CC BY
55
СТАНДАРТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ КА ЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ
УДК 531.768
АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ, ВЛИЯЮЩИХ НА КАЧЕСТВО ДЕТАЛЕЙ
А.И. Кондратова
В работе рассматривается полуавтоматический сварочный процесс, его преимущества, особенности, недостатки. Описываются основные виды дефектов, получаемых в процессе сварки. Рассматриваются основные факторы, влияющие на качество сварного шва.
Ключевые слова: качество сварного шва, качество, сварка, полуавтоматическая сварка, дефекты.
Полуавтоматическая сварка - один из самых распространенных способов скрепления металлических пластин, подходящий для сварщиков с малым опытом. Сварочный процесс в этой технологии происходит за счет автоматического плавления электрода, в то время как сама горелка для создания шва должна перемещаться вручную [1,2,3].
Полуавтоматическая сварка (рисунок) набирает популярность и на масштабных производствах, и на бытовом уровне. Но перед тем, как выбрать именно эту технологию, необходимо четко понимать, какие особенности есть у такого сварочного процесса - где его сильные и слабые стороны, для каких материалов подойдет, какие ресурсы потребуются и пр.
Процесс полуавтоматической сварки может различаться в зависимости от того, какие для нее используются типы оборудования. Основные характеристики используемых аппаратов и их влияние на сварочный процесс:
Размер оборудования. Большие стационарные сварочные установки используются на масштабных производствах, когда сварка требуется в промышленных объемах. Для бытового использования и сварки малого количества небольших деталей используется малое мобильное оборудование, которое при необходимости можно транспортировать;
Тип электрода. Полуавтоматическая сварка может проводиться с использованием стального, алюминиевого или комбинированного электрода - выбор делают в соответствии с видом свариваемых металлов и толщиной деталей;
Способы защиты шва. В зависимости от степени чувствительности определенных металлов к высоким температурам, может потребоваться определенная защита шва от агрессивного внешнего воздействия. Защита организовывается с использованием газа, специального флюса или порошковой проволоки.
Схема полуавтоматической сварки [4]
Достоинства полуавтоматической сварки:
возможность сваривания очень тонких металлических пластин - до
0,5 мм;
низкий риск появления коррозии и окислов на сваренном металле; хороший обзор оператору на весь процесс, сварочный шов ничем не перекрывается;
малые затраты на сварочные работы (относительно других технологий с тем же уровнем прочности сварки);
возможность работать с очень чувствительными металлами - чугуном, алюминием;
защита основной части металлической конструкции от перегревания, тем самым снижается риск ее деформации.
У полуавтоматической сварки есть и свои особенности, которые могут быть очень ощутимыми минусами при определенной организации сварочных работ:
если в процессе крепления деталей друг к другу не использовать газ, то радиус разбрызгивания раскаленного железа сильно увеличивается, необходима дополнительная защита;
излучение от сварочной дуги более сильное, чем в других технологиях, для операторов обязательна специальная униформа и маска для лица.
Известия ТулГУ. Технические науки. 2020. Вып. 8
Несмотря на некоторые недостатки и требования к организации процесса, полуавтоматическая сварка достаточно популярна и активно используется в масштабных производствах (в сфере автомобильного строения и ремонта). В процессе сварочных работ часто используется защитные газы: углекислый, гелий или аргон.
При выборе аппаратов необходимо принимать во внимание сразу все необходимые характеристики:
1. Мощность. От уровня мощности сварочных аппаратов напрямую зависит КПД, качество работы. Если для бытового использования достаточно небольшого мобильного полуавтомата, то для промышленных объемов потребуется масштабное оборудование, способное работать с большими партиями деталей.
2. Производитель. Италия и Германия - наиболее востребованные страны-производители сварочного оборудования, которые делают качественные аппараты.
3. Функционал. В зависимости от особенностей свариваемых деталей и объёмов производства может потребоваться различный функционал сварочного оборудования.
На качество шва в основном влияют следующие факторы:
сила тока;
диаметр электрода;
напряжение;
скорость сварки.
При выборе правильных параметров сварки и профессиональной работе мастера качество шва является удовлетворительным, однако все равно существует риск возникновения следующих дефектов:
а) кратер - представляет собой углубление в конце шва, которое возникает из-за обрыва дуги. Он становится причиной возникновения трещин, что значительно ослабляет прочность шва;
б) подрез - локальное утончение основного металла на самой границе шва. Причиной этого является излишне высокое напряжение на дуге или просто плохое качество сварки. Подрез устраняется завариванием или механической зачисткой;
в) непровар - это фактически отсутствие соединения свариваемых деталей;
г) наплывы - это попадание металла шва на поверхность сплавляемых деталей;
д) прожоги - это вытекание сварочной ванны, в результате чего в шве образуется пустота, которые устраняются зачисткой с последующим завариванием.
Прочность сварных металлоконструкций в первую очередь зависит от качества сварного шва. В случае выполнения его с дефектами надежность таких ответственных конструкций уменьшается в несколько раз. Как правило, качество сварного шва при использовании полуавтоматической
34
сварки лучше, чем при использовании ручной, однако стоит учитывать квалификацию оператора. Помимо этого, на свариваемом металле не образуется окислов и низкая вероятность образования коррозии.
Очевидно, что полуавтоматическая сварка значительно проще и удобнее ручной: она не требует участия оператора абсолютно во всех процессах. Однако это не отменяет сложности в выборе сварочного оборудования: от него напрямую будет зависеть прочность сварочного шва и особенности дальнейшей эксплуатации конструкции. Именно поэтому очень важно контролировать и полностью настроить процесс сварки: особенно это актуально для производства в промышленных масштабах, где одна недоработка может испортить целую партию товара.
Список литературы
1. Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Прочность сварных соединений и деформации конструкции. М.: Высшая школа, 1982. 514 с.
2. Фоминых В.П., Яковлев А.П. Электросварка. М.: Высшая школа, 1976. 288 с.
3. Моисеенко В.П. Материалы и их поведение при сварке. Ростов-на-Дону: Феникс, 2009. 301 с.
4. Официальный сайт ООО «ТехСар64». MIG/MAG - Сварочные полуавтоматы. [Электронный ресурс] URL: https://vse-dlya-svarki64.ги/статьи/5-mig-mag (дата обращения: 10.01.2020).
Кондратова Анастасия Игоревна, студент, an.kondratova@,mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF SEMI-A UTOMA TIC WELDING PARAMETERS AFFECTING
THE QUALITY OF PARTS
A.I. Kondratova
The paper discusses the semi-automatic welding process, its advantages, features, disadvantages. The main types of defects obtained during the welding process are described. The main factors influencing the quality of the welded seam are considered.
Key words: weld quality, quality, welding, semi-automatic welding, defects.
Kondratova Anastasia Igorevna, student, an. kondratova@,mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
