Руководство по сварке: как выбирать материалы, машины, присадочные металлы и параметры сварки

Сварка — это точный и важный производственный процесс, широко применяемый при изготовлении конструкций, обслуживании оборудования и промышленном производстве. Стандартизированная предварительная оценка, настройка параметров, методы работы и контроль качества имеют решающее значение для обеспечения стабильных сварочных характеристик, надежной прочности соединения и стабильного качества готовой продукции.

I. Оценка перед сваркой Перед сваркой необходимо определить три основных параметра:

1. Основной материал

Углеродистая сталь: хорошая свариваемость, подходит для большинства распространенных процессов.

Нержавеющая сталь: требуется контролируемое тепловложение, рекомендуется использование электродов TIG или нержавеющей стали для предотвращения межкристаллитной коррозии.

Алюминий и его сплавы: высокая теплопроводность и тугоплавкая оксидная пленка требуют использования TIG на переменном токе или специальной алюминиевой проволоки.

Чугун: плохая свариваемость, требует предварительного нагрева (200–400°C), медленного охлаждения и электродов на основе никеля.

2. Толщина материала

≤1 мм: риск прожога, рекомендуется TIG или слаботочная MIG

1~6 мм: применимы SMAW или MIG.

≥6 мм: требуется предварительный нагрев, многопроходной метод

3. Положение сварки

Плоский: самая низкая сложность

Горизонтальное, вертикальное, над головой: сложность увеличивается, ток снижается на 10–20 % от горизонтального положения.

II. Выбор сварочного аппарата

Примечания к выбору:

Машины инверторного типа предпочтительнее обычных трансформаторных типов из-за энергоэффективности и портативности.

Номинальный ток не обязательно максимизировать; практический рабочий диапазон обычно средний

Машины с функциями горячего старта и форсирования дуги уменьшают сложность зажигания и прилипание электрода.

III. Выбор материала наполнителя

Критические требования к процессу:

Перед использованием электроды необходимо высушить: J422 при температуре 150°C в течение 1 часа; электроды из нержавеющей стали при температуре 250°C в течение 2 часов для удаления влаги и предотвращения водородной пористости.

Чистота CO₂ для MIG должна составлять ≥99,5%; Газовая смесь (80 % Ar + 20 % CO₂) улучшает внешний вид шариков.

IV. Эталон сварочного тока

Эмпирическая формула SMAW:

I (A) = Диаметр электрода (мм) × 30~40

Φ2,5 мм → 75~100 А

Φ3,2 мм → 96~128 А

Φ4,0 мм → 120~160 А

Справочные значения MIG:

I (A) = толщина пластины (мм) × 30~50

1 мм → 30~50 А

3 мм → 90~150 А

6 мм → 180~300 А

Диагностические критерии:

Чрезмерный ток: прожог и подрез

Недостаточный ток: непровар, шлаковые включения, прилипание электрода.

След проникновения на задней стороне испытуемого образца и профиль переднего борта должны использоваться в качестве эталона для окончательной регулировки.

V. Стандарты качества сварных швов

Квалифицированный сварной шов должен удовлетворять трем основным требованиям:

Достаточная глубина проникновения: минимум 1/3 толщины основного материала в поперечном сечении.

Отсутствие пористости и шлаковых включений: отсутствие сотовых полостей или темных включений на поверхности и внутри.

Отсутствие трещин: отсутствие продольных и поперечных трещин при охлаждении; испытание на постукивание может использоваться в качестве предварительной проверки

VI. Операционные методы по процессам

СМАВ

Удар: старт с нуля или старт с постукивания; избегайте длительного контакта, вызывающего прилипание электрода

Угол электрода: 70°~80° к поверхности заготовки, наклонен в направлении движения.

Схема плетения: прямая для тонких листов; зигзаг для средней толщины; полумесяц для толстых пластин с бороздками; ширина колебаний ≤3× диаметр электрода

Длина дуги: примерно равна диаметру электрода; чрезмерная длина увеличивает разбрызгивание, недостаточная длина приводит к прилипанию

МИГ/МАГ

Вылет: примерно в 10 раз больше диаметра проволоки (0,8 мм → 8~10 мм).

Угол факела: перпендикулярный или небольшой угол сопротивления (5°~15°), техника толкания.

Расход газа: 15~20 л/мин; Зона сварки должна быть защищена от поперечных сквозняков.

ТИГ

Наконечник вольфрамового электрода: отшлифован до конуса 30–45°, по центру линии стыка.

Длина дуги: 2~4 мм

Подача присадочного стержня: погрузите его в переднюю кромку сварочной ванны, избегайте прямого попадания в столб дуги.

Сварка алюминия: требуется режим переменного тока, ток увеличивается на 20–30 %.

VII. Требования безопасности

Сварка – это операция открытым пламенем. Должны быть реализованы следующие меры контроля:

Защита глаз: автоматически затемняющийся шлем с затемнением минимум № 11 для предотвращения ожогов роговицы дугой.

Защита органов дыхания: нержавеющая сталь и оцинкованные материалы выделяют токсичные пары; наденьте соответствующий респиратор или используйте систему удаления дыма, сохраняйте положение с наветренной стороны.

Противопожарная безопасность: температура дуги превышает 3000°С; горючие материалы должны быть расчищены в радиусе 2 м; огнетушитель должен быть доступен

VIII. Распространенные дефекты сварки и меры по их устранению

IX. Процедура после сварки

Удаление шлака: удалите флюс отбойным молотком, очистите остатки проволочной щеткой.

Визуальный осмотр: убедитесь, что весь борт не имеет видимых дефектов.

Предотвращение ржавчины: компоненты из углеродистой стали должны быть покрыты антикоррозионной краской или маслом сразу после охлаждения.