Сварка полуавтоматом, как правило, производящаяся проволокой в защитных газах, является разновидностью классической электродуговой сварки металлов за счет тепловой энергии электрической дуги, возникающей между окончанием электрода (проволоки) и свариваемых деталей.

Поскольку сопротивление дуги несколько выше сопротивления электрода, более значительная тепловая энергия выделяется именно в плазму дуги и оплавляет близлежащие поверхности – детали и электрод, образуя сварочную ванну. После кристаллизации и остывания объема полученного жидкого металла образуется сварной шов, наиболее надежное из современных соединений. Упрощенный процесс сварки можно увидеть на видео.

Отличительной особенностью рассматриваемого вида сварки являются два главных компонента: подвижный плавящийся электрод (проволока) и защитный газ.

  Защита электрической дуги необходима с целью препятствования вступлению расплавляемого металла в контакт с окружающей средой, поскольку данное взаимодействие (при окислении азота и кислорода) приводит к образованию оксидов и нитритов, наличие которых в металле приводит к дефектам сварного шва. С этой целью и применяются защитные газы в баллонах: аргон, гелий, углекислота или их смеси.

  Схематично принцип полуавтоматической сварки можно увидеть на рисунке. Подвижная проволока под напряжением проходит сквозь газовое сопло, расплавляется под действием электродуги, но сохранность постоянной длины дуги обеспечивает автоматический механизм подачи. В этом и заключается принцип автоматизации, а направление и скорость сварки выбирается вручную.

  Существует технология сварки без использования газа. В этом случае используется самозащитная («порошковая») проволока (с добавлениями марганца, кремния и других металлов, являющихся раскислителями), при сгорании образующая вокруг защитную среду. Процесс такой сварки наглядно представлен на видео.

 В международном стандарте определяется, как GMAW (gas metal arc welding) и подразделяется в зависимости от используемой защитной среды на MAG и MIG (в инертном или активном газе)

  Комплект сварочной установки должен включать: сварочный аппарат, баллон для подачи газа под давлением и источник сварочного тока.

Основные параметры установок полуавтоматизированной сварки находятся в пределах:

• Сварочный ток (~40 — 600 А);
• Напряжение на дуге (~16 — 40В);
• Скорость сварки (~4 — 20 мм/с);
• Диаметр электродной проволоки (0.5 — 3 мм);
• Длина вылета проволоки (~8 — 25 мм);
• Скорость подачи (расход) электродной проволоки (~35 — 250 мм/с);
• Расход защитного газа (~3 — 60 л/мин);
• Емкость баллона с газом (5 – 100 л)

  В зависимости от размеров и способов перемещения полуавтоматы подразделяются на стационарные, передвижные и переносные (ранцевые).

  Также сварочные аппараты различаются по технологии подачи проволоки. Чаще используется толкательный тип подачи, облегчающий вес горелки, но ограничивающий длину гибкого шланга тремя метрами. Тянущий тип позволяет использовать шланги до 20 метров, но механизм подачи, размещенный в горелке, значительно увеличивает ее вес.

  Горелке уделяется повышенное внимание. Сопло и токопроводящий наконечник в ее конструкции являются быстро изнашиваемыми сменными деталями, и от их состояния зависит качество производимого шва. В ходе сварки они требуют регулярной очистки от налипающих брызг, технологию этого процесса можно увидеть на видео. Также рекомендуется внимательно следить за затяжкой и износом наконечника.

Электродная проволока используется диаметром в пределах от 0,5 до 3 мм, в зависимости от толщины свариваемых деталей. Более тонкая позволяет поддерживать устойчивое горение дуги и достигать большей глубины проплавления. Толстая проволока требует больших величин сварочного тока, в среднем по 100А на каждый дополнительный миллиметр диаметра.

  Защитный газ, находящийся в баллонах под давлением, используется как в чистом виде (инертные Ag, He и активные CO2), так и составе смеси этих газов, в зависимости от режима сварки и вида свариваемого материала. Средний расход углекислоты можно вычислить, зная удельный расход газа за время прохода шва, добавив к нему дополнительный расход на выполнение подготовительно-заключительных операций.

В теории выделяют несколько видов переноса металла:

• с коротким замыканием дуги или без него;
• мелко-, средне-, и крупнокапельные;
• с разбрызгиванием и без разбрызгивания.

  Тот или иной способ применяется в зависимости от типа и толщин свариваемых материалов, а также вида использованных защитных материалов.

  На основании этих видов выделено несколько режимов сварки:

• циклический режим сварки короткой дугой;
• точечный режим сварки;
• режим импульсной сварки;
• режим струйного переноса металла;
• режим непрерывного вращающегося переноса металла.

  На практике чаще всего сварка с применением углекислоты и ее смесей производится импульсно-дуговым способом при постоянном токе обратной полярности. В некоторых случаях возможна сварка и на переменном токе. Обратная полярность в сравнении с прямой отличается меньшей скорость плавления, зато большей стабильностью дуги и меньшим разбрызгиванием.