Сварочные аппараты TIG занимают особое место в ремонте автомобилей. Они небольшие, дешевые и надежные в эксплуатации и стали самым важным инструментом в мастерских. Они используются для сварки
Различия MMA, MIG/MAG и TIG сварки: преимущества и недостатки
Сварка — это сложный технологический процесс получения неразрывного соединения металлических деталей. Путем нагрева и пластической деформации кромок соединяемых металлических деталей создается поперечное соединение. Наиболее распространенными процессами сварки являются технологии MMA, MIG/MAG и TIG. Эта статья о том, что представляет собой каждый процесс и в чем их различия.
Вам необходимо знать, как латинские аббревиатуры обозначают определенные типы основных сварочных процессов.
Эти три аббревиатуры следующие:
- Manual Metal ARC (MMA) означает, что ручная сварка осуществляется с помощью отдельных электродов. В Российской Федерации этот метод знают, как ручная дуговая сварка (РДС);
- Metal Inert/Active Gas (MIG/MAG). Рабочий процесс осуществляется расплавленным концом подвижного металлического шнура в окружении специального газа. В России такой способ называют дуговой сваркой полуавтоматом;
- Tungsten Inert Gas (TIG). Аргонодуговая сварка осуществляется с помощью трудноплавкого электрода в виде вольфрамового прутка в потоке инертного защитного газа.
Характеристики
В этой главе представлены характеристики вышеперечисленных сварочных процессов, их преимущества и недостатки.
MMA
Это самый простой процесс ручной дуговой сварки и является отправной точкой для обучения профессии сварщика. Разница между этими процессами заключается в том, что сварка выполняется отдельными металлическими стержнями. Они, сплавляясь вместе, образуют монолитный сварной шов, который соединяет металлические детали вместе. Между электродом и изделием на расстоянии нескольких миллиметров зажигается дуга, основной целью которой является расплавление кромок изделия и покрытого электрода.
В процессе сварки металл шва кристаллизуется в проваренных областях, так что образуется сварной шов. Эта техника имеет свои преимущества и недостатки.
Преимущества
Преимущества ручной дуговой сварки MMA заключаются в следующем:
- лёгкий старт для ученика;
- небольшие габариты инвертора дают возможность сваривать детали в любом положении, также в труднодоступных местах и на высоте;
- возможность работы на открытом пространстве независимо от состояния погоды;
- простые сварочные инверторы можно приобрести по невысокой цене.
Недостатки
Процесс MMA имеет свои преимущества, а также некоторые недостатки:
- данный метод не годится для сваривания заготовок из алюминия и цветных металлов;
- невысокая производительность не сравнима со сваркой полуавтоматом;
- очистка поверхности сварных швов от шлака и окалины отнимает много времени.
Несмотря на вышеуказанные недостатки, непостоянное использование сварочного аппарата (инвертора) и низкие характеристики производительности не являются основными критериями данного процесса. При выполнении различных сварочных работ на строительной площадке инвертор ММА незаменим как мобильное устройство, которое, благодаря простоте использования, обеспечивает надежность и долговечность полученных сварных швов.
MIG/MAG
Полуавтоматическая сварка MIG/MAG — это высокопроизводительный и передовой сварочный процесс. Сегодня вряд ли найдется отрасль промышленности, в которой бы не использовалась эта технология сварки. Сварочные аппараты MIG/MAG очень популярны среди малых предприятий и мастерских благодаря своим особенностям. Например, реставрация кузовов автомобилей практически невозможна без них.
Существуют различные типы полуавтоматических инверторов с разными характеристиками: от эргономичных и надежных инверторов, подходящих для быстрой работы дома или на строительной площадке, до высокотехнологичных инверторов с управлением энергией и мощных трехфазных аппаратов для серийного сварочного производства.
Основной принцип работы этих инверторов основан на принципе «бесконечного» электрода. Он представляет собой движущуюся проволоку. Она подается в рабочую зону за счет вращения катушки через отверстие горелки. Проволока диаметром от 0,8 до 3 мм обеспечивает чистое, безопасное и эстетически безупречное ровное соединение металлических заготовок в виде тонкого сварного шва.
Какой инвертор лучше выбрать?
Ручной сварочный аппарат MMA — это правильный выбор, если пользователь только учится сваривать изредка для домашнего использования и в труднодоступных местах, где требуется мобильность, а рабочим материалом является углеродистая, низколегированная и другие виды стали.
Если вам нужно использовать аппарат довольно часто и долго, а мобильность не важна, то правильным выбором будет полуавтоматический сварочный аппарат MIG/MAG. Если для вас не важна скорость, но важно качество точного сварного шва, который выглядит как драгоценность, а обрабатываемый материал — алюминий и цветные сплавы, то вам следует выбрать инверторный аппарат TIG.
Газ аргон
Эксперименты по удалению азота из воздуха дали разные результаты по плотности в зависимости от метода. Это можно было объяснить только присутствием другого газа в качестве примеси. Вскоре он был выделен. Это был ранее неизвестный газ, названный аргоном.
После открытия он был предан забвению, и следующие 25 лет никто не знал, что с ним делать, пока не был открыт гелий. Если раньше аргон сам по себе не мог найти место в таблице Менделеева, то теперь эти два газа туда больше не «помещались». Было решено поместить их в нулевую группу между галогенами и щелочными металлами.
Электронные оболочки аргона насыщены на границе, что объясняет моноатомный характер его молекул и необычайную химическую инертность. Инертные газы — это тяжелые газы. Аргон — самый легкий из всех газов, но он в 1,38 раза тяжелее воздуха. Химические свойства, которые могут представлять интерес для сварщиков, включают тот факт, что он не растворяется в металлах, что означает, что он не влияет на химический состав сварного шва.
Аргон и сварка
Аргон, который тяжелее воздуха, надежно покрывает зону сварки и не позволяет активным газам влиять на химические свойства сварного шва. Это свойство делает его незаменимым при сварке реактивных металлов, алюминия и меди. В качестве защитного средства он показывает отличные результаты при сварке нержавеющей стали и жаропрочных сплавов. Для сварки черных металлов аргон используется в смеси с гелием, кислородом или углекислым газом.
При использовании аргона можно повысить температуру сварочной дуги. Это увеличивает глубину проплавления сварного шва, и за один проход можно сваривать более толстые листы. При использовании оборудования для аргонодуговой сварки защитные свойства этого газа используются не только для защиты сварного шва, но и для предотвращения окисления электродного материала, который не плавится.
Аргон не вреден для окружающей среды и не опасен для здоровья человека. Единственное, о чем следует беспокоиться, — это его склонность накапливаться в больших количествах. Аргон, который тяжелее воздуха, скапливается в нижней части помещения, вытесняет воздух и может задушить сварщика. Хорошая вентиляция является необходимым условием, чтобы избежать этой ситуации.
Гост 10157 определяет условия подачи газообразного и жидкого аргона. Газообразный аргон транспортируется и хранится в баллонах под давлением 15 МПа в соответствии с ГОСТ 949.
Виды и особенности аргонодуговой сварки
Не так давно существовало три типа аргонодуговой сварки: ручная, механизированная, автоматическая и, в последнее время, роботизированная.
Ручная
В этом типе весь процесс контролируется вручную. Сварщик вручную перемещает горелку и вручную подает присадочный металл в виде прутков или проволоки. Этот вид сварки подходит как для простейших бытовых работ, так и для самых сложных конструкций. Основным недостатком этого метода является низкая производительность и необходимость в достаточно опытном сварщике.
Механизированная
Этот метод часто называют полуавтоматической сваркой или полуавтоматической машинной сваркой. Управление печью осуществляется вручную, а подача проволоки — автоматически. Этот метод в три раза более производителен, чем ручная сварка. Полуавтоматическая сварка в углекислом газе широко используется в судостроительной промышленности. Здесь требуется много длинных прямых сварных швов для соединения толстых листов черных металлов. Работать на этих полуавтоматах могут и менее квалифицированные сварщики.
Автоматическая
Автоматическая сварка выполняется без сварщика. Это могут делать сварочные аппараты с разной полярностью. Качество аппарата определяет сложность конфигурации сварки, с которой он может справиться. Самая простая конфигурация сварки характерна для сварки труб. Именно здесь в основном «работают» автоматические сварочные аппараты. Они достигают максимальной производительности при сварке трубопроводов различного диаметра, в том числе подводных газопроводов.
Для такого вида сварки вообще не нужны сварщики. Это кажется достойным восхищения. Машины работают самостоятельно, но их настройкой, регулировкой и ремонтом занимаются высококвалифицированные специалисты. Следующий вид сварки требует еще большего участия профессионалов.
Роботизированная
Этот вид аргонной сварки появился сравнительно недавно. Сварочные роботы заменили многих сварщиков на сборочных линиях, многократно увеличив производительность и снизив затраты. Человек никогда не сможет угнаться за роботом и не сможет поддерживать максимальную концентрацию и работать с таким количеством ошибок.
Конечно, есть и обратная сторона медали. Роботы очень дороги; они требуют не только квалифицированных мастеров для обслуживания, но и конструкторов для их создания и программистов для их программирования. В автомобильной промышленности роботы уже используются на сборочной линии. По мере роста массового производства роботизированная сварка становится все более жизнеспособной.
Особенности выполнения ТИГ-сварки
Перед сваркой TIG я сначала подготовил расходные материалы и оборудование. Во время этого процесса я делал следующее:
- Заточил неплавящиеся электроды из вольфрама. При этом для заточки рабочего стержня использовал надфиль.
- Вставил вольфрамовый заточенный электрод в горелку. Его крепление осуществил с помощью зажима цангового типа.
- Приоткрыл вентиль на газовом баллоне.
- Установил необходимый расход аргона при помощи регулятора. У меня газ расходовался в количестве 12 л/мин.
- Присоединил массу к свариваемому металлу.
- Произвел пуск осциллятора.
- Поднес горелку к металлической поверхности.
- Нажал на клавишу включения, чтобы появилась искра, и открыл поступление аргона на горелке.
Во время сварки я поддерживал минимальное расстояние в 3 мм между кончиком вольфрамового электрода и поверхностью металла. При соединении деталей небольшой толщины я перемещал горелку справа налево. Если мне нужно было выполнить широкий сварной шов, я увеличивал расстояние между электродом и металлическими деталями. Когда я хотел сделать проход у корня, я равномерно перемещал конец вольфрамового стержня. Таким образом, глубина сварного шва уменьшалась.
При сварке TIG необходимо следить за тем, чтобы расстояние между дугой и деталью оставалось одинаковым на протяжении всего процесса.
Узнайте больше о сварке TIG в этом видео:
Коротко о главном
При сварке TIG металлы соединяются вольфрамовым электродом в среде защитного газа. Чаще всего используется аргон. Этот процесс позволяет получить высококачественный сварной шов без трещин и пустот. Брызги металла отсутствуют, остаточные напряжения снижены, создается небольшая зона нагрева и отсутствует негативное воздействие на окружающую среду. Однако сварку трудно выполнять в труднодоступных местах, а соединяемые детали должны быть тщательно подготовлены перед сваркой.
Применяется в строительстве и не только в строительстве зданий. С его помощью можно соединять углеродистую и нержавеющую сталь, а также цветные сплавы. Для сварки TIG заранее подготавливают сварочный аппарат, сварочную проволоку, баллон с аргоном и редуктор. Перед началом процесса электрод сначала затачивается. Затем регулируется поток газа аргона. Затем масса прикладывается к металлу и производится сварка.
Напишите в комментариях, что вы думаете — дешевле использовать аргон или гелий для TIG-сварки?
Преимущества технологии TIG
- локализация нагрева позволяет избежать деформации соединяемых деталей;
- поскольку электрод не плавится, легче контролировать длину дуги;
- можно регулировать высоту шва путем использования присадочного материала или отказа от него;
- тонкий вольфрамовый стержень позволяет создавать ровный аккуратный шов;
- поскольку шлаковая корка не образуется, нет необходимости в постобработке шва;
- нет брызг от плавящегося металла.
- процесс работы идет медленнее, чем при других видах дуговой сварки;
- требуется тщательная подготовка металла;
- при использовании присадки нужно контролировать подачу прута или проволоки в сварочную зону;
- помнить о необходимом количестве инертного газа для намеченной сварки;
- иметь электроды нужного диаметра.
Зачем нужна TIG-сварка
Использование защитного газа позволяет сваривать магниевые и алюминиевые сплавы, нержавеющую, легированную и углеродистую сталь, медь и титан. Процесс TIG успешно применяется для сварки различных материалов, таких как углеродистая и нержавеющая сталь, медь и латунь и т.д.
Процесс TIG является единственным способом соединения очень тонких деталей, особенно цветных металлов. Поэтому он незаменим при ремонте инструментов и оборудования, особенно алюминиевых и магниевых.
Отличительной особенностью этого процесса сварки является высокое качество сварного шва, который устойчив к коррозии и механическим повреждениям. Процесс TIG очень популярен в судостроении, автомобильной, аэрокосмической и ракетной промышленности. С помощью сварочного аппарата TIG можно с одинаковым успехом сваривать трубы или кузова автомобилей, а также изготавливать сложные металлические детали.
Виды TIG-сварки
Процесс TIG представлен сегодня в следующих формах.
Ручная аргонодуговая сварка
Эта технология требует ручного управления всем процессом. Сварщик перемещает горелку одной рукой, а другой рукой подает присадочный металл в зону сварки. Этот вид TIG-сварки до сих пор используется как для очень сложных конструкций, так и для простых сварочных работ в быту. Он требует большого опыта и времени. Однако получаемый шов очень привлекателен и надежен. Традиционная аргоновая ручная сварка очень популярна в частной практике и в малой промышленности.
Механизированная TIG-сварка
В этом процессе присадочная проволока автоматически вводится в зону сварки. Для этого необходимо:
- подсоединить к сварочному аппарату блок подачи присадочной проволоки;
- установить сопло подачи присадочной проволоки на сварочную горелку.
Эти изменения позволяют сварщику управлять горелкой только вручную, что значительно облегчает его работу и ускоряет процесс.
Автоматическая и роботизированная
Сварка TIG требует только участия оператора. Эти процессы осуществляются с помощью специальных сварочных аппаратов и обычно используются на производстве.
Правила безопасности
Как уже говорилось, сварка не допускается без перчаток, специальных масок и шлемов или других защитных костюмов. Однако этого недостаточно. Стоит проверить, заземлены ли аппараты и хорошо ли изолированы ручки электрододержателей. Также стоит проверить, правильно ли подсоединен аргоновый шланг. Если планируется водяное охлаждение, подключение водопровода также важно.
Также стоит проверить исправность редуктора давления газа, герметичность манометров и правильность резьбы накидных гаек. При использовании автоматических сварочных систем со стороны оператора должен быть установлен козырек с фильтрующей частью. При сварке алюминия, меди и некоторых их сплавов образуются токсичные пары и газы. Это означает, что нормальная работа возможна только при активной вытяжке или путем нагнетания воздуха под сварочную маску.
Горячий алюминий может обжечь. Использование опор и подвижных жалюзи может предотвратить это. Для очистки алюминиевого присадочного металла каустической содой используются резиновые перчатки и специальные химические очки. Вся проводка должна быть изолирована, а электрооборудование и места его подключения заземлены. Газовые горелки могут использоваться в широком диапазоне условий. Использование этих принадлежностей должно осуществляться строго в соответствии с инструкцией и не должно применяться ни для каких других целей!
При автоматической сварке с дистанционным управлением педаль управления также должна быть тщательно подобрана и заземлена. Подключать, отключать и ремонтировать сварочное оборудование разрешается только электрикам или аналогичным уполномоченным лицам. Всегда используйте источники питания с устройствами, которые автоматически отключают цепь, когда аппарат не используется.
Не используйте кронштейны электродов, не рассчитанные на высокие механические нагрузки (не менее 8000 циклов зажима). Перед началом работы убедитесь, что защитная одежда, перчатки и другое оборудование не повреждены и сухие. В замкнутых пространствах необходимо надевать резиновые сапоги и резиновые коврики. Храните газовые баллоны в вертикальном положении! Если редуктор баллона с углекислым газом замерз, его следует разогреть либо специальным устройством, либо тканью, смоченной в горячей воде, но не открытым пламенем! Использование открытого пламени в любой части газового баллона строго запрещено. Сварка в помещениях, где хранятся мука, уголь, торф и другие пылящие материалы, может проводиться только при сильной вентиляции и с особого разрешения пожарной службы.
Если металл покрыт деревом или другим горючим материалом, или если работы проводятся на деревянных подмостках, необходимо принять экстренные меры защиты. Еще лучше убрать все опасные материалы с рабочего места, даже если это потребует многочасового повышения квалификации. Кроме того, следует держать глаза открытыми:
- транспортировкой тяжелых предметов;
- исправностью такелажных инструментов;
- пожароопасными и взрывоопасными парами;
- защитой трансформаторов, проводов и других частей от осадков;
- концентрацией токсичных веществ в рабочей зоне.
Технология сварки
Самое главное, чему должны научиться начинающие сварщики аргоновой сварки, — это правильно выбирать режимы работы. Электроды затачиваются так, чтобы опасные точки были параллельны оси стержня. Помимо заточки, кромку электрода-инструмента следует отполировать. При сварке более толстого металла угол заточки следует увеличить. Ниже объясняются основы правильного зажигания дуги. Существует три основных метода:
- прохождение иглы по металлу;
- точечное прикосновение (эта методика получила название Lift TIG);
- неконтактная инициация.
Первый вариант может вызвать множество проблем. Если он выбран, электрод часто застревает и начинает тупиться. Второй способ обычно используется только в домашних условиях — он характерен для сварщиков среднего уровня. Третий способ наиболее удобен для сварщика, но может быть использован только с дорогим оборудованием. Дугу необходимо направлять таким образом, чтобы получить точно заданный результат.
Так, тонкие и прямые сварные швы руками возможны, если зазор между иглой и поверхностью составляет 0,3 см. При увеличении зазора увеличивается сварочная ванна, но уменьшается глубина проплавленной зоны. Сварка ведется справа налево, отклонения не допускаются. Для толстых листов кромки должны быть обрезаны строго под углом 45 градусов. Наплавочные и нахлесточные швы, в отличие от корневых, выполняются не равномерно, а поперечными маятниковыми движениями. Выступ иглы на швах составляет 0,5 см.
При сварке переменным током проволока подается во время движения сварочной горелки. Ширина первого прохода составляет 2-4 мм. Последующие проходы свариваются с шириной 6-8 мм. После сварки дуга выключается, но электрод остается в контакте с металлом до 20 секунд. Только после того, как он остынет, его можно удалить.
Основные ошибки и их устранение
Несоблюдение технологии сварки может привести к образованию трещин. Это происходит из-за слишком высокого тока, неправильного расположения шва и плохого состава металла. Проблемные участки просто вырезаются или высверливаются с краев. Нарост указывает на то, что основной металл был недостаточно нагрет. Все концы срезаются, но этим не ограничиваются. Необходимо определить, нет ли в проблемной зоне подрезов. Подрезы (углубления в ненужном месте) концентрируют механическое напряжение. Кроме того, шов становится меньше в поперечном сечении. Подрезы обычно возникают при больших расходах. Они гораздо чаще встречаются в горизонтальных сварных швах, чем в вертикальных. В тонких местах приваривается дополнительный металл, который затем тщательно шлифуется.
Кратер возникает там, где в результате дугового разрыва образовалась выемка. Появление пор в таких областях также типично. Кратер почти всегда можно предотвратить путем предварительного обжига газом. Такие участки вырезаются или устраняются сверлением, после чего их необходимо заварить заново. В случае прожога участок необходимо только зачистить и заварить заново.
Для получения дополнительной информации о сварке TIG смотрите видео ниже.
