Svařování je základem moderního kovozpracujícího průmyslu. Existuje mnoho různých metod obloukového svařování, včetně MIG, TIG, SAW a PAW. V tomto manuálu se zaměříme na MIG svařování, jeho principy, výhody, nevýhody a praktické tipy pro použití.
Co je MIG svařování a jak funguje
Definice MIG: Svařovací proces, při kterém se kovy spojují pomocí přídavné drátové elektrody chráněné inertním plynem. Svařování metodou MIG je jedním ze dvou podtypů obloukového svařování plynem (GMAW), druhým je svařování aktivním plynem (MAG).
Proces a zařízení jsou stejné, definice vychází z typu použitého ochranného plynu, například pokud je jako ochranný plyn použit inertní plyn argon, jedná se o proces MIG. Pokud se používá aktivní plyn helium, jedná se o proces MAG. Svařování metodou MIG je obloukové svařování, při kterém se používá kontinuální pevná drátová elektroda, která se zahřívá a přivádí do svarové lázně ze svařovací pistole. Dva základní materiály se taví a vytvářejí spoj.
Materiály, polohy a ochranné plyny
Svařování metodou MIG je vhodné pro téměř všechny kovy, včetně měkké oceli, nerezové oceli, hliníku, mědi, hořčíku, bronzu a niklu. Svařování metodou MIG je vhodné pro většinu tlouštěk kovů. Při svařování metodou MIG se pracuje se svařovacím hořákem nebo pistolí MIG. Svařování metodou MIG probíhá tak, že se pomocí oblouku roztaví základní materiál a do něj se vloží přídavný kovový drát. Způsob, jakým se přídavný drát přenáší do svarové lázně, může být proveden několika různými způsoby, přičemž volba způsobu použití závisí na poloze svaru (například obráceně) a na typu a tloušťce svařovaného materiálu.
- V režimu zkratu (short-circuit) nebo přenosu ponorem se rychlost podávání drátu do svarové lázně zvýší tak, že se fyzicky dotkne svarové lázně. Zkrat roztaví drát a uloží jej do svarové lázně.
- Pro drát se používá buď plný drát, nebo drát s plným jádrem. Jedná se o metodu svařování s nízkým napětím a nízkým tepelným příkonem. Metodu zkratu lze použít ve všech polohách: vertikálně nahoru, vertikálně dolů, horizontálně i nad hlavou.
- V kulovém režimu lze svařovat vysokou rychlostí, ale ne pro polohové svařování, protože kapky padají gravitací. Typickým ochranným plynem je čistý CO2, což z něj činí levnou metodu.
Na rozdíl od zkratového a kulového režimu dochází k přenosu postřiku při vysokém napětí, obvykle > 25 V pro drát o průměru 1 mm. Rychlost posuvu drátu je nastavena tak, aby poskytovala více než 250 A a svařovací oblouk hořel nepřetržitě. Kov se z drátu taví a přechází přes oblouk v sérii malých kapiček, tzv. sprejový přenos. Tento způsob přenosu se skládá z "rozstřiku" velmi malých kapiček roztaveného kovu, které jsou elektrickými silami uvnitř oblouku vystřelovány směrem k obrobku.
Průměr kapiček bývá obvykle 0,5 až 1 násobek průměru elektrodového drátu a výsledná svarová kulička je obvykle čistá a estetická s nízkým rozstřikem. V nejjednodušší podobě se skládá z období při proudovém pozadí, které udržuje oblouk, ale nedosahuje přenosu kovu, po němž následuje období vysokého proudu, během něhož dochází k přenosu nástřiku. Průměrný proud je uprostřed mezi pozadím a špičkou a může být hluboko pod prahem, který je obvykle spojen s přenosem nástřiku. To znamená, že velikost svarové lázně je relativně malá a polohové svařování je možné, i když mechanismus přenosu je stříkáním.
Speciální režimy a jejich využití
Impulsní svařování metodou MIG je zcela polohové a vytváří čisté svarové kuličky s minimálním rozstřikem a zmenšenou tepelně ovlivněnou zónou. Je vhodné pro tenké i tlusté materiály. Svařovací drát slouží jako přídavná elektroda, která vytváří oblouk. Drát slouží jako zdroj tepla (prostřednictvím oblouku na kontaktním hrotu) i jako přídavný kov pro spoj a je přiváděn přes měděnou trubičku zvanou kontaktní hrot, která do drátu vede proud.
Volba výplňového kovu závisí na spojovaných materiálech; obecně se používá stejný typ třídy kovu, například nízkolegované výplňové dráty pro spojování nízkolegovaných ocelí a nerezové dráty pro spoje z nerezové oceli. Také mechanické a korozivzdorné vlastnosti výplňového kovu musí odpovídat, nebo ještě lépe převyšovat vlastnosti základního kovu. V případě pochybností mohou výrobci základního i výplňového kovu poradit, co by doporučili.
Ochranný plyn izoluje svarovou lázeň od atmosféry, takže roztavený kov neoxiduje. Nejčastěji používanými ochrannými plyny jsou argon, helium a oxid uhličitý. Svařovací hořák MIG se připojuje ke zdroji svařovacího proudu pomocí kabelu, který přenáší elektrický proud, svařovací drát a ochranný plyn. Má spouštěcí spínač, který zapíná elektrický oblouk, uvolňuje ochranný plyn a současně spouští podávání drátu. Na pracovním konci hořáku je kontaktní hrot, který vede drát a slouží jako vodič svařovacího oblouku mezi hořákem a přídavným kovem. Tento měděný kontaktní hrot se používáním opotřebovává a je spotřebním materiálem, který je třeba po několika hodinách svařování vyměnit.
Praktické aspekty a nastavení zdroje
Svařování probíhá při relativně nízkém napětí v porovnání se vstupní elektrickou sítí a mnohem vyšším proudu. Jakákoli změna délky oblouku, tj. vzdálenosti mezi přídavným drátem a základním kovem, způsobuje změnu napětí. Vzhledem k tomu, že svařování metodou MIG vyžaduje neustálé přivádění drátu do svarové lázně, je pro "vyrovnání" tohoto procesu nutné, aby zdroj napájení pro svařování metodou MIG dodával hořáku konstantní napětí. Svařování metodou MIG lze snadno mechanizovat nebo plně automatizovat.
Vhodné nastavení zahrnuje zvolení vhodného ochranného plynu (argon/helium/CO2 podle typu drátu a kovu), volbu typu drátu (plný vs. drát s plným jádrem), regulaci rychlosti podávání drátu a parametry oblouku tak, aby bylo dosaženo stabilního chození oblouku a požadovaného přenosu kovu. Při kulovém a rozstřikovém režimu vzniká větší rozstřik; pro polohové svařování je často preferován režim zkratu nebo impulsní režim, který minimalizuje rozstřik a zlepšuje kontrolu.
Praktické aplikace a typické využití
Svařování metodou MIG je široce používané v automobilovém průmyslu, kde se díky polohovatelnosti procesu a přídavnému drátu podávanému z cívky hodí k automatizaci; hořák je připojen k robotickému rameni. Svařování metodou MIG je jednou z nejoblíbenějších metod svařování, kterou používají amatéři i profesionálové. Je to částečně díky výhodám, které nabízí, a částečně díky snadnému použití.
I když technická vlastnost svařovacího zdroje MIG může pomoci zlepšit kvalitu vašeho svaru, nejlepším způsobem, jak zlepšit výsledky, je procvičit si techniku svařování a optimalizovat nastavení pro svařovaný kov a přídavné materiály. Používání kvalitního svařovacího zařízení MIG vám usnadní práci.
Speciální poznámky a vybavení
Svařovací pravítko, lišta a další pomůcky mohou zlepšit kvalitu svaru a usnadnit práci v terénu. Příklady:
- Svařovací pravítko je určeno pro svařování desek materiálů typu polypropylen a polyethylen metodou natupo. Dodává se s maximální svařovací délkou 2050 mm. Je mobilní, ale zároveň dostatečně tuhé pro přesné sváry.
- Veškeré svařování se provádí ručně a pro provoz je potřeba pouze jednofázové napětí 230 V s jištěním 16A. Svařovací lišta je potažena teflonovou folií, která zabraňuje přilepení materiálu a zvyšuje tím kvalitu výsledného sváru.
- Regulace potřebné teploty je dosažena pomocí PID regulátoru Omron, který udržuje přesně nastavenou teplotu. Svařovací pravítko se skládá z nosného rámu, upevněných upínacích svěráků a svařovací lišty mezi nimi.
- Upínací svěráky jsou řešeny tak, aby bylo možno pohodlně a rychle vyjmout i svařené pláště kruhových nádob.
- Dále má pravítko tyto výhody: pevnost sváru při dobrém provedení je vyšší než při svařování pistolí, nižší množství vznikajícího odpadu, po oříznutí přetoku je svár téměř neviditelný, jednoduchá obsluha i údržba.
Možnosti kvality a nejčastější vady
- Nedostatečné natavení: vzniká, když se roztavený kov svaru nespojí se studeným základním kovem a je častější u silnějších materiálů.
- Propálení při tenkých kovech v režimech kulového či rozstřikovaného přenosu, kde hrozí přehřátí a propálení tenčích vrstev.
- Ochranný plyn zajišťuje izolaci svarové lázně - nedostatečná ochrana vede k oxidaci a zhoršeným mechanickým vlastnostem svaru.
Ve srovnání s jinými metodami MIG nabízí vyšší kvalitu svaru s minimálním rozstřikem a esteticky příjemné svary, ale vyžaduje správné nastavování a adekvátní ochranné plyny. Větší náklady na argon mohou ovlivnit provoznost v průmyslu a možnosti práce mimo dílnu.
Svařování nerezu metodou MIG
Tabulka: Přehled režimů a jejich charakteristik
| Režim přenosu | Charakteristika | Vhodné pro |
|---|---|---|
| Zkrat (short-circuit) | Rychlé podávání, dotyk svarové lázně; nízké teplo, všestranný pro polohy | Tenší materiály, malé i střední tloušťky |
| Kulový (spray) přenos | Vysoké napětí, velké kapky, vysoký tok kovu | Rovné svary, vysoká rychlost na plochách |
| Impulsní MIG | Vysoká kvalita svaru s minimálním rozstřikem, vhodné pro tenké i tlusté materiály | Polohové sváry, estetické sváry |
| Postřik (spray) s vysokým napětím | Stabilní oblouk, velké kapky | Hlavně ploché sváry a pevné švy |
Tipy pro začátečníky a pokročilé
- Procvičujte techniku a experimentujte s nastavením pro konkrétní kov a výplňový materiál.
- Investujte do kvalitního MIG zdroje a správně nastavte ochranný plyn a drát.
- Vždy používejte vhodné osobní ochranné prostředky a zajistěte větrané prostředí.
- Pro automatizaci zvažte robotické rameno a spolehlivý, stabilní zdroj proudu s konstantním napětím na hořáku.