MIG/MAG сварка (Metal Inert/Active Gas) – это вид дуговой сварки, при котором в качестве электрода используется непрерывно подаваемая металлическая проволока, а зона сварки защищена потоком инертного либо активного газа. Полное техническое название процесса – GMAW (Gas Metal Arc Welding – электродуговая сварка металла в среде защитного газа). Данный процесс относится к полуавтоматической сварке в среде защитного газа и является одним из самых универсальных и распространенных методов соединения металлов в промышленности.
При использовании самозащитной проволоки / сварочная проволока с флюсом сварка осуществляется без подачи защитного газа. Защитные газы и шлаки формируются из флюсов, находящихся в сердцевине проволоки.
Принцип и особенности процесса MIG/MAG
Принцип работы метода MIG/MAG прост: проволока автоматически подается через сварочную горелку в зону стыка и плавится теплом электрической дуги, образуя расплавленный металл (сварочную ванну) и заполняя шов между соединяемыми деталями с постоянной скоростью. При этом проволока выполняет двойную функцию – служит одновременно электродом (проводником тока) и присадочным материалом для формирования шва.
Важную роль играет защитный газ, поступающий из баллона через редуктор и сопло горелки. Газовый поток ограждает раскаленный металл от окружающего воздуха, предотвращая окисление и появление пор. В режиме MIG используется инертный газ, который химически не взаимодействует с расплавом металла. Этот способ применяют при сварке цветных металлов и нержавеющей стали.
Различают три основных способа расплавления электрода и переноса металла в сварочную ванну: с периодическими короткими замыканиями, капельный и струйный.
Режим с короткими замыканиями применяется при сварке проволокой диаметром 0,5–1,6 мм при короткой дуге с напряжением в пределах 15–22 В. После каждого короткого замыкания, под действием сил поверхностного натяжения, расплавленный металл на конце проволоки формируется в каплю. В этот момент длина дуги и её напряжение достигают максимума.
Когда капля на торце электрода приближается к сварочной ванне, длина дуги сокращается, напряжение снижается, и происходит короткое замыкание. В этот момент сварочный ток резко увеличивается, что приводит к росту электромагнитных сжимающих сил, разрушающих перемычку между электродом и металлом изделия. Цикл повторяется каждый раз, когда капля электродного металла переходит в сварочную ванну.
Частота таких коротких замыканий в дуговом промежутке может варьироваться. Все зависит от материалов и толщин. При оптимальных условиях сварка возможна в любом пространственном положении, а потери металла на разбрызгивание незначительное.
При увеличении плотности тока и длины дуги характер переноса металла изменяется: процесс переходит к редким коротким замыканиям или полностью без них. Электродный металл попадает в ванну неравномерно — крупными, различающимися по размеру каплями, таким образом, ухудшаются сварочные характеристики дуги и возникают сложности (особенно это заметно при работе в потолочном положении).
Для улучшения стабильности дуги применяется метод с переменной мощностью дуги — импульсно-дуговая сварка. Энергии от основной дуги недостаточно для расплавления проволоки с требуемой скоростью, равной скорости подачи.
Вследствие этого дуговой промежуток сокращается. Под действием импульса происходит ускоренное расплавление торца электрода и формирование капли. Усиление электродинамических сил способствует сужению "шейки" капли и её отрыву в сторону сварочной ванны. Используются одиночные импульсы или их серии с одинаковыми или разными параметрами. Устойчивость режима зависит от корректного подбора параметров — силы тока, длительности импульсов и пауз между ними.
При высоких значениях постоянного тока обратной полярности, при использовании инертного защитного газа, возможен сверхмелкий капельный перенос металла – режим называют струйным. Переход от капельного к струйному переносу происходит при достижении определённого значения сварочного тока, называемого критическим для конкретного диаметра проволоки.
Значение критического тока уменьшается при активировании электрода , увеличении вылета проволоки и изменении состава газа. Так, добавление до 5 % кислорода в аргон снижает критический ток. При сварке в углекислом газе струйный перенос невозможен без специальных мер и не наблюдается при использовании тока прямой полярности. При переходе к струйному переносу наблюдается резкое усиление потока газа и металла в направлении сварочной ванны, обусловленное электромагнитными сжимающими силами. Под действием этого эффекта под дугой уменьшается слой жидкого металла, в ванне формируется локальное углубление. Повышается теплопередача, и шов приобретает форму с увеличенной глубиной провара по центру. Дуга при струйном переносе стабильна.
Оборудование и материалы для MIG/MAG
Для сварки методом MIG/MAG используют специальный сварочный полуавтомат, включающий источник питания (выпрямитель или инвертор), механизм подачи проволоки с катушкой, сварочную горелку с токоподводящим наконечником и соплом, заземляющий кабель, а также баллон с газом.
Присадочная проволока подбирается близкой по составу к свариваемому металлу, а выбор газа зависит от материала изделия. Например, для сталей обычно применяют проволоку из углеродистой стали и CO₂ (или смесь Ar+CO₂), а для алюминия – алюминиевую проволоку и чистый аргон.
