GMAW: Сравнение процессов MIG/MAG и FCAW-S


 

Вы собираетесь купить свой первый сварочный аппарат с встроенным механизмом подачи проволоки и не хотите выбросить деньги на ветер. Вам нравится работать по дереву и теперь хотели бы попробовать работать со сталью. Вы склоняетесь к сварочным аппаратам для сетей 115 вольт, но также задумываетесь о моделях 230В для работ с материалами большей толщины (от 6 мм или ¼"). Казалось бы, все важные решения уже приняты, но тут возникает еще один вопрос — каким процессом пользоваться? Сваркой в защитных газах (MIG) или порошковой проволокой (FCAW)? У большинства начинающих сварщиков этот выбор вызывает большие сложности. Ответ на него зависит от трех факторов. Первое — это какие материалы Вам приходится сваривать. Второе — где и в каких условиях. Третье — будет ли после сварки обрабатываться поверхность металла. В этой статье мы поможем разобраться в различиях между этими двумя процессами, расскажем об их преимуществах и недостатках и дадим несколько советов. Мы надеемся, что эта информация поможет Вам сделать окончательный выбор. Приведенные здесь рекомендации распространяются даже на абсолютных новичков в сварке. Искусством сварки может овладеть 95% желающих. Однако как и в любом другом ремесле, на то, чтобы стать настоящим мастером, понадобится время. Немногие сварщики могут создавать безупречные соединения. Для этого нужны идеальная зрительно-моторная координация и верная рука. Научить правильной технике сварки и настройке оборудования могут только часы практики. Поэтому, имея базовый набор навыков, свободное время и достаточно терпения, Вы обязательно сможете создавать надежные соединения.
Сварочный аппарат с механизмом подачи проволоки

 

 

Термины

Сварка в защитных газах
MIG/MAG-сварка, которую также называют сваркой в защитных/инертных газах (GMAW), предполагает использование проволоки сплошного сечения и защитного газа из внешнего источника (обычно газового баллона). Сварочная проволока обычно изготавливается из низкоуглеродистой стали и имеет тонкое медное покрытие, которое защищает ее от ржавчины, улучшает электропроводимость, увеличивает срок службы контактного наконечника и в целом повышает стабильность дуги. Сварочный аппарат должен быть переведен в режим постоянного тока обратной полярности (DC+). Защитный газ, обычно двуокись углерода или ее смеси с аргоном, защищает расплавленный металл от воздействия окружающего воздуха. Он подается из газового баллона, проходит через газовые кабели и поступает к сварочной ванне через сопло горелки. Расплавленный металл легко вступает в реакцию с кислородом, азотом и водородом из окружающего воздуха. Поэтому на протяжении сварки и в течение некоторого времени после ее завершения к сварочной ванне подается защитный инертный газ. Однако даже легкий порыв ветра может отнести это облако защитного газа в сторону, поэтому такой тип сварки редко используется под открытым небом.

Правильно выполненная MIG-сварка обеспечивает высокие сварочно-технологические характеристики и хороший внешний вида шва и поэтому является предпочтительным выбором многих сварщиков. Хорошая техника сварки — это залог отличных результатов. При правильном исполнении MIG-сварка не образует шлака и имеет низкий уровень разбрызгивания. Для улучшения газовой защиты часто используется техника сварки «с опережением электрода». Если поверхность свариваемого металла загрязнена, окрашена или покрыта ржавчиной, ее следует зачистить до блестящего состояния. Сварка в защитных газах пригодна для большинства распространенных металлов, в том числе стали с низким содержанием углерода, низколегированной и нержавеющей стали. При этом она подходит даже для начинающих сварщиков.

MIG-сварка алюминия
Для сварки алюминия недостаточно просто сменить проволоку. Сначала полностью освойтесь со сваркой стали. Так как алюминий — это очень мягкий металл, для подачи алюминиевой проволоки нужны особые подающие ролики с U-образной выемкой без насечки, иначе проволока окажется повреждена.

Крайне важно обеспечить чистоту проволоки и основного металла. Протрите материал пропитанной ацетоном чистой тканью. Зачистите поверхность специально предназначенной для чистки алюминия щеткой из нержавеющей стали. Уменьшите натяжение роликов подающего механизма и длину горелки. Для снижения трения используйте проволокопроводы с покрытием из тефлона или нейлона, а для газовой защиты — 100-процентный аргон. Также рекомендуется использовать специальные контактные наконечники и особую технику сварки с колебаниями горелки. Это сложно, но этому можно научиться.

Самозащитная порошковая проволока
Сварка порошковой проволокой (FCAW) предполагает использование полой проволоки с особым составом внутри, который при сгорании образует защитные газы и флюс для защиты сварочной ванны без необходимости в подаче газа из внешнего источника. В этом случае качество соединения достигается совершенно другим способом. Здесь газовую защиту обеспечивает сама проволока. При этом она очень надежна и сохраняется даже при сильном ветре. Дуга отличается высоким форсированием и, как следствие, достаточно интенсивным разбрызгиванием. После сварки шов оказывается покрыт шлаком, который обычно приходится удалять. В таком случае для улучшения видимости рекомендуется техника сварки «с отставанием электрода». Для сварки FCAW очень важно правильно настроить сварочный аппарат. Также в этом режиме более заметны последствия неправильной техники сварки. В основном он используется для сварки углеродистой стали под открытым небом. Аппараты мощностью 115В часто используются с проволокой Innershield® NR-211-MP диаметром 0,9 мм (0,035"), а модели 230В — с проволокой Innershield NR-211-MPMP диаметром 1,1 мм (0,045"). По словам одних фермеров, эти продукты помогли им быстро починить сломавшийся трактор посреди поля и спасти посевную.

 


Общие советы

MIG
В большинстве случае компактные аппараты MIG с питанием 115В и встроенным механизмом подачи проволоки рекомендуются для сварки чистой новой стали толщиной от 0,6 до 2,8 мм. Проволока наименьшего диаметра 0,6 мм (0,025") предназначена для сварки самых тонких материалов (0,6 мм). Проволока 0,8 мм (0,030") обеспечит несколько большую производительность наплавки. Если Вы планируете вести MIG-сварку материалов от 3 до 6 мм (1/8" – ¼"), Вам понадобится более мощный аппарат для сетей 230В. Высокий сварочный ток таких аппаратов больше подходит для однопроходной сварки, и вам не придется тратить время на второй и третий проход. Аппараты 230В также пригодны для сварки проволокой 0,9 мм (0,035"). Для MIG-сварки материалов толщиной больше 6 мм (¼") понадобится еще более мощный промышленный аппарат. Если вы чаще работаете с материалами толщиной менее 3 мм, то в целях экономии лучше купить MIG-аппарат мощностью 115В.
MIG-сварка

 

 

 

Сварка порошковой проволокой

 

Порошковая проволока
Порошковая проволока рекомендуется только для материалов толщиной от 0,9 мм, что чуть больше, чем минимально допустимо для процесса MIG. В целом, этот процесс лучше подходит для однопроходной сварки материалов большей толщины, особенно если Вам нужно работать под открытым небом, как в примере с ремонтом трактора в поле. Сварочный аппарат 115В с проволокой Innershield NR-211-MP 0,8 мм (.035") позволит сваривать материалы до 6 мм (¼"). Обратите внимание, что это в два раза больше, чем возможно для MIG-сварки на 115В (2,8 мм). С аппаратом 230В и подходящей порошковой проволокой, например, Innershield NR-211MP 1,1 мм (0.045") Вы сможете работать с материалами до 12,7 мм (1/2"). Обратите внимание, что для сварки проволокой Innershield® NR-211-MP аппарат нужно настроить на постоянный ток прямой полярности (DC–).

 

 

Преимущества и недостатки
Оба процесса имеют свои преимущества и недостатки. Перечислим самые значимые:

MIG
Преимущества:

Лучше всего подходит для случаев, когда важен внешний вид соединения, потому что MIG отличается низким уровнем разбрызгивания. Имеет мягкую дугу и не склонна к прожиганию тонкого материала.
Характерное для процесса MIG низкое разбрызгивание также означает отсутствие необходимости в удалении шлака и траты времени на очистку рабочей поверхности.
MIG — это самый простой в освоении процесс сварки, «прощающий» небольшие колебания длины дуги или скорости сварки. Также для этого процесса не столь критичны ошибки в настройках аппарата.
При достаточной квалификации и использовании специализированных горелок, защитного газа, лайнеров, роликов и сварочной проволоки, MIG-сварка пригодна для сварки многих материалов, в том числе тонкопрофильных изделий, нержавеющей стали, никелевых и алюминиевых сплавов.

Недостатки:

Из-за необходимости в газовом баллоне с защитным газом MIG-сварка плохо подходит для тех случаев, где важны мобильность и удобство эксплуатации. Кроме того, для сварки MIG понадобится целый комплект дополнительного газового оборудования: шланг, редуктор, клапан в механизме подачи и индикатор расхода газа.
Для того, чтобы приступить к работе, сварщику сначала нужно счистить с поверхности краску, ржавчину и иные загрязнения.
MIG отличается мягкой дугой, которая плохо подходит для сварки толстопрофильных материалов (с компактным аппаратом 115В Вы сможете сваривать материалы не более 3,6 мм, с аппаратом 220В — до 6 мм или ¼"). По мере увеличения толщины материала возрастает риск образования наплывов, так как эти компактные аппараты не способны обеспечить необходимое для полного проплавления тепловложение.

  Сварка MIG

 

Порошковая проволока
Преимущества:

Самозащитная сварочная проволока хорошо подходит для работ под открытым небом, так как флюс в проволоке обеспечивает надежную газовую защиту даже в ветреную погоду. Она не требует газовой защиты из внешнего источника, поэтому для процесса FCAW не нужно закупать дополнительное газовое оборудование, а настройка оборудования проходит значительно проще и быстрее.
Порошковая проволока лучше подходит для сварки толстопрофильных материалов, так как она менее склонна к образованию наплывов.

Недостатки:

Порошковая проволока не рекомендуется для тонких материалов (менее 0,9 мм).
Сварка порошковой проволокой требует точной настройки аппарата. Даже небольшой поворот регулятора приведет к значительному изменению поведения дуги. Кроме того, при этом важно следить за правильным положением и наклоном горелки.
Для этого процесса характерны разбрызгивание и шлакообразование, из-за чего перед последующей окраской или обработкой может потребоваться очистка поверхности.

 
Следует отметить, что некоторые аппараты пригодны для MIG и FCAW-сварки, хотя для каждого из этих процессов может понадобиться отдельный комплект дополнительного оборудования. Для перехода с одного процесса на другой обычно приходится сменить приводные ролики механизма подачи, защитный газ, проволокопроводы, контактный наконечник и настройки аппарата.

 

Сварка порошковой проволокой 

 

 

Выбор проволоки

Еще один источник головной боли для начинающего сварщика — это выбор сварочной проволоки. Необходимый диаметр проволоки напрямую связан с толщиной свариваемых материалов. Проволока малого диаметра предназначена для сварки тонкопрофильных материалов.

Для этого рекомендуются модели аппаратов для сетей 110 вольт и MIG-проволока 0,6 мм (0.025"), например, SuperArc® L-56. Диаметр 0,8 мм (0.030") ускорит сварку материалов большей толщины. В случае процесса FCAW для аппаратов 110В рекомендуется проволока минимального диаметра 0,9 мм (0.035"), например, Innershield NR-211-MP.

MIG-аппараты для сетей 230В позволяют работать с материалами большей толщины и повысить производительность наплавки за счет большего диаметра проволоки — до 0,8 мм (0.030") или даже 0,9 мм (0.035"). Для FCAW-сварки с питанием 230В часто используется проволока Innershield NR-211-MP 1,1 мм (0.045"), которая позволяет работать с пластинами до 13 мм (½").

Вы должны понимать, что аппараты для бытовой сварки хорошо подходят для своего предполагаемого применения, но они не могут делать всё. Такие компактные модели малопригодны для промышленного производства, наплавки и многих специализированных задач. Убедитесь, что Ваш аппарат сможет обеспечить достаточный сварочный ток и скорость подачи для соответствующей марки проволоки и будет совместим с ней по диаметру.

 

Общие советы

Очень важно иметь хороший, надежный электрический контакт. Для того, чтобы сварочный ток мог без помех проходить по рабочему изделию, в месте подключения рабочего зажима нужно тщательно зачистить и отшлифовать поверхность металла и использовать надежные зажимы. Краска и ржавчина представляют собой электроизолирующие материалы. Удалите их. Игнорирование загрязнений — это очень распространенная ошибка.

Сварочный аппарат должен быть правильно подключен к сети питания с отдельным аварийным выключателем согласно руководству по эксплуатации. Это не новогодняя гирлянда. Помните, что Вы плавите сталь при температуре 2800°C. Не стоит этого делать с некачественной проводкой.

Хорошая подгонка соединения значительно упростит сварку. Сварные соединения бывают нахлесточными, угловыми и стыковыми. По возможности избегайте зазоров из-за потенциальных проблем с прожиганием. Это особенно важно в случае тонколистового металла.

Для бесперебойной подачи проволоки кабель горелки должен быть как можно более прямым. Избегайте сильных изгибов.

Регулярно проводите осмотр контактного наконечника на отсутствие деформаций и плотный контакт с диффузором.

Чтобы упростить поджиг дуги, обрежьте кончик проволоки под острым углом.

Следите за вылетом проволоки и соблюдайте другие требования сварочной процедуры.

Убедитесь, что ролики подающего механизма обеспечивают бесперебойную подачу и подходящее натяжение проволоки.

Расслабьте руку и постарайтесь как можно ровнее держать горелку.

Соблюдайте все перечисленные в руководстве по эксплуатации требования по технике безопасности. Уделите особенно большое внимание положениям об опасности тока, ожогах кожи и глаз от излучения дуги, пожарах и взрывах и о вытяжке дыма. Более подробную информацию можно найти в документе ANSI Z 49.1.