Înțelegerea CO2, MIG, MAG, Pulse MIG, Pulse MAG

Conceptul și clasificarea sudurii cu arc metalic în atmosferă protectivă (GMAW)

În funcție de tipul sârmei de sudare, sudarea poate fi clasificată în sudare cu sârmă plină și sudare cu sârmă animată. Sudarea cu arc utilizând sârmă plină și gaze inerte (Ar sau He) ca protecție este denumită sudare cu arc metalic în atmosferă inertă, sau sudare MIG; sudarea cu arc utilizând sârmă plină și un amestec bogat în argon ca gaz protector este denumită sudare cu arc metalic în atmosferă activă, sau sudare MAG. Sudarea cu arc utilizând sârmă plină și dioxid de carbon (CO2) ca gaz protector este denumită sudare cu CO2. Atunci când se utilizează sârmă animată, sudarea cu arc utilizând CO2 sau un amestec de CO2+Ar ca gaz protector este denumită sudare cu arc cu sârmă animată. Este posibilă și sudarea fără gaz protector; această metodă este denumită sudare auto-protectoare.

Diferența dintre sudarea MIG/MAG standard și sudarea cu CO2.

Caracteristicile sudurii CO2 sunt costul scăzut și eficiența ridicată a producției. Cu toate acestea, prezintă dezavantaje precum stropire excesivă și formare slabă a cusăturii. Prin urmare, unele procese de sudare utilizează sudarea MIG/MAG convențională. Sudarea MIG/MAG convențională este o metodă de sudare cu arc care folosește un gaz inert sau un gaz bogat în argon ca protecție, în timp ce sudarea CO2 are proprietăți puternic oxidante, ceea ce determină diferențele și caracteristicile dintre cele două. Comparativ cu sudarea CO2, principalele avantaje ale sudării MIG/MAG sunt următoarele:

1) Stropirea este redusă cu peste 50%. Sub protecția cu argon sau gaz bogat în argon, arcul de sudare este stabil. Nu numai că arcul este stabil în timpul transferului picăturilor și al transferului prin pulverizare, dar și în transferul în scurtcircuit al sudării MAG cu curent scăzut, forța de respingere a arcului asupra picăturilor topite este mai mică, asigurând astfel o reducere a stropirii cu peste 50% în timpul transferului în scurtcircuit la sudarea MIG/MAG.

2) Cordonul de sudură este uniform și estetic plăcut. Datorită transferului uniform, fin și stabil al picăturilor în sudarea MIG/MAG, cordonul de sudură este uniform și estetic plăcut.

3) Poate suda multe metale reactive și aliajele acestora. Atmosfera arcului are proprietăți oxidante foarte slabe sau chiar inexistente. Sudarea MIG/MAG poate suda nu doar oțeluri carbon și oțeluri înalt aliate, ci și numeroase metale reactive și aliajele acestora, cum ar fi aluminiu și aliaje de aluminiu, oțel inoxidabil și aliajele acestuia, magneziu și aliaje de magneziu etc.

4) Îmbunătățește în mod semnificativ prelucrabilitatea prin sudare, calitatea sudurii și eficiența producției.

Diferențe între sudarea MIG/MAG cu impuls și sudarea MIG/MAG convențională

Principalele moduri de transfer al picăturilor în sudura MIG/MAG convențională sunt transferul prin pulverizare la curenți înalți și transferul prin scurtcircuit la curenți joși. Astfel, sudarea la curenți mici suferă încă de dezavantaje precum spatter ridicat și formare slabă a cordoanelor de sudură, mai ales pentru unele metale reactive care nu pot fi sudate la curenți mici, cum ar fi aluminiul și aliajele acestuia, precum și oțelul inoxidabil. Acest lucru a condus la dezvoltarea sudurii pulsate MIG/MAG, al cărei caracteristică de transfer a picăturilor este aceea că o singură picătură este transferată cu fiecare impuls de curent; în esență, este un transfer al picăturilor prin pulverizare.

În comparație cu sudura MIG/MAG convențională, principalele caracteristici sunt următoarele:

1) Modul optim de transfer al picăturilor în sudura pulsată MIG/MAG este o picătură pe impuls. Prin ajustarea frecvenței impulsului, se poate modifica numărul de picături transferate pe unitatea de timp, precum și viteza de topire a sârmei de sudură.

2) Datorită transferului prin pulverizare de tip un puls – o picătură, diametrul picăturii este aproximativ egal cu diametrul sârmei de sudare, ceea ce duce la o căldură redusă a arcului în picătură, adică o temperatură mai scăzută a picăturii (comparativ cu transferul prin pulverizare și transferul cu picături mari). Aceasta îmbunătățește coeficientul de topire al sârmei de sudare, sporind astfel eficiența de topire a acesteia.

3) Datorită temperaturii scăzute a picăturii, se formează mai puțin fum de sudare. Acest lucru reduce pierderile prin oxidare ale elementelor de aliere și îmbunătățește mediul de muncă.

Comparativ cu sudarea MIG/MAG convențională, principalele avantaje sunt următoarele:

1) Proiecții minime la sudare, sau chiar lipsa acestora.

2) Direcționabilitate excelentă a arcului, potrivită pentru sudarea în toate pozițiile.

3) Formare bună a cusăturii, lățime mai mare a cusăturii, caracteristici reduse de pătrundere degetiformă și umplutură mică a cusăturii.

4) Sudură perfectă a metalelor reactive (cum ar fi aluminiul și aliajele sale) la curenți mici. Extinde domeniul de curenți utilizabili pentru transferul prin pulverizare la sudarea MIG/MAG. În cazul sudării pulsate, transferul stabil al picăturilor prin pulverizare poate fi obținut într-un larg domeniu de curenți, de la valori apropiate de curentul critic al transferului prin pulverizare până la curenți relativ înalți de zeci de amperi.

Din cele de mai sus, caracteristicile și avantajele sudării pulsate MIG/MAG sunt clare, dar nimic nu este perfect.

Comparativ cu sudarea convențională MIG/MAG, dezavantajele sale sunt următoarele:

1) Se consideră în mod obișnuit că eficiența producției la sudare este ușor mai scăzută.

2) Necesită un nivel mai ridicat de calificare din partea sudorilor.

3) În prezent, echipamentul de sudare este mai scump. Alegerea sudării pulsate MIG/MAG este determinată în primul rând de cerințele procesului de sudare.

Pe baza comparației de mai sus, deși sudura MIG/MAG pulsatorie are numeroase avantaje pe care celelalte metode de sudare nu le pot atinge sau egala, prezintă și dezavantaje, cum ar fi costul ridicat al echipamentului, o eficiență de producție ușor mai scăzută și dificultatea pentru sudori în a o stăpâni. Prin urmare, alegerea sudurii MIG/MAG pulsatorie este determinată în principal de cerințele procesului de sudare.

Conform standardelor actuale domestice privind procesele de sudare, următoarele aplicații de sudare necesită în mod esențial utilizarea sudurii MIG/MAG pulsatorie:

1) Oțel carbon. Aplicații care necesită o calitate și un aspect ridicat al cusăturii de sudură, în principal în industria recipientelor sub presiune, cum ar fi boilere, schimbătoare de căldură chimice, schimbătoare de căldură pentru aer condiționat central și carcase de turbine pentru turbine hidraulice.

2) Oțel inoxidabil. Aplicații care utilizează curent scăzut (sub 200 A, denumit în continuare curent scăzut) și care necesită o calitate și un aspect ridicat al cusăturii de sudură, cum ar fi locomotivele și recipiente sub presiune din industria chimică.

3) Aluminiu și aliajele acestuia. Aplicații care utilizează curent scăzut (sub 200 A, denumit mai jos curent scăzut) și care necesită o calitate și un aspect ridicat al sudurii, cum ar fi trenurile de mare viteză, întrerupătoarele cu înaltă tensiune și echipamentele pentru separarea aerului. În special trenurile de mare viteză, inclusiv CSR Sifang Rolling Stock, Tangshan Rolling Stock Plant și Changchun Railway Vehicles, precum și producătorii mici care le oferă prelucrări subcontractate. Conform surselor din industrie, până în 2015, toate capitalele provinciale și orașele cu o populație de peste 500.000 de locuitori din China vor avea conexiuni de trenuri de mare viteză, ceea ce indică o cerere uriașă pentru trenuri de mare viteză și, implicit, cererea corespunzătoare pentru lucrări de sudură și echipamente de sudură.

4) Cupru și aliajele acestuia. Pe baza înțelegerii actuale, cuprul și aliajele acestuia utilizează în mod esențial sudura MIG/MAG pulsatorie (în cadrul sudurii cu arc sub gaz metalic).