Дуговая сварка плавящимся металлическим электродом (проволокой) в среде инертного/активного газа с автоматической подачей присадочной проволоки - это MIG/MAG - Metal Inert/Active Gas. В среде защитного газа эта полуавтоматическая сварка в промышленности наиболее универсальный и распространенный метод сварки. Этот метод сварки обозначают иногда GMA (Gas Metal Arc). Поскольку речь идет об автоматизации только подачи присадочной проволоки, а сам метод MIG/MAG с успехом применяется при автоматизированной роботизированной сварке, то не вполне корректно использовать термин "полуавтоматическая".
Умышленно упущено словосочетание "в углекислом газе", к которому привыкли многие специалисты, так как при этом методе сварки все чаще используются многокомпонентные газовые смеси, в их состав кроме углекислого газа могут входить аргон, азот, гелий, кислород, и иные газы.
Применение инертных, активных газов или их смесей, в качестве защитных газов, зависит от свариваемого металла и его толщины. При использовании постоянного тока обратной полярности в силу физических особенностей стабильность дуги и ее технологические свойства выше. На 25...30% увеличивается количество расплавляемого электродного металла, но стабильность дуги резко снижается, и повышаются потери металла на разбрызгивание при использовании постоянного тока прямой полярности. Из-за нестабильного горения дуги применение переменного тока при сварке невозможно.
Шов при сварке плавящимся электродом формируется за счет проплавления основного металла. Форма и размеры шва, поэтому зависят также, помимо прочего (скорости сварки, пространственного положения электрода и изделия и пр.), от характера расплавления и переноса электродного металла в сварочную ванну. В основном, характер переноса электродного металла определяется материалом электрода, плотностью сварочного тока, составом защитного газа и другими факторами.
При традиционном способе сварки выделяют три основные формы расплавления электрода и переноса в сварочную ванну электродного металла. Для сварки электродными проволоками диаметром 0,5 ... 1,6 мм при короткой дуге с напряжением 15 ... 22 В, характерен процесс сварки с периодическими короткими замыканиями. На торце электрода расплавленный металл стягивается в каплю после очередного короткого замыкания (1 и 2 на рис. ниже, а) силой поверхностного натяжения. Длина и напряжение дуги в итоге становятся максимальными.
Скорость подачи электродной проволоки во все стадии процесса сварки постоянна, а скорость ее плавления изменяется и в периоды 3 и 4 меньше скорости подачи.
Торец электрода с каплей поэтому приближается к сварочной ванне (уменьшаются длина дуги и ее напряжение) до короткого замыкания (5). При коротком замыкании сварочный ток резко возрастает и в результате увеличивается сжимающее действие электромагнитных сил, совместное действие которых разрывает перемычку жидкого металла между электродом и изделием. Капля расплавленного электродного металла во время короткого замыкания переходит в сварочную ванну. Процесс повторяется далее.
Частота периодических замыканий дугового промежутка при сварке может меняться в рамках 90 ... 450 в секунду. В зависимости от материала, защитного газа и т.п., для каждого диаметра электродной проволоки существует диапазон сварочных токов, где возможен процесс сварки с короткими замыканиями. Сварка возможна в различных пространственных положениях, а потери электродного металла на разбрызгивание не превышают 7 %, при оптимальных параметрах процесса.
К изменению характера расплавления и переноса электродного металла, перехода от сварки короткой дугой с короткими замыканиями к сварке с редкими короткими замыканиями или без них ведёт увеличение плотности сварочного тока и длины (напряжения) дуги. Электродный металл переносится в сварочную ванну нерегулярно, отдельными большими каплями различного размера (рис. выше, б), хорошо заметными невооруженным глазом. Технологические свойства дуги при этом ухудшаются, сварка в потолочном положении затрудняется, до 15 % возрастают потери электродного металла на угар и разбрызгивание. Периодическое изменение мгновенной мощности дуги - импульсно-дуговая сварка применяют для улучшения технологических свойств дуги. Для плавления электродной проволоки со скоростью, равной скорости ее подачи недостаточно теплоты, выделяемой основной дугой.
Длина дугового промежутка вследствие этого уменьшается. Ускоренное расплавление электрода, обеспечивающее формирование капли на его конце, происходит под действием импульса тока. Резкое увеличение электродинамических сил шейку капли сужает и в любом пространственном положении сбрасывает ее в направлении сварочной ванны.
При сварке можно применять одиночные импульсы либо группу импульсов с одинаковыми или различными параметрами. От соотношения основных параметров (величины и длительности импульсов и пауз) зависит устойчивость процесса сварки. Скорость расплавления электродной проволоки, изменить форму и размеры шва, уменьшить нижний предел сварочного тока, обеспечивающий устойчивое горение дуги можно соответствующим подбором тока основной дуги и импульса.
Очень мелкокапельный перенос электродного металла может наблюдаться при достаточно высоких плотностях постоянного по величине (без импульсов или с импульсами) сварочного тока обратной полярности и при горении дуги в инертных газах. Так как при его наблюдении невооруженным глазом создается впечатление, что расплавленный металл с торца электрода стекает в сварочную ванну непрерывной струей (см. рис. выше, в) - он получил название "струйный". При увеличении сварочного тока до "критического" для данного диаметра электрода, происходит изменение характера переноса электродного металла с капельного на струйный.
При активировании электрода (нанесении на его поверхность тем или иным способом некоторых легкоионизирующих веществ) увеличении вылета электрода уменьшается значение критического тока. На значение критического тока влияет изменение состава защитного газа.
При переходе к струйному переносу, благодаря сжимающему действию электромагнитных сил, поток газов и металла резко интенсифицируется от электрода в сторону сварочной ванны. В результате прослойка жидкого металла под дугой уменьшается, в сварочной ванне появляется местное углубление. В процессе сварки теплопередача к основному металлу повышается, и шов приобретает специфическую форму с повышенной глубиной проплавления по его оси. Дуга очень стабильна при струйном переносе - колебаний сварочного тока и напряжений не наблюдается. Сварка производится во всех пространственных положениях.
Умышленно упущено словосочетание "в углекислом газе", к которому привыкли многие специалисты, так как при этом методе сварки все чаще используются многокомпонентные газовые смеси, в их состав кроме углекислого газа могут входить аргон, азот, гелий, кислород, и иные газы.
Применение инертных, активных газов или их смесей, в качестве защитных газов, зависит от свариваемого металла и его толщины. При использовании постоянного тока обратной полярности в силу физических особенностей стабильность дуги и ее технологические свойства выше. На 25...30% увеличивается количество расплавляемого электродного металла, но стабильность дуги резко снижается, и повышаются потери металла на разбрызгивание при использовании постоянного тока прямой полярности. Из-за нестабильного горения дуги применение переменного тока при сварке невозможно.
Шов при сварке плавящимся электродом формируется за счет проплавления основного металла. Форма и размеры шва, поэтому зависят также, помимо прочего (скорости сварки, пространственного положения электрода и изделия и пр.), от характера расплавления и переноса электродного металла в сварочную ванну. В основном, характер переноса электродного металла определяется материалом электрода, плотностью сварочного тока, составом защитного газа и другими факторами.
При традиционном способе сварки выделяют три основные формы расплавления электрода и переноса в сварочную ванну электродного металла. Для сварки электродными проволоками диаметром 0,5 ... 1,6 мм при короткой дуге с напряжением 15 ... 22 В, характерен процесс сварки с периодическими короткими замыканиями. На торце электрода расплавленный металл стягивается в каплю после очередного короткого замыкания (1 и 2 на рис. ниже, а) силой поверхностного натяжения. Длина и напряжение дуги в итоге становятся максимальными.
Скорость подачи электродной проволоки во все стадии процесса сварки постоянна, а скорость ее плавления изменяется и в периоды 3 и 4 меньше скорости подачи.
Торец электрода с каплей поэтому приближается к сварочной ванне (уменьшаются длина дуги и ее напряжение) до короткого замыкания (5). При коротком замыкании сварочный ток резко возрастает и в результате увеличивается сжимающее действие электромагнитных сил, совместное действие которых разрывает перемычку жидкого металла между электродом и изделием. Капля расплавленного электродного металла во время короткого замыкания переходит в сварочную ванну. Процесс повторяется далее.
Частота периодических замыканий дугового промежутка при сварке может меняться в рамках 90 ... 450 в секунду. В зависимости от материала, защитного газа и т.п., для каждого диаметра электродной проволоки существует диапазон сварочных токов, где возможен процесс сварки с короткими замыканиями. Сварка возможна в различных пространственных положениях, а потери электродного металла на разбрызгивание не превышают 7 %, при оптимальных параметрах процесса.
К изменению характера расплавления и переноса электродного металла, перехода от сварки короткой дугой с короткими замыканиями к сварке с редкими короткими замыканиями или без них ведёт увеличение плотности сварочного тока и длины (напряжения) дуги. Электродный металл переносится в сварочную ванну нерегулярно, отдельными большими каплями различного размера (рис. выше, б), хорошо заметными невооруженным глазом. Технологические свойства дуги при этом ухудшаются, сварка в потолочном положении затрудняется, до 15 % возрастают потери электродного металла на угар и разбрызгивание. Периодическое изменение мгновенной мощности дуги - импульсно-дуговая сварка применяют для улучшения технологических свойств дуги. Для плавления электродной проволоки со скоростью, равной скорости ее подачи недостаточно теплоты, выделяемой основной дугой.
Длина дугового промежутка вследствие этого уменьшается. Ускоренное расплавление электрода, обеспечивающее формирование капли на его конце, происходит под действием импульса тока. Резкое увеличение электродинамических сил шейку капли сужает и в любом пространственном положении сбрасывает ее в направлении сварочной ванны.
При сварке можно применять одиночные импульсы либо группу импульсов с одинаковыми или различными параметрами. От соотношения основных параметров (величины и длительности импульсов и пауз) зависит устойчивость процесса сварки. Скорость расплавления электродной проволоки, изменить форму и размеры шва, уменьшить нижний предел сварочного тока, обеспечивающий устойчивое горение дуги можно соответствующим подбором тока основной дуги и импульса.
Очень мелкокапельный перенос электродного металла может наблюдаться при достаточно высоких плотностях постоянного по величине (без импульсов или с импульсами) сварочного тока обратной полярности и при горении дуги в инертных газах. Так как при его наблюдении невооруженным глазом создается впечатление, что расплавленный металл с торца электрода стекает в сварочную ванну непрерывной струей (см. рис. выше, в) - он получил название "струйный". При увеличении сварочного тока до "критического" для данного диаметра электрода, происходит изменение характера переноса электродного металла с капельного на струйный.
При активировании электрода (нанесении на его поверхность тем или иным способом некоторых легкоионизирующих веществ) увеличении вылета электрода уменьшается значение критического тока. На значение критического тока влияет изменение состава защитного газа.
При переходе к струйному переносу, благодаря сжимающему действию электромагнитных сил, поток газов и металла резко интенсифицируется от электрода в сторону сварочной ванны. В результате прослойка жидкого металла под дугой уменьшается, в сварочной ванне появляется местное углубление. В процессе сварки теплопередача к основному металлу повышается, и шов приобретает специфическую форму с повышенной глубиной проплавления по его оси. Дуга очень стабильна при струйном переносе - колебаний сварочного тока и напряжений не наблюдается. Сварка производится во всех пространственных положениях.
Уважаемый посетитель, Вы прочитали статью "Технология сварки MIG/MAG", которая опубликована в категории "Технология сварки, материалы". Если Вам понравилась или пригодилась эта статья, поделитесь ею, пожалуйста, со своими друзьями и знакомыми.
31 октября 2012 | Просмотров: 10338 |
