Виды сварки металлоконструкций: полуавтомат, аргон, электрод

Сварка — основа любой металлоконструкции. Решётка, ворота, лестница или навес держатся ровно настолько, насколько хороши их швы. При этом «сварка» — понятие широкое: полуавтомат, аргон и ручная дуговая сварка электродом дают разный результат по прочности, внешнему виду, скорости и цене, и каждая хороша в своих задачах.

Разберём три основных вида сварки, которые применяются при изготовлении металлоконструкций, — как они работают, какие материалы и режимы используются, где уместен каждый способ, какие дефекты швов встречаются и как проверить качество сварки в готовом изделии. Эта информация пригодится, если вы заказываете изделие и хотите понимать, за что платите, или выбираете подрядчика для сварочных работ на объекте.

Полуавтоматическая сварка (MIG/MAG)

Самый распространённый способ в цеховом производстве металлоконструкций. Сварочная проволока непрерывно подаётся через горелку, дуга горит между проволокой и изделием, а зона сварки защищается газом. Для чёрной стали используют активный газ — углекислоту или смесь аргона с углекислотой (обычно 82/18), отсюда обозначение MAG. Для алюминия и нержавейки — инертный газ, аргон, отсюда MIG.

Материалы и режимы

• Проволока Св-08Г2С омеднённая, диаметр 0,8 мм для металла 1–3 мм, 1,0–1,2 мм для 3–12 мм.
• Сварочный ток — примерно 60–120 А для тонкостенной трубы 1,5–2 мм, 150–250 А для швеллера и листа 6–10 мм.
• Расход газа — 10–15 л/мин.
• Требования к сварке в защитных газах — ГОСТ 14771.

Плюсы и минусы

Полуавтомат даёт высокую производительность: нет остановок на смену электрода, почти нет шлака, шов аккуратный и ровный. Хорошо справляется с тонким металлом — профильной трубой 20×20×1,5 или 40×20×2, из которой делают решётки, ворота, ограждения. Смесь аргона с углекислотой даёт меньше брызг и более плоский шов, что упрощает зачистку под порошковую окраску.

Минус — чувствительность к ветру: на улице защитный газ сдувает, и шов получается пористым. Поэтому полуавтомат — прежде всего цеховой способ, а на объекте используется в укрытии или с порошковой проволокой, не требующей газа.

Аргонодуговая сварка (TIG)

Дуга горит между неплавящимся вольфрамовым электродом и изделием в среде аргона. Присадочный пруток сварщик подаёт в сварочную ванну вручную второй рукой. Процесс медленный и требует высокой квалификации, но позволяет получить самые аккуратные и качественные швы.

Где применяется

• Нержавеющая сталь — перила, поручни, ограждения со стеклом, где шов остаётся на виду и полируется.
• Алюминий — сварка переменным током, с очисткой оксидной плёнки.
• Тонкий металл 0,5–2 мм, где полуавтомат прожигает насквозь.
• Ответственные корневые проходы в трубопроводах и узлах, где важна полная проварка.

Типовые режимы: вольфрамовый электрод 1,6–2,4 мм, ток 40–120 А для нержавейки 1–3 мм, расход аргона 6–10 л/мин. Для нержавейки важна защита обратной стороны шва — поддув аргоном, иначе металл окисляется и теряет коррозионную стойкость.

Минус — скорость: аргоном варят в 2–4 раза медленнее, чем полуавтоматом, поэтому для ворот или решёток из чёрной стали он экономически неоправдан.

Ручная дуговая сварка электродом (MMA)

Классический способ: дуга горит между покрытым электродом и изделием, покрытие при плавлении образует газовую защиту и шлак. Оборудование простое — инвертор и кабели, газ не нужен. Требования к способу изложены в ГОСТ 5264.

Электроды

• Рутиловые (МР-3, ОК 46) — лёгкий поджиг, мягкая дуга, подходят для неответственных конструкций и сварки по неидеально чистому металлу.
• Основные (УОНИ-13/55) — высокая прочность и ударная вязкость шва, в том числе на морозе; применяются для несущих конструкций — лестниц, каркасов навесов, закладных. Требуют прокалки перед работой и постоянного тока обратной полярности.
• Диаметр 2,5–3 мм для металла 3–5 мм, 3–4 мм для 5–12 мм. Ток — ориентировочно 30–40 А на миллиметр диаметра электрода.

Где незаменима

Электродная сварка — основной способ для монтажа на объекте: не боится ветра, работает на морозе, позволяет варить в неудобных положениях — вертикально, потолочно, в стеснённых местах. Ею приваривают стойки ограждений к закладным, ворота к столбам, каркасы к металлическим конструкциям здания. Для толстого металла — швеллера, двутавра, листа от 8 мм — даёт надёжный провар за несколько проходов.

Минусы: шлак, который нужно отбивать после каждого прохода, больше брызг и хуже внешний вид шва, трудно варить тонкостенную трубу 1,5–2 мм без прожогов.

Сравнение способов сварки

Цены ориентировочные и зависят от толщины металла, катета шва, положения в пространстве и объёма работ; на выездные работы действует минимальный заказ. Точная стоимость — после оценки задачи.

Дефекты сварных швов и как их увидеть

Некачественный шов может выглядеть вполне прилично после покраски, поэтому полезно знать основные дефекты.

• Непровар — металл шва не сплавился с основным металлом по всей толщине. Самый опасный дефект: снаружи шов есть, а прочности нет. Типичная причина — слишком маленький ток или высокая скорость.
• Подрез — канавка вдоль края шва, ослабляющая сечение. Появляется при избыточном токе.
• Поры — пузырьки газа в шве. Причины: ветер, грязный или ржавый металл, сырые электроды.
• Прожог — сквозное отверстие в тонком металле.
• Трещины — недопустимы ни в каком виде. Чаще возникают при сварке толстого металла на морозе без подогрева или неподходящими электродами.
• Наплывы и брызги — косметический дефект, но под порошковой краской брызги становятся очагами коррозии.

Контроль качества

Для большинства бытовых и коммерческих изделий достаточно визуального и измерительного контроля: проверяют размеры и катет шва шаблоном, равномерность, отсутствие наружных дефектов. Для ответственных несущих конструкций применяют ультразвуковой контроль и испытания нагрузкой.

Типичные ошибки заказчиков

1. Требуют «варить сплошняком» везде, где конструктор предусмотрел прерывистые швы в помещении, — это деформирует тонкий металл и удорожает изделие без пользы.
2. Соглашаются на прерывистые «прихватки» для уличных изделий — в щели между ними затекает вода.
3. Не уточняют, чем будут варить на объекте, и получают полуавтомат на ветру с пористыми швами.
4. Не предусматривают защиту швов после монтажной сварки — зачистку и покраску холодным цинком.

Совет: попросите подрядчика показать образцы работ или готовые изделия в цеху и посмотрите на швы в незаметных местах — с обратной стороны, в углах, снизу. Аккуратность там, где заказчик обычно не смотрит, лучше всего говорит о культуре производства.

Итог

Полуавтомат — основной цеховой способ для изделий из чёрной стали: быстро, аккуратно, недорого. Аргон — для нержавейки, алюминия и тонкого металла, где важен внешний вид. Электрод — для монтажа на объекте и толстого проката. Хорошее производство использует все три способа, выбирая их под конкретный узел.

В ПитерСталь работают аттестованные сварщики, в цеху есть оборудование для всех трёх видов сварки, а мобильная бригада выполняет монтажные работы на объектах. Подробнее — на странице сварочных работ. Расскажите нам о своей задаче, и мы подберём способ сварки и рассчитаем стоимость.