В момент сварки, или наплавки в сварочный шов попадает кислород, что приводит к образованию пор и трещин. Для того, чтобы защитить сварочный шов от окисления было разработано несколько технологий защиты сварочного шва и ванны от воздействия воздуха.
С задачей изолирования зоны сварки от атмосферного воздействия прекрасно справляется флюс. Флюс препятствует попаданию кислорода в сварочную ванну, и даёт более ровный шов в сравнении с дуговой сваркой.
Следующим шагом стала наплавка в среде защитных газов. Данная технология, в отличие от наплавки под слоем флюса, позволяет наплавлять и сваривать детали под любым углом. Поток защитного газа, в котором находится дуга, вытесняет из сварочной ванны воздух, препятствуя попаданию азота и кислорода.
MIG/MAG-наплавка даёт чистый сварочный шов, без необходимости устранения окалины (что особенно важно при многослойной наплавке). Данная технология бывает двух видов: MIG и MAG-наплавка.
MIG (Metal Inert Gas) — дуговая сварка плавящимся электродом (проволокой) в среде инертного защитного газа (аргон для высоколегированных сталей и гелий для алюминия, меди, титана и других цветных металлов, и сплавов).
MAG (Metal Active Gas) — дуговая сварка плавящимся электродом (проволокой) в среде активного защитного газа (углекислый газ CO₂ или его смеси с аргоном). Наплавка в углекислом газе применяется для низколегированных и углеродистых сталей. Стоит отметить, что при MAG-наплавке окисление металла всё же происходит, поскольку углекислый газ в процессе распадается на 2СО и О₂. Поэтому для наплавки в углекислоте используется электродную проволоку, в состав которой входят раскислители — кремний и марганец.
В установках автоматизированной наплавки нашего производства обе эти технологии комбинируются. Например, в установках серии УНК-125 может применяться наплавка под флюсом, MIG/MAG-наплавка, а при необходимости и TIG (наплавка неплавящимся электродом в среде аргона).
В установке для наплавки внутренних поверхностей клапанов запорной арматуры УНК-116 режим MIG применяется для наплавки деталей из цветных сталей, а MAG для вварки сёдел и наплавки деталей из чёрных сталей.
Наплавка MIG/MAG часто применяется для восстановления небольших деталей, и деталей небольшого диаметра (балансиры, конусы штоков, шнеки, оси, золотники, втулки, роторы). Дело в том, что при наплавке под слоем флюса деталь значительно нагревается. При наплавке в защитных газах тепловложения намного ниже, поскольку часть тепла от детали отводит поток газа. При наплавке небольшой детали под флюсом может деформироваться. MIG/MAG-наплавка позволяет избежать поводок деталей.
Сварка в среде защитных газов широко применяется для производства деталей трубопроводов (особенно тонкостенных) и штоков гидросистем. Например Установка для автоматической сварки труб в среде защитных газов плавящимся электродом (диаметр min – 500 мм) позволяет автоматизировать кольцевую и продольную сварку в среде защитных газов плавящимся электродом. С помощью данной установки можно сваривать трубы и ёмкости диаметром до 1800мм и длиной до 8 метров.
Технология наплавки в среде защитных газов даёт значительный экономический эффект, поскольку позволяет экономить средства предприятий на закупку новых деталей взамен изношенных. Приобретение новых деталей это не только финансовые расходы, это ещё и потеря времени, простои оборудования. Наше предприятие производит оборудование для автоматической наплавки деталей и восстанавливает изношенные детали на своём производственном участке. Автоматизация сварки и наплавки также помогает оптимизировать расход сварочных материалов и свести к минимуму человеческий фактор. Для работы на наших установках требуется один оператор, без привлечения высококвалифицированных сварщиков.
Более детально рассмотрим плюсы и минусы обеих технологий.
Преимущества MIG наплавки:
- Производительность до 3 кг/час наплавленного металла
- Расход газа 8-10л/мин
- Идеальный способ сварки/наплавки алюминия, меди, титана и их сплавов
- Высокая чистота сварного соединения
- Отличный внешний вид швов
- Минимальное разбрызгивание металла
- Возможность сварки тонких материалов
Преимущества MAG наплавки:
- Производительность до 8 кг/час наплавленного металла
- Расход газа 12-15л/мин
- Доступность расходных материалов
- Высокая производительность
- Простота автоматизации
- Хорошее проплавление основного металла
Недостатки MIG наплавки:
- Чувствительность к ветру, сложность работы на открытом воздухе
- Более высокая стоимость аргона в сравнении с углекислым газом
Недостатки MAG наплавки:
- Повышенное разбрызгивание при неправильных настройках
- Невозможность работы с цветными металлами
| Характеристика | MIG Наплавка | MAG Наплавка | Наплавка под флюсом |
| Среда | Инертный газ (Аргон/Гелий) | Активный газ (CO2) | Слой флюса |
| Материалы | Цветные металлы (Al, Cu, Ti) | Черные стали | Крупные детали из стали |
| Производительность | до 3 кг/час | до 8 кг/час | Высокая (толстый шов) |
| Особенности | Чистый шов, без брызг | Возможно разбрызгивание | Высокий нагрев детали |
MAG-наплавка незаменима для массового производства, ремонтных работ и восстановления деталей из чёрных сталей.
Впрочем, технология MIG/MAG наплавки по некоторым параметрам проигрывает наплавке под флюсом. Например, при наплавке под слоем флюса практически отсутствует разбрызгивание металла. При MIG/MAG наплавке и сварке часть электродного металла попросту сдувается потоком защитного газа. Наплавка под флюсом существенно повышает производительность, поскольку шов значительно толще. Кроме того, сам наплавленный валик надёжно защищён от окисления слоем шлака (нерасплавленного флюса).
При производстве наплавочных станков на нашем производстве мы часто совмещаем технологии нанесения защитных покрытий под флюсом и в среде защитных газов. Дело в том, что ни одна из технологий наплавки не является универсальной. При конструировании наплавочной установки для мукомольного предприятия Atbasar Grain в Казахстане нашим конструкторам пришлось решать сразу несколько задач. Рабочие поверхности валков для помола муки целесообразнее наплавлять под слоем флюса, поскольку деталь достаточно большая и тяжелая. Такие детали нормально переносят высокие тепловложения, присущие наплавке под флюсом. В то же время, внутренняя наплавка муфт и патрубков диаметром 70-200мм возможна только с использованием технологии MIG/MAG. Это связано с риском тепловой деформации тонкостенных деталей, и с самой конструкцией горелки. Технология MIG/MAG обеспечивает более ровную поверхность, не требующую тщательной механической обработки.
MIG/MAG наплавка применяется также в установке для наплавки в автоматическом режиме деталей типа «нож». На предприятиях по переработке пластика и резины для измельчения сырья применяются промышленные шредеры, гильотины, дробилки и измельчители. Деталями, подвергающейся наибольшему износу являются ножи, шнеки и валы. Восстанавливать изношенные ножи нецелесообразно, поскольку это как правило, достаточно недорогая расходная деталь. Однако, большой экономический эффект имеет предварительное упрочнение промышленных ножей. Перерабатывающие предприятия сталкиваются с периодической необходимостью останавливать работу оборудования и замене изношенных деталей. Чем реже будут проводится такие остановки, тем меньшие издержки несёт бизнес. Наплавив ножи износостойким сплавом, вы в 3-10 раз увеличиваете их рабочий ресурс. Установка позволяет наплавлять плоские детали по заданной программе. Колебания горелки с регулируемой амплитудой обеспечиваются осциллятором нашего производства СОТА.СТ.100.СМ. Это позволяет повысить качество и ширину сварочного шва.