Зварювання електродом, що плавиться, в середовищі захисного газу

Зварювання електродом, що плавиться, в середовищі захисного газу

При такому зварюванні відбувається розплавлення електрода, оточеного захисним газом. Наявність захисного газу виключає попадання повітря в зону зварювання, що запобігає окисленню металу та шлакоутворенню. Роль захисних газів можуть відігравати інертні речовини, такі як гелій та аргон, які застосовуються при зварюванні деталей, виготовлених не із чорних металів. Однак при проведенні кузовного ремонту зварювання ведеться у вуглекислому газі, що не є інертним. Такий газ ідеально підходить для зварювання кузовних деталей із штампованої сталі. Переведення зварювального обладнання з аргону або гелію на вуглекислий газ виконується досить легко.

Попередження:
при зварюванні в захисному середовищі необхідно, щоб газ постійно огортав електрод, тому слід виключити проникнення вітру або виникнення протягу в робочій зоні. Нехтування цією рекомендацією може обернутися тим, що зварювальне з'єднання вийде крихким і покритим плямами.

При цьому типі зварювання відбувається автоматична подача електрода з постійною швидкістю. Між електродним дротом та металевими деталями виникає коротка дуга, внаслідок чого створюється висока температура, під впливом якої відбувається розплавлення електрода та з'єднання деталей.

Використання короткої електричної дуги унеможливлює попадання бризок розплавленого металу на поверхні кузовних деталей. В результаті зварювання тонких листових деталей може статися натяг та деформацію панелей, а також утворення пропалених отворів. Для запобігання появі перелічених дефектів слід обмежити температуру, при якій проводиться зварювання. Застосування короткої електродуги, низької сили струму і напруги, а також використання тонкого дроту електродного при зварюванні в середовищі захисного газу значно знижує необхідну для протікання процесу температуру, що практично виключає деформацію панелей. Враховуючи наведені нижче переваги методу, можна підсумувати, що напівавтоматичне зварювання в середовищі захисних газів є найкращим методом при виконанні кузовного ремонту.

• Імовірність деформації та короблення кузовних деталей зведено до мінімуму.
• Для якісного виконання зварювання необов'язково мати великий досвід.
• Для розплавлення електрода не потрібно створення надзвичайно високої температури, що дозволяє виконувати глибоко проникаюче зварювання з високою швидкістю. Поверхня з'єднання після такого зварювання легко піддається механічній обробці.
• При зварюванні не виділяється велика кількість шлаку, тому відпадає необхідність його видалення з поверхні кузова автомобіля.

Типовий апарат для зварювання у середовищі захисного газу

Принцип дії апарата для зварювання у середовищі захисного газу

Устаткування для зварювання в середовищі захисного газу

Апарат для зварювання серед захисного газу складається з зварювального пістолета, механізму подачі дроту, газового балона і джерела живлення. Такі апарати випускаються багатьма виробниками, проте їх принцип дії та конструкція аналогічні. Уважно вивчіть інструкцію користувача, якою укомплектовано апарат. Якщо вимоги, наведені в інструкції, суперечать опису, що міститься в цьому посібнику, слід дотримуватися інструкцій.

Визначальними параметрами напівавтоматичного зварювання є вхідна напруга, сила струму при зварюванні, напруга, за рахунок якого утворюється дуга, відстань від наконечника пістолета до поверхні зварювання, кут нахилу пістолета, напрям зварювання, питомий об'єм газу, що подається, і швидкість зварювання. Вхідна напруга не регулюється. Воно становить 110 або 220 В, залежно від конструкції апарата.

Сила струму визначає глибину проникнення зварювання в листовий метал, швидкість розплавлення електродного дроту, сталість зварювальної дуги і кількість бризок розплавленого металу, що розлітаються. У разі збільшення сили струму зростає глибина проникнення зварювання, і навіть висота і ширина зварювального шва. Оптимальна сила струму визначається діаметром електродного дроту і товщиною листового металу, що зварюється. Налаштування, що рекомендуються, наведено в наклейці, наявній на апараті або в інструкції користувача.

Напруга, необхідне створення дуги, визначає її довжину. При правильному встановленні напруги від наконечника зварювального пістолета починає виходити постійне тихе шипіння або клацання. Перевищення необхідної напруги призводить до формування надмірно довгої дуги, що може обернутися утворенням при зварюванні бризок розплавленого металу. Крім того, буде сформовано широкий та пологий зварювальний шов, що не проникає на достатню глибину в листовий метал кузовних деталей. При надзвичайно низькій напрузі може зникнути електродуга, причому з зварювального пістолета буде долинати уривчастий звук. Зварювальний шов при низькій напрузі буде вузьким і глибоко проникає в листовий метал.

Примітка:
довжина дуги визначається як напругою, а й швидкістю подачі дроту. Стабілізація дуги відбувається при вирівнюванні швидкостей подачі та розплавлення електродного дроту. Довжина дуги обернено пропорційна швидкості подачі дроту.

Відстань, де знаходиться наконечник пістолета від зварювальної поверхні, має надзвичайно велике значення. Для більшості апаратів цю відстань рекомендується підтримувати в межах 8 - 15 мм. Зі збільшенням відстань відбувається попередній нагрівання дроту, що виходить із пістолета, що збільшує швидкість його розплавлення. З іншого боку, у своїй знижується ефективність середовища захисного газу. При надзвичайно малій відстані зварювальний шов перекривається пістолетом, і контроль над процесом слабшає.

Зварювання, у якому пістолет звернений своїм мундштуком у бік переміщення, називається «пряма зварювання». Метод зварювання, у якому мундштук пістолета спрямований у бік, протилежну переміщенню, називається «реверсне зварювання». При прямому зварюванні утворюється пологий зварювальний шов, що неглибоко проникає в листовий метал. У ході реверсного зварювання утворюється досить високий шов, що глибоко проникає в листовий метал деталей, що зварюються. Незалежно від методу зварювання пістолет слід розташовувати під кутом від 10 до 30⁰до зварювального шва.

Регулювання подачі газу також є надзвичайно важливим для отримання високої якості зварювання. Захисний ефект газу послаблюється при відхиленні подачі від норми у більшу чи меншу сторону. Інтенсивність подачі визначається відстанню від мундштука пістолета до поверхні зварювання, силою струму при зварюванні, швидкістю зварювання та ступенем рухливості навколишнього повітря. Як правило, для виконання зварювання встановлюється подача від 10 до 15 літрів/хв. Перед регулюванням подачі слід вивчити супровідну інструкцію щодо використання апарата.

Швидкість зварювання визначається товщиною панелей, що з'єднуються, і напругою живлення апарату, тобто. параметрами, які не підлягають коригуванню. При надзвичайно високій швидкості формується неглибокий та широкий зварювальний шов, що має куполоподібний переріз. При зниженій нормі швидкості з'являється ймовірність наскрізного пропалювання листового металу. Зварювальнику необхідно мати в наявності таблицю рекомендованої швидкості зварювання залежно від товщини панелей, що з'єднуються.

Ширина

Розмір напруги, у якому створюється дуга, визначає глибину зварювання, і навіть висоту і ширину зварювального шва. Оптимальним вважається зварювання, при якому формується невеликий і глибоко проникаючий шов

Напруга та довжина дуги визначають глибину проникнення та форму зварювального шва

Правила виконання напівавтоматичного зварювання у середовищі захисного газу

Для успішного виконання зварювання серед захисного газу слід правильно застосовувати відповідне обладнання. Нижче наведено основні правила виконання цього виду зварювання.

• Для утворення дуги необхідно розташувати наконечник пістолета біля панелей, що зварюються, і активізувати його натисканням на пусковий вимикач. Після цього через пістолет почнеться подача електродного дроту та захисного газу. При зіткненні електродного дроту з листовим металом панелей, що зварюються, утворюється дуга. Якщо перед зіткненням з поверхнею зварювання з пістолета буде випущено надмірну кількість дроту, то при утворенні дуги можуть виникнути труднощі. У такому разі необхідно швидко відсікти кінець дроту за допомогою бокорізів, утримуючи мундштук пістолета на достатній відстані від обличчя.
• Необхідно зчищати окалину з наконечника зварювального пістолета відразу після її утворення. Нехтування цією рекомендацією може призвести до переривання подачі захисного газу, що стане причиною отримання зварювального з'єднання незадовільної якості. Утворення наростів окалини може створити перешкоду при подачі дроту. Затискання дроту при натисканні на пусковий вимикач може призвести до його заклинювання в зварювальному апараті. Після видалення окалини слід переконатися у безперебійності подачі дроту. Рекомендується нанести на мундштук зварювального пістолета спеціальний засіб для запобігання розбризкуванню окалини. Цей засіб є в асортименті автомагазинів у формі аерозолю.
• Слід своєчасно замінювати наконечник зварювального пістолета, що зносився, оскільки тільки при виконанні даної рекомендації є можливим домогтися формування стабільної дуги. Також слід переконатися у надійності затягування наконечника (на мундштуку є секція, призначена для захоплення гайковим ключем).

Види з'єднань, що виконуються при напівавтоматичному зварюванні в середовищі захисного газу

Точкове зварювання часто застосовується для з'єднання двох панелей внахлест. Цей вид зварювання виконується в такий спосіб.

1. Виконайте отвір у верхній панелі з'єднання, скориставшись електродрилем зі свердлом або фрезою. Діаметр отвору прямопропорційний товщині листового металу.

2. Надзвичайно щільно стисніть панелі за допомогою С-подібних затискачів, які застосовуються при кузовному ремонті.

3. Вертикально утримуючи пістолет (під прямим кутом до площини панелей), зварюйте так, щоб отвір, виконаний у верхній панелі, повністю заповнився розплавом електродного дроту. Виконайте зварювання по кромці отвору, заповнюючи западини переходу; мікроотвори заповнюються при безперервному напрямку пістолета до центру плями зварювання. Так як при даному виді зварювання не утворюється шлакова кірка, необхідність у шліфуванні з'єднання зведена до мінімуму.

Для утримання наконечника пістолета однаковій відстані від поверхні при зварюванні потрібна наявність певних навичок. Ця відстань становить від 8 до 14 мм.

Для отримання з'єднань із певними параметрами слід змінювати нахил пістолета щодо поверхні зварювання

Напівавтоматичний апарат для зварювання в середовищі захисного газу може застосовуватися при з'єднанні кузовних деталей точковим зварюванням

Під час точкового зварювання пістолет слід тримати під прямим кутом до панелі...

...і виконайте зварювання по кромці отвору. Мікроотвори заповнюються при безперервному напрямку пістолета до центру плями зварювання

З'єднання встик (при якому дві панелі з'єднуються безперервним швом) також може виконуватися зварюванням у захисному газі. Безперервним швом, як правило, з'єднуються ремонтна вставка з панеллю, що відновлюється. Зварювання масивних кузовних деталей, таких як бічні елементи жорсткості або лонжерони рами, виконується в такий спосіб.

1. Скріпіть елементи кузовних деталей, що зварюються, що запобігатиме їх торканню в процесі зварювання. Для скріплення слід виконати точкове зварювання з відстанню між точками, що приблизно в 30 разів перевищує товщину панелей (наприклад, якщо товщина металу деталей становить 2 мм, то відстань між точками повинна становити близько 50 мм).

2. Надійно утримуючи пістолет, нанесіть шов, використовуючи метод прямого зварювання. При цьому слід підтримувати постійну швидкість переміщення пістолета, нахиливши його під кутом 15⁰. Постійно виконуйте візуальний контроль шва, що формується.

3. Виконуйте постійний візуальний контроль процесу розплавлення електродного дроту та сполучних кромок деталей. Не допускайте надмірного видалення кінця дроту від з'єднання. При початку та закінченні зварювальних циклів слід відводити дугу від зварювального шва, а потім знову поміщати дріт на зварювальне з'єднання та продовжувати наплавлення зварювального шва. По всій довжині з'єднання слід підтримувати однакову висоту та ширину шва.

4. Причиною неправильного формування зварювального шва може бути неправильний вибір відстані від наконечника зварювального пістолета до поверхні з'єднання. Слід спробувати досягти необхідних параметрів шва під час зварювання з різної відстані.

Слід зварювати так, щоб формувався пологий шов, злегка виступаючий за поверхню панелей

Напівавтоматичний апарат для зварювання в середовищі захисного газу може застосовуватися при з'єднанні тонких і габаритних кузовних деталей суцільним швом

Щоб уникнути короблення панелей, скріпіть їх, виконавши по всій довжині з'єднання зварювальні точки, розташовані на однаковій відстані один від одного

При з'єднанні щодо товстих панелей встик слід виконувати пряме зварювання, нахиливши пістолет на 10 – 15 ⁰. При цьому необхідно переміщати пістолет із постійною швидкістю, постійно здійснюючи візуальний контроль шва

5. При постійній швидкості подачі дроту уповільнення або прискорення переміщення зварювального пістолета негативно позначаються на якості з'єднання, що отримується. При надто повільному переміщенні з'являється ймовірність пропалювання отворів у панелях, у той час як при надто швидкому переміщенні формується зварювальне з'єднання недостатньої глибини та міцності.

6. Щоб уникнути короблення панелей, слід часто змінювати місце нанесення зварювального шва, почавши зварювання в центрі з'єднання. Переміщуйте пістолет у бік не нагрітої частини панелі, періодично наносячи короткі відрізки зварювального шва.

Описана вище методика неприйнятна при зварюванні встик тонколистових панелей. Виконання такої сполуки здійснюється за особливим методом. При з'єднанні безперервним швом листових панелей, товщина яких менше 0.8 мм, відбувається наскрізне пропалювання листового металу. Щоб уникнути пропалювання панелей застосовується зварювання уривчастим швом, що запобігає розігріванню панелей до надвисокої температури. З'єднання виконується реверсним зварюванням, що дозволяє візуально контролювати формування зварювального шва, а також витримувати необхідні паузи між циклами, достатні для охолодження деталей, що зварюються.

Нижче в таблиці наведено основні дефекти з'єднань, виконаних напівавтоматичним зварюванням у середовищі захисного газу, та описані причини їх виникнення.

Сформуйте дугу в точці (1), потім поверніть кінець електродного дроту на шов (2) і продовжіть наплавлення шва у вказаному напрямку (3)

У середині показано, яким має бути зварювальний шов

Щоб уникнути пропалювання великих тонколистових панелей застосовується зварювання уривчастим швом. Переміщуйте пістолет у бік ненагрітої частини панелі, періодично наносячи короткі відрізки зварювального шва.

Заборонено виконувати зварювання тонколистих панелей суцільним швом (ліворуч). Необхідно проводити зварювання уривчастим швом, що запобігає перегріву металу (праворуч).

Типові дефекти, що виникають при з'єднанні зварюванням у середовищі захисного газу

Дефект	Прояв	Причини виникнення
Пори/кратери		Наявність корозійних відкладень на листовому металі панелей. Наявність вологи чи корозійних відкладень на електродному дроті. Порушення захисної функції газу (засмічений мундштук, легкість навколишнього середовища або нестача подачі газу). Занадто швидке охолодження зварювального з'єднання. Надмірне подовження дуги.
Неповне наплавлення		Надмірне подовження дуги. Неправильний нахил зварювального пістолета. Занадто висока швидкість зварювання.
Надмірне наплавлення		Надто низька швидкість зварювання. Надмірне скорочення дуги.
Недостатнє проникнення		Низька сила струму під час зварювання. Надмірне подовження дуги. Нестиковка кінця електродного дроту з лінією стику.
Розбризкування окалини		Надмірне подовження дуги. Наявність корозійних відкладень на листовому металі панелей. Надмірний нахил пістолета.
Нерівномірність зварювального шва		Зношування або пошкодження наконечника пістолета, внаслідок чого відбувається вібрація дроту при виході з мундштука. Коливання пістолета під час зварювання.
Наскрізне пропалювання		Надзвичайно висока сила струму при зварюванні. Наявність надмірного зазору між деталями, що зварюються. Надто низька швидкість зварювання. Надзвичайно мала відстань від пістолета до з'єднання.