Полуавтомат полярность для сварки

Насыщенность домашних мастерских сложным электроинструментом профессионального уровня впечатляет. Но не все паспортные возможности оборудования используются. Как настроить полуавтомат сварочный на металл различного сечения, перенастроить на алюминий, нержавейку – сухой информации инструкции недостаточно. Обратимся к знаниям производственников.

Внешнее влияние на настройки

Изменение пространственного положения шва, усиление катета, толщины, конфигурации стыков одного металла потребуют разных настроек. Основные настройки полуавтомата (ПА):

• Напряжение дуги; регулировка отражается на изменении величины тока.
• Ток – подача проволоки; увеличение скорости подачи проволоки отзывается пропорциональным ростом величины тока и наоборот.
• Расход газа задаётся с опорой на основные параметры, регулируется оценкой качества шва при исключении порообразования.

Далее по результатам тестового прохода режимы электродуговой сварки в среде защитных газов подвергаются корректировке.

Для опытного практика даже звучание зажжённой дуги информативно. Придётся с приобретением полуавтомата привыкать к его особенностям, необходимости подстраивать под изменения:

• Комплектация и сборка ПА с равноценными характеристиками отличаются начинкой, различие в настройке встречаются у одного производителя.
• Перепады напряжения сбивают настройки; трансформаторный ПА отключится, а инвертор может сгореть.
• Изменение состава защитного газа.
• Смена марки и диаметра проволоки.
• Повлияет даже незначительный ремонт или замена комплектующих.

Газозащита

Газопоток также относится к расчётным табличным величинам. Напрямую на настройку сварочного полуавтомата не влияет. Контроль упрощается, если редуктор оснащён 2 шкалами. Регистрация величины редуцированного потока воспринимается объективнее с установкой ротаметра.

Расходомер ротаметрический показывает подачу углекислоты (аргона) рабочего давления в постоянных величинах. Показание статического давление снизится, когда сработает курок горелки, создастся защитное облако. Начальный диапазон для ротаметра 6–10 л/мин, для редуктора с манометрами – 1–2 атм.

Экономный расход подбирается по пористости шва: газопоток увеличивается, пока не исчезнут поры. В помещении с принудительной вытяжкой и на ветру в целях экономии предпочтительно воспользоваться порошковой самозащитной проволокой.

Подбор газовой смеси

Выбор смеси определяют требования качества исполнения и свойства материала:

• СО₂ – идеальное предохранение сварочной ванны конструкционных сталей, глубокий проплав, но разбрызгивание и грубоватость шва для тонких работ не подходят.
• Смесь аргона и углекислого газа С25 (75% Ar; 25% CO₂) – сочетание подходит для сварки тонколистовых конструкций, создаётся равномерный шов с минимумом брызг.
• Композиция из 98% Ar; 2% CO₂ – для нержавеющих сталей.
• Для алюминия – аргон в чистом виде.

Настройка напряжения

Затраты мощности на горение дуги и плавление металла определяет настройка вольтажа. Энергозатраты возрастают с увеличением глубины провара (толщины материала) и диаметра проволоки.

Настройки бытовых ПА ступенчатые. Огрубление режимами min/max или многорежимные, с мягкой подстройкой как расширенный диапазон регулировки сварочного напряжения полуавтомата Wester MIG-110i на 10 установок.

На внутренней стороне крышки кожуха находится таблица регламента установочных величин напряжения. Это главная подсказка производителя, печатается на модели, разнящиеся по мощности и техоснащению.

Итоговое решение, как настроить полуавтомат сварочный за оператором. Расплывчатые рекомендации не догма, основной критерий – глубина провара и прочность соединения.

Скорость подачи проволоки

Регулятор скорости подачи проволоки управляет силой тока. Величина подачи – одна из основных изменяемых характеристик. Устанавливается после выбора напряжения: скорость плавления определяет движение электрода в горелке.

Эта величина подлежит регулировке после смены марки и диаметра проволоки, изменения напряжения. Существуют ПА с автоматической подстройкой режима, но они в сегменте дорогостоящей аппаратуры.

Желательна тонкая настройка движения расходного материала для оптимизации корректировок. Излишнее ускорение приведёт к наплывам, замедление – к просадке, волнистости, разрывам шва. Баланс тока и напряжения, управляемого скоростью подачи, в сумме дают оптимальный валик.

Первый показатель несоответствия режима выявляется в действии – скорость подачи с зажжённой дугой снижается, но проволока не успевает плавиться, сгибается, липнет к заготовке, идёт активное разбрызгивание.

Недостаточность подачи – электрод инвертора сгорает до касания, забивается наконечник. Подбор режима скорость/ток под выставленное напряжение – первый шаг к профессионализму.

Скорости подачи проволоки в полуавтомате, таблица прямой зависимости влияния изменения настроек на конечный результат:

Полярность

Процедура изменения полярности проста. Под крышкой табличка с указанием, какой металл вид и проволоки требуют прямой или обратной полярности. Прямая – горелка подключается к клемме минус. При прямой полярности плавление проволоки ускоряется на 50%, но стабильность дуги падает.

Сварка порошковой самозащитной проволокой ведётся при прямой полярности. Максимум энергии тепловыделения расходуется на защиту шва. Флюс прореагирует без остатка. Склонность к разбрызгиванию компенсируется безразличием к недоочистке рабочих зон, и порывам ветра. Издержки в виде брызг и корки шлака – неизбежное зло.

Цельная омеднённая в газовом облаке подсоединяется к положительной клемме. Подготовка материала к сварке связана с зачисткой проявлений коррозии, загрязнений стыков, разделки. Токопроводность возрастает с увеличением диаметра. Для заготовок большого сечения есть резон увеличить сечение проволоки.

Вылет и выпуск проволоки

Длина вылета расходного электрода из контактной трубки (наконечника), величина рабочего зазора горелки влияют на качество неразъёмного соединения.

Взаиморасположение наконечника горелки относительно сопла в отдельных конструкциях меняется. Они располагаются на одном уровне, контактная трубка утапливается или выдвигается относительно сопла до 3,2 мм.

На коротком вылете ведётся швообразование конструкционных низколегированных сталей – увеличение расстояния разрежает прикрытие защитным газом. Флюсовую проволоку искусственно удлиняют для увеличения температуры плавления.

Настройка дуги

Уже простые модели ПА имеют верньер управления величинами индуктивности. Настройка жёсткости меняет температуру дуги, глубину проплавления при заметной выпуклости шва. Чувствительность деталей к перегреву, тонкие стенки теперь не препятствуют сварке.

Снижение сжатия токового канала (рост индуктивности) поднимает температуру плавления, проплав глубокий, сварочная ванна разжижается. Валик шва уплощается. Управление глубиной провара, температурой дуги и ванны – качественно новый уровень настройки сварочного полуавтомата.

Малые диаметры присадки делают дугу устойчивее, коэффициент наплавки растёт, глубина проплавления оптимизируется, разбрызгивание снижается. По выпуклости шва и величине разбрызгивания уточняется длина дуги: короткая даёт объёмный шов, длинная мешает концентрации расплава.

Управление скоростью подачи проволоки

Переключатель активизации подачи проволоки бывает двухпозиционный (High/Low) или многоступенчатый. Припой большего диаметра выдаётся с замедлением, что оптимизирует процесс.

Перед началом работы

Когда ПА подготовлен к работе согласно инструкции, нелишне потратить время на уточнение режимов настройки. В помощь предлагаем таблицу в качестве ориентира. Составление аналога с индивидуальными свойствами ПА поможет в определении лучших режимов и уточнении возможности техники.

Собственная таблица сварочного тока для полуавтомата имеет тенденцию к разрастанию с новым материалом, условий сварки. Уточнение на бумаге для памяти положения переключателя не повредит.

Выбирается рекомендуемое напряжение. Манипулированием с силой тока и скоростью подачи присадки подбираем оптимум при уменьшении тока и максимуме подачи. Затем при росте ампеража. Вольтаж меняется через 0,5 А. Подробная таблица станет личной инструкцией скоростной настройки.

Ориентировочная таблица: сварочный ток (скорость подачи проволоки), взаимозависимость компонентов процесса:

Влияние величины напряжения на качество шва

Выпуклый шов с достаточным проплавом без пористости, наплывов и подрезов выйдет только при сбалансированности основного компонента – напряжения с сопутствующими.

Низкие настройки дают зауженный высокий шов с малым проникновением вглубь. Высокие – уплощённый с расползанием и глубоким кратером ванны. Завышение напряжения негативно влияет на формирование шва: не удаётся создать валик достаточного объёма при глубине расплава на грани прожига.

• теплотворность напряжения оптимальна;
• недостаточна;
• избыточна.

Возможные проблемы и ошибки

Проблемы и промахи при слепом следовании усреднённым рекомендациям – вина сварщика. Об этом упоминалось выше. Подбор режима сварки дело тонкое. Творческий подход и внимание к мелочам – половина пути к успеху.

Опора на опыт профи поможет:

• Потрескивание, щелчки – сигнал недостаточной скорости подачи припоя.
• Присадка плавится на удалении, до наконечника – скорость подачи занижена.
• Избыток брызг – увеличьте подачу газа и индуктивность.
• Пористость, оттенки коричневого и зелёного на шве – слабая газозащита.
• Прожиг, непровар – перебор или недостаток напряжения, скорректируйте индуктивность.
• Неравномерность шва, неустойчивость дуги, непровар – загрязнение сварочного поля, ослаб зажим массы.
• Переменчивость полноты валика, зазубрины – скорость ведения горелки и положение относительно шва нарушены.
• Шов прерывается, неконтролируемое разбрызгивание – превышена длина дуги.

Сегодня для сварки металлов применяют различные сварочные аппараты. При их выборе учитывают свойства и поведение металлов во время выполнения сварочных работ. Особый подход требует алюминий и его сплавы. Как и стальные сплавы, этот металл широко используется во многих сферах, поэтому вопрос соединения алюминиевых конструкций и отдельных изделий из него совсем не праздный. Чаще других для этих целей применяется сварка алюминия полуавтоматом.

Особые свойства алюминия

Широкое использование алюминия объясняется его небольшим удельным весом, достаточно стабильной прочностью и коррозионной устойчивостью. Но его поведение при тепловой обработке создает сложности при соединении алюминиевых конструкций и деталей с помощью сварки. Это объясняется спецификой физико-химических свойств алюминия:

• он не изменяет свой цвет при сильном нагревании, поэтому трудно понять по цвету о степени прогрева металла;
• имеет широкий температурный диапазон плавления в отличие от стальных сплавов и начинает плавиться при низком температурном пороге, теряя при этом свою прочность;
• не проявляет склонности к намагничиванию;
• обладает высокой теплопроводностью (в среднем в 5 раз больше, чем стальные сплавы), поэтому при нагреве зоны соединения тепло интенсивно распространяется по всей свариваемой детали. Чтобы его не терять, перед проведением сварочных работ, особенно больших алюминиевых изделий, предварительно проводят их нагрев;

Из-за активного взаимодействия алюминия с кислородом воздуха на его поверхности образуется окисная пленка. При достижении определенной толщины она затем начинает служить защитой алюминия от дальнейшего окисления. В то же время, окисная пленка создает сложности при сварке, т. к. плавится при температуре 2050-2200 о С, в отличие от самого металла, имеющего точку плавления в районе 660 о С.

Задачи сварщика при работе с алюминием

Учитывая особенности поведения алюминиевых сплавов при сварке, вы должны решить в процессе работы основные задачи: избавиться от оксидной пленки, обеспечить стабильную дугу во время сварки и своевременную подачу сварной проволоки, чтобы сварочный процесс алюминия был непрерывным, в противном случае его придется начать заново.

• избавиться от окисной пленки в месте шва: пробить ее электрическим импульсом или провести механическую очистку поверхности с помощью металлической щетки или путем химического травления. Для пробивания пленки используют специальный импульсный режим работы оборудования;
• при выборе режима сварки не допустить прожогов металла из-за повышенной теплопроводности и низкого порога плавления алюминия, приводящего к быстрой потере прочности при нагревании. Для этого он должен обеспечить нужную температуру процесса и дугу от 12 до 15 мм длиной, выбрать правильные электроды и размер присадочной проволоки, подходящий для толщины соединяемых алюминиевых деталей и сопла горелки;
• учитывать склонность алюминия к значительной линейной усадке (почти вдвое больше, чем у сталей) при быстром остывании после нагрева, т. к. это ведет к созданию внутреннего напряжения с образованием деформационных трещин или кратеров в области шва. Для предотвращения этого начинать сварочный процесс нужно при большом сварочном токе, чтобы пробить оксидную пленку, а заканчивать — постепенно снижая его к концу процесса, это смягчит резкую смену температуры и не даст образоваться кратеру.

Технологические особенности сварки

Полуавтоматическая сварка алюминия должна выполняться под защитой инертного газа. В основном для этого используют аргон. Иногда к нему добавляется гелий.

Разбавление аргона углекислым газом при сварке алюминия, как это делают при соединении стальных конструкций аргонодуговым способом, недопустимо.

Допускается выполнение сварного шва полуавтоматом без применения нейтрального газа при условии использования порошковой расходной проволоки. При нагреве она начинает распылять железосодержащий порошок, который образует облако и служит диэлектриком, выполняющим защитную роль также, как инертный газ.

Использование порошковой проволоки в качестве защитного флюса при сварке алюминия стоит применять только в исключительных случаях, т. к. при таком методе сварной шов не будет отличаться высоким качеством.

Задачи, которые стоят перед сварщиком при работе с алюминием, успешно можно решить с помощью сварочного полуавтомата с использованием TIG и MIG технологий.

При TIG технологии используются неплавящиеся электроды на основе вольфрама и присадочная проволока, автоматически заполняющая стык между деталями. При использовании этой технологии необходимо наличие в полуавтоматическом устройстве режима переменного тока, а также высокочастотного розжига дуги.

В этом случае окисная пленка пробивается путем «катодного» распыления ее поверхности в моменты тока с обратной полярностью.

При MIG методе в качестве присадки используют сами электроды, т. к. они являются плавящимися. Такой электрод равномерно подается в сварную зону с помощью устройства автоматической подачи проволоки.

Сварка алюминиевых сплавов полуавтоматическим аппаратом MIG способом проводится с использованием постоянного тока, имеющего обратный характер полярности. Рассмотрим его подробно.

Сварка постоянным током обратной полярности

Процесс выполнения такой сварки изображен на рисунке:

При ее проведении сварочная дуга окружена парами металлического расплава электродной проволоки. Капли жидкого алюминия при постоянной подаче проволоки в виде ионов притягиваются «катодной» поверхностью сварной ванны. При этом происходит их нейтрализация с образованием дополнительного тепла.

В результате такого процесса поверхностная оксидная пленка разрушается. Если окисный слой значительный, то перед проведением сварки его нужно удалить с помощью механической чистки или травлением.

Плавящийся электродный металл заполняет каплями область между стыками деталей, образуя при застывании прочный шов.

Как использовать полуавтомат при сварке алюминия

Любой аппарат, работающий в полуавтоматическом режиме, должен обеспечить стабильную подачу присадочной проволоки, достаточный импульс для разрушения окисного слоя и дальнейшего поддержания дуги или работу с использованием переменного тока. Для этого нужно выполнять следующие правила:

• Подача мягкой алюминиевой проволоки осуществляется специальным прижимным механизмом, который вращается с помощью четырех роликов, имеющих U–форму поверхностной канавки. Для обеспечения стабильной подачи проволоки необходимо отрегулировать давление на прижимной вращающийся механизм. Это поможет избежать зажимания проволочного алюминия во время проведения сварки.
• Расплавление присадочной проволоки происходит способом струйного переноса. Такой режим может быть обеспечен применением переменного тока в 270 ампер или импульсного тока в 100 ампер. Поэтому сварочный аппарат должен иметь возможность настроек таких режимов с помощью блока генерации, т. е. представлять инверторный тип аппарата.
• Аппарат при сварке алюминия должен работать в режиме обратной полярности сварного тока, когда «–» подается на клемму, закрепленную на детали, а электрод подсоединяется к «+». Это обеспечивает создание наивысшей температуры в сварной области.
• Т. к. алюминиевые сплавы при нагревании расширяются больше, чем стальные, то при их сварке для полуавтоматической подачи проволоки в горелках должны использоваться контактные наконечники с диаметром отверстия заведомо с припуском на величину расширения, при этом должен соблюдаться хороший контакт для поддержания электрической искры.
• Для меньшего контактного трения при прохождении проволоки внутри горелки нужно использовать специальный кабельный канал, рассчитанный на алюминий. Обычно он изготавливается из тефлонового материала или на основе графита.
• Важным для успешного выполнения сварного шва является подбор подходящего диаметра сварной проволоки из алюминия. Т. к. этот металл является мягким, то использование тонкой проволоки до 8 мм в диаметре затруднительно ввиду сложности ее прохождения через горелку (она может запутываться с образованием петель и изгибов). Выходом является использование горелок с небольшим размером длины или применения дополнительного приспособления подачи проволоки внутри корпуса горелки.

При использовании толстой проволоки (от 1,2 до 1,6 мм в диаметре) нужно применять высокий сварной ток.

Плюсы и минусы сварки алюминия полуавтоматом

Любой полуавтомат для выполнения сварки имеет в своем устройстве источник получения сварочной дуги, горелки с защитным рукавом для проволоки, кабеля с зажимом на конце для подключения к детали, двигателя и редуктора.

Плюсы полуавтомата:

• Такое устройство аппарата позволяет использовать его в широком диапазоне с разными настройками, помогающими выбрать нужный режим проведения сварочного процесса.
• Контроль дуги можно проводить при любом положении горелки.
• Можно проводить сварку деталей любого размера. При необходимости соединения конструкций больших размеров проводить работу можно без использования защитного аргона.
• Аппарат обеспечивает высокую точность сварного шва.
• Обеспечивается экономный расход расходных материалов и электроэнергии с большой эффективностью.
• Аппараты полуавтоматического типа могут иметь небольшой вес и размеры, а также мобильность, позволяющую устанавливать их в нужном месте.
• Имеют высокий КПД, достигающий 95%.

• Основным недостатком полуавтомата инверторного типа является его высокая стоимость по сравнению с трансформаторными устройствами.
• Такие аппараты боятся пыли, которой в производственных условиях или на стройке достаточно. Поэтому, в отличие от других устройств, они нуждаются в регулярной чистке с продувкой инвертора.
• Электронные схемы управления регулировкой плохо реагируют на минусовые температуры, а перепады температур могут вызвать конденсат и вывести из строя систему.

Ознакомившись с процессом сварки алюминия с помощью полуавтоматического аппарата и его тонкостями, вы можете самостоятельно приступать к работе. Соблюдение всех рекомендаций статьи и правильного проведения технологического процесса позволит добиться качественного надежного соединения изделия из алюминия.

Направление движения электронов регулируется с помощью полярности путём переключения проводов на клемму «плюс» или «минус». То есть, при работе со сваркой постоянного тока возможны два варианта настройки:

1. Прямая полярность. Минус подключён к электроду, плюс на клемме «земля». В этом случае ток движется от электрода к заготовке, и металл греется сильнее.
2. Обратная полярность. К электроду подсоединяется плюс, на клемму «земля» — минус. Движение тока от минуса к плюсу (от заготовки к электроду) создаёт более сильный нагрев.

Прямая и обратная полярность подключения при сварке инвертором используется в зависимости от поставленных задач и качества материалов. При переменном токе тип подключения неважен, а при постоянном есть возможность менять полярность вручную.

Значение полярности для сварки

Постоянный ток создаёт термическое (анодное) пятно. Меняя полярность, можно его перемещать от электрода к заготовке. Основной нагрев создаётся на плюсовом гнезде, поэтому при прямой полярности сильнее нагревается заготовка, а при обратной – электрод. Таким образом формируются возможности инвертора в зависимости от характеристик металлов:

• Толщина металла. При прямой полярности основной нагрев достаётся заготовке, поэтому ширина шва провара получается достаточно глубокой. Соответственно для тонких металлов правильнее использовать обратное подключение, при котором металл нагревается слабее электрода.
• Тип металла. При сварке приходится работать с различными сплавами, обладающими определёнными свойствами. Например, алюминий относится к среднеплавким металлам, поэтому нужно обеспечить заготовке прямое подключение для нагрева. Нержавеющую сталь лучше не перегревать, выбрав обратную полярность. Настройки инвертора позволяют учитывать, какой сплав подвергается варке, поэтому предварительное изучение инструкции поможет эффективно справиться с задачей.
• Тип электрода. Сварочные электроды имеют покрытие – флюс. При разогреве он сгорает, выполняя свою основную задачу: вытесняя воздух, предотвращает образование пор. Тип флюса определяет особенности использования электродов при разных температурных режимах. К примеру, угольные электроды не подходят для подключения с обратной полярностью. Рекомендации производителя позволят сделать правильный выбор. То же самое относится и к типам проволоки. К слову, инверторные полуавтоматы также имеют характеристики, которые стоит учитывать.

Если заготовка и электрод имеют характеристики, требующие противоречивых настроек, придётся найти компромиссный вариант, регулируя силу тока и время обработки шва. С опытом приходят и знания, позволяющие решать любые задачи.

Виды сварки

Ручная сварка дугой с помощью плавящегося электрода (ММА)

Здесь его роль играет особая плавящаяся проволока, покрытая шлаком. Способ очень популярен, но специалисты считают его не самым лучшим вариантом для получения качественных швов, если изделие по составу является сложным сплавом. Во время плавления проволока соединяет нужные детали, а её покрытие очищает от грязи и защищает от кислорода сварочную ванну. Способ подходит для сварки чугуна, чёрных металлов.

Сварка полуавтоматическая

Электродом является проволока, автоматически попадающая в зону сварки. Аппарат находится в режиме ручного передвижения, поэтому данный способ не подходит для обработки большой рабочей зоны, его используют для сварки тонких листов, цветных металлов, высоколегированной стали. Применяется как постоянный, так и импульсный ток. При использовании порошковой проволоки газ не нужен, в остальных случаях сварка током производится в среде активных или инертных защитных газов. Возможна сварка электродом без его плавки.

Сварка в среде защитных газов

Технологический процесс подразумевает использование газа аргона, который выжигает грязь и кислородные соединения. Электродом выступает неплавкий вольфрамовый либо графитовый стержень. Применение аргона очищает сварочную ванную от всех ненужных примесей и окислов. Образование шлака исключено, шов получается качественным и чистым, но сварка в среде защитных газов – довольно дорогая технология, требующая серьёзных навыков.

Разные типа сварки используются и в зависимости от условий работы сварки. Например, для ремонта кузовов автомобилей в сервисах используют дуговую сварку полуавтоматом с помощью среды защитного газа, что позволяет создавать качественную сварочную работу при её невысокой стоимости. Прямая и обратная полярность при сварке инвертором позволяет регулировать глубину плавления для любого типа сварочных работ.

Технология ручной сварки дугой

Дуговая сварка – самый распространённый тип сварки металла. Способ универсален, технологически прост и позволяет получать сварочные швы хорошего качества в непроизводственных условиях. Электроток сварочного источника образует дугу между изделием и электродом. На нём сгорает покрытие (флюс), выделяя газ, очищающий рабочую область от кислорода.

По форме и типам соединений сварочные швы разделяются на:

Разные углы наклона электрода позволяют создавать разные по типу швы. Самый удобный промежуток – между 45 и 90 градусами, при котором сварочная ванна полностью в зоне видимости. С опытом приходит и понимание, как именно нужно менять угол наклона.

Обычно сварочные аппараты комплектуются кабелем массы с держателем зажимного типа. С первого взгляда, это удобно, такое приспособление можно надежно закрепить к практически любой поверхности (листы, металлопрокат и прочие). Но бывают ситуации, когда нет возможности установить такую массу на заготовку или, еще чаще, она перегорает. Неплохой альтернативой станет магнитный контакт сварочного кабеля.

Главная задача для новичка – научиться «вести» сварочный шов. Основной металл прогревается до состояния расплавления, формируя сварочную ванну. В зависимости от ситуации сварщик меняет установки тока, ориентируясь на состояние ванны. Начинать нужно с настроек, рекомендованных производителями, а дальше постепенная практика поможет понять и правильно использовать все возможности инвертора.