Сварка MIG-MAG — что это такое и где она применяется

В зависимости от материала или специфики изделий мастера выбирают различные методы сварки, например, ММА — ручная дуговая сварка штучными электродами с покрытием, или TIG — аргонная ручная сварка вольфрамовыми неплавящимися электродами с защитным газом (аргоном). Однако наибольшее распространение получила MIG-MAG сварка. В статье мастер сварщик расскажет, что это за сварка, где она применяется и в чем заключаются преимущества метода.

Что такое MIG-MAG сварка

Сегодня среди разных видов дуговой сварки технология MIG/MAG сварки становится все более популярной. Причиной тому служит высокая производительность и качественный результат при довольно простой автоматизации процесса. 

Принцип сварки типа MIG-MAG достаточно прост. Проволока во время работы подается через сварочный пистолет в зону сварки. Ее плавление в свою очередь происходит от тепла дуги. Помимо того, что проволока играет роль токопроводящего электрода, она еще является присадочным материалом. Сама зона сварки (сварочная ванна, зона дуги и электрод) защищены потоком газа.

В зависимости от типа газовой защиты различают сварку в инертных газах:

• MIG (Metal Inert Gas) – сварка, при которой в качестве изолирующей среды выступает инертный газ, такой как гелий или аргон.
• MAG (Metal Active Gas) – вид сварки с использованием активного газа, например азота, углекислого газа и т.п.

Полуавтомат избавляет сварщика от ручной подачи присадочного материала и необходимости постоянной замены электрода в горелке. Нужно лишь установить необходимые параметры, а затем, удерживая необходимое расстояние до поверхности изделия, осуществлять движение вдоль линии стыка.

Области применения

Изначально полуавтоматическая сварка была разработана для работы с алюминием, однако позже технология была усовершенствована. Сегодня MIG/MAG процесс широко распространен, так как справляется с задачей по соединению большого спектра металлов: стали, в том числе и нержавеющие, алюминий и его сплавы и др. Основными сферами приминения являются машиностроение, производство автомобилей, рельсовых транспортных средств, а также локомотивов. Не обходится без сварки судостроение и мостостроение. Применима она и при возведении различных конструкций из стали, в производстве кранов, бурильных установок и силовой техники. Нужна она и на заводах по производству металлоконструкций и металлических изделий. Реже данный вид сварки используется в приборостроении, трубопроводном производстве, где предпочтительна сварка основными стержневыми электродами. Помимо промышленности MIG-MAG не редкость и в мастерских, таких как слесарные или по ремонту автомобилей.

Оборудование

Основные узлы для MIG/MAG-сварки:

• Источник питания с блоком управления;
• Механизм подачи проволоки;
• Сварочная горелка с кабелем и шланг-пакетом;
• Газовое оборудование;
• Тележка (опция).

Полуавтоматы MIG/MAG могут отличаться:

• По типу регулирования подачи проволоки — плавный, ступенчатый, комбинированный;
• По типу механизма подачи проволоки — толкающий, тянущий, комбинированный;
• По способу охлаждения горелки — самоохлаждаемые и водоохлаждаемые;
• По конструкции — однокорпусные (моноблок) и двухкорпусные (механизм подачи и горелка расположены в отдельном блоке);
• По способу управления — с авторегулированием (синергетические) и с ручными настройками.

Кроме того, полуавтомат может быть оснащен дополнительными опциями:

• Возможностью работы штучными покрытыми электродами (ММА);
• Совместимость с горелками для TIG-cварки;
• Имеют импульсный режим для соединения цветных металлов, алюминия, высоколегированных сталей.

В качестве источника питания для полуавтоматической сварки используются сварочные выпрямители или инверторы. Первые дешевле, но обладают значительными габаритами и ограничены в регулировке тока. Как правило, они используются на крупных производствах. Инверторные полуавтоматы значительно более легкие и компактные. При этом они позволяют получать значения тока для разных режимов работы и оснащены автоматической регулировкой индуктивности. Кроме того, только инверторы способны формировать переменный ток, который необходим для сварки сплавов алюминия и магния.

Механизм подачи проволоки обеспечивает стабильную скорость ее поступления в зону дуги и плавную регулировку. Подающий механизм состоит из электродвигателя, редуктора, подающих и прижимных роликов, катушки с проволокой и тормозного устройства.

Механизмы подачи могут быть 2- или 4-роликовые. Последние предназначены для проволоки большого диаметра или порошкового типа.

Важную роль играет и сварочная горелка. Именно через нее подают изолирующий поверхность газ и проволоку. Для координации процесса можно применять кнопку. Часто пистолет входит в базовый комплект сварочного полуавтомата. Покупая сварочную горелку, надо учитывать интенсивность ее применения. Стоимость таких изделий может варьироваться.

Внимание при выборе уделяют:

• Подходящему сечению проволоки;
• Допустимой силе тока;
• Варианту охлаждения (чаще всего встречается отвод тепла воздухом, а водяные аппараты подойдут для интенсивной работы);
• Исполнению разъема (европейский или «байонет»);
• Величине шлейфа.

Создание четкого потока газов обеспечивают сменяемые сопла. При помощи узкого сопла можно отлично варить металл в труднодоступных точках. Широкие изделия универсальнее и пригодны для большинства видов работ. Что касается «гусаков» либо «шеек», то это неофициальные названия мундштуков. Такие удлинители помогают комфортнее держать пистолет, избегая его чрезмерного наклона.

Стоит также обратить внимание на ролики подачи проволоки. Они используются во встроенных и выносных решениях одинаково эффективно. При значительной интенсивности сварочных работ ролики постепенно изнашиваются. Материал будет проскальзывать, потому неизбежны будут рывки, замедления.

При смене диаметра проволоки требуется менять силу прижатия подающих роликов.

Газовое оборудование составляют:

• Баллон с газом;
• Редуктор — регулятор расхода газа;
• Ротаметр, определяющий уровень расхода;
• Манометр, показывающий давление газа в баллоне;
• Подогреватель (используется для сварки в углекислом газе);
• Осушитель (поглощает влагу из углекислого газа);
• Газовый смеситель;
• Шланги;
• Вентиляция.

Газовый шланг подключается к подающему механизму. Далее газ через шланг-пакет поступает в сварочную горелку.

Расходные материалы

Присадочная проволока-электрод — важнейший компонент MIG/MAG. Химический состав присадки должен быть идентичен составу свариваемых металлов. Она должна иметь ту же температуру плавления или немного ниже. Важно, чтобы проволока подавалась равномерно и имела хороший контакт с наконечником горелки. При этом ее диаметр должен соответствовать толщине свариваемого металла. Поэтому эти «непрерывные электроды» изготавливаются из различных сплавов и отличаются диаметром.

Существует сварочная проволока сплошного сечения и порошковая. Чаще используются разные виды сплошной стальной проволоки. Но в некоторых случаях целесообразно применение порошковой. Она выпускается в двух видах: для сварки в защитных газах и самозащитная. Последняя может использоваться без газовой среды, что удобно при работе на высоте и на открытом пространстве. Но при выборе аппарата надо помнить, что не все полуавтоматы могут работать с разными типами проволоки.

Для улучшения процесса сварки и качества сварного шва используют газ и газовые смеси:

• Углекислый газ(CO2). Использование CO2 в качестве защитного газа обеспечивает хорошее проплавление металла, возможность подачи проволоки с высокой скоростью и получение швов с хорошими механическими характеристиками при сравнительно невысоких затратах. С другой стороны при использовании этого газа возможны проблемы с конечным химическим составом соединения, поскольку сварочная ванна оказывается перенасыщена углеродом при недостатке легко окисляемых элементов. Сварка с использованием чистого углекислого газа создает другой ряд проблем, например, разбрызгивание металла при сварке и пористость соединения из-за включения пузырьков монооксида углерода.
• Аргон. Чистый аргон используется только при сварке легких сплавов. Для сварки нержавеющих сталей с содержанием хрома и никеля лучше использовать смесь с добавлением кислорода и углекислого газа в количестве 2%, поскольку это улучшает стабильность дуги и форму шва.
• Гелий. Этот газ используется как альтернатива для аргона и позволяет получить большую глубину проникновения (для толстых деталей) и большую скорость подачи проволоки.
• Смесь аргон-гелий. Позволяет получить более стабильную дугу, чем при использовании чистого гелия и большую глубину проникновения и скорость подачи проволоки, чем при использовании чистого аргона.
• Смесь Аргон-CO2 и Аргон-CO2-Кислород. Эти смеси используются при сварке черных металлов методом КОРОТКОЙ ДУГИ, поскольку это увеличивает теплоперенос. Также эти смеси могут использоваться и при сварке методом СТРУЙНОГО ПЕРЕНОСА. Обычно смесь содержит от 8% до 20% углекислого газа и примерно 5% кислорода.

Критерии выбора аппаратов MIG/MAG

На выбор могут влиять разные факторы — от личных предпочтений до материальных обстоятельств. Покупая сварочный полуавтомат, нужно хорошо обдумать предстоящие задачи и учесть соответствующие параметры техники.

Мощность

От мощности источника зависят его возможности: изделия какой толщины он может сваривать и какая величина сварочного тока характерна для устройства. Также важно учитывать напряжение в электросети, от которой будет работать сварочный инвертор (сильные колебания в сети влияют на качество сварки). Для сети 220 В подойдут аппараты мощностью до 250 А. Более мощный агрегат потребует трехфазную сеть 380 В. Чтобы не зависеть от этого параметра, можно рассматривать модели комбинированного типа с возможностью переключения с 220 В на 380 В.

Продолжительность включения

Продолжительность включения аппарата — или ПВ — это чрезвычайно важный параметр, демонстрирующий, как долго источник тока может непрерывно работать за один сварочный цикл при заданной силе тока. Иными словами, какое аппарату требуется соотношение работы и отдыха.

Разберем подробно. Например, аппарат полуавтоматический СВАРОГ REAL MIG 200 характеризуется следующими параметрами, которые отражены в карточке товара.

Информация в таблице позволяет заключить, что ПВ 60% — 200 А. Что это означает? Это означает, что полуавтоматы СВАРОГ REAL MIG 200 при работе на максимальном токе, равном 200 ампер, будут характеризоваться продолжительностью включения 60%; то есть 60% от цикла аппарат может работать и 40% — отдыхать. За один цикл принимают 10 минут, поэтому аппарату СВАРОГ REAL MIG 200 при работе на максимальном токе можно 6 минут работать и 4 минуты отдыхать.

Возможность синергетической настройки параметров

Аппарат полуавтоматический с синергетическим управлением обеспечивает быструю и точную настройку оборудования — с таким помощником полуавтоматическая сварка станет еще проще. Оператор выставляет информацию о типе защитного газа, материале и диаметре проволоки. Далее сварщик изменяет режим сварки выставлением скорости подачи проволоки, напряжение полуавтоматы подбирают автоматически.

Наличие специальных функций (программ)

Наличие у аппарата различных дополнительных опций значительно упрощает рабочий процесс. Например, функция «Горячий старт» и функция заварки кратера позволяют сократить количество дефектов, программа для сварки корня шва помогает получить качественный корень шва. Увеличение скорости работы, снижение разбрызгивания, отображение значений параметров непосредственно в точке сварки — все эти функции обращают на себя внимание покупателей.

Существует еще множество других функций и программ, благодаря которым полуавтоматическая сварка становится более простой и адаптированной для решения Ваших задач. Стоит учитывать, что терминология может вызвать затруднения, так как название одной и той же сварочной функции у разных брендов может отличаться.

Мировые производители оборудования постоянно находятся в поиске новых решений, чтобы одновременно упростить работу и повысить производительность сварочных процессов. По этой причине арсенал технологий постоянно пополняется новыми уникальными функциями.

Доступность импульсного режима

Наличием импульсного режима может похвастаться не каждый сварочный аппарат, поэтому его наличие является конкурентным преимуществом, если вы подбираете оборудование, например, для соединения тонколистового металла. Благодаря этой опции полуавтоматическая сварка может производиться в любом пространственном положении. Импульсный режим обеспечивает контролируемый перенос капли расплавленного присадочного материала в сварочную ванну, чем гарантирует минимальное разбрызгивание.

Производители

Лидирующие позиции на рынке занимают мировые производители оборудования такие, как шведский ESAB, американский Lincoln Electric, немецкие EWM и Fubag, итальянский BlueWeld, а также отечественные поставщики: КЕДР и СВАРОГ.

Технология сварки MIG/MAG

За немногими исключениями, сварка MIG/MAG выполняется постоянным током, причем положительный полюс источника тока находится на электроде, а отрицательный – на заготовке. При использовании некоторых видов порошковой проволоки сварка выполняется с обратной полярностью. В последнее время для некоторых специальных задач, например, для сварки MIG очень тонких алюминиевых листов, применяется также переменный ток.

После нажатия выключателя горелки проволочный электрод приходит в движение с заранее выбранной скоростью.

Одновременно через токовое реле на него подается ток, и начинается истечение защитного газа. При касании поверхности заготовки происходит короткое замыкание. Из-за высокой плотности тока на конце электрода материал в точке касания начинает испаряться, и зажигается сварочная дуга.

При высокой скорости подачи проволоки сварочная дуга, первое время очень слабая, может снова погаснуть из-за давления материала проволоки, и зажигание может оказаться успешным лишь со второй или третьей попытки.

Поэтому зажигание лучше выполнять с пониженной скоростью подачи проволоки и лишь после того, как сварочная дуга будет гореть стабильно, переключиться на нормальную скорость подачи проволоки. Современные системы сварки MIG/MAG предлагают возможность настроить пониженную скорость.

Зажигание должно выполняться только в пределах шва и в таких точках, на которые можно в ближайшие секунды наплавить металл. Если точки зажигания не заварить сразу, из-за высокой скорости остывания такие точечно нагретые места могут стать центрами образования трещин.

Горелка наклоняется в направлении сварки на 10-20°, и ее можно вести как углом назад, так и углом вперед. Расстояние до заготовки должно быть таким, чтобы свободный конец проволоки, т. е. расстояние между нижней кромкой контактного наконечника и точкой касания сварочной дуги, составлял примерно 10-12 диаметров проволоки [мм]. При слишком сильном наклоне горелки существует опасность втягивания воздуха в струю защитного газа.

Ведение углом вперед как правило применяют при сварке с массивной проволокой, а углом назад – шлакообразующей порошковой проволокой.

На толстых листах существует опасность возникновения непроваров из-за утекающего наплавляемого металла. Непровары из-за утекающего наплавляемого металла могут возникать также и в других положениях, если сварка ведется с меньшей скоростью. Поэтому следует избегать широких маятниковых движений.

В конце шва не следует резко выключать сварочную дугу и отводить горелку от кратера. Особенно на толстых листах, где в объемных валиках могут возникать глубокие кратеры на конце шва, лучше медленно отвести дугу от ванны или, если применяемая система это позволяет, настроить программу заполнения кратера в конце шва. На большинстве систем можно также настроить время завершающей подачи защитного газа, чтобы последний участок еще жидкого наплавляемого металла мог застыть под защитой газа. Однако это имеет смысл, только если горелка еще некоторое время остается на конце шва.

Видео

В сюжете - Как за 10 минут настроить любой полуавтомат

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Какой сварочный инвертор лучше выбрать для дачи и дома