База знаний

При традиционной дуговой MIG сварке тонких оцинкованных листов происходит выгорание цинкового покрытия как с лицевой, так и обратной стороны сварного шва, требующее дополнительной антикоррозионной обработки.

Это вызвано тем, что температура сварочной дуги достигает 6000°С, а температура плавления и кипения цинка соответственно 420°С и  907°С. В большинстве случаев решением этой проблемы будет применение вместо полуавтоматической MIG-сварки метода MIG-пайки.

Данная технология быстрыми темпами набирает популярность в таких областях, как автомобилестроение и автосервис, монтаж систем вентиляции, кондиционирования и охлаждения, производство легких металлоконструкций, кровли и элементов фасадов.

MIG-пайка технологически повторяет процесс полуавтоматической электродуговой сварки плавящимся электродом в среде инертного защитного газа, отличаясь от сварки лишь тем, что при его использовании основной металл не расплавляется. MIG-пайка может выполняться с помощью сварочных аппаратов для импульсно-дуговой сварки.

Для некоторых ответственных работ можно с успехом применять программные продукты типа Wise Thin и Wise Fusion. Возможность программирования наложения электрических импульсов на основной сварочный импульс в этих аппаратах позволяет управлять процессом переноса электродного металла в ванну расплавленного припоя, а также осуществлять дозированное вложение тепла, позволяющее не перегревать металл, учитывая температуру кипения цинка и дополнительную термическую деформацию.

Образующееся паяное соединение обладает более высокой, по сравнению со сварной низкоуглеродистой сталью, механической прочностью, которая примерно равна прочности латуни. Нельзя не упомянуть и о степени термической деформации деталей в процессе пайки, которая значительно ниже, чем при сварке, и поэтому на готовом изделии менее заметно коробление.

И наконец, в отличие от традиционной сварки, MIG-пайка, в большинстве случаев, позволяет получить шов, не поддающийся коррозии и на обратной стороне шва не выгорает олово благодаря щедящим режмимам пайки.

В качестве защитного газа для MIG-пайки чаще всего используется аргон, а в качестве проволоки применяют кремнистые бронзы типа OK Autrod 19.30. Температура плавления этой проволоки около 1000° C. При такой температуре в сварочной ванне основной металл – сталь – не расплавляется, а цинковое покрытие, незначительно расплавляясь и подмешиваясь в ванну, после кристаллизации образует на поверхности соединение, близкое по химическому составу к латуни и, следовательно, обладающее свойством защищать сталь от коррозии. Таким образом, дополнительная антикоррозионная обработка зоны сварки после MIG-пайки не требуется.

Ручная дуговая сварка (РДС)

Используется практически во всех отраслях промышленности, техники и строительства. Данный способ подходит для соединения стали, чугуна или цветных металлов. Практически каждый хозяин дачи или загородного участка сейчас имеет компактный сварочный аппарат для проведения элементарных сварочных работ. Принцип работы дуговой сварки основан на создании электрической дуги между электродом и свариваемыми деталями. Возникающий при этом ток короткого замыкания разогревает металлический стержень и края деталей до температуры плавления для их взаимной диффузии.

Полуавтоматическая сварка (ПАС)

Разновидность дуговой сварки, во время которой в рабочую зону подается электродная проволока и защитный газ (углекислый газ или аргон). Функция защитного газа заключается в обеспечении изоляции горячего свариваемого металла от воздействия окружающей среды. Позволяет соединять как черные, так и цветные металлы.

Кроме того ПАС позволяет сваривать как тонкие (0,5 мм) листы, так и ответственные несущие конструкции с толщиной деталей 30 мм.

Основные преимущества ПАС проявляются в комфортных и безопасных условиях работы сварщика, возможности осуществлять сварку тонкого материала пространственной конфигурации. Сварной шов не зависит от субъективных причин и в основном получается высокого качества. Среди недостатков можно отметить невысокую мобильность аппарата, обусловленную необходимостью транспортировки баллона с газом, однако такая проблема решается путем использования проволоки со специальными добавками, флюсами.

Газовая сварка (ГС)

Отдельный вид сварки, использующий энергию горения газокислородной смеси. В качестве горючего газа используется пропан, ацетилен, бутан и другие виды газа. В процессе разогрева свариваемых деталей подается дополнительный материал – сварочная присадка. Технологический процесс газосварки предусматривает постепенный медленный разогрев рабочих поверхностей, что и послужило причиной использования такого типа сварных работ для соединения хрупких чугунных деталей, небольших по толщине стальных конструкций, цветных металлов и специальных металлов, требующих бережного нагревания.

Основные преимущества газовой сварки заключаются в простоте технологического процесса, возможности сваривать пространственные конструкции, тонкие детали, конструкции из цветных металлов и полная автономность процесса. Среди отрицательных сторон ГС можно отметить высокую себестоимость, низкую мобильность и производительность, а также высокую температуру в рабочей зоне.

TIG сварка или сварка не плавящимся электродом

Tungsten Inert Gas – сварка особым, неплавящимся электродом в инертной среде защитного газа. В качестве тугоплавкого материала для электрода чаще всего выбирают вольфрам или его сплавы, что зависит от свариваемых материалов. Это наиболее универсальный вид сварки, позволяющий создавать неразъемные соединения с различными материалами: нержавеющей сталью, алюминием, бронзой, латунью и другими экзотическими металлами.

Технологический процесс TIG сварки следующий: в рабочую зону подводится электрод из вольфрама и подается инертный газ. Создаваемое газом давление оттесняет воздух, что гарантирует отсутствие окислительных процессов и азотирования в расплавленной зоне. При надобности, вручную осуществляется подача присадочного материала, структура которого близка к соединяемым деталям. Чаще всего данный вид сварки применяют для сварки алюминия и его сплавов и при соединении деталей из нержавеющей стали.

Главные достоинства TIG сварки – это возможность выполнения тонких, практически ювелирных работ, безопасные условия труда, красивый внешний вид шва, не требующий дополнительной зачистки, работа с нержавеющей сталью и алюминием. Среди недостатков: невысокая мобильность, наличие высокой квалификации у работников и требования к предварительной подготовке кромок.

В процессе сварки различных изделий и конструкций образуются сварочные швы. Они могут полностью испортить внешний вид предмета, поэтому от них лучше избавиться. Сделать зачистку можно различными способами. Сегодня мы поговорим о том, как просто убрать такие швы и чем это можно сделать.

Особенности

Зачистка сварочных швов после сварки является необходимой процедурой. В процессе таких работ происходит сильное нагревание металлических элементов до температуры плавления, что приводит к напряжению внутри и изменению формы. Помимо этого, на швах будут образовываться мелкие частицы и шлак. В настоящее время существует большое количество всевозможных методов и способов, позволяющих удалять сварочные швы с металлических изделий. Сделать это можно и при помощи специальных инструментов (наждачник, фреза), и вручную при помощи проволочных щеток.

Зачем нужна?

Сильное внутреннее напряжение в металлической конструкции, которое образуется в процессе сварочных работ, может привести не только к деформации детали, но и к ее дальнейшему быстрому разрушению. Кроме того, в местах, где был неравномерный нагрев, может измениться структура кристаллической решетки. Это приводит к ухудшению различных химических и физико-механических свойств материала. Специальная термическая обработка дает возможность восстановить внутреннее строение металлических деталей, а также улучшить их свойства. Процедура позволяет сделать металл достаточно прочным и устойчивым к образованию коррозии.

Способы

Избавиться от сварочных швов на металле можно различными способами:

термическая обработка;
механическая обработка;
химическая обработка.

Выбирая, какой газ использовать для полуавтоматической сварки, нужно заранее знать виды и свойства каждого из газов, используемых в работе сварщика. Зачастую используются следующие газы:

Аргон. Используется чаще всего. Незаменим при применении аргонодуговой сварки (она же TIg-сварка). Аргон относится к инертным газам, поэтому его можно использовать для работы с химически активными и тугоплавкими металлами.
Гелий. Еще один инертный газ, часто применяемый при сварке полуавтоматом. Позволяет получить широкие качественные швы.
Углекислота. Углекислый газ активен, применяется для полуавтоматической сварки на короткой дуге. Его можно использовать как в чистом виде, так и смешивать с инертными газами.

Смеси из этих газов в различной пропорции

КРИТЕРИИ ВЫБОРА
На какие критерии опираться при выборе газа для сварки? Прежде всего, обратите внимание на показатель температуры, который может обеспечить каждый вид газа. От этого показателя во многом и зависит выбор того или иного вещества. Также учитывайте количество тепла, выделяемое благодаря горению газа. В интернете можно легко найти таблицы с характеристиками каждого из видов газов.

При выполнении сварочных работ, от самого начала и до конца, необходима проверка, подтверждающая качество результата. С течением времени эксплуатации конструкции, на которую накладывался сварочный шов, может потребоваться повторное обследование, чтобы удостовериться в сохранности соединения и безопасности использования изделия. Для этого применяется визуальный и измерительный контроль сварных соединений. Его параметры определяет ГОСТ 23479-79. В чем суть метода? Какие дефекты им можно выявить? Когда и как он проводится? Визуальный контроль качества — это процедура обследования места соединения как до, так и после выполнения шва. Целью проверки является удостоверение в том, что все этапы работы выполнены в соответствии с правилами. Несоблюдение стандартов может привести к разрушению конструкции, травмам и смерти. Технологические нарушения из-за игнорирования стандартов преследуются по закону. В связи с этим разработан ГОСТ, который регламентирует порядок и способ проведения осмотра, а так же ведение соответствующей документации. Измерение швов и соединений с применением оптических инструментов и шаблонов — это неразрушающий контроль, позволяющий сохранить целостность конструкции и его стыков, но дающий определенное представление об их состоянии. В случае обнаружения подозрений на скрытые дефекты назначается обследование другими способами (ультразвук, спектроскопия).

Методы контроля без разрушения готовых изделий или, как их еще называют, методы неразрушающего контроля, основаны на измерении физических свойств металла в области сварного соедиения. Процессы сварки плавлением вызывают большие изменения свойств металла не только в сварном шве, но и в зоне термического влияния. Одни изменения являются обратимыми (остаточные напряжения, закалочные структуры) и могут исчезнуть при проведении соответствующей термической обработки изделия после сварки. Другие изменения — необратимы. К ним относятся поры, трещины, которые при термической обработке могут только увеличиваться в размере, а также дефекты сварного шва — непровары в нижней части шва, подрезы кромок в верхней части и т. д. Все эти необратимые изменения или дефекты сварного соединения можно обнаружить, проверяя физические свойства основного металла и сварного соединения. Это, вообще говорят, трудно выполнить, так как необходимо не только обнаружить дефекты, но и сделать заключение о возможности использования данного сварного соединения, для чего определяют их размеры, взаимное расположение и их влияние на прочность сварного изделия. Для правильного заключения и умелого поиска возможных дефектов сварных соединений требуется знание технологии сварки, физики металлов и вообще физики, так как все исследования основаны на изменениях тех или других физических свойств металлов. Наша промышленность нуждается в специалистах по дефектоскопии не только сварных соединений, но и других технологических процессов — литья металлов, штамповки, пайки, прокатки, т. е. всех процессов, связанных с большими изменениями свойств металла в процессе производства. Какие же физические свойства металлов можно использовать при дефектоскопии сварных соединений? Для контроля можно использовать самые разнообразные физические явления, а количество полученной информации можно увеличить сочетанием различных методик.

Диффузия – это процесс, во время которого при тесном контакте между поверхностями молекулы и атомы разных элементов начинают смешиваться и проникать друг в друга. В естественных условиях данный процесс протекает достаточно медленно, поэтому он не приемлем для производственных условий. Но в 1953 году советский физик Николай Федорович Казаков смог добиться повышения скорости взаимного проникновения молекул и атомов друг в друга. Он поместил соединяемые заготовки в вакуум, повысил температурные показатели и оказал на них усиленное давление. Так и появилась диффузионная сварка, которая позволяет соединять детали из разных видов металлов. Характеристика диффузионной сварки Во время диффузионной сварки металлов используются специальные сварочные стенды. На их поверхности размещаются элементы, затем стенды с ними помещаются в камеру с вакуумом. На соединяемую зону оказывается давление, если потребуется, она может подвергаться температурному воздействию. В соответствии с основными особенностями сварочного процесса, он может длиться от нескольких минут до часов. В результате изделие приобретает характеристики, которые невозможно получить при проведении других видов сварок. Чтобы при проведении диффузной сварки удалось получить прочный и качественный шов стоит обратить внимание на несколько важных условий: При помощи специальной установки требуется создать вакуум. Чем выше будет разряжение внутри, тем быстрее и эффективнее будет протекать сварочный процесс. Чтобы получить физический вакуум в обычных условиях требуются большие затраты. По этой причине приходиться применять небольшое разряжение, которое редко может превышать 10-5 мм рт.ст.. Но даже этого показателя достаточно для получения отличных результатов. Во время сварки необходимо нагревать соединяемые детали. Иногда процесс может протекать при комнатной температуре, но тогда на формирование шва может потребоваться много времени. При увеличении температуры повышается текучесть металлов и ускоряется диффузия. Нагревание может выполнять разными способами – индукционным, электроконтактным, радиационным. После достижения требуемой температуры в область соединения подается необходимое давление. Оно может быть разных типов – длительное или кратковременное, локальное или одновременно распределенное. Это требуется для ускорения взаимного проникновения частиц вещества. Для повышения прочности сварного соединения требуется применять тонкую медную, золотую, платиновую, никелевую фольгу. Ее толщина должна составлять несколько микрон. Также области стыков заготовок рекомендуется обрабатывать химическими веществами. Каждая готовая деталь подвергается дефектоскопии. Обычно вакуумная сварка требуется для применения радиации и ультразвука. Области применения Диффузионная сварка в вакууме является наиболее подходящим вариантом для сваривания разнородных металлов в различных сочетаниях, к примеру, стали и бронзы, стали и керамики и многое другое. Данный вид сваривания наиболее подходящий для получения прочного и монолитного соединения. После проведения процесса шов получается ровным, без дефектов, неровностей. Обычно он применяется в ситуациях, когда нет возможности применять стандартные виды фиксирования металлических элементов. Сварка в вакууме часто используется для изготовления следующих металлических конструкций и заготовок: гильз двигательных цилиндров. Этот вид сварки часто используют в производстве авиатехники; тормозных колодок и дисков; основных компонентов турбокомпрессоров; штампов с повышенным показателем твердости; изделий с металлокерамической основой; для производства сложных композитов разных типов – из стекла и меди, металлов с графитом, кварцем, сапфиром; этот вид сварки часто используют при соединении труднообрабатываемых стальных и титановых сплавов с высоким показателем жаростойкости; для создания полупроводниковых компонентов.

Полное наименование этого процесса сварки таково: Ручная дуговая сварка в инертном газе вольфрамовым электродом (ДСТУ 3761.3-98 “Сварка и родственные процессы. Часть 3 Сварка металлов: соединения и швы, технология, материалы и оборудование.

 

Кромки свариваемого изделия и присадочный металл расплавляются дугой, горящей между неплавящимся вольфрамовым электродом и изделием. При этом используется электрод либо из чистого, либо из активированного вольфрама. При необходимости в сварочную ванну добавляется присадочный металл. По мере перемещения дуги расплавленный (жидкий) металл сварочной ванны затвердевает (то есть кристаллизируется), образуя сварной шов, соединяющий кромки деталей. Сварное соединение образуется либо только за счет расплавленного основного металла, либо за счет, как основного металла, так и металла присадочной проволоки. Дуга, сварочная ванна, торцы вольфрамового электрода и присадочной проволоки, а также остывающий шов защищены от воздействия окружающей среды инертным газом (аргоном или гелием), подаваемым в зону сварки горелкой. Сварка выполняется либо постоянным током прямой полярности, когда плюсовая клемма источника питания подключается к изделию, а минусовая – к горелке, либо переменным током (при сварке алюминия).

Область применения сварки ТИГ
Этот способ сварки широко применяется в химической, теплоэнергетической, нефтеперерабатывающей, авиационно-космической, пищевой, автомобилестроительной и других отраслях промышленности для сварки практически всех металлов и сплавов: углеродистых, конструкционных и нержавеющих сталей, алюминия и его сплавов, титана, никеля, меди, латуней, кремнистых бронз, а так же разнородных металлов и сплавов; наплавка одних металлов на другие.

Сварочный источник питания
Сварочный источник питания обеспечивает сварочную дугу электрической энергией. В качестве источника питания при сварке ТИГ используются:

– сварочные трансформаторы – при сварке на переменном токе;
– сварочные выпрямители и генераторы – при сварке на постоянном токе;
– универсальные источники питания, обеспечивающие, как сварку переменным, так и постоянным током.

Источники питания для сварки ТИГ должны иметь крутопадающую внешнюю вольт-амперную характеристику (Источники питания для дуговой сварки). Такая характеристика обеспечивает постоянство заданного значения тока сварки при нарушениях длины дуги, например, из-за колебаний руки сварщика.