Типы электродов в этой группе содержат букву E и число, которое указывает минимальное гарантированное сопротивление наплавленного металла данным типом электрода (кг/мм2). Например, электроды марки Э46 (ОЗС-4, АНО-3, МР-1) должны обеспечивать минимальную прочность на разрыв 461 МПа. Буква А указывает на то, что данный тип электродов обеспечивает более высокую пластичность металла шва и более высокую ударную вязкость.
Обозначение электродов
Для того чтобы использовать электроды по назначению, необходимо знать схему структурной маркировки, указанную в стандарте. В технической документации (чертежи, блок-схемы и т.д.) обозначение электродов состоит из марки, диаметра, группы качества.
Например: Электроды УОНИ – 13/45-3.0-2.
Обозначение электродов на этикетке упаковки представляет собой группу индексов, разделенных горизонтальной линией, содержащую следующие данные
– над чертой: тип электрода, марка, диаметр, назначение, толщина покрытия, группа изготовления;
– под чертой: характеристики металла шва, тип покрытия, допустимое пространственное положение сварки, индекс тока и полярности;
– Справа: номера национальных стандартов, регламентирующих требования к типу электрода.
Какая сварка лучше – MMA, MIG/MAG или TIG?
Металлообработкой занимались с доисторических времен. Как только человек обнаружил металл, возник вопрос о металлообработке. Сегодня сварка – это незаметная, но крайне важная технология в ведущих отраслях мировой промышленности. Более половины валового национального продукта промышленно развитых стран производится с использованием сварочных технологий. Существует более 50 сварочных процессов, и на момент создания этого ролика, возможно, еще один уже изобретен. Обсуждать все их виды в короткой статье не имеет смысла и даже вредно. Давайте разберемся с самыми распространенными методами, с которыми вы сталкиваетесь каждый день и от которых зависит ваш выбор сварочного аппарата. В строительстве, реконструкции, ремонте автомобилей наиболее распространенными методами сварки являются ручная дуговая сварка (MMA), дуговая сварка в среде защитного газа (MIG-MAG), аргонодуговая сварка (TIG) и контактная сварка.
Сварка ММА Самым простым и доступным методом, с которого начинает подавляющее большинство людей, является ручная дуговая сварка MMA. При ручной дуговой сварке ММА используются штучные электроды, которые постепенно плавятся и оставляют после себя связующий шов. Между поверхностью металла и электродом образуется дуга, расстояние между которыми составляет около трех миллиметров. Сварочная дуга расплавляет кромки свариваемых деталей и расплавляет металлическую сердцевину электрода и его покрытие. Когда расплавленный металл остывает (кристаллизуется), образуется неразрывное соединение – сварной шов.
Преимущества метода ручной дуговой сварки MMA неоспоримы: – Простота и доступность процесса сварки ММА – "Легкий старт" для начинающих. Базовые сварочные аппараты (инверторы) стоят недорого. Хороший производитель оснащает их функциями, облегчающими сварку. – минимальный стартовый набор: Помимо инвертора, все, что вам нужно для сварки ММА, – это электроды. И, конечно, средства защиты. Никаких газовых баллонов, никаких регуляторов, никаких шлангов. Подключите аппарат, подготовьте детали, и вы готовы к работе. – сварка в любом положении. Размеры этого сварочного инвертора позволяют выполнять сварку в труднодоступных местах и на высоте. Он также позволяет выполнять сварку в любом положении – при условии, что вы правильно подберете электрод.
Рис.1 – Преимущества сварки ММА Работа возможна практически при любых температурных условиях. Сварочный инвертор может выполнять сварку ММА как при высоких, так и при низких температурах.
Сварка TIG
TIG – или сварка вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG) становится все более популярной благодаря исключительному качеству сварных соединений. Этот метод сварки уже требует опыта и обучения. Рисунок 6 – Аргонодуговая сварка TIG
В отличие от метода MIG-MAG, где электродом является подвижная проволока, при сварке TIG используется вольфрамовый электрод с высокой температурой плавления. Сварка также выполняется в защитном газе (аргоне), который защищает зону сварки от окисления на открытом воздухе. Если расстояние между свариваемыми деталями небольшое, сварной шов образуется путем расплавления кромок. Если между деталями имеется зазор, в зону сварки подается специальный присадочный материал – стержень из того же металла, что и свариваемые детали. Вероятно, два самыми большими преимуществами сварки TIG являются – Возможность сваривать практически любой тип металла с малой толщиной и отличным качеством шва. Современные аппараты для сварки TIG имеют широкий диапазон тока дуги и позволяют очень точно регулировать ток. Усовершенствованные функции зажигания обеспечивают быстрый старт и простой процесс. При этом типе сварки вам придется повозиться: – Низкая скорость сварки по сравнению с другими методами; – Ручная подача сварочной проволоки; – Необходимость работать в помещении (во избежание чрезмерного расхода газа). Подготовка деталей для этого вида сварки должна быть очень тщательной. И, конечно же, стартовый набор тоже не маленький: – сам аппарат; – газовые шланги от газовых баллонов; – газовые баллоны с регуляторами давления и манометрами; – горелка и тугоплавкие вольфрамовые электроды; – электродная проволока состава, аналогичного составу материала шва. Следует понимать, что, во-первых, аргонодуговая сварка – это единственный вид сварки, который позволяет работать с тонкостенными материалами, алюминием, нержавеющей сталью, цветными металлами и сплавами. Поэтому ее выбор изначально продиктован необходимостью. Во-вторых, это очень красивый метод.