Сварка полуавтоматом.Основы.
Процесс - саморегулирование - дуга
Процесс саморегулирования дуги в значительной степени зависит от внешней характеристики источника питания, плотности тока в сварочном электроде и стабилизирующих свойств флюса. [1]
Процесс саморегулирования дуги проявляется как результат реакции на какое-либо внешнее возмущение, вызвавшее нарушение в установившемся равновесии между скоростью подачи и скоростью плавления. Так, при увеличении длины дуги уменьшаются сварочный ток и скорость плавления электродной проволоки, а скорость подачи, оставаясь постоянной, становится больше скорости плавления, что приводит к восстановлению длины дуги. В случае уменьшения длины дуги происходит обратный процесс - скорость плавления проволоки становится больше скорости подачи, что приводит к восстановлению нормальной длины дуги. Для того чтобы горение дуги было устойчивым, необходимо равенство скоростей подачи и плавления электродной проволоки. [2]
На эффективность процесса саморегулирования дуги существенно влияет и форма ВАХ источника питания. С большим быстродействием колебания длины дуги будут отрабатываться при жестких ВАХ, так как при этом будет возрастать параметр р рд - ри ( р уменьшается при переходе от крутопадающих ВАХ источника питания к жестким) и, как следствие, параметр р будет увеличиваться, а постоянная времени Т уменьшаться. [3]https://www.ngpedia.ru/index.html
Как правильно настроить сварочный полуавтомат. Таблица настройки полуавтомата для сварки
Многие домашние мастерские укомплектованы не хуже специализированных профессиональных сервисов. В том числе – и оборудованием для выполнения сварочных работ. Но далеко не все возможности аппаратов используются в полном объеме. Причина заключается в том, что не каждый любитель сможет самостоятельно настроить сварку на работу с алюминием, нержавейкой или другими металлами. Инструкции бывает недостаточно. Недостающим звеном может стать опыт производственников.
На настройки влияют внешние параметры
Толщина заготовок, пространственное положение сварного соединения, конфигурация стыка, необходимость в усилении катета и другие показатели требуют корректировки в настройках аппарата. Основные настройки полуавтоматической сварки:
сила тока – подача присадочной проволоки. Зависимость прямо пропорциональна: увеличение скорости подачи проволоки требует более высоких значений в настройках силы тока;
напряжение дуги. Значения регулировки влияют на величину тока;
расход защитного газа зависит от основных параметров сварки.
Первичные значения можно задавать по настроечной таблице. Далее выполняется тестовое сваривание определенного количества элементов. По его результатам настройки корректируются.
После приобретения полуавтомата необходимо время для того, чтобы привыкнуть к особенностям его работы. Со временем даже звучание электрической дуги станет для пользователя информативным. А пока что нужно привыкать к изменениям:
комплектация полуавтоматов с идентичными эксплуатационными показателями могут сильно отличаться. Отличия в настройках – не редкость даже среди моделей одного производителя;
из-за перепадов напряжения настройки полуавтоматической сварки сбиваются;
изменение марки и состава проволоки;
изменение состава газа;
даже небольшой ремонт, а тем более замена комплектующих ведут к изменениям в работе оборудования.https://stal-kom.ru/
Газозащита
Газовый поток тоже является справочной величиной и не влияет напрямую на настройки сварочного агрегата. Контроль над расходом газа существенно упрощается при условии, что редуктор имеет две шкалы. Более точно объем потока учитывает ротаметр, который довольно часто устанавливают на промышленных сварочных линиях.
Ротаметрический показатель расхода газа дает данные о подаче инертного газа в зону сварочного процесса в постоянных величинах. Статическое давление будет снижено в том случае, когда сработает горелка и будет создано облако защитного газа. Стартовый диапазон значений для ротаметра составляет от 6 до 10 литров на минуту. В случаях, когда установлен манометр – порядка 1-2 атмосфер.
Норма расхода газа подбирается в зависимости от наличия пор в зоне сварного шва. Газовый поток увеличивается в объеме до того момента, когда поры не исчезнут. Применение газа на ветру или в помещениях со сквозняком не оправдано. Здесь лучше прибегнуть к проволоке с флюсом.
Подбор газовой смеси
На выбор газовой защитной смеси влияют два фактора – свойства свариваемых материалов и требования по качеству исполнения:
углекислый газ идеально защищает сварочные ванны. Является идеальным вариантом для обеспечения глубокого проплава. Но не подходит для тонкой работы в силу грубого по внешнему виду шва и большой разбрызгиваемости;
аргон в сочетании с углекислотой в пропорции 3:1 применяется для сваривания тонколистовых заготовок. Формируется тонкий шов высокого качества, генерируется минимальное количество брызг;
для нержавейки оптимальной газовой смесью является композиция из аргона (98%) и углекислоты (2%);
при сварке алюминия применяется чистый аргон.
Настройка напряжения
Изменения вольтажа определяются издержками энергии на плавление металла и горение дуги. Рост энергозатрат вызывает увеличение толщины расходного материала и глубины провара заготовок. Настраиваются бытовые полуавтоматы ступенчатым методом.
На крышке кожуха с внутренней стороны есть справочная таблица выбора значений напряжения. Это важная информация от компании-изготовителя, которая позволяет для каждой модели подобрать оптимальные значения мощности с учетом конкретных условий работы.
Скорость подачи проволоки
От скорости подачи расходного материала в зону расплава зависит и значение силы тока. Величина подачи проволоки является одним из основных изменяемых параметров. Выбирается она после того, как уже установлено напряжение, так как интенсивность плавления напрямую влияет на скорость подачи.
Величина изменяется в зависимости от марки и диаметра используемого материала и после каждого изменения в значениях напряжения. На рынке представлено оборудование с автоматической настройкой параметра. Однако, оно относится к числу дорогостоящих полуавтоматов.
Чтобы оптимизировать настройки полуавтоматической сварки, требуется тонкая корректировка значений. В случае слишком быстрой подачи присадочной проволоки будут образовываться наплывы; медленная подача станет причиной разрывов шва, просадки или волнистости. Хороший валик невозможен без точной балансировки трех параметров: напряжения, силы тока и скорости подачи расходника.
Слишком высокая подача проявляется сразу же после начала работы. С зажженной дугой скорость подачи снижается, но проволока не перестает изгибаться, липнуть к поверхности металла и не успевает плавиться. При этом наблюдается активное продуцирование брызг. Недостаточная подача проявляется в том, что электрод перегорает еще до касания с металлом. При этом наконечник, откуда подается расходный материал, будет забиваться. Таким образом, можно сделать вывод: правильный выбор режима скорости подачи и величины тока при ранее выставленных настройках напряжения является первым шагом к профессиональному росту.
Талица прямой зависимости между регулировками и результатом работы:
Полярность
Изменение полярность относится к числу наиболее простых регулировок. Под крышкой большинства полуавтоматов предусмотрена табличка с информацией о том, какой из металлов требует полярность прямую или обратную. Начинающему сварщику необходимо твердо усвоить, что при прямой полярности горелка подключается к минусовой клемме. При такой схеме коммутации проволока плавится быстрее в полтора раза, однако ухудшается стабильность электрической дуги.
При прямом подключении свариваются заготовки с использованием проволоки с флюсом. Большая часть тепловой энергии идет на защиту сварного соединения. Флюс полностью реагирует и в свободном остатке его нет. Основные издержки метода – обилие брызг и приличное количество шлака.
Омедненная цельная проволока должна быть запитана от плюсовой клеммы. Подготовка свариваемых заготовок заключается в зачистке поверхности и разделки. С увеличением диметра проволоки возрастает и проводимость. Поэтому при работе с заготовками большого размера целесообразно увеличить диаметр расходника.
Читайте также: Для защиты железных изделий от коррозии используют покраску изделий почему краска защищает металл
Выпуск и вылет проволоки
На качество сварного шва влияет длина вылета расходного материала из наконечника, а также размер зазора между проволокой и рабочей поверхностью. Несоответствие между диаметром проволоки и величиной ее выхода из наконечника приводят к избытку брызг, прожигу металла, непроварам и короблению.
В некоторых конструкциях полуавтоматов предусмотрена возможность изменения расположения наконечника горелки относительно сопла. Размещены они на одном уровне, но контактная трубка по отношению к соплу может выдвигаться или, наоборот, утапливаться. Амплитуда регулировки составляет 3,2 мм.
Короткий вылет используется для формирования швов на конструкционной низколегированной стали. При увеличении расстояния в этом случае снижает эффективность защитного газового облака. Для того, чтобы увеличить температуру плавления, можно немного удлинить флюсовую проволоку.
Выпуск и вылет напрямую зависят от диаметра присадочной проволоки:
Настройка дуги
Даже сравнительно недорогие модели полуавтоматических сварок наделены верньерами управления индуктивностью. Данные настройки изменяют температуру сварочной дуги, глубину проплава металла, выпуклость соединения. Можно работать с чувствительными к перегреву деталями, тонкие листовые материалы теперь не представляют серьезной проблемы для сварочного аппарата.
Возрастание индуктивности возникает из-за сжатия токового канала. С ростом показателя возрастет и температура плавления, глубина расплава; сварочная ванночка становится более жидкой. Валик готового шва при этом будет более плоским. При небольшом диаметре присадочной проволоки дуга становится устойчивей, возрастает коэффициент наплава, глубина проплава металла; уменьшается количество брызг.
Влияние напряжения на качество соединения
Красивый без пор шов, достаточно выпуклый, без подрезов, наплывов и прочих дефектов можно получить только при условии сбалансированности напряжения с другими регулировками. При низком напряжении сварочный шов получается узким с малой глубиной провара. И наоборот – при высоких показателях напряжения шов получится слишком широким, высоким; кратер ванны будет глубоким.
Проблемы и ошибки
В случае слепого копирования усредненных данных по настройкам оборудования, которые приведены в разных справочниках и таблицах, не исключены проблемы и промахи. Вина здесь полностью лежит на сварщике. Важно учитывать не только рекомендации, но и тонкости выполнения каждой конкретной задачи. Внимание к мелочам и творческий подход являются залогом успешного выполнения работы.
Опытные специалисты сразу улавливают некорректность работы оборудования. Вот некоторые из признаков:
щелчки и потрескивания свидетельствуют о недостаточно высокой скорости подачи расходного материала;
если припой начинает плавиться возле самого наконечника на приличном удалении от места стыка, то скорость его подачи является низкой;
слишком много брызг: нужно увеличить показатели индуктивности и подачи газа;
шов изобилует оттенками зеленого или коричневого и получается пористым – недостаточно хорошая газовая защита;
непроваренные, равно как и прожженные участки говорят о необходимости регулировки напряжения. Не исключено, что требуется повернуть регулятор индуктивности;
сочетание непроваров, неустойчивости дуги и неоднородного шва – ослаб контакт массы или в сварочной среде много разного мусора (возможно из-за плохо подготовленной к работе поверхности заготовок);
зазубрины и неодинаковая полнота валика нарушена скорость ведения горелки по шву;
прерывистый шов + избыточное разбрызгивание – длина дуги очень большая.
Как устанавливается ПВ/ПН и примеры аппаратов
Продолжительность включения/продолжительность нагрузки
Для определения продолжительности нагрузки у любых видов сварочных аппаратов используют методику, прописанную в ГОСТ Р МЭК 60974-1-2012. Согласно документу, испытания проводятся при температуре окружающего воздуха +40º С в течение 10 минут. Оборудование подключается в сеть, возбуждается электрическая дуга и засекается время, сколько аппарат сможет варить беспрерывно в течение 10 минут, пока сам не отключится из-за перегрева.
Например, у инвертора ///////// указано в характеристиках ПН 35%. Это означает, что на максимальном токе 200 А получится варить 3.5 минуты, а 6.5 минут нужно давать аппарату остывать. Конечно, такая характеристика не означает, что инвертор отключится сразу на 31-й секунде четвертой минуты. Время уходит на смену электрода, отбивание шлака, смену положения, поэтому оборудование немного отдыхает в такие паузы и может варить 4-5 минут, но не более. https://www.svarbi.ru/
§ 79. Сварка в углекислом газе
Советскими исследователями К. В. Любавским и Н. М. Новожиловым в начале 50-х годов был разработан способ сварки в защитной среде углекислого газа, который в настоящее время нашел широкое применение во всех странах мира.
Сущность процесса сварки в углекислом газе заключается в следующем. Поступающий в зону сварки углекислый газ защищает ее от вредного влияния атмосферы воздуха. Причем при высокой температуре сварочной дуги углекислый газ частично диссоциируется на окись углерода и кислород 2СO2 ↔ 2СO + O2.
В результате в зоне дуги образуется смесь из трех различных газов: углекислого газа, окиси углерода и кислорода.
Вследствие того, что температура дуги не везде одинакова, неодинаков и состав газовой смеси в зоне дуги. В центральной части, где температура дуги высокая, углекислый газ диссоциирует почти полностью. В области, прилегающей к сварочной ванне, количество углекислого газа преобладает над суммарным количеством кислорода и окиси углерода. Все три компонента газовой смеси защищают металл от
воздействия воздуха, в то же время окисляют его как при
переходе капель электродной проволоки в сварочную ванну, так и на поверхности.
Fe + СO2 ↔ FeO + СО; Mn + СO2 ↔ МnО + СО;
Si + 2СO2 ↔ SiO2 + 2СО; 2С + 2СO2 2СО + 2СО;
2Fe + O2 ↔ 2FeO; 2Мn + O2 ↔ 2МnО;
Si + O2 ↔ SiO2; 2C + 2O2 ↔ 2CO2.
Порядок и интенсивность окисления элементов зависят от их химического сродства к кислороду. Вначале окисляется кремний, имеющий большее сродство к кислороду, чем другие элементы. Окисление марганца также происходит значительно интенсивнее, чем окисление железа и углерода. Следовательно, нейтрализовать окислительный потенциал углекислого газа можно введением в присадочную проволоку избыточного кремния и марганца. В этом случае погашаются реакции окисления железа и образования окиси углерода, но сохраняются защитные функции углекислого газа в отношении атмосферы воздуха.
Качество наплавленного металла зависит от процентного содержания кремния и марганца в сварочной проволоке (при условии наличия необходимого количества углекислого газа). Хорошее качество наплавленного металла при сварке углеродистых сталей гарантируется тогда, когда в составе проволоки соотношение Мn к Si составит Mn/Si = 1,5 ÷ 2.
Образовавшиеся окислы кремния и марганца не растворяются в жидком металле, а вступают во взаимодействие друг с другом, образуя легкоплавкое соединение, которое в виде шлака всплывает на поверхность сварочной ванны.
http://metallurgu.ru/
Углекислота/смесь не рассматривается
Углекислота (по ГОСТ 8050-85 «Двуокись углерода газообразная и жидкая») применяется как защитный газ для электросварочных работ. Состав смеси: СО2; Ar + CO2 ; Ar + CO2 + O2. Еще производители могут маркировать ее как смесь MIX1 – MIX5.
Параметры и размеры баллонов для ацетилена можно посмотреть по ГОСТ 949-73 «Баллоны стальные малого и среднего для газов на Рр ≤ 19,7МПа». Наиболее популярными являются баллоны объемами 5, 10 и 40 литров.
При рабочем давлении углекислоты в баллоне 14,7 МПа (150 кгс/см2) коэффициент заполнения: 0,60 кг/л; при 9,8 МПа (100 кгс/см2) – 0,29 кг/л; при 12,25 МПа (125кгс/см2) – 0,47 кг/л.
Объемный вес углекислоты в газообразном состоянии равен 1.98 кг/м³, при нормальных условиях.
Посчитаем вес углекислоты в самом распространенном баллоне в строительстве: объемом 40л с рабочим давлением 14,7 МПа (150 кгс/см2).
40л • 0,6 = 24кг
Посчитаем объем углекислоты в газообразном состоянии:
24кг / 1,98 кг / м3 = 12,12м3
Вывод (для рассматриваемого случая): 1 баллон = 40л = 24кг = 12,12м3
Св. проволока
По механическому строению различают следующие структуры проволоки.
Сплошная. Представляет собой протянутый цельный калиброванный сердечник, собранный с помощью рядной укладки в бухты, катушки или кассеты. Механические свойства позволяют применять на автоматах и полуавтоматах.
ESAB OK Autrod 12.64 — сплошная омедненная проволока, легированная 1,7%Mn, применяется для полуавтоматической сварки углеродистых и низколегированных сталей.
Порошковая — это полая трубка, наполненная порошком (флюсом) со специальными свойствами. Такая структура затрудняет настройку протяжки проволоки на полуавтоматах. Усилия роликов, кроме создания качественной подачи, не должны превращать круглую трубку в овальную
Активированная. По возможностям использования в полуавтоматах она аналогична сплошной. Такой же цельный сердечник, но с добавлением, например, в виде тонких прослоек, компонентов, используемых для порошковых проволок.
По виду поверхности
Качество сварки полуавтоматом зависит от состояния поверхности проволоки. Покрытая медью, она значительно увеличивает стабильность сварочной дуги. Это создается улучшением подвода тока к зоне сварки по причине хороших электротехнических характеристик меди, а также уменьшением сопротивлению подачи проволоки через отверстие подающего наконечника.
Преимуществом непокрытой «черной» проволоки является более дешевая экономическая составляющая. Непокрытая проволока может выпускаться с полированной поверхностью. Этот вид приближается по характеристикам к проволоке с омедненной поверхностью.
По химическому составу
Химический состав сварочной проволоки должен соответствовать составу свариваемых материалов. Этим требованием объясняется многообразие видов проволоки по химическому составу — от проволоки из обычной малоуглеродистой стали до легированной с большим количеством элементов.
Легированная сварочная проволока ДЕКА ER70S-6 0,8 мм. евро-кассета, 5 кг. Фото Сварочные Технологии
По количеству легирующих элементов
Свойства проволоки напрямую зависят от количества входящих в нее легирующих элементов. Различают следующие виды легированной сварочной проволоки:
низколегированная (до 2,5% содержание элементов);
среднелегированная (от 2,5% до 10%);
высоколегированная (свыше 10%).
Применение легированного присадочного материала делает возможность сохранить, а в некоторых случаях улучшить, такие уникальные свойства основного материала, как коррозионная стойкость, жаростойкость, жаропрочность и другие.
Для разных материалов
Кроме стальной существует проволока для сварки чугуна и сплавов цветных металлов (алюминия, меди, титана и других). Это дает возможность применять полуавтоматическую сварку для разных материалов. Для получения качественного шва требуется учитывать особенности материалов при настройке параметров сварки.
Нержавеющая сварочная проволока в расплавленном состоянии обладает повышенной жидкотекучестью. Это сильно затрудняет сварку в вертикальном и потолочном положениях. Высокая скорость плавления нержавейки требует от сварщика наличия квалификации при формировании шва.
Исправление литейного брака чугуна (раковины, трещины) производится с помощью сварки. Текучесть чугуна является препятствием при заваривании сквозных трещин. Высокая температура сварочной дуги при длительном воздействии приводит к изменению структуры, что делает чугун в месте сварки хрупким и склонным к появлению трещин. Полуавтоматическая сварка нагревает ограниченную по площади поверхность. Шов формируется отдельными последовательными точками. Тем самым минимизируется влияние обозначенных выше свойств на качество сварки.
Сварочный процесс цветных металлов сопровождается появлением тугоплавких окисных пленок. Это предъявляет высокие требования к защитному газу — обычно это аргон с высокой степенью очистки. Высокая теплопроводность требует наличия на полуавтоматах импульсного режима сварки для уменьшения риска прожига свариваемых материалов, особенно тонколистовых.
По диаметру
Выбор диаметра проволоки напрямую связан с толщинами свариваемых материалов. Чем меньше толщина, тем меньше диаметр. Соответственно этому правилу варьируется параметр величины сварочного тока. Рекомендуемые размеры диаметра:
оборудование со сварочным током до 200А – применяется проволока диаметром 0,6 мм, 0,8 мм, 1,0 мм;
с током 200-350 А — диаметры 1,0 мм, 1,2 мм;
с током 400-500 А — диаметры 1,2 мм, 1,6 мм.
Марки
Многообразие количества видов проволоки (только стальной существует около 80 наименований) всегда позволят подобрать лучший вариант для сварки. Наиболее часто применяются следующие марки.
Св-08Г2С – применяется с омедненной и не омедненной поверхностью, аналогом является ER70S-6. С помощью этой малоуглеродистой и низколегированной проволоки на полуавтоматах сваривается большое количество марок стали. Поэтому проволоку выпускают многие производители, в том числе лидеры мирового рынка ESAB и DEKA. Во время работы электрод практически не залипает, разбрызгивание минимально. Защитная атмосфера создается аргоном или углекислым газом. Для выполнения работ в соответствии с технологией аргонодуговой сварки применяются и другие типы материалов.
Св-06Х19Н9Т – применяется для сварки нержавеющих сталей. Также может применяться в качестве наплавки и заготовок для изготовления электродов. Пониженное содержание углерода повышает пластичность сварочного шва. Большое количество хрома позволяет использовать в качестве присадки для материалов, используемых в нефтяной, пищевой и химической промышленности.
ПАНЧ-11 – используется в полуавтоматической сварке чугунных изделий. Устранение трещин, раковин и других подобных дефектов – основное назначение этого присадочного материала. Причем делается это без нагрева заготовки и при отсутствии защитного газа. Сварочный шов без проблем поддается обработке, не возникает критических внутренних напряжений, поэтому деталь не поддается короблению.
https://kovka-svarka.net/material/svarochnaia-provoloka-marki/#
Итак, с материалом бачков интеркулеров разобрались, осталось уточнить:они все из полиамида 66? Или есть варианты. Думаю, что здесь один критерий в выборе у производителя-стоимость и технологичность. Нужно бы уточнить по второй части надписи-PA66-GF30-.. GF30- расшифровка аббревиатуры. Вопрос по бачкам радиаторов охлаждения ДВС. Тоже полиамид 66. Со временем в этих бачках появляются трещины. Хорошо бы разобраться в причинах их возникновения, а также в возможности ремонта таких бачков -пластик высыхает, пластичность теряется, материал становиться хрупким. Возможность сварки и что из этого получиться...,или,если в бачке появилась трещина, то это приговор бачку -восстановлению не подлежит. Печка БМВ. Что за пластик? Ремонтопригодность?
