Преимущества импульсной сварки на производстве

Преимущества импульсной сварки на производстве

Предприятия часто сталкиваются с требованиями по модернизации производства. Для того чтобы осуществить необходимую модернизацию, следует учесть новые подходы к использованию материалов и новые технологии сварки. Тщательные исследования показали, что эти новые концепции в сочетании с увеличением объема автоматизации и использования новых технологий, позволяют значительно улучшить такие параметры, как вес конструкции, обеспечение качества и скорость изготовления продукции.

Импульсный перенос металла при сварке

Импульсный перенос металла является серьёзным усовершенствованием технологии сварки, так как он сочетает преимущества всех остальных методов переноса, будучи при этом практически полностью лишённым характерных для этих методов недостатков. В отличие от переноса серией коротких замыканий, импульсный процесс не создаёт брызг и не склонен к образованию несплавлений.

Положения, в которых может проводиться сварка по импульсному процессу, не ограничены, как в случае процесса струйного переноса, а использование сварочной проволоки гораздо более эффективно. Обладая меньшим тепловложением по сравнению с методом переноса с помощью микрокапель, импульсный процесс позволяет сваривать более широкий диапазон деталей. Именно снижение тепловложения при импульсном процессе повышает качество сварки тонких материалов, исключая прожоги и снижая коробление, а также позволяя вести сварку при более низких скоростях подачи проволоки.

При импульсной сварке происходит бесконтактный перенос металла с электрода в сварочную ванну. Иными словами, ни при каких условиях и ни в какой момент времени электрод не контактирует со сварочной ванной. Это достигается высокоскоростным управлением сварочным током. Для детального рассмотрения процесса проанализируем его эпюру сварочного тока.

рис-2.jpgрис-2.jpg

В "горячей" фазе импульсного процесса каждым импульсом формируется одна капля расплавленного металла на конце электрода. Затем ток увеличивается ровно до той величины, которая необходима для сброса этой капли в сварочную ванну за счёт эффекта обжатия. Далее наступает "холодная" фаза. В отличие от режима CV (жёсткая вольтамперная характеристика), эпюра тока которого представляет собой прямую, при импульсном процессе ток снижается до базового, когда потребность в мощности дуги отсутствует. Поэтому импульсный процесс является более холодным. Во время фазы сварочного цикла с низким током дуга поддерживается, проволока нагревается, однако, энергии недостаточно для переноса металла. Длительность базового тока ограничивается так, чтобы не начался перенос металла большими каплями.

рис-3.jpg

Таким образом, ток поднимается до максимума при сбросе капли, а затем снижается до базового значения, уменьшая тем самым общее тепловложение. Управление переносом осуществляется заданием амплитуды и длительности пикового значения сварочного тока.
Процесс импульсного переноса металла в атмосфере защитного газа является одной из лучших сварочных процедур и может быть рекомендована для широчайшего диапазона типов металла и самых различных применений.

При использовании импульсного переноса на источниках с синергетическим управлением большинство параметров сварочного процесса определяется сварщиком путём установки типа свариваемого материала с помощью переключателя. Тонкая подстройка процесса возможна с помощью органов управления источника. Использование специального программного обеспечения позволяет задавать и полностью оптимизированные эпюры сварочного тока.

Импульсный перенос металла значительно эволюционировал с момента его появления на производстве. В 80х годах это был очень сложный процесс, овладеть которым могли лишь самые опытные сварщики. Высокие требования к квалификации диктовались необходимостью точного знания взаимосвязи между скоростью подачи проволоки и требованиями самого процесса. Сегодня эта взаимосвязь устанавливается автоматически как связь по синергетическому контуру управления. Если скорость подачи проволоки меняется, контур управления автоматически изменяет форму эпюры сварочного тока и частоту импульсов. Процесс прошёл экспериментальную стадию и готов к широкому внедрению на производстве.

Синергетический режим работы источника сварочного тока настолько снижает сложность сварки, что даже начинающий сварщик может уверенно осуществлять большинство операций, управляя процессом с помощью одной рукояти.
Программно-аппаратные средства источника позволяют адаптировать режимы к различным условиям зажигания дуги, сборки стыка, положениям горелки и т.д.

Как уже говорилось выше, наиболее совершенные источники с синергетическим управлениям предоставляют сварщикам упрощённый интерфейс, позволяющий снизить время подготовки персонала.

Использование технологии импульсной сварки в атмосфере защитного газа в комбинации с синергетическим управлением ведёт к:
— серьёзной экономии сварочных материалов и защитного газа;
— диапазон применимости сварочной проволоки каждого конкретного диаметра значительно расширяется.

Например, если раньше на складе приходилось иметь ряд сварочных проволок, диаметрами 0,9/1,2/1,3мм, то при переходе на современную технологию сварки весь этот ряд можно заменить проволокой одного диаметра - 1,2мм. Таким образом снижаются затраты на приобретение проволоки, снижается потребность в складских помещениях и, что очень важно, исчезает необходимость в переналадке механизма подачи проволоки в связи с установкой проволоки другого диаметра.

То же самое справедливо и в отношении защитного газа:
— все сварочные процессы могут идти при одном и том же защитном газе;
— снижается требуемая номенклатура аксессуаров (горелки, наконечники и т.д.);
— значительно уменьшается разбрызгивание и дымообразование:
Снижение разбрызгивания также ведёт к экономии сварочных материалов, т.к. большая часть расплавленной проволоки участвует в образовании сварного шва. Уменьшается время, требуемое для очистки сваренных деталей и технологической оснастки от брызг застывшего металла.

Пониженное дымообразование способствует улучшению условий труда сварщика, снижая усталость и повышая качество работ.
— уменьшается искажение формы свариваемых деталей за счёт снижения тепловложения, что улучшает общее качество и внешний вид шва;
— снижается время и расходы на вспомогательные операции и финишную обработку сварного соединения. Особое значения эти достоинства приобретают при сварке нержавеющей стали, никелесодержащих сплавов и других материалов, характеристики которых ухудшаются при избыточном тепловложении;
— повышается производительность работ, т.к степень наплавки выше.
Кроме того, из-за того что новые системы проще в обращении и имеют адаптивный контур тока, варить ими легче и меньше времени тратится на обучение.