Что надо знать о сварочном оборудовании?

Мерилом мастерства древних зодчих считалось умение построить здание без единого гвоздя. Тогда в ходу были дерево и топор, а как поступают современные умельцы в наш "железный" век? Без болта и заклепки они возводят небоскребы, мосты, плотины, туннели и трубопроводы. И вот уже целый век им помогает в этом сварочное оборудование.

Современные технологии позволяют соединять как стали различного уровня легирования, так и многие цветные сплавы. При этом тип решаемых задач определяет и методы, выбор которых влияет не только на качество, но и на стоимость работ.

Существует много способов и технологий, объединенных одним общим принципом: в месте соединения детали расплавляют, что приводит к образованию шва. Для этого применяют электрическую, механическую и химическую энергию либо их сочетание. Широкое распространение получили аппараты, использующие энергию электрического тока, о них и пойдет речь в данной статье.

Наиболее часто для нагрева применяют электрическую дугу, расплавляющую материалы, а сварочный шов заполняют присадкой (металлом электрода или проволоки). Качество, производительность и эффективность работы во многом зависят от способов защиты и переноса расплава, то есть от используемого метода.
 
Электрическая дуга

представляет собой устойчивый разряд в сильно ионизованном газовом промежутке. Сила тока, протекающего через него, зависит от разности потенциалов на его концах и от его линейных размеров. Поскольку тепловыделение целиком определяется именно сварочным током, то для обеспечения требуемого режима работы нужно с достаточной точностью поддерживать его величину. Чем толще и глубже шов, тем больший ток необходим и наоборот. Иногда регулируют его текущее значение, а иногда, напротив, жестко фиксируют.

Главная проблема, актуальная для всех способов сварки, - стабильность дуги. В момент ее розжига и потухания часто возникают дефекты шва. Сделать "горение" максимально устойчивым - важнейшая задача, которую решают различными способами.

Разумеется, при подаче на электрод переменного тока трудно достичь высоких результатов, даже прибегая к всевозможным ?хитростям?. Практически все материалы лучше ?варятся? постоянным током, исключение составляют только алюминий и его сплавы. Оксидная пленка на их поверхности препятствует образованию прочного соединения и эффективно разрушается только при ?переменном? воздействии.

Важную роль играет и защитная среда, в которой происходит процесс сварки. Ее специально создают и поддерживают в рабочей области. При различных методах на защитную среду возлагают разные задачи: стабилизация дуги, защита металла, изменение его физических свойств (например, легирование).

Штучный электрод

позволяет создать защитную среду без привлечения дополнительных технических средств. Необходимые для работы газы выделяются при испарении внешнего покрытия или порошкового флюса. Существует два типа подобных материалов:

Электроды с целлюлозным покрытием. Выделяют большое количество газа, защищающего металл и сварочную ванну. С ними можно работать на "длинной дуге" (3-6 мм) с большой глубиной проплавления (до 2,5 мм). Такие электроды часто применяют в сочетании с аппаратами, имеющими крутопадающую вольт-амперную характеристику (далее ВАХ). У нас в стране они не получили широкого распространения, в то время как на Западе используются повсеместно.

Электроды с основным типом покрытия. Имеют кальций-фтористое покрытие (или близкое к нему по свойствам рутиловое). При расплавлении такие электроды образуют флюс, обволакивающий капли металла. Он-то и выполняет главную защитную функцию, а газы являются лишь ионизаторами и стабилизаторами. Работы производят только на "короткой дуге" (2-3 мм) с относительно небольшой глубиной проплавления (0,5-2,5 мм). Электроды с основным типом покрытия дают шов высокого качества, хорошо защищенный от водорода - главного врага трещиностойкости.

Самозащитная порошковая проволока

представляет собой штучный покрытый электрод, как бы вывернутый наизнанку, т.е. обмазкой вовнутрь. Сейчас ее приянто называть шихтой. В состав последней входят компоненты, характерные для обмазки штучных электродов, а также раскислители, связывающие кислород и удаляющие его из шва. Чаще всего шихта содержит еще и легирующие добавки, изменяющие химический состав и свойства сварного шва.

Порошковые проволоки позволяют получать высококачественные швы с большим проплавлением, но главное их достоинство - производительность. Для работы с таким сварочным материалом подходят источники питания с жесткой ВАХ.