Сущность способов полуавтоматической сварки в среде защитных газов

 

Полуавтоматическая сварка выполняется под слоем флюса или в среде защитных газов.

Сущность способа: сварочная проволока подаётся в зону сварки автоматически с определённой скоростью, а перемещение горелки производится сварщиком вручную. То есть процесс автоматизирован ровным счётом на половину.

Полуавтоматическая сварка выполняется во всех пространственных положениях толщин от 0.5 до 30 и более миллиметров, как стали так и цветные металлы. Защитная среда ― аргон, углекислый газ или смеси различных газов.

Дуговая сварка в защитных газах ― это сварка, при которой дуга и расплавленный металл находятся в защитном газе, который подаётся в зону сварки с помощью специальных проборов.

Основные преимущества сварки в защитных газах:

• высокая продуктивность, низкая стоимость при использовании активных защитных газов;

• простота механизации и автоматизации;

• возможность сварки во всех пространственных положениях;

• малая зона термического влияния и относительно небольшие деформации изделия в результате высокой степени концентрации дуги;

• высокое качество защиты;

• уменьшается разбрызгивание;

• сокращается объём отделочных работ;

• улучшается качество сварных швов;

• улучшаются условия работы сварщика;

• снижается трудоёмкость.

При механизированной дуговой сварке плавящимся электродом, сварочные полуавтоматы классифицируют следующим образом:

• по способу защиты зоны дуги

• по виду электродной проволоки: сплошной стальной проволокой, сплошной алюминиевой проволокой, порошковой проволокой

• по способу охлаждения горелки: с воздушным охлаждением и водяным

• по способу регулирования скорости подачи проволоки: с плавным, ступенчатым, плавно-ступенчатым

• по конструктивному исполнению - со стационарным, передвижным или переносным подающим устройством

 

 

Перемещение электрода относительно свариваемых кромок осуществляют вручную. Автоматизирована подача электродного металла в сварочную ванну по мере его плавления. Сварочная проволока устанавливается в механизм подачи, и далее по гибкому шлангу подается к соплу горелки со скоростью, равной скорости ее плавления. Для того чтобы шланг был достаточно гибким и маневренным, при полуавтоматической сварке применяют тонкую сварочную проволоку (Ø 0,8-1,6 мм).

В зависимости от свариваемого металла и его толщины в качестве защитных газов используют инертные, активные газы или их смеси. В силу физических особенностей стабильность дуги и ее технологические свойства выше при использовании постоянного тока обратной полярности.

Постоянство параметров (силы тока и напряжения) поддерживается автоматическим путем саморегулирования дуги. При применении полуавтоматической сварки повышается производительность процесса и облегчается труд сварщика.

К основным параметрам режима сварки плавящимся электродом относятся сила тока, полярность, напряжение дуги, диаметр и скорость подачи поволоки, расход и состав защитного газа, вылет электрода, скорость сварки. Скорость сварки регулирует сварщик, он выбирает ее из условий заполнения разделки или получения швов с требуемым сечением. Устойчивость горения дуги, разбрызгивание и формирование шва зависят от статических и динамических свойств источников питания. Целесообразно применять источники с пологопадающими или жесткими ВАХ с оптимальной скоростью нарастания тока короткого замыкания.

Перенос металла через дуговой промежуток происходит в виде капель или паров. Капли формируются на конце электрода под воздействием силы тяжести, поверхностного натяжения, давления газов, образующихся внутри расплавленного металла. Основными силами, обуславливающими формирование капель электродного металла и перенос его через дуговой промежуток, являются аксиальная сила, возникающая в результате пинч-эффекта, и силы поверхностного натяжения. Расплавленный металл на конце электрода под действием поверхностного натяжения собирается в капли. По мере расплавления электрода капля растет до такого объема, когда ее вес становиться равным силе поверхностного натяжения, и капля отрывается.

 

С повышением температуры поверхностное натяжение уменьшается. С увеличением силы тока уменьшается роль силы тяжести в формировании капли и растет сжимающее действие электромагнитных сил, способствующих отделению капли от конца электрода. Благодаря этому по мере увеличения тока уменьшается размер капель электродного металла, изменяется характер переноса металла от крупнокапельного к мелкокапельному, а затем к струйному.

Кислород уменьшает поверхностное натяжение металла, и поэтому с увеличением его содержания в аргоне критический ток уменьшается. Высокие технологические свойства дуги при сварке стали обеспечиваются при добавке к аргону до 4-5% О2. В такое среде дуга горит стабильно при относительно небольшом токе, что облегчает сварку металлов небольших толщин. Дуга со струйным переносом металла дает меньшее разбрызгивание металла и обеспечивает лучшее формирование сварочного шва.