Корзина
10 отзывов
ООО ПКФ СварНефтеГаз
Производители
Фильтры График работы
  • Понедельник
    08:0018:00
  • Вторник
    08:0018:00
  • Среда
    08:0018:00
  • Четверг
    08:0018:00
  • Пятница
    08:0018:00
  • Суббота
    Выходной
  • Воскресенье
    Выходной
Контакты
+7345269-80-62
sng-pkf@mail.ru
+7922076-90-62
+7950493-87-87
ООО ПКФ «СварНефтеГаз»
sng-pkf@mail.ru , sng-pkf72@mail.ru, sng-pkf72tmn@mail.ru
РоссияТюменская областьТюменьул.Вербовая д. 4625053
Юридический адрес юридического лица 625053, Россия, Тюменская область, г. Тюмень, ул. Энергостроителей дом 10 корп.1,офис 255 Почтовый адрес юридического лица 625053, Россия, Тюменская область, г. Тюмень, ул. Вербовая дом 4 ,офис 118
Телефон 8(3452) 61-02-41, 69-80-62 E-mail sng-pkf@mail.ru
ИНН 7203387282 КПП 720301001 Банковские реквизиты юридического лица ЗАПАДНО-СИБИРСКИЙ БАНК ПАО СБЕРБАНК г.Тюмень К/С 30101810800000000651 Р/С 40702810667100004428 БИК 047102651
http://sng72.rusng-pkf@mail.ru
+7
345
269-80-62
+7
922
076-90-62
+7(950) 493-87-87

Оборудование для полуавтоматической сварки

Полуавтоматическая сварка MIG/MAG

MIG/MAG - Metal Inert / Active Gas - дуговая сварка плавящимся металлическим электродом (проволокой) в среде инертного/активного газа с автоматической подачей присадочной проволоки. Это полуавтоматическая сварка в среде защитного газа - наиболее универсальный и распространенный в промышленности метод сварки.

 

Принципы процесса, характеристики дуги

 Технологические свойства дуги существенно зависят от физических и химических свойств защитных газов, электродного и свариваемого металлов, параметров и других условий сварки. Это обусловливает многообразие способов сварки в защитных газах. Рассмотрим классификацию процесса сварки в защитных газах плавящимся электродом по наиболее существенным признакам.

В состав сварочного оборудования входят источник сварочного тока и сварочный аппарат. Составные части сварочного оборудования и их функции определяются уровнем механизации и автоматизации процесса, параметрами режима сварки, необходимостью их установки и регулировки в режиме наладки и сварки.

Основными параметрами автоматизированной дуговой сварки плавящимся электродом в СО2, Аг, Не и смесях газов (MAG, MIG) являются:

  1. Сварочный ток Ic (~40.,.600 А);
  2. Напряжение сварки Uc (~16...40 В);
  3. Скорость сварки Vc (~4...20 мм/с), (-14.4...72 м/ч);
  4. Диаметр электродной проволоки Dпр (~0.8...2.5 мм);
  5. Длина вылета электродной проволоки Lв (~8...25 мм);
  6. Скорость подачи электродной проволоки Vп (~35...250 мм/с);
  7. Расход защитного газа Qг (~3...60 л/мин).

Принцип дуговой сварки в защитных газах определяет основные функции оборудования:

  • подвод к дуге электрической энергии и её регулирование (Ic, Uc);
  • перемещение горелки со скоростью сварки (Vc) и её регулирование;
  • подача электродной проволоки (Vп) в зону сварки и регулирование её скорости;
  • подача защитного газа (Qг) в зону сварки и регулирование его расхода;
  • установка вылета электродной проволоки (Lв) и корректирующие перемещения горелки;
  • возбуждение дуги и заварка кратера;
  • автоматическое слежение по линии сварки и др.

При пуске сварочного аппарата схема управления должна обеспечивать такую последовательность включения частей и механизмов оборудования:

  1. Подачу защитного газа (Qг), предварительную продувку системы подачи газа;
  2. Включение источника питания дуги (U);
  3. Подачу электродной проволоки (Vп);
  4. Возбуждение дуги ( Ic, Uc);
  5. Перемещение аппарата со скоростью сварки (Vc):

Qг ► U  Vп ► lcUc  Vc 

При окончании сварки последовательность выключения механизмов должна обеспечивать заварку кратера и защиту остывающего шва:

Vc Vn  lc  Uc  U  Qг 

Сварка в защитных газах плавящимся электродом выполняется как в производственном помещении на специально оборудованных рабочих местах (сварочный пост, установка, станок, РТК), так и вне его (строительная площадка, трасса трубопровода и др.). Сварочные посты имеют местную вентиляцию и ограждены щитами или экранами для защиты окружающих от излучения дуги и брызг электродного металла. По назначению сварочное оборудование разделяют на универсальное, специальное и специализированное. Рассмотрим кратко принципы компоновки универсального сварочного оборудования общего назначения, которое выпускается серийно. Установка для механизированной дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах обычно включает:

  • источник постоянного или импульсного тока;
  • механизм подачи электродной проволоки;
  • сварочную горелку;
  • кабель-пакет;
  • встроенный в источник блок управления или отдельный шкаф управления;
  • систему подачи защитного газа (баллон, подогреватель газа для СО2), газовый редуктор, смеситель газов, газовые шланги, электроклапан);
  • кабели цепей управления;
  • сварочные кабели с зажимами;
  • систему охлаждения водой (дополнительно);
  • приспособление для сборки и кантовки сварного узла (механическое оборудование).

Комплект установки для дуговой механизированной сварки, которую традиционно называют сварочным полуавтоматом, показан на Рис.2.

 

Рис.2. Схема установки для дуговой механизированной сварки в СО2

Сварочные полуавтоматы находят самое широкое применение, имеют различное назначение и конструктивное исполнение. Основным исполнением полуавтоматов является по способу защиты зоны дуги:

  • для сварки в активных газах (MAG);
  • для сварки в инертных газах (MIG);
  • для сварки в инертных и активных газах (MIG/MAG);
  • для сварки порошковой или самозащитной электродной проволокой (FCAW).

Различают три основные системы подачи электродной проволоки: толкающего, тянуще-толкающего и тянущего типов. Наиболее распространенной является система подачи толкающего типа, которая ограничивает длину горелки до 5 м., но отличается простотой и небольшой массой. Другие системы позволяют увеличить длину шлангов до 10-20 м и использовать тонкую проволоку диаметром меньше 1 мм, но механизм подачи в горелке увеличивает её массу. Регулировка скорости подачи проволоки чаще применяется плавная, но возможна плавно-ступенчатая и ступенчатая. В случае порошковой проволоки применяют две пары подающих роликов, чтобы предупредить её сплющивание. По радиусу рабочей зоны различают полуавтоматы монокорпусные (механизм подачи установлен внутри корпуса источника сварочного тока, радиус действия сварщика определяется длиной сварочной горелки), передвижные (механизм подачи можно перемещать относительно источника до 15 м) и переносные (специальные или «кейсового» типа с длиной кабель-пакета до 40-50 м).

Токосъемный наконечник является сменной быстро изнашиваемой деталью. От надежности контакта в нем зависит стабильность процесса сварки. К сменным деталям относятся токосъемный наконечник и сопло, которые нагреваются от излучения дуги и забрызгивания.

 

Сварочные материалы

При сварке MIG/MAG используют защитные газы и электродные проволоки. В Таблице 1 приведены типы газов по классификации Международного Института Сварки.

Таблица 1. Типы защитных газов.

Группа Состав смеси, % Хим. активность
Окислители Инертные газы Восстановители
CO2 O2 Ar He H2
И1 - - 100 - Нейтральный
- - - 100 -
- - 27-75 Ост.  -
- - 85 - 95 - Ост.  Восстановит.
- - - - 100
М1 - 1 - 3 Ост. - - Слабокисл.
2 - 4 - Ост. - -
М2 15 - 30 - Ост. - - Среднекисл.
5 - 15 1 - 4 Ост. - -
- 4 - 8 Ост. - -
М3 30 - 40 - Ост. - - Сильнокисл
- 9 - 12 Ост. - -
5 - 20 4 - 6 - - -
С 100 - - - -
80 20 - - -

 

Как видно из таблицы, применяются чистые газы инертные и активные, смеси газов в различных сочетаниях: инертные + инертные, инертные + активные и активные + активные. Водород при сварке плавящимся электродом не применяется из-за высокого разбрызгивания. Активный газ двуокись углерода (СО2) регламентируется по ГОСТ 8050-85, кислород газообразный по стандарту ГОСТ 5583-78.

Применяется метод расчета расхода защитного газа Нг в литрах или кубических метрах на 1 м шва определяется в основном для малого производства по следующей формуле:

Нг = (Нуг х Т + Ндг)

где Нуг — удельный расход защитного газа, приведенный в Таблице 3, м3/с (л/мин); Т — основное время сварки n-го прохода, с (мин); Ндг — дополнительный расход защитного газа на выполнение подготовительно-заключительных операций при сварке n-го прохода.

Таблица 2. Удельный расход защитного газа.

Диаметр проволоки, мм Сварочный ток, А Расход газа
м3/с 104 л/мин
0,8 60 - 120 1,33 - 1,50 8 - 9
1,0 60 - 160 1,33 - 1,50 8 - 9
1,2 100 - 250 1,50 - 2,00 9 - 12
1,6 240 - 260 2,30 - 2,50 14 - 15
1,6 260 - 380 2,50 - 3,00 15 - 18
2,0 240 - 280 2,50 - 3,00 15 - 18
2,0 280 - 450 3,00 - 3,33 18 - 20

 

По ГОСТ 2246-70 предусматривается изготовление 75 марок сварочных проволок, в том числе и для сварки в защитных газах. Средне- и сильноокислительные газы группы М2 и МЗ (Аг + СО2, Аг + О2, Аг + СО2 + О) и С (СО, СО2 + О2) применяются в сочетании с проволоками, содержащими раскислители Mn, Si, Al, Ti и др. (например СВ-08Г2С, СВ-08ГСМТ, СВ-08ХГ2С). Более точные рекомендации по выбору электродных проволок целесообразно давать при изучении сварки конкретных групп конструкционных материалов.

Порошковые проволоки применяются для сварки без защиты и с дополнительной защитой зоны сварки углекислым газом (самозащитные и газозащитные проволоки). По типу сердечника порошковые проволоки можно разделить на:

  • самозащитные: рутил-органические, карбонатно-флюоритные, флюоритные;
  • газозащитные: рутиловые, рутил-флюоритные.

Применение порошковых проволок вместо сплошных позволяет легировать шов в широких пределах и повышать стойкость его против пор и горячих трещин, обеспечивать заданные механические свойства. Кроме того, наличие шлака снижает разбрызгивание и улучшает форму шва.

Типы переноса электродного металла и их применение

При сварке плавящимся электродом открытой дугой перенос электродного металла представляет сложный процесс. Много факторов оказывает влияние на перенос: состав и свойства защитного газа, состав и свойства электродного металла, род тока и полярность, параметры режима сварки, вольтамперная характеристика источника тока и его динамические свойства и др.

Можно выделить следующие виды переноса электродного металла:

  • без коротких замыканий дуги и с короткими замыканиями;
  • крупно-, средне-, мелкокапельный и струйный;
  • без разбрызгивания и с разбрызгиванием.

Наиболее благоприятные условия для переноса электродного металла наблюдаются при сварке в инертных одноатомных газах аргоне и гелии. В аргоне имеет место два вида переноса: крупнокапельный без коротких замыканий с небольшим разбрызгиванием на докритическом токе и струйный на токе больше критического. Вид переноса влияет на форму проплавления Рис. 3:

Рис. 3. Форма проплавления металла.  

а) меньше критического;

б) больше критического.

Сварка со струйным переносом рекомендуется на металле средней толщины. В гелии наблюдается капельный перенос с короткими замыканиями (к.з.) дуги (малые ток и напряжение) и без к.з. на повышенном токе и напряжении при незначительном мелкокапельном разбрызгивании. Сварка в гелии имеет меньшую выпуклость, чем в аргоне, так как аргон повышает поверхностное натяжение в сталях. Применение смеси Аг+Не позволяет использовать преимущества обоих газов. При сварке в СО2 имеют место перенос мелкокапельный с к.з. и небольшим разбрыз гиванием, крупнокапельный с к.з. и без к.з. с большим разбрызгиванием. На больших токах, когда дуга погружается в основной металл, перенос становится мелкокапельным, разбрызгивание уменьшается, однако валик имеет чрезмерную выпуклость.

Типы переноса металла при сварке MIG/MAG

При сварке MIG/MAG перенос металла осуществляется, в основном, двумя формами. При первой форме капля касается поверхности сварочной ванны ещё до отделения от торца электрода, образуя короткое замыкание, отчего этот тип переноса получил название переноса с короткими замыканиями. При второй форме капля отделяется от торца электрода без касания поверхности сварочной ванны и, поэтому, этот тип переноса называется переносом без коротких замыканий. Последняя форма переноса металла подразделяется на 6 отдельных типов согласно особенностям формирования и отделения капель электродного металла от торца электрода. Таким образом, согласно классификации предложенной Международным Институтом Сварки, существует 7 основных типов переноса металла, проиллюстрированных на Рис. 4 (условия этих сварок приведены в Табл. 3)

 

Рис. 4. Типы переноса металла при сварке MIG/MAG

Условия сварки экспериментов для иллюстрации различных типов переноса металла, представленных на Рис. 4 (электронный источник питания).

Таблица 3. Типы переноса металла при сварке MIG/MAG.

Типы переноса

металла

Электродная проволока

Тип 

ВВАХ

Защитный

газ

Скорость

подачи

проволоки,

м/мин

Сварочный

ток,

А

Сварочное

напряжение,

В

С короткими замыканиями ER70S-6
СВ08Г2С
1,0 мм
Жесткая Ar+2%O2 6,8 - 22,0
Крупнокапельный Штыковая Ar+2%O2 6,7 180,0 -
Крупнокапельный отклоненный Жесткая СO2 7,0 171,8 36,7
Мелкокапельный Штыковая Ar+2%O2 8,7 211,0 -
Струйный  Штыковая Ar+2%O2 10,5 250,0 -
Взрывной ER5356 (AlMg5)
1,2 мм.
Жесткая Чистый Ar 12,0 224,2 24,5

 

При переносе металла с короткими замыканиями торец электрода с находящейся на нём каплей расплавленного электродного металла периодически касается поверхности сварочной ванны, вызывая короткие замыкания и погасания дуги. Обычно, перенос металла с короткими замыканиями имеет месте при низких режимах сварки, т.е., малом токе сварки и низком напряжении дуги (короткая дуга гарантирует, что капля коснётся поверхности ванны раньше своего отделения от торца электрода). Этот тип переноса металла имеет место как при сварке MIG , так и при сварке MAG. В начале короткого замыкания напряжение дуги резко падает (до уровня напряжения короткого замыкания) и остаётся низким до его окончания, в то время как ток короткого замыкания быстро повышается. Разогрев перемычки жидкого металла между торцом электрода и сварочной ванной (вызываемый проходящим высоким током короткого замыкания) способствует её разрыву.

Перенос металла при импульсном режиме дуговой сварки

Главной особенностью процесса импульсно-дуговой сварки является возможность получения мелкокапельного переноса электродного металла при среднем значении тока сварки (Iм) ниже критического, который в обычных условиях определяет границу между крупнокапельным и мелкокапельным переносом металла. В этом методе управления переносом металла ток принудительно изменяется между двумя уровнями, называемыми базовым током (Iб) и током импульса (Iи) Рис. 5. Уровень базового тока выбирается из условия достаточности для обеспечения поддержания горения дуги при незначительном влиянии на плавление электрода. Функцией тока импульса, который превышает критический ток, является форма тока, показанная на Рисунке 5 (типа «одна капля за один импульс»).

 

Рис. 5. Импульсная дуговая сварка

Для практических показателей взята стальная электродная проволока СВ08Г2С диаметром 1,2 мм; защитный газ Аг+5%02; ток импульса Iи = 270 A; время импульса tи = 5,5 мс; базовый ток Iб = 70 A; время паузы tп = 10 мс; скорость подачи проволоки во время импульса Vпи = 3,5 м/мин; скорость подачи проволоки во время паузы Vпп = 28 см/мин; вылет электрода - 18 мм.

Плавление торца электрода, формирование капли определённого размера и срыв этой капли с торца электрода происходит под действием электромагнитной силы (Пинч-эффект). В течение одного импульса тока может быть сформировано и перенесено в сварочную ванну от одной до нескольких капель. Частота следования импульсов тока, их амплитуда и длительность (tи) определяют выделяемую энергию дуги, а следовательно, скорость расплавления электрода. Сумма длительностей импульса tu и паузы (tп) определяет период пульсации тока, а её обратная величина даёт частоту пульсации. Перенос электродного металла при дуговой сварке с импульсом характеризуется следующими параметрами:

  • числом капель сформированных и перешедших в сварочную ванну под действием одного импульса тока;
  • размером капли;
  • временем от начала импульса тока до срыва первой капли;
  • моментом, когда происходит отделение капли от электрода (на фазе импульса или на фазе паузы).

 

 Рис. 6. Перенос капли электродного металла. 

В связи с тем, что формирование и отрыв капли управляется амплитудой и длительностью тока импульса (Iи и tu), базовый ток сварки (Iб) может быть уменьшен существенно ниже уровня критического тока, что достигается либо простым увеличением времени базы (tб), т.е., снижением частоты импульсов, либо снижением базового тока (Iб). Например, применительно к малоуглеродистой электродной проволоке диаметром 1 мм при сварке в защитной среде на базе аргона можно поддерживать управляемый мелкокапельный перенос металла на токе сварки менее 50 А, хотя критический ток для этих условий равен примерно 180 ... 190 А. Благодаря низкой мощности дуги и скорости расплавления электрода, сварочная ванна имеет малые размеры и легко управляема. Таким образом, становится возможным реализация желаемого мелкокапельного переноса электродного металла, как при сварке тонколистового металла, так и при сварке металла больших толщин во всех пространственных положениях.

Другим преимуществом импульсного режима является возможность использования проволок больших диаметров для скоростей наплавки характерных для проволок малых диаметров, что снижает стоимость единицы веса наплавленного металла. При этом также возрастает эффективность наплавки благодаря снижению потерь на разбрызгивание электродного металла.

К недостаткам этого процесса можно отнести возможное отсутствие проплавления, вследствие низкого тепловложения в сварочную ванну. Кроме того, повышенные требования к квалификации сварщиков, а также использование значительно более сложного и дорогого сварочного оборудования в совокупности с более низкой гибкостью (универсальностью) процесса.

Особенности сварки в среде углекислого газа

Углекислый газ является активным газом. При высоких температурах происходит диссоциация (разложение) его с образованием свободного кислорода:

2СО2 ► 2СО + О2

Молекулярный кислород под действием высокой температуря сварочной дуги диссоциирует на атомарный по формуле:

О2 ► 2О

Атомарный кислород, являясь очень активным, вступает в реакцию с железом и примесями, находящимися в стали, по следующим уравнениям:

Fe + O =FeO,

C + O =CO,

Mn + O =MnO,

Si + 2O = SiО2.

Чтобы подавит реакцию окисления углерода и железа при сварке в углекислом газе, в сварочную ванну вводят раскислители (марганец и кремний), которые тормозят реакции окисления и восстанавливают окислы по уровням:

FeO + Mn = MnO + Fe,

2FeO + Si = SiО2 + 2Fe и т.д.

Образующиеся окислы кремния и марганца переходят в шлак. Исходя из этого при сварке в углекислом газе малоуглеродистых и низкоуглеродистых сталей необходимо применять кремний-марганцовистые проволоки, а для сварки легированных сталей – специальные проволоки.

Таблица 4. Сварочные проволоки для сварки малоуглеродистых и легированных сталей. 

Свариваемый металл Сварочная проволока

Малоуглеродистые стали

Св08ГС, Св08Г2С

Теплоустойчивые стали 15ХМА, 20ХМА

Св08ХГ2СМ

Низколегированные

Св08Г2С, Св18ХГСА, Св18ХМА

Сталь 15Х1М1Ф

Св08ХГСМФ

Сталь 1Х13

Вс08Х14ГТ, Св10Х17Т

Сталь Х18Н9Т

Св06Х19Н9Т, Св07Х18Н9ТЮ

Сталь 20ХМФЛ

Св08ХГСМФ

 

Подготовка металла под сварку состоит в следующем. Чтобы в наплавленном металле не было пор, кромки сварных соединений необходимо зачищать от ржавчины, грязи, масла и влаги на ширину до 30мм по обе стороны от зазора. В зависимости от степени загрязнения зачищать кромки можно протиркой ветошью, зачисткой стальной щёткой, опескоструиванием, а также обезжириванием с последующим травлением. Следует заметить, что окалина почти не влияет на качество сварного шва, поэтому детали после газовой резки могут свариваться сразу после зачистки шлака. Разделывают кромки под сварку так же, как и при полуавтоматической сварке под слоем флюса.

Выбор режимов сварки в среде углекислого газа

К параметрам режима сварки в углекислом газе относятся: род тока и полярность, диаметр электродной проволоки, сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость подачи проволоки, вылет электрода, расход углекислого газа, наклон электрода относительно шва и скорость сварки.

При сварке в углекислом газе обычно применяют постоянный ток обратной полярности, так как сварка током прямой полярности приводит к неустойчивому горению дуги. Переменный ток можно применять только с осциллятором, однако в большинстве случаев рекомендуется применять постоянный ток.

Диаметр электродной проволоки следует выбирать в зависимости от толщины свариваемого металла.

Сварочный ток устанавливается в зависимости от выбранного диаметра электродной проволоки.

Основные режимы полуавтоматической сварки приведены в Таблице 5.

Таблица 5. Основные режимы сварки.

Толщина металла, мм Диаметр сварочной проволоки, мм

Сварочный ток,

А
Сварочное напряжение, В Скорость подачи проволоки, м/ч

Расход защитного газа,

л/мин
Вылет электрода, мм
1,5  0,8 – 1,0  95 – 125  19 – 20   150 – 220  6 – 7  6 – 10
1,5  1,2  130 – 150  20 – 21  150 – 200  6 – 7  10 – 13
2,0  1,2  130 – 170  21 – 22  150 – 250  6 – 7  10 – 13
3,0  1,2  200 – 300  22 – 25  380 – 490  8 – 11   10 – 13
4,0 – 5,0  1,2 – 1,6  200 – 300  25 – 30  490 – 680  11 – 16  10 – 20
6,0 – 8,0 и более  1,2 – 1,6  200 – 300  25 – 30  490 – 680  11 – 16  10 – 20

 

С увеличением силы сварочного тока увеличивается глубина провара и повышается производительность процесса сварки.

Напряжение на дуге зависит от длины дуги. Чем длиннее дуга, тем больше напряжения на ней. С увеличением напряжения на дуге увеличивается ширина шва и уменьшается глубина его провара. Устанавливается напряжение на дуге в зависимости от выбранной силы сварочного тока.

Скорость подачи электродной проволоки подбирают с таким расчётом, чтобы обеспечивалось устойчивое горение дуги при выбранном напряжении на ней. Вылетом электрода называется длина отрезка электрода между его концом и выходом его из мундштука. Величина вылета оказывает большое влияние на устойчивость процесса сварки и качество сварного шва. С увеличением вылета ухудшается устойчивость горения дуги и формирования шва, а также увеличивается разбрызгивание. При сварке с очень малым вылетом затрудняется наблюдение за процессом сварки и часто подгорает контактный наконечник. Величину вылета рекомендуется выбирать в зависимости от диаметра электродной проволоки.

Кроме вылета электрода, необходимо выдерживать определённое расстояние от сопла горелки до изделия (Табл.6), так как с увеличением этого расстояния возможно попадание кислорода и азота воздуха в наплавленный металл и образования пор в шве. Величину расстояния от сопла горелки до изделия следует выдерживать в приведенных значениях.