Газодугове “GMAW” зварювання – це процес зварювання, при якому використовується безперервний дротяний електрод і захисний газ, які подаються на зварювальний шов зварювальним пальником. Електричний дуговий розряд між дротом і основним металом створює тепло, яке розплавляє метал. Захисний газ захищає розплавлений зварювальний басейн від шкідливих атмосферних газів.
GMAW зварювання дуже схоже на зварювання напівавтоматом (MIG), оскільки в обох випадках використовується безперервний дротяний електрод і захисний газ. Різниця полягає в тому, що GMAW зварювання може використовувати різні типи газів і способи перенесення металу, тоді як зварювання напівавтоматом зазвичай використовує вуглекислий газ і короткозамкнений спосіб.
Історія GMAW зварювання
GMAW – це скорочення від Gas Metal Arc Welding, що означає дугове зварювання плавким електродом в середовищі захисного газу. Цей тип зварювання був винайдений у 1948 році американськими вченими Джеймсом Ф. Мунді і Расселом Мередітом, які працювали в компанії Northrop Aircraft. Вони розробили спосіб зварювання алюмінію за допомогою інертного газу, такого як аргон, який захищав розплавлений метал від окислення. Цей спосіб зварювання називався MIG (Metal Inert Gas) або GMAW-1.
У 1953 році французький вчений Леон Малард вдосконалив процес GMAW, використовуючи напівінертний газ, такий як вуглекислий газ, який не тільки захищав, але й очищав зварювальний басейн. Цей спосіб зварювання називався MAG (Metal Active Gas) або GMAW-2. Він дозволяв зварювати сталі з більшою швидкістю і якістю.
У 1960-х роках були розроблені нові способи перенесення металу в GMAW, такі як розпилювальний, короткозамкнений, імпульсно-розпилювальний і інші, які забезпечували більшу гнучкість і адаптацію до різних умов і вимог. Також були розроблені нові типи захисних газів і зварювальних дротів для зварювання різних матеріалів і сплавів.
З тих пір GMAW зварювання стало одним з найпоширеніших і найефективніших способів зварювання, який застосовується у різних галузях промисловості, таких як суднобудування, автомобілебудування, машинобудування, аерокосмічна промисловість і інші.
Яка різниця між GMAW і MIG
GMAW і MIG – це два різних назви для одного і того ж процесу зварювання, який використовує споживний дротяний електрод і захисний газ. Однак, іноді термін MIG використовується для позначення підтипу GMAW, який використовує інертний газ, такий як аргон або гелій, для зварювання неметалевих матеріалів, таких як алюміній або мідь. У цьому випадку, GMAW може мати інший підтип, який називається MAG (Metal Active Gas), який використовує напівінертний газ, такий як вуглекислий газ або суміш газів, для зварювання сталей.
Основна різниця між MIG і MAG полягає в тому, що MIG зварювання дає більш чистий і стабільний зварний шов, оскільки інертний газ не вступає в хімічну реакцію з розплавленим металом. Однак, MIG зварювання також вимагає більшої витрати газу і більшої чистоти поверхні металу, що збільшує вартість процесу. MAG зварювання, з іншого боку, дозволяє зварювати брудніші або окислені метали, оскільки напівінертний газ стабілізує дугу і очищає зварювальний басейн. Однак, MAG зварювання також може призвести до більшої кількості бризок, порошку і деформаці
Де використовується зварювання GMAW?
Зварювання GMAW використовується для з’єднання різних металевих матеріалів, таких як сталь, алюміній, мідь, нікель, титан і інші. Зварювання GMAW має багато застосувань у різних галузях промисловості, таких як:
- суднобудування, автомобілебудування, машинобудування, аерокосмічна промисловість, де потрібні міцні і чисті зварні шви;
- енергетика, нафтогазова промисловість, хімічна промисловість, де потрібні зварні шви, що витримують високі температури, тиск і корозію;
- будівництво, монтаж, ремонт, де потрібні зварні шви, що витримують навантаження, удари і вібрації;
- хобі, мистецтво, дизайн, де потрібні зварні шви, що мають естетичний вигляд і творчий потенціал.
Зварювання GMAW – це універсальний, економічний і швидкий процес зварювання, який може бути ручним, механізованим або автоматизованим. Зварювання GMAW може працювати в різних режимах, використовуючи різні типи газів і способи перенесення металу, що забезпечує гнучкість і адаптацію до різних умов і вимог
Види GMAW зварювання
Зварювання GMAW може мати різні види, залежно від типу захисного газу і способу перенесення металу. Основні види зварювання GMAW такі:
- MIG (Metal Inert Gas) – це вид зварювання GMAW, який використовує інертний газ, такий як аргон або гелій, для зварювання неметалевих матеріалів, таких як алюміній або мідь. Це дає чистий і стабільний зварний шов, але вимагає більшої витрати газу і чистоти поверхні металу.
- MAG (Metal Active Gas) – це вид зварювання GMAW, який використовує напівінертний газ, такий як вуглекислий газ або суміш газів, для зварювання сталей. Це дозволяє зварювати брудніші або окислені метали, але може призвести до більшої кількості бризок, порошку і деформації.
- По способу перенесення металу, зварювання GMAW може бути крапельним, короткозамкненим, розпилювальним або імпульсно-розпилювальним. Кожен спосіб має свої характеристики, переваги та обмеження, залежно від потужності, швидкості подачі дроту, типу газу і матеріалу .
Основні способи перенесення металу в GMAW
Це важливий параметр, який впливає на якість і характеристики зварного шва. Ось їх опис:
- Крапельний спосіб – це спосіб, при якому розплавлений метал переходить від електроду до зварювального басейну у вигляді окремих крапель, які відриваються від електроду під дією поверхневого натягу. Цей спосіб використовується при низькій потужності і швидкості подачі дроту, а також при зварюванні тонких листових матеріалів. Цей спосіб дає малу глибину проникнення, низьку швидкість зварювання і високу якість зварного шва.
- Короткозамкнений спосіб – це спосіб, при якому розплавлений метал переходить від електроду до зварювального басейну у вигляді струменя, який переривається короткими замиканнями між електродом і зварювальним басейном. Цей спосіб використовується при середній потужності і швидкості подачі дроту, а також при зварюванні в вертикальному і верхньому положеннях. Цей спосіб дає середню глибину проникнення, середню швидкість зварювання і добру якість зварного шва.
- Розпилювальний спосіб – це спосіб, при якому розплавлений метал переходить від електроду до зварювального басейну у вигляді дрібних крапель, які розпилюються від електроду під дією електромагнітної сили. Цей спосіб використовується при високій потужності і швидкості подачі дроту, а також при зварюванні товстих матеріалів. Цей спосіб дає велику глибину проникнення, високу швидкість зварювання і високу якість зварного шва.
- Імпульсно-розпилювальний спосіб – це спосіб, при якому розплавлений метал переходить від електроду до зварювального басейну у вигляді дрібних крапель, які розпилюються від електроду під дією змінної електромагнітної сили. Цей спосіб використовується при високій потужності і швидкості подачі дроту, а також при зварюванні різних матеріалів і положень. Цей спосіб дає велику глибину проникнення, високу швидкість зварювання і високу якість зварного шва, а також забезпечує кращий контроль над процесом.
Як відбувається процес GMAW зварювання
Процес GMAW зварювання відбувається таким чином:
- Зварювальний пальник подає плавкий дротяний електрод, захисний газ і електричний струм на зварювальний шов.
- Електричний дуговий розряд між дротом і основним металом створює тепло, яке розплавляє метал.
- Розплавлений метал змішується з розплавленим електродом і утворює зварювальний басейн.
- Захисний газ захищає розплавлений зварювальний басейн від шкідливих атмосферних газів.
- Зварювальний басейн затвердіває і утворює зварний шов.
Процес GMAW зварювання може бути напівавтоматичним або автоматичним, залежно від типу зварювальної машини. Потужність, швидкість подачі дроту, тип захисного газу і спосіб перенесення металу впливають на якість зварювання.
Які є регулювання процесу зварювання GMAW
Регулювання процесу зварювання GMAW включають такі параметри:
- Потужність – це електрична напруга і сила струму, які визначають температуру і стабільність дуги. Потужність впливає на глибину проникнення, ширину зварювального басейну, швидкість зварювання і якість зварного шва. Залежно від типу матеріалу, способу перенесення металу і положення зварювання, потужність може бути вибрана з рекомендованих діапазонів.
- Швидкість подачі дроту – це швидкість, з якою дротяний електрод подається на зварювальний шов. Швидкість подачі дроту впливає на довжину дуги, товщину зварювального шва, кількість наплавленого металу і розпилювання. Швидкість подачі дроту повинна бути узгоджена з потужністю, щоб забезпечити оптимальну довжину дуги і стабільність процесу.
- Тип захисного газу – це газ, який захищає місце зварювання від атмосферних газів. Тип захисного газу впливає на формування дуги, перенесення металу, очищення зварювального басейну, механічні властивості зварного шва і вартість процесу. Залежно від матеріалу, який зварюється, гази можуть бути інертними, напівінертними або активними.
- Спосіб перенесення металу – це спосіб, яким розплавлений метал переходить від електроду до зварювального басейну. Спосіб перенесення металу впливає на стабільність дуги, розпилювання, бризки, порошок і деформацію. Існує чотири основні способи перенесення металу в GMAW, які називаються крапельним, короткозамкненим, розпилювальним і імпульсно-розпилювальним, кожен з яких має свої властивості, переваги та обмеження
Переваги та недоліки зварювання GMAW
Зварювання GMAW зварювання має багато переваг, таких як:
- Легкість у освоєнні і використанні
- Висока швидкість зварювання і наплавлення
- Низька собівартість присадного металу
- Універсальність і адаптація до різних матеріалів, газів і способів перенесення металу
- Підходить для ручних, механізованих і автоматизованих процесів
- Легке підпалювання дуги
- Чисті і міцні зварні шви, які не потребують значної обробки
Зварювання GMAW зварювання також має деякі недоліки, такі як:
- Обмежена можливість зварювання в вертикальному і верхньому положеннях
- Висока чутливість до вітру і забруднення повітря
- Потреба в чистоті і зневодненні захисного газу
- Ризик утворення пор, тріщин і деформації
Висновок
GMAW є широко використовуваним методом зварювання, особливо при роботі з тонкими або середньотовстими металами, такими як сталь, алюміній та інші сплави. Він дозволяє швидко та ефективно створювати міцні з’єднання без необхідності додаткового обладнання для чистки металевої поверхні.