основной: +7 (495) 648-44-65

Заказать обратный звонок

дополнительный: +7 (495) 646-71-50

многоканальный: 8 (800) 833-55-19

e-mail: info@ewm-rf.ru

  • изображение
  • изображение
  • изображение
  • изображение
    Pico 350 cel puls pws dgs
  • изображение
    Линейка Multimatrix на DVS Expo
  • изображение
    Новая линейка продуктов от EWM

Выполнение сварки ВИГ

Сварщик, выполняющий сварку ВИГ, кроме теоретических знаний, должен иметь также практические навыки. Их можно получить на курсах по сварке, которые, к примеру, организовывает Schweißen und verwandte Verfahren e.V. (Немецкий союз по сварочным и близким к ним процессам) в собственных помещениях и учебных заведениях. 

Выбор присадки для сварки

Присадка для сварки ВИГ имеет форму прутка, а при полностью механизированной сварке вводится в виде проволоки механизмом подачи.

Как правило, выбирается родственная основному материалу присадка для сварки. Но иногда в металлургии необходимо, чтобы присадка по некоторым легирующим элементам слегка отличалась от основного материала. Это касается, например, углерода, содержание которого в целях трещиностойкости должно быть как можно меньше. В таких случаях говорят об уподоблeнных основному материалу присадках. Бывают также случаи, когда необходимы чужеродные основному материалу присадки. Например, при сварке трудносвариваемых углеродистых сталей, где применяются аустенитные присадки, а иногда даже никелевые сплавы.

Диаметр присадки для сварки зависит от сварочного задания. Он определяется толщиной материала, а также диаметром вольфрамового электрода. Длина сварочного прутка, как правило, составляет 1000 мм. Сварочные прутки поставляются в связках и для того, чтобы избежать путаницы, на каждом из них должны быть либо характеристика согласно DIN, либо торговое обозначение. 

Настройка расхода защитного газа

Расход защитного газа настраивается как объемный расход в л/мин. Он определяется размером сварочной ванны, а значит диаметром электрода, диаметром газового сопла, расстоянием от сопла до поверхности основного материала, окружающим воздушным потоком и видом защитного газа – см. раздел «Защитные газы». Эмпирическое правило гласит, что при использовании в качестве защитного газа аргона и наиболее частых диаметрах вольфрамовых электродов от 1 до 4 мм необходимо подавать 5-10 л защитного газа в минуту.

Измерение расхода производится косвенным методом при помощи манометра, который измеряет давление перед встроенным соплом. 

Шкала манометра проградуирована непосредственно в л/мин. Более точными являются измерительные приборы, которые измеряют расход посредством стеклянной трубки и поплавкового указателя непосредственно в текущем в горелку газовом потоке.

Очистка поверхности изделия

Для хорошего результата сварки важно перед началом сварки основательно очистить бока кромок и поверхность изделия в области применения сварки. Поверхности должны быть отполированы и свободны от жира, грязи и краски. Также по возможности необходимо удалить слой окалины. Для этого часто достаточно обработать поверхность щeткой. В тех местах, где этого не достаточно, необходимо отшлифовать или механически обработать поверхность. Для коррозионностойких материалов можно применять только щeтки из нержавеющей стали, иначе может возникнуть налeт ржавчины от стальных частичек, попадающих на поверхность. Для алюминия из-за возникновения пор особенно важно, чтобы на поверхности не осталось толстых оксидных плeнок. Об этом пойдет речь далее. Для очистки и обезжиривания применяются соответствующие растворители. Внимание! При применении хлоросодержащих растворителей существует опасность образования ядовитых паров. 

Зажигание электрической дуги

Электрическая дуга никогда не должна зажигаться за пределами стыка на основном материале, она должна зажигаться так, чтобы место зажигания нeпосредственно вслед за этим снова расплавлялось при сварке. В начале сварки раскалeнный основной материал очень быстро охлаждается в месте зажигания за счeт большой массы холодного материала. Последствиями такого скорого охлаждения могут стать затвердения, возможно с трещинами, и поры. Быстрого охлаждение можно избежать, если зажигание производится непосредственно в начале сварочного шва и все дефекты, которые могут возникнуть, сразу же снова расплавляются.

Контактное зажигание должно применяться только в качестве исключения, если применяемый старый сварочный аппарат не имеет приспособления для зажигания (зажигание импульсами высокого напряжения). В этом случае зажигание происходит на медной пластинке, вложенной встык рядом с началом сварочного шва. От неe дуга тянется к началу шва, и начинается сварка. При контактном зажигании непосредственно на основном материале в металл шва может попасть вольфрам, который не плавится из-за высокой точки плавления. При просвечивании из-за высокого поглощения рентгеновских лучей его можно распознать как белое место. 

Ведение горелки

При сварке ВИГ применяется «сваривание налево». Однако это определение является точным только тогда, когда сварщик ведет горелку правой рукой, а присадочный материал левой рукой, как это принято у правшей и если смотреть на положение с позиции сварщика. Более точно определяется направление сварки, когда говорят, что сварочный пруток ведeтся горелкой.

Это относится ко всем положениям, если только это не сварка вертикального шва сверху вниз. Иногда при сварочных заданиях из-за высокой мощности плавления применяют сварку направо.

Горелка устанавливается под углом 20° к вертикали в направлении сварки, сварочный пруток при этом подводится сперeди практически горизонтально, под углом 15° к поверхности изделия.

Вначале дуга плавит сварочную ванну. Потом в ней под дугой плавится сварочный пруток, причeм сварщик выполняет прутком касательные движения вперeд и назад. При этом пруток при сварке подвигают не слишком далеко под дугу, иначе снизится провар в основном материале. Это полезно и при сварочных заданиях, когда необходимо как можно меньшее перемешивание.

При соединительной сварке конец стержня должен оплавиться в переднем крае сварочной ванны. При этом сварщик должен следить за тем, чтобы расплав при касательных движениях не вышел из среды защитного газа. Последствием может стать окисление прутка и попадание оксида в сварочную ванну.

Как правило, сварку выполняют небольшими качательными движениями. Тогда меньше всего повреждается среда защитного газа. В позиции PF (вертикально вверх) нужно выполнять небольшие качательные движения горелки и сварочного стержня. То же самое относится к прослойкам в толщине, которые нельзя больше наполнить одним наплавленным валиком, и которые слишком малы для двух валиков.  

Эффект магнитного выдувания дуги

Под эффектом выдувания дуги понимают явление, когда при отклонении дуги от центральной оси она удлиняется и шипит. При таком отклонении могут образоваться дефекты. Так, провар может стать недостаточным, и при сварочных процессах с образованием шлака в шве могут появиться шлаковые включения.

Отклонение происходит из-за сил, вызываемых окружающим магнитным полем. Как и каждый проводник с током, электрод и электрическую дугу окружает кольцеобразное магнитное поле. Оно отклоняется в области дуги при переходе в основное вещество. Из-за этого силовые линии магнитного поля на внутренней стороне сжимаются, а на внешней стороне расширяются.

Электрическая дуга отклоняется в область пониженной плотности магнитных силовых линий. При этом она удлиняется, и из-за повышенного напряжения дуги получается шипящий звук. Противоположный полюс, таким образом, оказывает отталкивающее действие на дугу. Воздействие другой силы сдвига проявляется потому, что магнитное поле лучше распространяется в ферромагнитном материале, чем в воздухе. Поэтому дуга притягивается большими массами металла. 

Это проявляется, например, в том, что дуга при сварке на намагничивающемся материале на концах листа сворачивается вовнутрь. 

Отклонение дуги можно устранить установкой электрода под углом. Поскольку эффект выдувания дуги особенно высок при сварке постоянным током, то необходимо, где это возможно, заменять его переменным током или, как минимум, понижать.

Особенно сильным эффект выдувания дуги может быть при сварке корня шва из-за окружающей массы металла. Помочь здесь могут тесно расположенные рядом не слишком короткие прихватки, поддерживающие магнитный поток. 

Положения сварного шва

Согласно ISO 6947, положения сварного шва обозначаются PA – PG. Они располагаются, если смотреть на трубу сверху (PA), по часовой стрелке в алфавитном порядке.

Позиция PA соответствует той, которую раньше в Германии обозначали горизонтальным положением или положением «в лодочку». Далее следует положение стыкового шва PC (горизонтальный на вертикальной стене) и PE (потолочный шов), а также позиции таврового сварного шва РВ (горизонтальный) и PD (горизонтальный/потолочный). При сварке листов PF означает, что шов сваривается вертикально снизу вверх, а PG – вертикально сверху вниз. На трубе собрано множество позиций. Позиция PF действует, если труба сваривается в потолочном положении без вращения в обе стороны снизу вверх, позиция PG действует соответственно тогда, когда шов сваривается вертикально сверху вниз. ВИГ сварку можно выполнить во всех положениях. При этом параметры режима сварки должны соответствовать параметрам других методов сварки в данном положении. 

Параметры сварки

Нижние границы применения сварки ВИГ для стали – 0,3 мм, для алюминия и меди – 0,5 мм. Верхние границы сварки ограничены экономической целесообразностью. Мощность плавления процесса не очень высокая. Поэтому сваркой ВИГ часто заваривается только корень шва, а во всех остальных случаях применяют другие методы (Е, МАГ), имеющие более высокую мощность.

При выборе параметров сварки нужно помнить, что на сварочном аппарате настраивается только сила тока, а напряжение дуги определяется длиной дуги, которую соблюдает сварщик. При этом напряжение растeт с увеличением длины дуги. За ориентировочное значение для сварки проплавлением постоянным током (отрицательный полюс) берут достаточную для проплавления силу тока: 45 А на 1 мм толщины стенки. При сварке алюминия переменным током необходимо иметь 40 А/мм. 

Сварка импульсами тока 

При сварке импульсным током сила тока и напряжение изменяются в ритме частоты импульсов между нижним и верхним значениями импульса.

Современные инверторные источники позволяют настроить импульсную частоту в диапазоне от 0,5 до 300 Гц. Специальные источники имеют частоту в кГц диапазоне.

В высоком частотном диапазоне реализуются такие эффекты, как уменьшение размера зeрен в металле шва и сужение дуги, в низком диапазоне частот из-за лучшего управления сварочной ванной при сварке в неудобных положениях прежде всего выбирается позиция PF. Это происходит следующим образом :

Под влиянием высокого импульсного тока происходит провар основного материала и образуется точечная сварочная ванна. Она начинает затвердевать под действием следующего низкого главного тока, начиная от края, пока следующий импульс тока снова не расплавит и не увеличит e. Между тем дуга уже перешла на скорость сварки, и поэтому сварной шов при импульсной сварке ВИГ образуется из многих соединeнных внахлестку сварочных точек. Диаметр сварочной ванны в среднем меньше, чем при сварке равномерным током, что позволяет лучше сваривать в неудобных положениях. Несмотря на это обеспечивается достаточный провар. Описанный эффект наступает только тогда, когда наступает достаточная разность температур в сварочной ванне между фазами главного и импульсного тока. Это возможно только при импульсной частоте чуть ниже 5 Гц.

К недостаткам можно отнести то, что скорость сварки при импульсной сварке необходимо значительно снизить. Сварщик также различает пульсацию в низком частотном диапазоне частот как раздражающее мерцание дуги. Поэтому этот вариант сварки ВИГ меньше используется при ручной сварке, где сварщик имеет другие возможности для контроля сварочной ванны, в отличие от механизированной сварки ВИГ. 

Возможности механизирования процесса сварки

Метод ручной сварки ВИГ можно механизировать довольно простыми средствами. В этом есть необходимость при сварке листов длинными продольными швами или частой сварке кольцевых швов на трубообразных изделиях. 

При сварке продольными швами горелка прифланцовывается к простому ходовому механизму, с которым она передвигается по свариваемому стыку. Если в геометрии кромки встречаются дефекты, то рекомендуется использовать подкладку. 

При сварке кольцевых швов горелка стационарно подвешивается, а изделие двигается во вращателе под горелкой. 

При сварке ВИГ сложных изделий применяются сварочные роботы. Во всех случаях, когда необходим присадочный материал, он подаeтся к дуге в виде проволоки устройством подачи. 

Техника безопасности

Сварка ВИГ является очень чистым процессом. Практически не возникает вредных газов и дыма, поэтому действующие инструкции по технике безопасности не требуют их отвода непосредственно в месте возникновения. Достаточно свободного проветривания или технической вентиляции помещения. Но сварщик должен обезопасить себя от излучения дуги и опасности поражения электрическим током.

Для защиты от инфракрасного и ультрафиолетового излучения сварщик ВИГ обычно одевает на голову маску сварщика, которая освобождает обе его руки для управления горелкой и внесения присадочного материала. В маску сварщика встроен специальный защитный фильтр. Эти фильтры недавно были стандартизированы в стандарте DIN EN 169. Есть разные степени защиты, которые должны быть надeжно нанесены на стекло. При сварке ВИГ в зависимости от применяемой силы тока используются фильтры со степенью защиты от 9 до 14, причем 9-я степень относится к сварке с низкой силой тока, а 14-я – с высокой.

Наибольшую электрическую опасность представляет напряжение холостого хода. Это самое высокое напряжение, которое возникает на включенном источнике тока между соединительными муфтами, если не загорается электрическая дуга. После зажигания дуги напряжение значительно падает, при сварке ВИГ до 12-20 В. Согласно правилам техники безопасности UVV VBG 15 пиковое напряжение холостого хода источников постоянного тока при нормальной эксплуатации должно быть макс. 113 В. У аппаратов, работающих на переменном токе, это значение тоже равняется 113 В, но действующее значение не должно превышать 80 В. При повышенной электрической опасности, например, при сварке в узких местах или на больших металлических массах, для переменного тока действуют сниженные значения, например, пиковое значение 66 В и действующее значение 48 В.

Новые источники сварочного тока, которые отвечают данному требованию, согласно DIN EN 60974-1 имеют знак «S». Старые источники тока обозначаются символами «К» (постоянный ток) или «42 В» (переменный ток). От поражения электрическим током сварщика лучше всего защищают кожаные сварочные перчатки без повреждений и хорошо изолированная рабочая одежда, включая обувь.