Mikä on MIG-, MAG- tai GMAW-hitsaus? 👨‍🏭

Johdanto

MIG (tai MAG) on sähkökaarihitsausprosessi kulutuselektrodilla kaasusuojauksen alla, jossa käytetään kiinteää lankaa elektrodina ja inerttiä kaasua (MIG) tai aktiivista kaasua (MAG) kaasusuojana. Tunnetaan myös nimellä Gas Metal Arc Welding (tai GMAW).

Kuinka prosessi toimii

MIG/MAG-hitsaus käyttää sähkökaaren lämpöä, joka muodostuu jatkuvasti syötettävän paljaselektrodin ja epäjalometallin väliin, sulattamaan elektrodin kärjen ja perusmetallin pinnan hitsattavassa liitoksessa.

Valokaari- ja hitsisulan suoja tulee kokonaan ulkopuolelta syötetystä kaasusta, joka voi olla inerttiä, aktiivista tai näiden seosta. Siksi meillä voi olla seuraavat prosessit kaasusta riippuen:

• MIG-prosessi (METAL INERT GAS): inertin kaasun ruiskutus. Kaasu voi olla:

- argon
- heliumia

• MAG (METAL ACTIVE GAS) -prosessi: aktiivisen kaasun tai kaasuseoksen ruiskutus, joka menettää inertit ominaisuutensa, kun osa perusmetallista hapettuu. Käytetyt kaasut ovat:

- 100 % CO2
- CO2 + 5-10 % O2:ta
- argon + 15-30 % CO2
- argon + 5 - 15 % O2
- argon + 25 - 30 % N2

Päällystetyn elektrodihitsauksen ja upokaarihitsauksen prosesseissa muodostuvaa kuonaa ei muodostu MIG/MAG-hitsausprosessissa, koska juokstetta ei käytetä näissä prosesseissa. Piioksidipitoisista elektrodeista muodostuu kuitenkin lasimainen kalvo (joka näyttää lasilta), jota on käsiteltävä kuonana.

Alla oleva kuva näyttää, kuinka MIG/MAG-hitsausprosessi toimii.

MIG/MAG-hitsaus on erittäin monipuolinen prosessi. Suurimmat edut ovat:

• Suurempi kerrostumisnopeus kuin pinnoitetun elektrodin hitsauksessa.
• Vähemmän kaasua ja savua hitsauksesta.
• Korkea monipuolisuus.
• Laaja sovelluskapasiteetti.
• Hitsaa monenlaisia ​​paksuuksia ja materiaaleja.

MIG/MAG-prosessia voidaan käyttää myös puoliautomaattisesti tai automaattisesti.

Puoliautomaattisessa prosessissa elektrodi syötetään automaattisesti polttimen (tai pistoolin) kautta. Hitsauskone ohjaa polttimen ja osan välistä kallistusta ja etäisyyttä sekä kulkunopeutta ja kaaren käsittelyä.

MIG/MAG-hitsausprosessia voidaan käyttää myös pintamaalaukseen.

Hitsauslaitteet

MIG/MAG-perushitsauslaitteisto koostuu seuraavista elementeistä: hitsauspistoolista (tunnetaan paremmin polttimena), hitsausvirtalähteestä, suojakaasusylinteristä ja langankäyttöjärjestelmästä.

Seuraava kuva esittää MIG/MAG-hitsaukseen tarvittavat peruslaitteet.

Polttimessa on kontaktiputki hitsausvirran siirtämiseksi elektrodille ja kaasusuutin, joka ohjaa suojakaasun kaaren ja hitsausaltaan läheisyyteen. Langansyöttölaite koostuu pienestä tasavirtamoottorista ja käyttöpyörästä.

Suojakaasun virtausta säätelevät virtausmittari ja paineenalennussäädin. Nämä mahdollistavat jatkuvan kaasun syöttämisen pistoolin suuttimeen ennalta määrätyllä virtausnopeudella.

Hitsaus alkaa, kun langan kärki koskettaa työkappaletta ja pistoolin sytytysliipaisin aktivoidaan. Tällä hetkellä tapahtuu kolme tapahtumaa: (a) johto on jännitteinen, (b) johto etenee, (c) kaasu virtaa solenoidin avautumisesta johtuen. Tämän jälkeen voit aloittaa pistoolin siirtämisen hitsausta varten.

Useimmat MIG/MAG-hitsaussovellukset vaativat käänteisen napaisuuden tasavirtatehoa (DC+, elektrodi kytketty positiiviseen napaan). Tässä tilanteessa sinulla on vakaampi kaari, vakaampi siirto, vähän roiskeita ja hyvät hitsauspalon ominaisuudet.

Suoranapaista tasavirtaa ei käytetä usein, eikä tässä prosessissa käytetty vaihtovirtaa vasta viime aikoihin asti. Nykyään on jo mahdollista hitsata alumiinia vaihtovirralla.

Täytemetallin siirtotyypit

Kuluvilla elektrodeilla hitsattaessa, kuten MIG/MAG-hitsauksessa, langan kärjessä oleva sula metalli on siirrettävä hitsausaltaaseen. Tärkeimmät vaikuttavat tekijät ovat:

• Virran intensiteetti ja tyyppi.
• Valokaarijännite.
• Nykyinen tiheys.
• Elektrodilangan luonne.
• Irrotettava elektrodin jatke.
• Suojakaasu.
• Virtalähteen ominaisuudet.

Sula täyteainemetalli siirtyy langan kärjestä hitsausaltaaseen, nimittäin:

Pallomainen

Se tapahtuu alhaisella virralla suhteessa elektrodin mittaan (halkaisijaan). Metalli siirtyy elektrodilta työkappaleeseen palloina, joista jokainen on halkaisijaltaan suurempi kuin elektrodi. Pallot siirtyvät lätäköön ilman suurempaa suuntaa ja roiskeiden esiintyminen on varsin ilmeistä.

Ruiskusiirrolla

Esiintyy suurilla virroilla. Sula täyteainemetalli siirtyy kaaren läpi hienoina pisaraina. Ruiskusiirrolla saostusnopeus voi olla jopa 10 kg/h. Tämä kerrostumisnopeus kuitenkin rajoittaa menetelmän paikkaan.

Oikosulkusiirrolla

Fuusio alkaa pallomaisena ja pisara kasvaa kooltaan, kunnes se koskettaa sulaa allasta aiheuttaen oikosulun ja sammuttaen kaaren. Tiettyjen voimien vaikutuksesta pisara siirtyy osaan. Tämä prosessi mahdollistaa hitsauksen kaikissa asennoissa ja on suhteellisen vähän energiaa vaativa prosessi, mikä rajoittaa sen käyttöä suuremmilla paksuuksilla.

Sykkivä kaarihitsaus

Se ylläpitää matalavirtakaaren taustaelementtinä ja ruiskuttaa suurivirtapulsseja tämän pienen virran yli. Täytemetallin siirto tapahtuu pisarasuihkulla näiden pulssien aikana. Tämä hitsausvirran ominaisuus pienentää hitsausenergiaa, mikä mahdollistaa pystysuoran hitsauksen käyttämällä halkaisijaltaan suuria lankoja.

Sykkivä tai "pulssi" kaari on suhteellisen uusi ja sitä pidetään yleensä muita siirtomuotoja parempina .

Huono puoli on, että se vaatii erityisen hitsauskoneen pulssien ohjaamiseen. Toinen haittapuoli on juuren tekeminen, koska uskotaan, että alhaiset virtatasot johtavat fuusiovian puuttumiseen.

Suurin osa MIG/MAG-suihkuhitsauksesta tehdään tasaisessa asennossa. Pulssikaari- ja oikosulkusiirto MIG/MAG-hitsaukset soveltuvat hitsaukseen kaikissa asennoissa. Hitsattaessa yläasennossa käytetään pienihalkaisijaisia ​​elektrodeja oikosulkusiirtomenetelmällä. Suihkunsiirtoa voidaan käyttää pulssitason tasavirralla.

Oikosulkutilaa on käytetty laajalti sen mukavuuden vuoksi, mutta sillä on haitta sen tuottaman alhaisen lämmönsyötön vuoksi. Tämä pieni lämpö voi aiheuttaa fuusion puutteen, ja tästä syystä jotkut yritykset rajoittavat sitä.

Kulutusosien tyypit ja toiminnot – kaasut ja elektrodit

Suojakaasun päätarkoitus MIG/MAG-hitsauksessa on suojata hitsiä ilmakehän lialta. Suojakaasu vaikuttaa myös siirtotyyppiin, tunkeutumissyvyyteen ja helmen muotoon.

Argon ja helium ovat suojakaasuja, joita käytetään useimpien rautametallien hitsaukseen. CO2:ta käytetään laajalti vähähiilisten terästen (aikaisemmin "mietojen" terästen) hitsaukseen. Suojakaasua valittaessa on tärkeintä pitää mielessä, että mitä tiheämpi kaasu, sitä tehokkaampi sen kaarisuojaus.

MIG/MAG-hitsauksen elektrodit ovat koostumukseltaan samanlaisia ​​tai identtisiä muiden paljaita elektrodeja käyttävien hitsausmenetelmien elektrodien kanssa, ja MAG-hitsauksen erityistapauksessa ne sisältävät hapettumisenestoaineita, kuten piitä ja mangaania tietyissä prosenttiosuuksissa.

Selvyyden vuoksi todettakoon, että hapettumisenestoaine on se, joka ottaa hapen pois sulasta altaasta tai muuttaa sen joksikin vähemmän haitalliseksi. Jos jätät hapen lätäköön, se jää loukkuun hitsiin jähmettymisen jälkeen huokosten (tai huokoisuuden) muodossa.

Pääsääntöisesti elektrodi- ja epäjalometallikoostumusten tulee olla mahdollisimman samankaltaisia, ja erityisesti MAG-prosessissa on huomioitava hapettumisenestoaineiden lisääminen (koska sauman puhdistus ei ole niin huolellista kuin MAG-prosessissa).

Aktiivisen ilmapiirin käyttäytyminen MAG-prosessissa

Aktiivisella ilmakehällä tarkoitetaan aktiivisen suojakaasun ruiskuttamista, eli joka pystyy hapettamaan metallin hitsauksen aikana. Otetaanpa esimerkkinä hiilidioksidin (CO2) ruiskutus, mikä helpottaa asiaan liittyvien ilmiöiden päättelyä.

Suojakaasuun ruiskutettu hiilidioksidi, dissosioituessaan hiilimonoksidiksi ja hapeksi (CO2 = CO + 1/2 O2), edistää rautamonoksidin muodostumista: (Fe + 1/2 O2 = FeO). Rautamonoksidi (FeO) puolestaan ​​​​diffundoituu ja liukenee sulaan altaaseen reaktion kautta:
FeO + C -> Fe + CO

Saattaa käydä niin, ettei hiilimonoksidilla (CO) ole aikaa poistua hitsausaltasta, mikä aiheuttaa huokosia tai huokoisuutta hitsimetalliin.

Ongelma ratkaistaan ​​lisäämällä hapettumisenestoaineita, kuten mangaania. Mangaani reagoi rautaoksidin kanssa, jolloin muodostuu mangaanioksidia, joka kaasuna kulkeutuu kuonaan (FeO + Mn -+ MnO).

Mangaania on kuitenkin lisättävä määrä, joka on yhteensopiva muodostuneen FeO:n kanssa. Liiallinen Mn saa osan siitä liittymään hitsiin, mikä lisää hitsimetallin kovuutta ja siten halkeilun todennäköisyyttä. Yhteenvetona siis seuraavat reaktiot:
• Aktiivisessa ilmapiirissä:
CO2> CO + ½ O2
Fe + ½ O2> FeO

• Kun neste/kiinteä aine muuttuu:
FeO + C> Fe + CO

• Lisättynä hapettumisenestoaineita:
FeO + Mn> Fe + MnO (MnO menee kuonaan)

Teoriassa GMAW ei tuota kuonaa, mutta käytännössä se voi muodostaa lasimaista kuonaa (kuten yllä näkyy). Toinen mahdollisuus on, että MnO jää hitsaukseen inkluusiona.

On aina kätevää kiinnittää huomiota seuraaviin yksityiskohtiin hitsattaessa aktiivisella ilmalla (MAG-prosessi ja kaikki muut aktiivisella ilmalla):

• Kun jähmettymisnopeus kasvaa, huokosten ja huokoisuuksien todennäköisyys kasvaa;
• Hapetus voi aiheuttaa huokosia ja huokoisuutta. Liiallinen hapettumisenesto lisää hitsin mekaanista vetolujuutta lisäämällä sen karkenevuutta (lämpökäsittelykarkaisu). Halkeamisriski on suurempi.

MAG-hitsauksessa hapettumisenestoaine lisätään erikoislangalla, joka sisältää korkeamman hapettumisenestoainepitoisuuden. Mn:n lisäksi on myös hapettumista poistavia alkuaineita: Si, V, Ti ja AI.

Ominaisuudet ja käyttötarkoitukset

MIG/MAG-hitsausprosessi tuottaa korkealaatuisia hitsejä oikeilla hitsausmenetelmillä.

Koska juoksutetta ei käytetä, mahdollisuus kuonaan, joka on samanlainen kuin päällystetty elektrodi tai upotettu kaariprosessi, on minimaalinen, ja toisaalta prosessille ominaista lasimaista kuonaa voi esiintyä, jos läpikulkujen välistä puhdistusta ei tehdä. Asianmukaisesti. Vetyä juotteessa ei käytännössä ole.

MIG/MAG-hitsaus on kaikki asentohitsausprosessi, joka riippuu elektrodista ja käytetystä kaasusta tai kaasuista. Se voi hitsata useimpia metalleja ja sitä voidaan käyttää jopa pintapinnoitteiden pinnoittamiseen.

Se pystyy hitsaamaan yli 0,5 mm paksuuksia oikosulkusiirrolla. Saostusnopeus voi olla 15 kg/h riippuen elektrodista, siirtotavasta ja käytetystä kaasusta.

Prosessin aiheuttamat epäjatkuvuudet

MIG/MAG-hitsauksessa voi esiintyä seuraavia katkoksia:

Fuusion puute

Se voi tapahtua MIG/MAG-hitsauksessa oikosulkusiirrolla. Sitä esiintyy myös ruiskunsiirrossa tai aksiaalisessa ruiskutuksessa, kun käytetään pientä virtaa.

Läpäisyn puute

Sen esiintyminen on todennäköisempää oikosulkusiirron yhteydessä (pienen lämmönsyötön takia).

Kuonan sulkeumia

Itse perusmetallin sisältämä tai puutteellisissa suojaolosuhteissa hitsauksen aikana vangittu happi muodostaa oksideja hitsausaltaassa. Useimmiten nämä oksidit kelluvat hitsausaltaassa, mutta ne voivat jäädä loukkuun hitsimetallin alle, mikä aiheuttaa kuonaa.

Sirpaleita, mutkia, kaksoislaminaatioita ja lamellihalkeamia

Ne voivat tulla pintaan tai esiintyä hitsauksissa, joissa on suuri rajoitusaste.

Alaleikkaukset (muistuttavat puremaa)

Kun he tekevät, se johtuu hitsaajan kyvyttömyydestä.

Huokoisuus

Kuten olemme jo todenneet, MIG/MAG-hitsauksessa hitsaussaumaan jäänyt kaasu aiheuttaa huokoset ja huokoisuuden, jolloin varmistetaan seuraava mekanismi: ruiskutettu suojakaasu voi tiettyjä teknisiä vaatimuksia noudattamatta syrjäyttää sitä ympäröivän ilmakehän, joka sisältää happea ja typpeä.

Ilmakehän happi ja typpi voivat liueta hitsausaltaaseen aiheuttaen huokosia ja huokoisuutta hitsimetalliin.

Päällekkäisyys

Se voi tapahtua oikosulkusiirron yhteydessä.

Halkeamia

Halkeamia voi syntyä hitsattaessa huonolla tekniikalla, kuten käyttämällä sopimatonta täytemetallia. Sopimattomalla tarkoitan kulutustarvikkeen valintaa tai määrittelyä (insinöörin vastuu)

Henkilökohtaisen suojan ehdot

MIG/MAG-hitsauksessa ultraviolettisäteilyn emissio on korkea. Ongelmana on myös metalliset ulokkeet. Hitsaajan on käytettävä tavanomaisia ​​suojavarusteita, kuten käsineitä, haalareita, suojalaseja jne.

Ahtaissa tiloissa hitsattaessa emme voi unohtaa pakkotuuletuksen tarvetta sekä liuottimia sisältävien säiliöiden poistamista alueelta, jotka voivat hajota myrkyllisiksi kaasuiksi ultraviolettisäteiden vaikutuksesta.

Opi Hitsauksesta

Haluatko oppia lisää hitsauksesta? Käy Pikakurssi.

Lainaus

Kun sinun on sisällytettävä tosiasia tai tieto tehtävään tai esseeseen, sinun on myös mainittava, mistä ja miten olet löytänyt kyseisen tiedon (Mikä on MIG-, MAG- tai GMAW-hitsaus).

Tämä antaa paperillesi uskottavuutta ja sitä vaaditaan joskus korkeakoulutuksessa.

Helpottaaksesi elämääsi (ja viittausta) kopioi ja liitä alla olevat tiedot tehtävään tai esseeseen:

Luz, Gelson. Mikä on MIG-, MAG- tai GMAW-hitsaus?. Materiaaleista Blog. Gelsonluz.com. pp kk vvvv. URL.

Korvaa nyt pp, kk ja vvvv päivä, kuukausi ja vuosi, kun selaat tätä sivua. Korvaa myös tämän sivun todellisen URL -osoitteen URL -osoite. Tämä lainausmuoto perustuu MLA -sopimukseen.