Сварка полуавтоматом самозащитной порошковой проволокой

О чем статья:

Порошковая проволока для полуавтомата и её преимущества

Сварка полуавтоматом имеет ряд преимуществ перед ручной дуговой сваркой. Беспрерывная, а главное автоматическая подача проволоки даёт возможность быстро и качественно накладывать сварные швы.

Благодаря этому увеличивается объем труда, а качество соединения всегда на высоте. Единственное что может обременять в полуавтоматической сварке, так это необходимость использования защитных газов.

В первую очередь это объёмный баллон, который нужно заправлять и сложно транспортировать. Второй недостаток заключается в достаточно длинном газовом рукаве, который нужно всегда держать поблизости.

Обойтись без всего этого поможет порошковая проволока. Её конструкция и устройство позволяет отказаться от использования защитных газов, продолжая все так же эффективно варить и использовать полуавтомат.

Основные характеристики и достоинства

Проволока с порошком является бесконечным электродом, в котором роль обмазки выполняет состав внутри металлической трубки. Порошковая сварка производится под флюсом без применения дополнительных установок для его подачи. Внутри металлической трубки находится смесь измельченного железа, его окислом, фосфатов, хрома и другие компоненты, которые:

• стабилизируют температуру в ванной и вокруг дуги до оптимальной для конкретного материала;
• способствуют смешиванию расплавленного металла деталей и электрода;
• равномерно закрывают по всей ширине шов от контакта с кислородом и азотом;
• делают кипение ванны ровным, без брызг;
• позволяют увеличить скорость сварки деталей.

Порошковыми проволоками можно производить наплавку деталей по поверхности и сварку в любом пространственном положении в условиях специально оборудованного места и в поле.

Конструкции порошковых проволок.

Из применяющихся конструкции порошковых проволок (рис. 4) наиболее распространены проволоки трубчатой конструкции (а, б, в ). Введение части оболочки внутрь сердечника (г, д, е, ж, з ) обеспечивает более равномерное плавление его и более эффективную защиту металла от воздуха.

Рис. 4. Конструкции порошковой проволоки

Влияние конструкции проволоки на особенности ее плавления и свойства швов рассматривается ниже.

Подробные сведения о составе

Наружный корпус – цилиндр делается из пластичной низкоуглеродистой стали. Внутри него специальная смесь, в состав которой входит:

• шихта газообразующая и шлакообразующая;
• раскислители;
• стабилизирующие элементы;
• легирующие компоненты.

В качестве шихты используют марганец, никель, рутиловый концентрат, мраморный порошок. В материал для сварки легированных, нержавеющих сталей добавляют хром, алюминий, медь и другие вещества, используемые для легирования сталей. Для стабилизации ванны используют порошок железа.

Кроме этого в зависимости от назначения проволоки, в состав порошка вводят магнезит, плавиковый шпат.

При работе с тугоплавкими материалами используют проволоку, содержащую графит и алюминиевый порошок, повышающие температуру в ванне и вокруг дуги.

Маркировки материала

Чтобы было понятно, какую конкретно проволоку нужно приобрести для сварных работ, существует маркировка, по которой определяется состав и назначение.
Например, приобретая расходники для полуавтомата, Вы видите такую маркировку — CB-08Г2С. Что это значит?

СВ — номенклатура, обозначающая сварочное назначение проволоки.

08 — это процентное соотношение углерода в составе, в данном случае 0,08%.

Г2 — значит, что в этом материале содержится 2% марганца.

С — в состав входит не менее 0,5% кремния.

Исходя из такой маркировки, можно понять, что данный расходник имеет легированные элементы, низкоуглеродистый и подходит для варки соответствующих материалов.

Какие легирующие элементы могут входить в состав расходного материала для сварки?

Если вместо обозначения СВ, имеется сочетание НП, то это значит, что такой материал предназначен для наплавления и использовать ее в сварке нецелесообразно.Также в маркировке впереди могут присутствовать такие обозначения, как А или АА. В первом случае это означает, что в составе сталь высокого качества, во втором — наиболее очищенная сталь.

Принципы классификации

По форме оболочки различают трубки из металлического листа:

• круглые, с краями соединенными встык;
• с загибами типа замка;
• многослойные.

По применению защитной среды различают ПП – газозащитные, порошковые проволоки для сварки в среде газа и ПС – самозащитные, не требующие дополнительных расходных материалов.

Кроме указания типа проволоки, в маркировке применяется буквенное обозначение пространственного положения шва, которое выполняется данным электродом.

Марки стали в маркировке не отражаются, их надо смотреть в технических характеристиках на каждый вид порошковой проволоки.

Газозащитная

Газозащитная проволока требует закрытия сверху сварочной ванны. Для этого используется аргон или другой инертный газ. Применяется для сварки углеродистых, низколегированных сталей. Имеет положительные технические характеристики и достоинство перед другими электродами:

• стабильная дуга;
• шлак легко выходит на поверхность;
• нет пористости;
• низкое разбрызгивание;
• шлак легко отделяется.

ПП отличается глубоким проплавлением. Применяется для создания стыковых, угловых и нахлесточных соединений при создании металлоконструкций, трубопроводов.

Самозащитная

Для работы в любом пространственном положении шва в полевых условиях подходит самозащитная проволока для полуавтомата. Она не требует никаких дополнительных расходных материалов. При работе образуется над ванной облако из расплавленной газообразующей шихты. На шов ложится ровный слой флюса, широкой полосой полностью закрывая горячий стык.

ПС применяют для сварки вне оборудованных мест, на улице для сварки легированных сталей, нержавейки, цветных сплавов и чугуна. А также для паек различных деталей из алюминия и его сплавов. Нержавейка сваривается электродами с высоким содержанием в сердечнике хрома, никеля и ферромарганца.

Работа с полуавтоматическим аппаратом

Полуавтоматические сварочные аппараты давно перестали быть технической новинкой. Они перекочевали из профессиональной среды в бытовую. Популярность аппаратов MIG и MAG связана с тем, что для работы с ними требования к навыкам сварщика минимальны. Зная правильные настройки силы тока и скорости подачи проволоки, легко получить качественное соединение.

Полупрофессиональные аппараты стоят недорого в сравнении с профессиональными и доступны для желающих делать ремонт своими руками. Но есть недостаток, который сводит к минимуму использование этих устройств — тяжелый газовый баллон.

Сварочный процесс происходит в защитной среде. В ее качестве применяют инертные газы: аргон, гелий, углекислый газ. Их выбор зависимости от соединяемых металлов. Чаще всего свариваются конструкционные марки сталей. Для них используется углекислота. Она закачивается под давлением 55 атм. в баллон, вес которого составляет больше 60 кг. Поэтому такой вид сварки имеет ряд недостатков:

1. Необходимость в периодической заправке баллонов. Заправочные станции находятся не в каждом населенном пункте.
2. Низкая мобильность. Для транспортировки баллонов с газом требуется сооружать специальное устройство.
3. Раз в несколько лет требуется переосвидетельствование баллона, что несет временные и финансовые затраты.

Производить сварку проволокой без углекислого газа возможно, но качество соединения будет очень низким. При работе на малых токах проволока будет прилипать к поверхности, потому что сварочная дуга будет нестабильна. При большом токе будет происходить разбрызгивание сварочной ванны, и шов будет получаться пористым.

Выход найден: заключить внутри сварочной проволоки для полуавтомата порошковый флюс, который, расплавляясь, будет создавать защитную среду. Такая проволока по своим внешним параметрам не отличается от обычной и подходит для работы с протяжным механизмом аппарата.

Особенности производства

Для производства порошковой проволоки лист толщиной 1,18 – 0,25 мм режут вдоль на полосы. Отдельно заготавливают наполнитель, смешивая все компоненты сердцевины в определенных пропорциях.
Изготовление проволоки происходит в несколько этапов на одной установке.

1. Очистка полосы от грязи, масла окалины и влаги в начале станка.
2. Легкая продольная деформация трубы с образованием полукруга.
3. Заполнение полосы порошком.
4. Соединение торцов, образование трубки с флюсом.
5. Калибровка соединения и самого профиля. Создание правильного круглого сечения.

В современном сварочном производстве больше всего используют сварочную полосу из низкоуглеродистых сталей.

При изготовлении проволока не состыковывается и прокатывается на длину полосы. На катушке должен быть один цельный кусок.

Для удаления влаги и масла с поверхности ПП и ПС, катушку следует поместить в печь перед установкой на аппарат. Выдерживать 2 часа при температуре 230 – 250⁰.

Описание популярных марок

При сварке металлоконструкций и трубопроводов на строительной площадке чаще других используется марка ПП-АН11 или аналогичная ей по характеристикам ПП-АН7. При изготовлении используется лента толщиной 0,18 мм. В составе шихты шлакообразующие элементы.

Режим сварки используется полуавтоматический, ток с обратной полярностью. Защитный газ аргон и гелий или их смесь.

Когда условный потолок переходит через вертикаль в пол, например при сварке труб непрерывным швом, и ответственных конструкций, специалисты рекомендуют для низкоуглеродистых сталей марку ПП-АН19. При сварке количество шлака значительно больше. Он хорошо удерживается на вертикали и потолке.

Нержавеющий металл соединяют с помощью ПП-2ВДСК, в сердцевине которого в большом количестве присутствует никель. Защитная среда – инертные газы.

Инструктор сварщиков-водолазов бригады ремонта подводной части корпусов кораблей Киреев Д. В.: «Для сварки под водой применяют ПС со специальным составом, изготовленную по ГОСТ 5278-74. Порошок содержит до 24% алюминиевого порошка, 6% графита до 75% окиси железа – окалины. Графит обеспечивает устойчивую дугу при малых токах. Алюминий усиливает экзотермический эффект, не давая окружающей воде проникнуть в ванну. Окиси железа расплавляются, и создают шлаковую защиту. При прямой полярности можно производить резку под водой».

Сущность дуговой порошковой сварки

При сварке порошковой и самозащитной проволокой плавится корпус и металлический порошок, входящий в состав наполнителя. Они заполняют шов, соединяясь с расплавленным металлом кромок деталей.

Содержащийся внутри флюс плавится и закрывает ванну от окисления и соединения с азотом. В самозащитной проволоке он полностью закрывает шов, замедляя скорость остывания металла и давая возможность выйти на поверхность шлакам, газам, влаге. Сверху формируется прочная корка по всей ширине шва, которая легко удаляется в холодном состоянии.

Сердечник проволоки

Сердечник проволоки представляет собой комбинацию из различных элементов, минералов, ферросплавов. Их совокупность гарантирует получение соединений с заданными эксплуатационными свойствами. Все добавки, входящие в сердечник, разделяются на следующие виды:

1. Раскисляющие. Входят активные компоненты.
2. Стабилизирующие. Обеспечивают стабильность горения дуги.
3. Газообразующие. Входят компоненты, помогающие образовывать газовое облако вокруг сварочной ванны.
4. Легирующие. Содержат легирующие компоненты, придающие металлу нужные качества.
5. Шлакообразующие.
6. Специальные. Как правило — это железный порошок.

Наиболее часто применяется порошковая самозащитная сварочная проволока, относящаяся к группе «специальные».

Техника и некоторые ее недостатки

Сварочной проволокой порошковой варят на полуавтоматах и применяют на автоматических линиях. Расходный материал с постоянной скоростью подается в зону сварки. Дуга подогревает ванну и распределяет равномерно расплав бесконтактным способом – не касаясь краев соединяемых деталей.

Процесс сваривания производится переменным током, полярность обратная. Качество шва соответствует ГОСТ 26271-84. Равномерная подача проволоки, и стабильная дуга позволяет выполнять любые швы по сложности, положению и длине без стыков. Производительность работ в 2 – 4 раза выше, чем при работе цельной проволокой.

ПП отлично варят детали, но имеют и недостатки:

• относительно высокая стоимость;
• узкая специализация каждой марки расходного материала;
• сложно сваривать листы толщиной до 1,5 мм;
• низкая вязкость и пластичность, при перегибе проволока ломается;
• подача осуществляется специальными роликами с уменьшенным сжатием только;
• используется только тянущий механизм на ручке.

При сварке самозащитной проволокой, под флюсом плохо видно сварочную ванну. Затраты на порошковую сварку оправдывают себя при наложении длинных швов. При сварке коротких участков остается много отходов.

Применение порошковой проволоки на полуавтоматах значительно повышает производительность и качество шва. Для домашнего использования с малым объемом работ она обходится дорого. В мастерских и на производстве, где надо варить хорошо и быстро, можно обойтись усилиями сварщиков с низкими разрядами, не приглашая дорогих специалистов.

Требования к расходным материалам и их преимущества

Проволока порошковая, используемая для дуговой сварки, производится в соответствии с основными требованиями:

1. С созданием равномерного плавления материала без крупных брызг;
2. Стабильный нагрев и легкое возбуждение дуги;
3. Должен получаться аккуратный шов, без дефектов (пор и трещин);
4. Образующийся при плавке шлак должен равномерно размещаться по шву и отделяться при охлаждении.

Такие требования являются основными параметрами для сварочных материалов, определяют использование порошковой проволоки при сваривании стали в разных условиях.

Сварка порошковой стали способствует решению проблем строительства и производства, повышает производительность процесса, снижает трудоемкость ручной очистки изделий от брызг. По типу использования и защите от внешних факторов, проволока бывает газо- и самозащитной.