Коротко
- Ручная дуговая сварка и полуавтоматическая: разница начинается с защиты дуги - покрытие электрода против защитного газа или порошковой проволоки.
- Электрод при ручной дуговой сварке подаётся и меняется вручную, проволоку при полуавтоматической сварке подаёт механизм подачи.
- Ручную дуговую сварку трансформаторы держат на переменном токе, инверторы - на более устойчивом постоянном, и часть инверторов совмещает MMA и MIG/MAG в одном корпусе.
- Оба способа заданы отдельными ГОСТ на сварные соединения - смешивать электроды, проволоку и оснастку между ними не стоит.
Перед покупкой аппарата новичок выбирает между держателем электрода и полуавтоматом. Ниже разбираем ручную дуговую сварку и полуавтоматическую: разница в том, чем защищается дуга, как подаётся присадочный металл, сравнение по параметрам, источник питания для ручной дуговой сварки, и почему комплект оборудования для полуавтомата шире, чем для держателя электрода.
Соединения при ручной дуговой сварке заданы ГОСТ 5264-80, а при дуговой сварке в защитных газах - отдельным документом, ГОСТ 14771-76. Ручная дуговая и полуавтоматическая сварка - разница между ними закреплена уже на уровне стандартов: это два самостоятельных способа со своими электродами, аппаратами и расходниками. Технику ручной дуговой сварки подробно разбирало учебное пособие Г. Е. Когана «Ручная дуговая сварка металлов» (Профтехиздат, 1961, 384 с.) для курсов инструкторов по внедрению передовых методов сварки и наплавки металлов.
1. Чем отличается ручная дуговая сварка от полуавтоматической?
Ручная дуговая сварка - это сварка, источником энергии которой служит электрическая дуга: сварщик зажигает её касанием электрода к изделию, вручную поддерживает длину дуги и ведёт электрод по шву. Используют её для углеродистых сталей обычного качества, качественных сталей с разным содержанием марганца, низколегированных и легированных, жаропрочных и жаростойких сталей, чугуна и цветных металлов.
Дуговая сварка в защитных газах - это сварка, где в зону дуги подаётся защитный газ, изолирующий расплавленный металл от воздуха. Ей выполняют ручную, полуавтоматическую и автоматическую сварку чёрных и цветных металлов и сплавов толщиной от десятых долей до десятков миллиметров. В обиходе полуавтоматом называют именно эту сварку, потому что проволоку в дугу подаёт механизм, а сварщик управляет только горелкой.
2. Чем защищается дуга: покрытием электрода или газом?
При ручной дуговой сварке дугу и сварочную ванну от кислорода, азота и водорода в воздухе защищает покрытие электрода. Составы покрытий разные, и это не мелочь:
- Рутиловое покрытие, 25-45% TiO2. Просто в использовании, шов выглядит аккуратно, но в металле шва выше содержание водорода, а это делает шов более хрупким.
- Покрытие с фторидом кальция (основное). Гигроскопично, такие электроды нужно хранить в сухих условиях. Дают прочный шов, но с грубой и выпуклой поверхностью.
- Целлюлозное покрытие, часто вместе с рутиловым. Обеспечивает глубокое проникновение шва в металл, но требует особых мер против трещин.
При полуавтоматической сварке дугу защищает не покрытие, а среда вокруг неё: инертный газ - это MIG (аргон, гелий), активный газ - MAG (углекислый газ и его смеси с кислородом или аргоном). Отдельно существует порошковая проволока, которая создаёт собственную газовую и шлаковую защиту без баллона - её берут для сварки на улице или там, где баллон везти неудобно.
3. Как подаётся присадочный металл - вручную или механизмом подачи?
При ручной дуговой сварке присадочный металл - это сам плавящийся электрод. Сварщик держит его в держателе, вручную поддерживает длину дуги и по мере расплавления подаёт электрод в шов. Закончился огарок - сварка останавливается, электрод меняют на новый.
При полуавтоматической сварке присадочный металл - сплошная или порошковая проволока, смотанная в катушку. Механизм подачи вытягивает её из катушки и подаёт в горелку с заданной скоростью, пока сварщик держит нажатой кнопку и ведёт горелку по шву. Первые движения электродом разобраны по шагам в статье «Как варить электродом: понятная инструкция для начинающих», а первая прихватка полуавтоматом - в статье «Как варить полуавтоматом: инструкция для начинающих».
4. Ручная дуговая и полуавтоматическая сварка: сравнение по параметрам
- Защита дуги
- Ручная дуговая сварка (MMA): Покрытие электрода
- Полуавтоматическая сварка (MIG/MAG): Защитный газ (MIG - инертный, MAG - активный) или порошковая проволока без газа
- Присадочный металл
- Ручная дуговая сварка (MMA): Плавящийся штучный электрод, меняется вручную
- Полуавтоматическая сварка (MIG/MAG): Сплошная или порошковая проволока с катушки
- Подача металла в шов
- Ручная дуговая сварка (MMA): Вручную, сварщик держит и поддерживает длину дуги
- Полуавтоматическая сварка (MIG/MAG): Механизм подачи, сварщик ведёт горелку
- Толщина металла
- Полуавтоматическая сварка (MIG/MAG): От десятых долей до десятков миллиметров
- Между проходами
- Ручная дуговая сварка (MMA): Нужно скалывать шлаковую корку
- Полуавтоматическая сварка (MIG/MAG): Флюс или шлак убирать не нужно
- Комплект на посту
- Ручная дуговая сварка (MMA): Источник питания, держатель электрода, кабели
- Полуавтоматическая сварка (MIG/MAG): Источник питания, горелка, механизм подачи, баллон с газом (для MIG/MAG)
5. Какой источник питания нужен для ручной дуговой сварки?
На посту источник питания понижает высокое сетевое напряжение до низкого и одновременно поднимает ток до тысяч ампер: ручную дуговую сварку трансформаторы обеспечивают именно так, но только на переменном токе. Для устойчивого поджига дуги вторичное напряжение трансформатора должно быть не менее 60-65 В, а само напряжение дуги при ручной сварке обычно не превышает 20-30 В. Однофазные трансформаторы понижают сетевое напряжение с 220 В до величины не более 70 В, трёхфазные - с 380 В тоже не более 70 В.
Инвертор устроен иначе: сетевое напряжение сначала выпрямляется, затем силовой модуль на транзисторах MOSFET или IGBT преобразует его в переменное напряжение повышенной частоты, которое подаётся на компактный высокочастотный трансформатор. За счёт этого инвертор легче и компактнее сетевого трансформатора той же мощности, а дуга на постоянном токе, которую он даёт, устойчивее. Универсальные инверторные источники подходят сразу для нескольких видов сварки - MMA, TIG и MIG/MAG, поэтому один аппарат может закрыть и ручную дуговую, и полуавтоматическую сварку, если у него есть подходящий выход под горелку с подачей проволоки.
6. Комплект оборудования для полуавтомата шире, чем для держателя электрода
Для ручной дуговой сварки минимальный комплект - источник питания, держатель электрода, кабели и пачка электродов нужного диаметра. Для полуавтоматической сварки с газом к источнику питания добавляются горелка, механизм подачи проволоки, редуктор и баллон с защитным газом - это увеличивает размер и вес сварочного поста и усложняет его перемещение с места на место. Вот чем отличается сварка полуавтомат от ручной дуговой в самом комплекте оборудования - количеством узлов на посту. Горелки для сварки в среде газа заметно крупнее держателя электрода, из-за чего в узких и труднодоступных местах работать полуавтоматом сложнее.
7. На что обратить внимание при выборе способа
- Электроды с покрытием на основе фторида кальция гигроскопичны - хранить их нужно в сухом месте, иначе шов получится пористым.
- Рутиловые электроды дают более высокое содержание водорода в шве, а значит и более хрупкий шов, чем электроды с основным покрытием.
- Баллон с газом для MIG/MAG - это дополнительный вес и объём на посту, который нужно куда-то поставить и время от времени возить на заправку.
- Порошковая проволока снимает зависимость от баллона, но остаётся отдельным расходником со своими режимами подачи.
Источник питания под ручную дуговую сварку можно посмотреть в разделе инверторов для ручной дуговой сварки MMA, а под полуавтомат - среди сварочных аппаратов MIG/MAG. Электроды под конкретную сталь можно подобрать в разделе электродов для углеродистых сталей.
Комментарии