Сварка MIG и TIG: Полное руководство для достижения профессиональных результатов

Сварка относится к числу наиболее важных технологий производства и изготовления изделий на всем земном шаре. Металл в инертном газе (MIG) и вольфрам в инертном газе (TIG) являются одними из самых популярных и универсальных методов сварки, которые широко используются в настоящее время. Независимо от того, где вы работаете - в автомобильной промышленности, строительстве, аэрокосмической отрасли или в общем производстве, - важно понимать эти процессы, чтобы получить работу профессионального уровня.

Сложные сварочные аппараты и процессы действительно изменили способ сварки металлов с точностью, прочностью и большей эффективностью, чем могли себе представить предыдущие поколения сварщиков. Сварка MIG или TIG способна сделать или разрушить любой проект, поскольку она может повлиять как на качество и внешний вид сварного шва, так и на скорость производства и общую сумму расходов.

Что такое MIG-сварка?

MIG-сварка - это полуавтоматический метод сварки, требующий непрерывной подачи проволочного электрода и газообразного защитного экрана, который позволяет получать невероятно чистые сварные швы, обычно называемые газовой дуговой сваркой (GMAW). Сварка выполняется путем вставки электрода из сплошной проволоки в сварочный пистолет, где он расплавляется электрической дугой между проволокой и деталью до образования сварочной ванны.

Защитный газ, обычно состоящий из смеси аргона и углекислого газа или чистого аргона, предохраняет область сварного шва от загрязнения атмосферой. При этом его защита необходима для обеспечения целостности сварного шва и устранения таких дефектов, как пористость или окисление.

Популярность MIG-сварки заключается в довольно низкой сложности обучения и достаточно высоком уровне производительности. Подача проволоки происходит непрерывно, что является преимуществом, так как не нужно постоянно останавливаться и менять электроды, как в случае с прямым типом, где скорость и постоянство очень важны на производстве. Он отлично работает со сталью, нержавеющей сталью и алюминием, хотя типы проволоки и газовая смесь зависят от материала и дают наилучшие результаты именно на этом материале.

Что такое сварка TIG?

TIG-сварка или сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (иногда известная как газовая дуговая сварка вольфрамовым электродом или GTAW) - это предельная точность и контроль (способ) сварки. В этом процессе нерасходуемый вольфрамовый электрод используется для создания дуги, которая расплавляет основной металл, а дополнительный присадочный материал добавляется самостоятельно, когда это необходимо.

Вольфрамовый электрод не плавится в процессе сварки, что позволяет отлично контролировать подачу тепла и формирование сварочной ванны. Защитный газ обычно представляет собой чистый аргон или гелий, который покрывает вольфрамовый электрод, а также сварной шов с целью защиты его от загрязнения атмосферой.

TIG - гораздо более сложный навык, чем MIG-сварка, и для его правильного выполнения необходимо научиться координировать сразу несколько переменных: контролировать положение горелки, контролировать длину дуги, подавать присадочный пруток и управлять ножной педалью или пальцами для регулировки силы тока. Эта сложность компенсируется более высоким качеством и внешним видом сварных швов TIG, поэтому этот метод выбирают для критических задач и соединений, которые видны на виду.

Основные различия между сваркой MIG и TIG

Основные различия между MIG и TIG сваркой выходят далеко за рамки самих принципов их работы. При MIG-сварке расходуемый проволочный электрод непрерывно подается через сварочный пистолет, в то время как при TIG-сварке используется нерасходуемый вольфрамовый электрод, в который при необходимости добавляются присадочные прутки.

Еще одним важным отличием этих процессов является скорость. Сварка MIG обычно быстрее по сравнению со сваркой TIG, так как используется непрерывная подача проволоки, а также высокая скорость осаждения. Опытный сварщик MIG сможет получить шов за малую долю времени, необходимого для получения такого же шва с помощью процесса TIG, поэтому MIG предпочтительнее для сварки, связанной с производством, или структурной сварки.

Кривая обучения радикально отличается в двух подходах. Стиль сварки MIG можно освоить сравнительно быстро, а основные навыки можно получить уже через несколько недель после начала обучения. Однако обучение сварке TIG может занять от нескольких месяцев до нескольких лет, так как она требует хорошей зрительно-моторной координации и одновременного управления множеством переменных.

Внешний вид сварных швов при разных процессах также сильно отличается. Сварные швы TIG обычно выглядят более эстетично, в них нет сильных различий в рисунке пульсации и отсутствуют брызги, в то время как сварные швы MIG могут потребовать дополнительной зачистки и отделки, и внешний вид может быть более важным фактором.

Области применения и отрасли промышленности MIG-сварки

Высокая эффективность и широта применения MIG-сварки делает ее основной в большинстве отраслей промышленности. MIG-сварка является распространенной процедурой в автомобильном секторе при производстве шасси, кузовных панелей и выхлопных систем. Низкая скорость, повторяемость и последовательность процесса являются ключевыми характеристиками для конвейерного производства, где ежедневно необходимо выполнять сотни или тысячи одинаковых сварных швов.

Еще одна распространенная область, где MIG-сварка находит широкое применение, - это строительная отрасль и производство конструкционных сталей. Сварка MIG позволяет быстро получить прочные и надежные соединения толстых материалов, поэтому с ее помощью можно строить каркасы, мосты и тяжелое оборудование. Этот процесс хорошо сваривает стальные секции вместе и обеспечивает жесткость конструкции, необходимую для аэрокосмической промышленности.

Сварка MIG часто используется в цехах общего производства при изготовлении металлоконструкций на заказ, архитектурных решений и ремонте. Благодаря тому, что этот процесс прост, сварщики разного уровня квалификации могут использовать его и при использовании соответствующих методов получать на выходе продукцию, соответствующую высоким стандартам.

MIG также широко используется при сборке рам, конструкций, орудий и узлов сельскохозяйственной и тяжелой техники. Способность работать с толстыми материалами и сваривать высокопрочные материалы делает этот процесс идеальным для оборудования, работающего в экстремальных условиях эксплуатации.

Области применения и отрасли промышленности, в которых используется сварка TIG

TIG-сварка занимает достойное место среди высококритичных функций и приложений, чувствительных к внешнему виду. В аэрокосмической промышленности сварка TIG широко используется в узлах самолетов, частях двигателя и областях структурных деталей, которые очень жестко защищены от разрушения. Точный контроль нагрева и преимущества высококачественных сварных швов обуславливают необходимость использования этого процесса в таких быстрых областях применения.

TIG-сварка востребована в фармацевтике и производстве оборудования для пищевой промышленности, поскольку эти компании нуждаются в чистых и незагрязненных сварных швах на поверхностях из нержавеющей стали. Этот процесс сварки позволяет получать гладкие швы без щелей, отвечающие высоким санитарным требованиям и устойчивые к коррозии в неблагоприятных условиях.

Сварка TIG дает эстетические возможности для художественной обработки металла и изготовления изделий на заказ. Когда внешний вид сварного шва не менее важен, чем прочность, скульпторы, художники по металлу и изготовители на заказ предпочитают сварку TIG. В результате получаются гладкие и привлекательные сварные швы, которые нуждаются лишь в небольшой доводке.

Критически важные системы трубопроводов и сосуды под давлением, необходимые для химической и ядерной промышленности, используют сварку TIG. Тот факт, что этот процесс позволяет получать сварные швы рентгеновского качества с небольшим количеством дефектов, делает его очень важным в тех областях, где отказ может привести к катастрофическим последствиям.

Требования к оборудованию и настройке

Аппараты для MIG-сварки обычно состоят из блока питания, устройства подачи проволоки, сварочного пистолета, газового баллона, кабелей и труб. Современные аппараты для MIG-сварки бывают от небольших портативных 115-вольтовых и удобных для работы с очень тонкими материалами до мощных 480-вольтовых, которые могут сваривать очень толстые материалы. Система подачи проволоки должна быть соответствующим образом откалибрована, чтобы обеспечить одинаковую скорость подачи проволоки и адекватный характер дуги.

Сварка TIG более сложна и требует современного оборудования, такого как специальный источник питания с возможностью высокочастотного запуска, горелка TIG с вольфрамовым электродом, система подачи газа и, чаще всего, ножная педаль, а также пальцевое управление амперажем. Источник питания должен обеспечивать точную регулировку тока и обладать такими возможностями, как импульсная сварка, контроль наклона и улучшенные характеристики дуги.

Эти два процесса требуют применения соответствующего оборудования для подачи защитного газа, такого как сопла, расходомеры и качественный газ с подводками. Чистота газа важна в обоих процессах, а загрязнение газа может привести к дефектам или появлению сварного шва.

Оба сварочных аппарата (MIG и TIG) требуют правильного расположения рабочего оборудования, вентиляционной техники и хорошо освещенных рабочих зон. Расположение рабочих мест может значительно повлиять на качество сварки и производительность труда.

Соображения безопасности для обоих процессов

Безопасность сварки сопряжена с различными рисками, которые следует должным образом учитывать независимо от выбранной процедуры. MIG- и TIG-сварка генерируют высокий уровень ультрафиолетового и инфракрасного излучения, которое может оставить вас с ужасно обожженной кожей и длительными проблемами со зрением, если вы не используете защиту. Оба процесса требуют использования сварочных шлемов с автоматическим затемнением и правильным подбором оттенков.

При MIG-сварке образование дыма увеличивается, поэтому вытяжка особенно необходима. При использовании оцинкованного материала или в местах с ограниченным пространством правильные формы вентиляционной системы или местной вытяжки спасают сварщиков от сварочного дыма, который может быть вреден.

Электробезопасность требует особого внимания к надлежащему заземлению, проверке и осмотру кабелей и даже к условиям работы (сухость помещения). И то, и другое требует значительной электрической мощности, поэтому необходимо соблюдать правила безопасности, чтобы избежать случаев поражения током или электротравм.

Меры по предотвращению пожара включают в себя очистку рабочих поверхностей от масла, жира, легковоспламеняющихся веществ или любых мягких горючих предметов, а также наличие в пределах досягаемости подходящих огнетушителей.

Совместимость и выбор материалов

MIG-сварка хорошо работает с углеродистой сталью, нержавеющей сталью и алюминием, но для каждого материала существуют свои особые типы проволоки и защитных газов. Углеродистая сталь в основном работает с использованием сплошной проволоки, заполненной смесью аргона и CO2, в то время как для нержавеющей стали требуется нержавеющая проволока, заполненная газовыми смесями с высоким содержанием аргона. MIG-сварка алюминия требует использования защитного аргона, который должен быть чистым, а также специальной алюминиевой проволоки.

TIG-сварка отличается высокой гибкостью к материалам и способна сваривать практически любые свариваемые материалы, включая экзотические сплавы, разнородные металлы и тонколистовой прокат. Этот процесс может работать со всем, от тонкого листового металла до толстого листа, а толщина материала может быть установлена в основном по количеству доступной силы тока, а не по параметрам процесса.

Процесс имеет различные требования к подготовке материала. MIG-сварка терпима к умеренно загрязненным поверхностям и окалине на металле, но чистая металлическая основа дает наилучшие результаты. TIG-сварка чувствительна к любым загрязнениям на поверхности, которые могут привести к появлению дефектов в сварных швах или загрязнению вольфрама.

Конструкция шва зависит от технологического процесса, и для таких процедур, как сварка MIG, часто требуются более крупные корневые отверстия и опорные поверхности, чтобы исключить сварку с полным проплавлением, в то время как сварка TIG может полностью заполнить проплавление на таких тонких материалах без резерва.

Анализ затрат и экономические факторы

Конструкция шва зависит от технологического процесса, и для таких процедур, как сварка MIG, часто требуются большие корневые отверстия и опорные поверхности, чтобы исключить сварку с полным проплавлением, в то время как сварка TIG может полностью заполнить проплавление на таких тонких материалах без поддержки.

В стоимость работы входят расходные материалы, электроэнергия и рабочие. Расходные материалы для MIG-сварки - это проволока, защитный газ и контактные наконечники, причем стоимость проволоки выше постоянных затрат. Расходные материалы для сварки TIG включают в себя вольфрамовые электроды, присадочные прутки, защитный газ и газовые линзы.

Затраты на оплату труда, как правило, оказываются выше, чем при сварке MIG, поскольку повышается производительность и снижается скорость обучения. Тот факт, что сварка TIG имеет лучшее качество шва, которое может быть определено при более дорогом шве, может стоить того в тех случаях, когда внешний вид и качество шва имеют решающее значение.

Оборудование MIG, вероятно, будет иметь более высокую долгосрочную стоимость обслуживания из-за сложности систем подачи проволоки и повышенной скорости износа компонентов. Оборудование TIG обычно нуждается в более простом техническом обслуживании, но чаще может потребовать замены вольфрамовых электродов и очистки газовой линзы.

Развитие навыков и обучение

Мастерство сварки MIG более или менее линейно и проходит через простую технику к продвинутому использованию. Приемлемый уровень сварщиков обычно достигается за несколько недель обучения с преимуществами дальнейшей практики, повышающей скорость и качество швов. Дружелюбный характер процесса позволяет учиться, не списывая со счетов создание пригодных для использования сварных швов.

Сварка TIG занимает гораздо больше времени и требует много практики, чтобы стать эффективной. Сочетание различных движений руками, манипулирование длиной дуги и управление нагревом требует серьезного обучения. Большинство сварщиков проходят несколько месяцев интенсивного обучения, чтобы иметь возможность регулярно демонстрировать первоклассные навыки сварки TIG.

Требования к сертификации зависят от отрасли, и оба процесса обеспечивают однородную процедуру тестирования. Сертификация AWS (Американское сварочное общество) предлагает сертификацию навыков, признаваемых как для сварки MIG, так и для сварки TIG, в отношении нескольких позиций и типов материалов.

Непрерывное обучение является актуальным, поскольку эти два процесса также меняются с появлением нового оборудования, материалов и методов. Дополнительное образование в области специальных применений, автоматизации и контроля качества помогает сварщикам поддерживать свои навыки и карьеру на современном уровне.

Контроль качества и тестирование

MIG и TIG имеют разные стандарты качества сварки, при этом TIG обычно отвечает более высоким визуальным и структурным критериям. При наличии необходимых навыков и правильных процедур оба процесса способны создавать сварные швы высокого качества.

Следующие процедуры неразрушающего контроля применимы к обеим процедурам: визуальный контроль, контроль с помощью красящего вещества, контроль с помощью магнитных частиц и радиографический контроль. Сварные швы TIG часто требуют меньше последующих работ, чтобы сделать их такими, как нужно для прохождения контроля. Сварные швы изначально настолько хороши.

Он обеспечивает абсолютную проверку качества сварного шва с помощью разрушающих испытаний, таких как испытания на изгиб, растяжение и ударные испытания. При правильном выполнении сварные швы как MIG, так и TIG могут достигать полной прочности основного металла, однако сварные швы TIG обычно более стабильны.

Требования к документированию ответственных применений требуют спецификации процедур сварки (WPS), результатов квалификации сварщиков (WQR) и записей о проверках. Этого можно достичь с помощью обоих процессов при наличии хороших систем качества.

Поиск и устранение неисправностей

К дефектам сварки, которые обычно связаны с MIG-сваркой, относятся низкая скорость подачи проволоки, неподходящее напряжение напряжения и загрязненный защитный газ. Традиционными дефектами являются пористость, несплавление, большое количество брызг и необычная форма шарика. При систематическом изменении параметров сварки и использовании более совершенной техники большинство проблем можно устранить.

Проблемы при сварке TIG обычно связаны с загрязнением вольфрама, неэффективным газовым покрытием или плохим контролем нагрева. Дефекты могут быть в виде вольфрамовых включений, окисления, отсутствия проплавления или даже неравномерного вида шарика. Для их устранения необходимо хорошо продумать технологию и настройку оборудования.

Обе операции улучшаются благодаря систематическим методам поиска и устранения неисправностей, при которых учитываются все переменные качества сварки. Когда человек понимает взаимосвязь между параметрами, техникой и результатами, проблемы решаются эффективно, а улучшение качества остается неизменным.

Значительная часть технического обслуживания может быть устранена, как и многие проблемы, благодаря профилактическому обслуживанию сварочного оборудования. Регулярно проводятся чистка, калибровка и замена компонентов, что повышает стабильность работы и снижает вероятность возникновения неожиданных проблем с качеством.

Тенденции и технологии будущего

Автоматизация способствует дальнейшему развитию сварки MIG и TIG. Роботизированный сварочный аппарат MIG обеспечивает лучшую последовательность и возможную производительность, а автоматизированные системы TIG внедряют прецизионную сварку в производство. Высокотехнологичные дополнительные датчики и адаптивные системы управления позволяют максимально улучшить параметры в режиме реального времени.

Цифровая интеграция позволяет удаленно контролировать, собирать данные и совершенствовать процессы. Современные системы сварки позволят отслеживать параметры, регистрировать результаты и получать обратную связь для обеспечения постоянного прогресса. Управление качеством и обучение получают новые возможности с помощью облачных систем.

Возможности использования продолжают расти благодаря новым расходным материалам и смесям защитных газов. Высокопроизводительные сплавы проволоки, вольфрамовые электроды, изготовленные по индивидуальному заказу, и улучшенные газовые смеси обеспечивают более высокие эксплуатационные характеристики, позволяя повысить совместимость материалов.

Новейшие технологии в области источников питания связаны с улучшением дуги, энергоэффективностью и пользовательским интерфейсом. Системы на базе инверторов обеспечивают еще более высокую производительность во все более компактных корпусах.

Заключение

При выборе между сваркой MIG и TIG окончательное решение всегда определяется потребностями конкретного применения, качеством, количеством продукции и используемыми ресурсами. MIG-сварка быстрая, экономичная и простая в освоении, поэтому она подходит для производственных условий и применения в конструкциях. Сварка TIG более точна, эстетична, сваривает более широкий спектр материалов и не может не применяться в критических областях и очевидных соединениях. Знание обоих процессов позволяет принимать решения, которые позволят достичь наилучших результатов при разумных затратах и с учетом потребностей проекта.