Сварка плавящимся электродом в среде защитного газа

Сварка плавящимся электродом в среде защитного газа

При такой сварке происходит расплавление электрода, окруженного защитным газом. Наличие защитного газа исключает попадание воздуха в зону сваривания, что предотвращает окисление металла и шлакообразование. Роль защитных газов могут играть инертные вещества, такие как гелий и аргон, которые применяются при сваривании деталей, изготовленных не из черных металлов. Однако при проведении кузовного ремонта сварка ведется в углекислом газе, не являющемся инертным. Такой газ идеально подходит для сваривания кузовных деталей из штампованной стали. Перевод сварочного оборудования с аргона или гелия на углекислый газ выполняется довольно просто.

Предупреждение:
при сварке в защитной среде необходимо, чтобы газ постоянно окутывал электрод, поэтому предварительно следует исключить проникновение ветра или возникновение сквозняка в рабочей зоне. Пренебрежение данной рекомендацией может обернуться тем, что сварочное соединение получится хрупким и покрытым пятнами.

При данном типе сварки происходит автоматическая подача электрода с постоянной скоростью. Между электродной проволокой и металлическими деталями возникает короткая дуга, в результате чего создается высокая температура, под воздействием которой происходит расплавление электрода и соединение деталей.

Использование короткой электрической дуги исключает попадание брызг расплавленного металла на поверхности кузовных деталей. В результате сваривания тонких листовых деталей может произойти натяжение и деформацию панелей, а также образование прожженных отверстий. Для предотвращения появления перечисленных дефектов следует ограничить температуру, при которой производится сварка. Применение короткой электродуги, низкой силы тока и напряжения, а также использование тонкой электродной проволоки при сварке в среде защитного газа значительно снижает требуемую для протекания процесса температуру, что практически исключает деформацию панелей. Учитывая перечисленные ниже достоинства метода, можно подытожить, что полуавтоматическая сварка в среде защитных газов является наиболее предпочтительным методом при выполнении кузовного ремонта.

• Вероятность деформации и коробления кузовных деталей сведены к минимуму.
• Для качественного выполнения сваривания необязательно наличие большого опыта.
• Для расплавления электрода не требуется создания чрезвычайно высокой температуры, что позволяет выполнять глубоко проникающую сварку с высокой скоростью. Поверхность соединения после такой сварки легко поддается механической обработке.
• При сварке не выделяется большое количество шлака, поэтому отпадает необходимость в его удалении с поверхности кузова автомобиля.

Типовой аппарат для сварки в среде защитного газа

Принцип действия аппарата для сварки в среде защитного газа

Оборудование для выполнения сварки в среде защитного газа

Аппарат для сваривания в среде защитного газа состоит из сварочного пистолета, механизма подачи проволоки, газового баллона и источника питания. Такие аппараты выпускаются многими производителями, однако их принцип действия и конструкция аналогичны. Внимательно изучите инструкцию пользователя, которой укомплектован аппарат. Если требования, приводимые в инструкции, противоречат описанию, содержащемуся в данном руководстве, необходимо следовать инструкции.

Определяющими параметрами полуавтоматической сварки являются входное напряжение, сила тока при сварке, напряжение, за счет которого образуется дуга, расстояние от наконечника пистолета до поверхности сваривания, угол наклона пистолета, направление сваривания, удельный объем подаваемого газа и скорость сваривания. Входное напряжение не регулируется. Оно составляет 110 или 220 В, в зависимости от конструкции аппарата.

Сила тока определяет глубину проникновения сварки в листовой металл, скорость расплавления электродной проволоки, постоянство сварочной дуги и количество разлетающихся брызг расплавленного металла. При увеличении силы тока возрастает глубина проникновения сварки, а также высота и ширина сварочного шва. Оптимальная сила тока определяется диаметром электродной проволоки и толщиной свариваемого листового металла. Рекомендуемые настройки приведены в наклейке, имеющейся на аппарате или в инструкции пользователя.

Напряжение, необходимое для создания дуги, определяет ее длину. При правильной установке напряжения от наконечника сварочного пистолета начинает исходить постоянное тихое шипение или щелчки. Превышение требуемого напряжения приводит к формированию чрезмерно длинной дуги, что может обернуться образованием при сваривании множества брызг расплавленного металла. Кроме того, будет сформирован широкий и пологий сварочный шов, не проникающий на достаточную глубину в листовой металл кузовных деталей. При чрезвычайно низком напряжении может исчезнуть электродуга, при чем из сварочного пистолета будет доноситься прерывистый звук. Сварочный шов при низком напряжении будет узким и глубоко проникающим в листовой металл.

Примечание:
длина дуги определяется не только напряжением, но также и скоростью подачи проволоки. Стабилизация дуги происходит при выравнивании скоростей подачи и расплавления электродной проволоки. Длина дуги обратнопропорциональна скорости подачи проволоки.

Расстояние, на котором находится наконечник пистолета от сварочной поверхности, имеет чрезвычайно большое значение. Для большинства аппаратов данное расстояние рекомендуется поддерживать в пределах 8 - 15 мм. С увеличением расстояние происходит предварительный нагрев проволоки, выходящей из пистолета, что увеличивает скорость его расплавления. Кроме того, при этом снижается эффективность среды защитного газа. При чрезвычайно малом расстоянии сварочный шов перекрывается пистолетом, и контроль над процессом ослабевает.

Сваривание, при котором пистолет обращен своим мундштуком в направлении перемещения, называется «прямая сварка». Метод сварки, при котором мундштук пистолета направлен в сторону, противоположную перемещению, называется «реверсная сварка». При прямой сварке образуется пологий сварочный шов, неглубоко проникающий в листовой металл. В ходе реверсной сварки образуется достаточно высокий шов, глубоко проникающий в листовой металл свариваемых деталей. Независимо от метода сварки пистолет следует располагать под углом от 10 до 30⁰ к сварочному шву.

Регулировка подачи газа также чрезвычайно важна для получения высокого качества сварки. Защитный эффект газа ослабляется при отклонении подачи от нормы в большую или меньшую сторону. Интенсивность подачи определяется расстоянием от мундштука пистолета до поверхности сварки, силой тока при сварке, скоростью сварки и степенью подвижности окружающего воздуха. Как правило, для выполнения сварки устанавливается подача от 10 до 15 литров/в минуту. Перед регулировкой подачи следует изучить сопроводительную инструкцию по применению аппарата.

Скорость сваривания определяется толщиной соединяемых панелей и напряжением питания аппарата, т.е. параметрами, которые не подлежит корректировке. При чрезвычайно высокой скорости формируется неглубокий и широкий сварочный шов, имеющий куполообразное сечение. При сниженной относительно нормы скорости появляется вероятность сквозного прожигания листового металла. Сварщику необходимо иметь в наличии таблицу рекомендованной скорости сваривания в зависимости от толщины соединяемых панелей.

Ширина

Величина напряжения, при котором создается дуга, определяет глубину сварки, а также высоту и ширину сварочного шва. Оптимальной считается сварка, при которой формируется небольшой и глубоко проникающий шов

Напряжение и длина дуги определяют глубину проникновения и форму сварочного шва

Правила выполнения полуавтоматической сварки в среде защитного газа

Для успешного выполнения сварки в среде защитного газа следует правильно применять соответствующее оборудование. Ниже приведены основные правила выполнения данного вида сварки.

• Для образования дуги необходимо расположить наконечник пистолета около свариваемых панелей и активизировать его нажатием на пусковой выключатель. После этого через пистолет начнется подача электродной проволоки и защитного газа. При соприкосновении электродной проволоки с листовым металлом свариваемых панелей образуется дуга. Если перед соприкосновением с поверхностью сварки из пистолета будет выпущено чрезмерное количество проволоки, то при образовании дуги могут возникнуть затруднения. В таком случае необходимо быстро отсечь конец проволоки с помощью бокорезов, удерживая мундштук пистолета на достаточном удалении от лица.
• Необходимо счищать окалину с наконечника сварочного пистолета сразу же после ее образования. Пренебрежение данной рекомендацией может привести к прерыванию подачи защитного газа, что станет причиной получения сварочного соединения неудовлетворительного качества. Образование наростов окалины также может создать препятствие при подаче проволоки. Защемление проволоки при нажатии на пусковой выключатель может обернуться ее заклиниванием в сварочном аппарате. После удаления окалины следует убедиться в бесперебойности подачи проволоки. Рекомендуется нанести на мундштук сварочного пистолета специальное средство для предотвращения разбрызгивания окалины. Данное средство имеется в ассортименте автомагазинов в форме аэрозоля.
• Следует своевременно заменять износившийся наконечник сварочного пистолета, так как только при выполнении данной рекомендации представляется возможным добиться формирования стабильной дуги. Также следует убедиться в надежности затяжки наконечника (на мундштуке имеется секция, предназначенная для захвата гаечным ключом).

Виды соединений, выполняемых при полуавтоматической сварке в среде защитного газа

Точечная сварка часто применяется для соединения двух панелей внахлест. Данный вид сваривания выполняется следующим образом.

1. Выполните отверстие в верхней панели соединения, воспользовавшись электродрелью со сверлом или фрезой. Диаметр отверстия прямопропорционален толщине листового металла.

2. Чрезвычайно плотно сожмите панели с помощью С-образных зажимов, применяемых при выполнении кузовного ремонта.

3. Вертикально удерживая пистолет (под прямым углом к плоскости панелей), выполните сваривание так, чтобы отверстие, выполненное в верхней панели, полностью заполнилось расплавом электродной проволоки. Выполните сварку по кромке отверстия, заполняя впадины перехода; микроотверстия заполняются при непрерывном направлении пистолета в центр пятна сварки. Так как при данном виде сварки не образуется шлаковая корка, необходимость в шлифовке соединения сведена к минимуму.

Для удержания наконечника пистолета на одинаковом расстоянии от поверхности при сваривании требуется наличие определенных навыков. Данное расстояние составляет от 8 до 14 мм

Для получения соединений с определенными параметрами следует изменять наклон пистолета относительно поверхности сваривания

Полуавтоматический аппарат для выполнения сварки в среде защитного газа может применяться при соединении кузовных деталей точечной сваркой

При выполнении точечной сварки пистолет следует держать под прямым углом к панели...

...и выполните сварку по кромке отверстия. Микроотверстия заполняются при непрерывном направлении пистолета в центр пятна сварки

Соединение встык (при котором две панели соединяются непрерывным швом) также может выполняться сваркой в защитном газе. Непрерывным швом, как правило, соединяются ремонтная вставка с восстанавливаемой панелью. Сваривание массивных кузовных деталей, таких как боковые элементы жесткости или лонжероны рамы, выполняется следующим образом.

1. Скрепите свариваемые элементы кузовных деталей, что предотвратит их коробление в процессе сварки. Для скрепления следует выполнить точечную сварку с расстоянием между точками приблизительно в 30 раз превышающим толщину панелей (например, если толщина металла деталей составляет 2 мм, то расстояние между точками должно составлять около 50 мм).

2. Надежно удерживая пистолет, нанесите шов, используя метод прямой сварки. При этом следует поддерживать постоянную скорость перемещения пистолета, наклонив его под углом в 15⁰. Постоянно выполняйте визуальный контроль формируемого шва.

3. Производите постоянный визуальный контроль процесса расплавления электродной проволоки и соединительных кромок деталей. Не допускайте чрезмерного удаления конца проволоки от соединения. При начале и окончании сварочных циклов следует отводить дугу от сварочного шва, а затем снова помещать проволоку на сварочное соединение и продолжать наплавление сварочного шва. По всей длине соединения следует поддерживать одинаковую высоту и ширину шва.

4. Причиной неправильного формирования сварочного шва может являться неверный выбор расстояния от наконечника сварочного пистолета до поверхности соединения. Следует попытаться достичь требуемых параметров шва при выполнении сварки с различного расстояния.

Следует выполнять сварку так, чтобы формировался пологий шов, слегка выступающий за поверхность панелей

Полуавтоматический аппарат для выполнения сварки в среде защитного газа может применяться при соединении тонких и габаритных кузовных деталей сплошным швом

Во избежание коробления панелей скрепите их, выполнив по всей длине соединения сварочные точки, расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга

При соединении относительно толстых панелей встык следует выполнять прямую сварку, наклонив пистолет на 10 – 15 ⁰. При этом необходимо перемещать пистолет с постоянной скоростью, постоянно осуществляя визуальный контроль шва

5. При постоянной скорости подачи проволоки замедление или ускорение перемещения сварочного пистолета негативно сказываются на качестве получаемого соединения. При слишком медленном перемещении появляется вероятность прожигания отверстий в панелях, в то время как при слишком быстром перемещении формируется сварочное соединение недостаточной глубины и прочности.

6. Во избежание коробления панелей следует часто менять место нанесения сварочного шва, начав сваривание в центре соединения. Перемещайте пистолет в сторону не нагретой части панели, периодически нанося короткие отрезки сварочного шва.

Описанная выше методика неприемлема при сваривании встык тонколистовых панелей. Выполнение такого соединения производится по особому методу. При соединении непрерывным швом листовых панелей, толщина которых менее 0.8 мм, происходит сквозное прожигание листового металла. Во избежание прожигания панелей применяется сварка прерывистым швом, что предотвращает разогревание панелей до сверхвысокой температуры. Соединение выполняется реверсной сваркой, что позволяет визуально контролировать формирование сварочного шва, а также выдерживать необходимые паузы между циклами, достаточные для охлаждения свариваемых деталей.

Ниже в таблице приведены основные дефекты соединений, выполненных полуавтоматической сваркой в среде защитного газа, и описаны причины их возникновения.

Сформируйте дугу в точке (1), затем верните конец электродной проволоки на шов (2) и продолжите наплавление шва в указанном направлении (3)

В середине показано, каким должен быть сварочный шов

Во избежание прожигания крупных тонколистовых панелей применяется сварка прерывистым швом. Перемещайте пистолет в сторону ненагретой части панели, периодически нанося ко- роткие отрезки сварочного шва.

Запрещено выполнять сваривание тонколистых панелей сплошным швом (слева). Необходимо производить сваривание прерывистым швом, что предотвращает перегрев металла (справа).

Типичные дефекты, возникающие при соединении сваркой в среде защитного газа

Дефект	Проявление	Причины возникновения
Поры/кратеры		Наличие коррозионных отложений на листовом металле панелей. Наличие влаги или коррозионных отложений на электродной проволоке. Нарушение защитной функции газа (засорен мундштук, ветреность окружающей среды или недостаток подачи газа). Слишком быстрое охлаждение сварочного соединения. Чрезмерное удлинение дуги.
Неполное наплавление		Чрезмерное удлинение дуги. Неправильный наклон сварочного пистолета. Слишком высокая скорость сварки.
Чрезмерное наплавление		Слишком низкая скорость сварки. Чрезмерное сокращение дуги.
Недостаточное проникновение		Низкая сила тока при сварке. Чрезмерное удлинение дуги. Нестыковка конца электродной проволоки с линией стыка.
Разбрызгивание окалины		Чрезмерное удлинение дуги. Наличие коррозионных отложений на листовом металле панелей. Чрезмерный наклон пистолета.
Неравномерность сварочного шва		Износ или повреждение наконечника пистолета, в результате чего происходит вибрация проволоки при выходе из мундштука. Колебания пистолета при сварке.
Сквозное прожигание		Чрезвычайно высокая сила тока при сварке. Наличие чрезмерного зазора между свариваемыми деталями. Слишком низкая скорость сварки. Чрезвычайно малое расстояние от пистолета до соединения.