Як налаштувати зварювальний напівавтомат?

Вітаю Вас на блозі!

У статті розглянемо як налаштувати зварювальний напівавтомат. Розберемося в його регулювання, настроювання потоку захисного газу, а також подивимося які зварювальні шви формуються при різних налаштуваннях напруги. Отже, почнемо з короткого визначення напівавтоматичного зварювання.

Напівавтоматичне зварювання – це електродугове зварювання, в якому електродом є зварювальний дріт, що подається до місця зварювання автоматично через пальник. Газ захищає зварювальну зону від кисню та азоту повітря, які роблять шов пористим та крихким. Він також подається через пальник одночасно з дротом після натискання тригера на пальнику. Цей вид зварювання часто називають зварювання MIG/MAG (Metal Inert Gas/Metal Active Gas – зварювання серед інертного газу/ зварювання серед активного газу). Більш правильна, технічна назва цього виду зварювання – GMAW (Gas Metal Arc Welding – електродугове зварювання в середовищі захисного газу), а сленгове – «зварювання дротом», «зварювання напівавтоматом».

Зварювання напівавтоматом, за всієї своєї простоти, вимагає багато практики та вивчення основ. Важливо правильно налаштувати зварювальний апарат та правильно підготувати метал для зварювання.

Тут ми розглянемо налаштування найбільш доступного та поширеного зварювального напівавтомата трансформаторного типу.

Які регулювання має зварювальний напівавтомат?

На напівавтоматі три налаштування:

• Напруга (кілька режимів)
• Швидкість подачі дроту
• Швидкість потоку газу (кількість витрачається газу)

  Налаштування потоку захисного газу

• Зварювальний апарат має вихід для з'єднання з балоном. Захисний газ у балоні перебуває під тиском. На балоні встановлено газовий редуктор. Тут варто уточнити, що редуктори бувають різні, в тому числі й такі, які не призначені для застосування в зварюванні, тому що не мають потрібної шкали на індикаторі, що показує значення газу, що надходить у зварювальний напівавтомат. На правильному редукторі індикатор, який при встановленні знаходиться далі від балона повинен мати шкалу, що показує витрату газу (л/хв для CO2 та окрему шкалу для Ar). Також, бувають редуктори з ротаметром, який показує витрату газу в одиницю часу підняттям поплавця конічною трубкою зі школою. Індикатор (манометр), який ближче до балона, показує тиск у балоні (MPa або Bar). Так як у балоні знаходиться скраплений газ, то тиск газу в балоні не завжди може дати чітке уявлення про його точну кількість. При різній температурі тиск може бути різним. Більш точно кількість газу в балоні можна визначити за вагою.

Редуктор з індикаторами: А – манометр тиску газу в балоні, B – витратомір потоку газу до зварювального апарату.

• Другий індикатор (витратомір) використовується для налаштування потоку повітря (показує робочий тиск, який подається у напівавтомат).
• Також, на балоні є два вентилі. Один – закриває балон, а другий, розташований на редукторі – регулює потік газу, що надходить до пальника при відкритому балоні. Вентиль на балоні відкручується проти годинникової стрілки і закручується за годинниковою стрілкою, як завжди. Вентиль регулювання потоку газу до апарату навпаки при закручуванні збільшує потік захисного газу, а при відкручуванні зменшує.
• Коли ви відкриєте головний вентиль, побачите, що тиск зміниться від 0 до певного значення (тиск у балоні). Відкрийте його повністю. Далі потрібно потихеньку повернути регулювальний гвинт на редукторі до моменту, коли стрілка покаже 7-10 л/м. Якщо у вас не витратомір, а манометр, то має бути 1-2 кг/см2. Це статичний тиск, який зміниться при натисканні курка пальника.
• Щоб налаштувати потік захисного газу точніше, на робочий режим вимкніть подачу дроту, щоб при натисканні на курок пальника він не витрачався. Можна не відключати дріт, а натиснути до моменту, коли дріт починає рухатися. У такому положенні налаштуйте потік повітря вентилем на редукторі, дивлячись на індикатор.
• Взагалі потік захисного газу можна налаштувати і без індикаторів. Починати зварювання потрібно з мінімальною витратою захисного газу. Далі слід дивитися на шов. Якщо буде пористість, то потрібно додати подачу газу доки пори більше не з'являтимуться. Також, якщо зварювання відбувається на вулиці або в приміщенні з вентиляцією, потрібно враховувати вплив вітру і протягів і додавати подачу газу ще. Можна слух запам'ятати звук повітря з пальника при правильних налаштуваннях для конкретної товщини металу. При настроюванні потоку захисного газу немає жорстких правил. Потрібно налаштовувати газ на економні витрати, при цьому, щоб якість шва була гарною.

Який газ використати?

Тип захисного газу впливає на характеристики зварювання: на глибину проникнення, електричну дугу та механічні властивості шва.

• 100% вуглекислота (найчастіше використовується для зварювання сталей) забезпечує більш глибоке проникнення при зварюванні, але збільшується кількість бризок і шов грубіший, ніж при суміші аргону з вуглекислотою.
• Суміш 75% аргону і 25% вуглекислоти (називається 75/25 або С25) можна вважати кращою сумішшю для вуглецевої сталі. При зварюванні з таким газом утворюється мало бризок, виходить гарний шов і при зварюванні тонкий метал не пропалюється наскрізь, тому що немає сильного проникнення.
• Для зварювання нержавіючої сталі використовується суміш 98% аргону і 2% вуглекислоти. Для алюмінію – 100% аргону.

Налаштування напруги зварювального напівавтомата

У напівавтомата є регулятори напруги, а сила струму постійна і може змінюватись в залежності від швидкості подачі дроту та його вильоту.

• Апарати напівавтоматичного зварювання використовують напругу для утворення нагріву, необхідного для зварювання.
• Напруга налаштовується на апараті регуляторами. Це ступінчасте регулювання. На фотографії, як приклад, показаний апарат, де два перемикачі: один дозволяє встановлювати два режими зварювання, а інший регулює напругу всередині цих режимів (min/max). У результаті виходить чотири установки напруги, які потрібно вибирати в залежності від товщини металу та діаметру зварювального дроту.
• На деяких зварювальних напівавтоматах, на внутрішній стороні кришки є таблиця, що показує, яку напругу і швидкість дроту використовувати, залежно від товщини металу і діаметра зварювального дроту. Таких таблиць багато і в інтернеті. Але ці дані є індивідуальними для кожного апарата і є гарною відправною точкою для налаштування правильних параметрів для зварювання, їх потрібно коригувати за ситуацією. Потрібно пробувати, експериментувати на конкретному металі та знаходити оптимальні налаштування.
• Правильна напруга важлива для формування міцного зварювального шва. Використовуючи дуже низьку напругу для конкретного металу з певною товщиною, якість зварювального шва буде низькою, оскільки проникнення зварювання буде поганим. Таким чином, шов може виглядати нормально, але буде не міцним. Наприкінці статті ми розглянемо приклади зварювальних швів на листовому металі за різної напруги.

Налаштування швидкості подачі дроту

• Налаштування швидкості подачі дроту повинне проводитися щоразу при зміні напруги або зміні дроту на дріт з іншим діаметром. Дорогі зварювальні апарати можуть мати автоматичне налаштування швидкості подачі дроту. Вони швидкість збільшується автоматично зі збільшенням напруги.
• Спочатку налаштовуйте напругу, а потім під неї підлаштовуйте швидкість подачі дроту. Тобто, швидкість подачі дроту має бути налаштована під швидкість, з якою вона плавитиметься.

• Регулятор швидкості подачі дроту також є іншою метою – регулює силу струму. Напруга і сила струму взаємопов'язані і, певною мірою, базуються на розмірі дроту та його швидкості. У напівавтоматі встановлена напруга залишається незмінною, але сила струму трохи змінюється в залежності від швидкості подачі дроту та вильоту електрода (дроту). Таким чином, чим швидше подача дроту до місця зварювання, тим більше сили струму і вища температура зварювання, але для конкретного встановленого типу напруги це лише невеликий діапазон зміни сили струму.
• Дріт поза процесом зварювання (без електричної дуги) рухається швидше. Коли утворюється дуга, швидкість дроту знижується.
• Як дізнатися, що параметри подачі дроту правильні? Для цього потрібно спробувати зварювати. Якщо швидкість занадто висока для вашого налаштування напруги, то дріт згинатиметься, при торканні з металом, не встигаючи розплавитися, і буде багато бризок. Якщо швидкість занадто повільна для вашого налаштування напруги, то дріт згорятиме до того, як торкнеться металу, і забиватиметься наконечник. Таким чином, при неправильному налаштуванні швидкості подачі дроту зварювання взагалі не вийде. Цей параметр слід налаштовувати експериментальним шляхом. Важливо виставити правильну напругу для конкретної товщини металу, що зварюється і пробувати варити, а швидкість подачі дроту регулювати в процесі.

  Полярність при зварюванні напівавтоматом

Перед зварюванням потрібно визначитися, яку полярність Ви використовуватимете.

Простий обміднений дріт, який використовується із захисним газом, повинен використовуватися зі зворотною полярністю, коли на дріт подається плюс. Пряма полярність використовується, коли в напівавтоматі встановлений дріт із флюсом, який застосовується без газу. У цьому випадку на дріт подається мінус, а на метал, що зварюється, через клему плюс. Таким чином, максимальне тепловиділення утворюється на дроті. Це потрібно для того, щоб флюс у ній зміг діяти належним чином.

Якщо використовувати неправильну полярність для певного електрода (у разі напівавтомата, дроту), то міцність зварювального шва буде поганою. При використанні неправильної полярності з'явиться багато бризок, погане проникнення при зварюванні і зварювальну дугу буде складно контролювати.

Для зміни полярності потрібно відкрити кришку напівавтомата і поміняти місцями клеми. Поруч із клемами знаходиться таблиця, яка уточнює порядок розташування клем.

Дріт для зварювання

У напівавтоматі може використовуватися два види дротів: простий дріт, покритий міддю та дріт із флюсом.

• Простий дріт для напівавтоматичного зварювання застосовується із захисним газом, не має жодних добавок, які можуть «протистояти» корозії та забрудненням. Тому поверхню потрібно готувати ретельно.
• У другого виду дроту у центрі розташований флюс, який у разі згоряння утворює захисний газ. Таким чином можна обійтися без балона з газом. Такий дріт створює більш глибоке проникнення при зварюванні, ніж звичайний з газом. Дріт із флюсом створює багато бризок та шлаку в зоні зварювання, які після завершення зварювання потрібно зчистити. При зварюванні таким дротом потрібна мінімальна підготовка поверхні, прощаються незначні забруднення. Також цей дріт добре працює при вітрі на вулиці. Для зварювання дротом із флюсом потрібно, щоб на апараті було встановлено пряму полярність (див. вище).
• Чим більше товщина металу, що зварюється, тим більшого діаметру дріт потрібно використовувати, так як дріт більшого діаметру проводить більше електрики і дає більший нагрівання і краще проникнення.

Виліт дроту

Виліт дроту – це відстань між кінцем наконечника та кінцем дроту. При використанні вуглекислоти або сумішей зберігайте виліт від 0.6 мм до 1 см. Надто довгий виліт послабить арку. Чим менший виліт дроту, тим стабільніша електрична дуга і тим краще проникнення виходитиме навіть з низькою напругою. Таким чином, найкращий виліт дроту – якомога коротший. Однак виліт дроту може залежати від того, наскільки наконечник пальника заглиблений усередину газового сопла. Чим більше наконечник заглиблений у сопло, тим довшим має бути виліт дроту.

Положення наконечника пальника щодо сопла

Наконечник зварювального пальника може бути заглиблений у сопло, трохи стирчати із сопла або бути врівень із соплом. Найчастіше при зварюванні листового металу із захисним газом, кінчик наконечника повинен розташовуватися врівень із краєм отвору сопла. При зварюванні крапками наконечник пальника має бути поглиблений.

• Відстань між кінчиком контактного наконечника та краєм сопла може бути різною. Сопла та наконечники бувають різних розмірів і можуть по-різному розташовуватися щодо один одного. Залежно від пристрою зварювального пальника, сопло може жорстко встановлюватися, або може регулюватися і встановлюватися по-різному, роблячи наконечник заглибленим усередині сопла, нарівні з соплом або виступаючим із сопла.
• Зазвичай, при зварюванні листової сталі із захисним газом (вуглекислотою або сумішами), кінчик наконечника пальника має бути врівень із краєм отвору сопла.
• При використанні дроту з флюсом (вона вимагає більшого нагріву для активації флюсу) потрібно витримувати довший виліт дроту. Тому, щоб відстань сопла від зони зварювання не була надто великою, наконечник повинен бути втоплений усередину сопла. Наконечник повинен бути трохи втоплений і при зварюванні з великою напругою, коли виліт дроту має бути більшим. Також, наконечник пальника може бути поглиблений, якщо потрібно варити крапками і короткими стібками, коли сопло може упиратися в метал, що зварюється.
• Використання неправильного наконечника або сопла може бути причиною надлишкових бризок, пропалювання наскрізь, короблення та недостатнього проникнення.

Початок роботи зварювальним напівавтоматом

Щоб розпочати роботу, зварювальний напівавтомат має бути повністю готовим до процесу зварювання. Дріт має бути встановлений і газовий балон підключений. Потрібно встановити затискач заземлення на метал, що зварюється. Його потрібно встановлювати на відстань від 15 до 50 см від зони зварювання. Метал повинен бути очищений від іржі, фарби, олій та бруду. Будь-який незначний опір впливатиме на процес зварювання. Брудний метал при зварюванні стане причиною бризок і пропалення наскрізь, а також займання.

В результаті правильно налаштованої напруги та швидкості подачі дроту повинен вийти хороший зварювальний потік. Правильні налаштування будуть давати характерний звук, що шипить-дзижчить, який добре знають всі зварювальники. Докладніше про процес зварювання можна прочитати у статті “Технологія зварювання напівавтоматом MIG/MAG”.

Приклади зварювальних швів з різними налаштуваннями напруги

Напруга визначає висоту та ширину зварювального шва.

На фотографії показані шви на листовому металі завтовшки 1.2 мм, зроблені із зростанням напруги (зліва направо). Шви, зроблені на низьких налаштуваннях, вийшли вузькими та високими, а на високих налаштуваннях – широкими та плоскими.

На фото зліва показані шви на листовому металі, зроблені із збільшенням напруги. Зліва направо від меншої напруги до більшої. На другому фото зворотний бік листа показує проникнення (провар).

Якщо подивитися зі зворотного боку, то два шви зліва вийшли без хорошого проникнення (провару) по всій довжині. Три шви праворуч – мають гарне проникнення по всій довжині.

Зварювальні шви в розрізі

Ці шви у розрізі показують ефект зростання напруги більш ясно. На перших двох – шов нагорі, але зовсім не проникнув крізь метал. Третій має як шов зверху, так і гарне проникнення та є найкращим швом з усіх. Два шви праворуч мають більше проникнення під листом, ніж зверху, оскільки налаштування напруги надто високі.

Можливі проблеми при зварюванні

• Дріт приварюється до металу, не утворюючи дуги. Причина: швидкість подачі дроту надто висока для встановленої напруги.
• Коли при зварюванні вилітають бризки (маленькі кульки металу). Також з'являються коричневий та зелений кольори на шві та пористість. Причина: немає газу або надходить мало захисного газу з пальника в зону зварювання.
• Шов не проникає досить глибоко. Такий шов буде неміцним. Потрібно додати напруги та збільшити швидкість подачі дроту.
• Пропал металу. Так виходить, якщо надто велика напруга для даної товщини металу.
• Погане проникнення, безладний шов, зварювання ривками. Може здаватися, начебто не вистачає напруги чи швидкості подачі дроту. Перевірте затискач заземлення та чистоту металу, на який він затиснутий.
• Пальник “плюється” і не видає безперервний шов. Так може відбуватися, якщо пальник занадто далекий від місця зварювання. Потрібно тримати наконечник пальника близько 0,6-1,2 см від зони зварювання.
• Дріт рідко (іноді) стосується металу, але як тільки торкання відбулося, дріт плавиться, а залишок залишається на кінчику наконечника. Причина: занадто повільна швидкість подачі дроту.