Как научиться правильно варить электросваркой

Как научиться правильно варить электросваркой?

Среди гениальных изобретений человечества электросварка, бесспорно, занимает одну из ведущих позиций – настолько универсальным и многоплановым является метод соединения деталей посредством расплавления электрода под воздействием электрического тока.

Использование этого метода соединения металлических частей и конструкций уже давно вышел за пределы привычного понимания сварки, как метода соединения металлических деталей из черного металла.

И все же наибольшего развития технология электросварки нашла в строительстве и машиностроении, при этом наибольшего распространения получила технология дуговой сварки в защитной среде (ММА).

Основные азы сварочных работ

Осваивая первые шаги в сварочном деле необходимо понимать, что успешное обучение является результатом усвоения как теоретических знаний, так и практических умений.

К теоретическим знаниям следует отнести:

• знание теоретических основ физических процессов электродуговой сварки;
• знание основных характеристик и принципа работы сварочного оборудования разных типов;
• знание порядка организации работ, привил техники безопасности;
• знание основных маркировок электродов, технологии сваривания различных материалов и компонентов.

Пошагово технологию сварки можно представить примерно так:

• электрический ток большой силы от 10 до 160 и даже 250 ампер образует электрическую дугу между электродом и свариваемыми поверхностями металла;
• вследствие создания электрической дуги происходит повышение температуры электрода и происходит горение обмазки, в горении участвуют вещества, которые выжигают вокруг себя кислород, образую небольшой объем пространства, защищенного от кислорода;
• образовавшийся газ высокой температуры плавит сердцевину электрода, которая образует сварочную ванну, в которой металл находится в жидком состоянии и заполняет шов между свариваемыми деталями.

Необходимые материалы/инструменты/защита

Переходя к практическому освоению навыков сварочных работ, следует выбрать сварочный аппарат:

• Трансформаторный сварочный аппарат – вид сварочного оборудования, который выдает переменный ток, ранее был самым распространенным видом сварочного оборудования, прост, неприхотлив в работе, но требует хорошей электропроводки и нормального напряжения в сети; – относительно новый тип сварочного оборудования, легок как в смысле работы, так и в плане веса, может работать при довольно существенных перепадах напряжения, в отличие от трансформатора выдает постоянный ток на сегодняшний день является наиболее перспективным видом оборудования для любительского использования; – это оборудование, для различных видов сварочных работ проводимое сварочной проволокой в среде инертных газов, для работы полуавтоматической сваркой требуется использование баллона с инертным газом, это весьма дорогое оборудование, однако сварочным полуавтоматом можно проводить сварку даже очень тонких деталей.

К минимально обязательному набору инструментов сварщика нужно отнести:

• сварочный молоток;
• щетку по металлу;
• различные зажимы и струбцины;
• болгарку с набором отрезных и шлифовальных кругов.

Кроме этого, сварщику нужно иметь:

• Специальные термостойкие перчатки.
• Специальный костюм сварщика из брезента.
• Рекомендуется иметь и специальную обувь – ботинки с высоким берцем или сапоги, при этом брюки костюма должны быть выпущены поверх ботинок или голенища сапог. Такое может быть немодное решение, не допустит во время работ попадания окалины внутрь обуви.
• И если сварщик хочет иметь еще долгое время модную шевелюру на голове, то обязательным элементом одежды должна стать шапка или кепка.

Как выбрать правильное оборудование, электроды и экипировку

При выборе сварочного аппарата для освоения первоначальных навыков работы достаточно и сварочного трансформатора, сварочный инвертор как оборудование более высокого класса разумно приобретать с прицелом на постоянную работу.

Стандартные кабели к сварочному аппарату, чаще всего бывают длиной в 1,5 метра, чего явно недостаточно для работ на высоте или в небольших помещениях, поэтому рекомендуется приобрести кабели большей длины.

Сварочные аппараты последнего поколения, независимо от того трансформаторные или инверторные сегодня оборудуются системой принудительного обдува, поэтому при покупке нелишне проверить их работоспособность при включении оборудования в сеть.

Приобретая электроды для начального обучения, рекомендуется для более эффективного овладения навыками покупать не пачку в 5 кг, а купить несколько пачек электродов разного диаметра от 2 мм до 5 мм по 1 кг. Этого количества электродов вполне достаточно для того чтобы понять как варить.

При выборе защитной маски следует знать, что современные маски с автоматической защитой имеют наибольший эффект, они не требую постоянного держания в руке, фильтр автоматически включается при появлении дуги, но к сожалению, сегодня такие маски пока еще весьма дороги для многих начинающих мастеров.

Маски старого образца с неизменяемым светофильтром, а в особенности те, что стандартно продаются в комплекте сварки, требуют определенной доработки:

• Во-первых, они не имеют защитного стекла, такое самое обыкновенное стекло вставляется с наружной стороны маски и защищает светофильтр от искр и попадания окалины. Со временем, такое стекло просто снимается и заменяется новым.
• Во-вторых, сам светофильтр в таких масках идет с довольно большой степенью защиты, для новичка это не совсем правильно, ведь новичок только овладевает навыками работы, а не проводит сваривание 6 часов кряду. Поэтому рекомендуется заменить фильтр, на более прозрачный, например, на светофильтр №3 что дает намного лучший результат.

Пошаговая инструкция по проведению сварочных работ

Подготовка к проведению сварочных работ подразумевает не только подготовку материалов и оборудования, но и строгое соблюдение правил техники безопасности!

Следует знать, что сварочные работы это работы с повышенным риском, поэтому строгое соблюдение правил эксплуатации электроустановок, пожарной безопасности при работах должны быть соблюдены неукоснительно:

• рабочее место должно обеспечивать свободный доступ к свариваемым конструкциям;
• огнеопасные материалы должны быть убраны;
• сварочные работы должны проводиться в сухом помещении, при обеспечении правил электробезопасности;
• сварщик должен быть экипирован соответствующим специальным костюмом, перчатками, обувью.

Приступая к работам:

• свариваемые детали очищаются от ржавчины, краски, смазки и прочих веществ;
• места сварки тщательно подгоняются напильником или болгаркой зачищаются заусеницы;
• свариваемые детали прижимаются друг к другу и фиксируются;
• провод массы держателем прикрепляется к одной их деталей;
• включается в сеть сварочный аппарат;
• вставляется электрод в электрододержатель стороной свободной от обмазки;
• несколькими движениями электрод проводится по одной их деталей, для проверки наличия тока и розжига электрода;
• берется маска, электрод подносится к месту сварки, маска подносится к глазам и производится сваривание деталей несколькими небольшими швами по 3-5 мм;
• после сваривания швов проводится проверка правильности соединения, поскольку при дуговой сварке возможно смещение деталей и самого металла, вследствие чего образуются достаточно большие щели;
• через 1-2 минуты после прихватывания деталей сварочным молотком аккуратно, надев обычные защитные очки, легкими ударами оббивается шлак и окалина, проверяется качество шва;
• при удовлетворительном результате проводится сваривание непрерывным швом по всей длине деталей;
• через 3-5 минут молотком и щеткой по металлу очищается шов, проверяется качество;
• отключается аппарат, производится уборка рабочего места.

Как делать разные виды швов

Мастерство сварщика формируется постепенно, и не стоит ставить невыполнимую задачу научиться варить с после 1–2-х электродов. Мастерство появится тогда, когда сварщик научится не только правильно держать электрод, но и определять размер шва и ванны на ощупь.

При сварке толстых деталей следует сначала 2-3 секунды прогреть металл, сформировать ванну и только после этого формировать шов.

Научившись держать дугу, следующим этапом овладения мастерством будет умение формировать шов. В зависимости от условий работы основными умениями будут считаться умения сварки:

• горизонтального шва;
• вертикального шва; ;
• потолочного шва (сварщик находится под свариваемыми деталями, вся работа производится вверху).

На начальном этапе достаточно овладеть навыками создания простого горизонтального шва. Для этого:

• электрод держится на расстоянии 2–3 мм от поверхности, формируется ванна;
• легким движением электрода в сторону ванна тянется по шву;
• при движении кончик электрода описывает полукруг, наплавляя металл в виде чешуи.

После окончания сварки, очистив шов от шлака, в результате должен получиться ровный шов в виде полоски накрывающих один другого чешуек.

Потолочный шов формируется зигзагообразными движениями, но для таких видов работ используются специальные электроды, обмазка которых формирует внутри чашечку с расплавленным металлом. Такие электроды позволяют сваривать детали без растекания металла и создания большого количества искр.

Особенности сварки труб

Сваривание труб в зависимости от расположения шва проводится следующим образом:

• на концах свариваемых труб формируется фаска;
• свариваемые концы совмещаются друг с другом;
• в нескольких точках прихватывается шов;
• при горизонтальном расположении от крайней нижней точки проваривается сектор до середины трубы с нижней части, после с верхней части.

При сварке труб большого диаметра и толщине стенок, больше 6 мм трубы сваривают в 2 слоя, чем больше диаметр и толщина стенок, тем больше слоев нужно проваривать, условно каждые 6 мм толщины добавляют один слой.

Как правильно варить тонкий металл

Условно тонким металлом считается металл толщиной до 2 мм. Основной проблемой при сварке таких изделий является прожиг электродом сквозного отверстия. Для этого используются электроды небольшого диаметра – 2 и 2,5 мм и небольшую силу тока.

Так, для сварки металла 1 мм достаточно электрода 2 мм и силу тока сварочного инвертора 30-35 ампер. Кроме этого, для сварки тонкого листового металла и более толстого основания используют различные накладки из более толстого листового металла, приваривая который проваривается и тонкий лист.

Советы и рекомендации

При сваривании деталей необходимо учитывать, что существует опасность тепловой деформации металла, особенно когда сами свариваемые детали не совсем плотно прилегают друг к другу в таком случае рекомендуется сначала прихватить конструкцию в нескольких местах, а после производить окончательную сварку.

После остывания шва нужно обязательно проверить наличие раковин. Их необходимо очистить от шлака и вновь проварить.

Сварка вертикальных швов и потолочных швов, полуавтоматом, инвертором, электродом, для начинающих и профи

США
Россия
Украина
Беларусь
Молдова

1. 5
2. 4
3. 3
4. 2
5. 1

Мастеру следует знать, что сварка вертикальных и потолочных швов имеет свои особенности. Если учесть их, то сварочный шов получится максимально надежным.

Правильная сварка вертикального шва: основные советы

Сварка швов в вертикальном положении сложна тем, что расплавленный материал под действием силы тяжести будет вытекать из сварочной ванны. Как правильно варить сваркой вертикальный шов, учитывая эту проблему? Опытные мастера советуют использовать способ «снизу вверх». Следует подготовить горизонтальную площадку, сечение которой совпадает с сечением создаваемого шва. Электрод при сварке должен выполнять поперечные колебания полумесяцем. Такая сварка вертикального шва для начинающих предпочтительнее, так как ее проще освоить.

Сначала мастеру следует наплавить полочку на свариваемые кромки. После чего малыми порциями наплавляют металл, постепенно направляя электрод выше. В итоге внизу должен формироваться сварной шов.

Сварка вертикальных швов электродом может осуществляться углом.

Электрод переменно направляется вверх и вниз. Металл должен постоянно поступать на кромки и аккуратно переноситься вверх при помощи электрода.

Как варить вертикальный шов дуговой сваркой, чтобы добиться высокого качества сварного шва? Первым делом по линии создаются небольшие прихваты до 2 см. Это позволит скрепить заготовки и избежать смещения или деформации из-за высокой температуры. Перед тем, как варить вертикальные швы электродуговой сваркой, следует определиться с углом наклона. Он должен быть в пределах 45-90°. Сварка начинается в самой нижней точке. Дуговая сварка вертикальный шов можно создавать, двигая инструмент «елочкой», то есть из стороны в сторону, постепенно продвигаясь вверх. Вертикальный шов электродуговой сваркой как правильно варить, выбрав подходящую температуру? Опытные мастера советуют создавать такие швы с током, который будет примерно на 15 % меньше по сравнению со сваркой в нижнем положении. Это позволит избежать вытекания материала из сварочной ванны.

Ручная сварка вертикальных швов предполагает активную работу без задержек. Если закончился электрод, то мастеру следует как можно быстрее поменять его, ведь задержка приводит к остыванию области ванны. Когда производится сварка вертикального шва ручной дуговой сваркой, важно также избежать зашлакованности зазора. Для этого надо делать начальный заход в глубину максимально быстро.

Сварка вертикальных швов инвертором для начинающих обладает несколькими важными моментами, которые надо учитывать. К примеру, новички часто создают сварочные швы с дефектами. В стыках могут иметься полости воздуха, и такое соединение будет непрочным. Причиной является небольшая сила тока или быстрое движение электрода. Когда закончена сварка металла вертикальные швы могут иметь поры или наплывы. Обычно это связано с тем, что начинающий сварщик неверно подобрал электроды или они имеют слишком низкое качество.

США
Россия
Украина
Беларусь
Молдова

Сварка вертикального углового шва считается наиболее сложной работой. Ведь мастеру приходится находиться в неудобном положении, подняв руки вверх. В этом случае нужно помнить о нескольких правилах:

• Ход электрода должен быть плавным.
• Наплавка металла производится равномерно.
• Во время сварки следует избегать остановок электрода.

Когда требуется сварка вертикальным швом трубу, перед мастером стоит задача не допустить, чтобы жидкий материал отошел от сварочной области. Поэтому нужна стабильно горящая электродуга. Мастеру следует расположить ее таким образом, чтобы между сварочной ванной и концом электрода был маленький пробел.

Сварка вертикальных швов полуавтоматом пройдет успешно, если выполнить следующие рекомендации:

• При толщине материала менее 3 мм сварку ведут сверху вниз, а при большей толщине наоборот.
• Горелка прибора располагается под углом 45° к поверхности изделия.
• Ток и скорость подачи проволоки должны быть небольшими, так как материал плавится быстрее по сравнению с ручной сваркой.

Как варить потолочные швы сваркой и достигнуть отличного результата?

Сварка в потолочном положении шва требует от мастера внимательности и аккуратности. Ведь из-за особенности расположения шва расплавленный материал будет стремиться вытечь из ванны. В связи с этим при сварке потолочных швов сварочный ток мастеру следует уменьшить примерно на 15 % по сравнению со сварочными работами в нижнем положении.

Как варить потолочный шов дуговой сваркой, чтобы соединение было максимально прочным? Перед началом работ надо убедиться, что электроды сухие. Ведь если они влажные, то создаваемые газы будут подниматься вверх и останутся в шве. В результате возникнут внутренние пустоты.

Сварка потолочных швов ручной дуговой сваркой может проходить тремя способами:

• Лесенкой. Мастер помещает электрод под углом примерно 110° к плоскости, приближает к материалу и зажигает дугу. Данная технология сварки потолочных швов подразумевает, что после формирования небольшого количества расплавленного материала электрод отдаляют на 10 мм от потолочной поверхности. Затем электрод снова возвращают, чтобы перекрыть застывшую часть материала расплавом, длина которого должна составлять около 1/3 ее длины.

• Полумесяцем. Сварщик располагает электрод под углом 110° к поверхности потолка. Затем совершает им колебательные движения, похожие на дуговые зигзаги, постоянно заводя электрод на застывшую область материала. Дуговая сварка потолочный шов в этом случае будет отличного качества, главное сделать несколько проходов.

• Обратнопоступательно. Сварка потолочного шва электродами таким методом доказала свою надежность. Концом электрода мастер постоянно возвращается на застывший участок материала, в результате происходит постепенное удлинение шва.

Как правильно варить потолочный шов сваркой, чтобы быстрее освоить эту работу новичкам? Опытные мастера советуют применять половину электрода. Это упрощает управление положением его конца.

Потолочный шов сварка как правильно все сделать и получить надежное соединение? В большинстве случаев желательно сводить кромки свариваемых изделий максимально близко друг к другу. Сварку с зазорами качественно выполнит только высококвалифицированный мастер.

США
Россия

Азбука электросварки

Электросварка – наиболее надёжный способ соединить детали из металла. При электродуговой сварке детали сплавляются в одно целоe под воздействием высоких температур. Электрическую дугу сейчас применяют в большинстве аппаратов для сварки и расплавления металла. Дуга нагревает металл до температуры, при которой он начинает плавиться, причем происходит это на небольшой площади.

Виды электросварки

Для получения электрической дуги используют либо постоянный, либо переменный ток. С переменным током работают трансформаторы, постоянным — инверторы.

С трансформатором работать сложнее: вследствие переменного тока дуга может «скакать», к тому же сам аппарат занимает много места и имеет внушительную массу. При работе и дуга, и трансформатор сильно шумят. Ещё один недостаток: трансформатор сильно перегружает сеть, наблюдаются значительные скачки напряжения. Из-за этого может пострадать бытовая техника.

Инверторы обычно работают от напряжения 220 В. В отличие от трансформаторов, они имеют меньшие габариты и вес (3-8 кг), работают тише и почти не влияют на напряжение сети. Плюс ко всему, дуга образована постоянным током, поэтому она не «прыгает» и её легче контролировать. Учитывая все эти преимущества, рекомендуем новичкам начинать работу именно с инверторов.

Технология сварочных работ

Электрическая дуга появляется в результате взаимодействия двух проводящих ток элементов с противоположными зарядами. Первый — это металлическая деталь, а другой — электрод.

Электрод — это металлический сердечник, на который нанесён особый защитный состав. Также существуют неметаллические сварочные электроды (в них используются уголь и графит), но сфера их применения специфична и сварщику-новичку они, скорее всего, не понадобятся.

Электрическая дуга возникает при касании противоположно заряженных электрода и металла. Металл детали в том месте, куда направлена дуга, начинает плавиться. Вместе с этим плавится металлический стержень электрода, частицы которого переносятся с электрической дугой в зону плавления — сварную ванну.

Разрушается и защитное покрытие, часть которого плавится, а другая – испаряется, выделяя раскаленные газы. Газы обволакивают сварную ванну, не позвроляя металлу взаимодействовать с кислородом. Расплавленный шлак, покрывая металл, помогает поддерживать температуру. Для правильной сварки наличие шлака, покрывающего ванну — необходимое условие.

Сварной шов формируется в процессе движения ванны, а сама ванна движется при перемещении электрода. Здесь и кроется вся суть процесса: нужно двигать электрод с правильной скоростью. Важно, отталкиваясь от необходимого типа соединения, корректно подбирать угол наклона электрона и параметры тока.

Учимся пользоваться сваркой

Во-первых, нужно подготовить рабочее место. Особое внимание следует обратить на безопасность: при сварке велик риск травмироваться как от электричества, так и от высоких температур.

Во-вторых, учиться пользоваться электросваркой лучше всего на толстом куске металла. Помимо самой детали и инструмента для сварки, будут нужны краги (специальные плотные перчатки) и маска сварщика. Подберите плотную одежду, которая защитит всё тело, крепкую обувь из толстой кожи. Обувь должна быть настолько крепкой, чтобы она смогла пережить попадание искр и окалин. Подготовьте молоток и металлическую щетка, которой будете сбивать шлак. И не забудьте про защитные очки.

Как вставить электрод в держатель?

Самый подходящий электрод для новичков – универсальный, диаметром 3,2 мм. Такой электрод не самый дешёвый, но с ним будет удобно и комфортно работать. После того, как навык будет отточен, можно будет перейти на использование более дешевых аналогов.

Электрод помещаем в держатель, который крепится на одном из сварочных кабелей. Фиксаторы делятся на 2 типа — пружинный и винтовой. Чтобы вставить электрод в пружинный держатель, нужно нажать на кнопку, расположенную на ручке, и попасть в образовавшееся гнездо. При винтовом зажиме вращением ручки раскручивают зажим, помещаем внутрь электрод и закручивают обратно. После установки электрода можно подключать кабели.

Электродуговой аппарат постоянного тока имеет два выхода: положительный и отрицательный. Сварочных кабелей тоже два:

• Первый кабель заканчивается металлическим зажимом-фиксатором и крепится к детали;
• Второй кабель имеет на конце держатель для электрода.

Тип работы определяет, какое направление тока будет выбрано. При использовании инверторов обычно плюс подключают на деталь, а минус — на электрод. Такое подключение считается прямой полярностью. Но при ряде работ создают обратную полярность: минус — на деталь, плюс — на электрод. Такой метод используется, например, при сварке нержавеющей стали.

При прямой полярности металл сильнее нагревается, а это плюс для большинства соединений. Лучший прогрев обусловлен тем, что электроны движутся от отрицательно заряженного полюса (в нашем случае электрода) к положительно заряженному (деталь). В процессе такого перехода электроны отдают металлу часть своей кинетической энергии, повышая его температуру.

Начало сварки: как зажечь дугу?

Когда кабели подключены, самое время подумать о том, как всё-таки получить электрическую дугу. Главное условие её возникновения — непосредственный контакт между электродом и деталью. Существуют два способа обеспечить контакт:

1. чирканьем;
2. постукиванием.

В первом случае ведём электрод вдоль шва (дабы не оставлять следов), в другом — постукиваем по металлу кончиком электрода.

Если электрод новый и его кончик оголен, разжечь дугу проще. Если инструмент уже использовался ранее, стержень стирается и оказывается под толстым слоем из защитного покрытия. Этот слой необходимо сбить. Для этого нужно несколько раз слегка ударить кончиком электрода по детали.

Наклон электрода

Следующий момент, достойный особого внимания – положение электрода при работе с ним. Его следует наклонять к себе на угол от 30 до 60 градусов от нормали к поверхности детали. Угол наклона подбирают с учётом того, какой шов планируют получить, а также выставленного тока. Берут в расчёт и состояние сварной ванны.

При наклоне инструмента на себя ванна и расплавленный шлак движутся за кончиком электрода. Его угол наклона и скорость движения следует подбирать так, чтобы шлак успевал накрыть горячий металл. В этом случае металл прогревается на большую глубину.

Если металл не требует слишком сильного прогрева, угол наклона берут от себя, шов и ванна снова следуют за электродом, и глубина прогрева в этом случае минимальна.

Как двигать электрод

Чтобы шов получился качественный, контролируйте сварную ванну. Удерживайте электрод на расстоянии 2-3 мм от плоскости металла и постоянно наблюдайте за состоянием и размером сварной ванны. Это требует хорошего навыка, но при регулярной практике он обязательно появится.

Вся загвоздка в том, чтобы одновременно контролировать целый ряд тонкостей:

• направлять электрод строго по определённой траектории;
• по мере стирания стержня плавно опускать электрод, соблюдая расстояние в 2-3 мм от поверхности;
• регулировать размеры и состояние сварной ванны, увеличивая или уменьшая скорость движения электрода;
• контролировать направление шва.

Желательно освоить несколько разных движений электрода и применять их в зависимости от ситуации.

1, 2, 3 — для равномерного прогрева сварочной ванны; 4 — для усиленного прогрева корня шва; 5, 6 — для усиленного прогрева кромок

Для освоения движений лучше взять толстый фрагмент металла. Поначалу швы получаются грубые, похожие на валики. На этом этапе вы получите элементарные навыки: привыкните держать необходимое расстояние от кончика электрода до детали и придерживаться правильной траектории.

Берём кусок металла, мелом проводим на его поверхности линию: по этой линии необходимо уложить валик. Разжигаем дугу и осваиваем движения, вместе с этим контролируя ванну. Как правило, получается далеко не с первого раза. Когда техника будет отработана, валик будет равномерным, его ширина и высота не будут «скакать», можно будет приступать к более сложным заданиям.

Как контролировать положение свариваемых деталей

Конечно, правильно держать и двигать инструмент – это ещё не всё. Важно понимать механику соединения металлов. Она имеет свои тонкости: шов «тянет» детали, что может привести к их деформации. Как итог – изделие будет заметно отличаться по форме от того, что было задумано изначально.

Чтобы этого избежать, детали фиксируют струбцинами, стяжками и прочими приспособлениями. Помимо этого создают прихватки — маленькие поперечные швы, прокладывая их с интервалом в несколько десятков сантиметров. Они помогают придать изделию нужную форму. В месте стыков деталей прихватки делают с двух сторон, чтобы скомпенсировать возникающие напряжения.

Выбираем ток для сварки

Последнее, о чём стоит сказать — какой подавать ток. На выбор величины тока влияет толщина соединяемых деталей и применяемых электродов.

При ручной электросварке все компоненты связаны друг с другом. К примеру, при падении напряжения в сети инвертор не способен выдать нужный ток. Но это не станет критической помехой работе: для достаточного прогрева можно просто уменьшить скорость движения электрода. Если это не приносит плодов, можно пройти по одному и тому же месту несколько раз. Другое решение — взять электрод потоньше. Какой-то из этих методов или их комбинация должен привести к положительному результату.

После изучения всех теоретических тонкостей, отрабатывайте навыки на практике. Покупайте сварочный аппарат, электроды, защитную маску – и за дело.

Как правильно научиться варить металл электросваркой?

• 24-12-2014
• 26
• 1913

Сварка металлов является одной из важнейших операций при изготовлении и эксплуатации металлических конструкций. Изготовление сложных металлических деталей, узорных изделий, изделий из высоколегированных сталей – это удел профессионалов, которые хорошо знают, как правильно варить металл электросваркой. Ведь именно электросварка является самым распространенным видом, имеющим много преимуществ.

Схемы дуговой электросварки.

В жизни часто возникает необходимость соединения или ремонта простых металлических деталей – труб, профилей, полосы, простых конструкций. Познакомившись с тем, как правильно варить металл электросваркой, любой человек способен произвести все работы своими силами.

Основы электросварки

Электросварка основана на процессе соединения металлических деталей путем расплавления прилегающих друг к другу кромок деталей и заполнения этого участка расплавленным металлом. Расплавление металла производится при помощи электрической дуги. Дуга между электродом и поверхностью заготовки создается путем подачи постоянного тока большой мощности.

Схема точечной электросварки.

Комплект сварочного аппарата включает в себя инвертор, трансформатор, кабель, держатель. Инвертор предназначен для преобразования переменного тока в постоянный. С помощью трансформатора обеспечивается необходимая сила сварочного тока. Сила тока регулируется в зависимости от толщины свариваемой заготовки, вида металла и типа электрода и составляет от 30 до 400 А.

Электрод представляет собой металлический провод (наиболее распространены диаметром 3-5 мм), покрытый специальной обмазкой. Его длина обычно составляет 250-500 мм. Обмазка в процессе сварки выполняет роль инертной среды. В состав обмазки обычно входит смесь металлов (никель, марганец, железо) и минералов (глинозем, магнезия, известняк).

Процесс электросварки

Оборудование и инструмент, необходимый для производства сварки:

• сварочный аппарат;
• комплект электродов;
• молоток;
• зубило;
• защитный щиток;
• щетка металлическая;
• напильник;
• шкурка наждачная;
• болгарка;
• штангенциркуль;
• шаблоны и щупы.

Последовательность процесса электросварки развивается следующим образом. На электрод через держатель подключается положительный полюс (анод) и подается постоянный электрический ток. В зазоре между электродом и поверхностью заготовки формируется электрическая дуга, которая расплавляет весь металл, попадающий в зону ее действия.

Схема сварочного аппарата для электросварки.

Одновременно расплавляется металл основы электрода. Этот металл в виде капель заполняет пространство между расплавленными кромками заготовки в сварочной ванне – в результате образуется сварочный шов. Под воздействием высокой температуры возникает газовое облако из испарений обмазки. Это облако за счет своей химической инертности обеспечивает защиту расплавленного металла от взаимодействия с воздухом. Поверх сварного шва появляется шлак из продуктов распада обмазки, который образует дополнительный защитный слой от окисления. Сварной шов постепенно остывает, а металл в нем кристаллизуется. Так обеспечивается соединение заготовок.

Подготовительный этап

Первым делом необходимо выбрать электрод и установить величину сварочного тока. Как правило, электроды используются диаметром 3,2 или 4 мм. Далее следует штангенциркулем замерить толщину заготовки для установки силы тока. Электрод диаметром 3,2 мм можно применять при толщине заготовки до 3 мм, а сила тока устанавливается 90 А. Использовать электрод диаметром 4 мм следует для заготовок толщиной до 4 мм; при этом сила тока при толщине заготовки до 3 мм – 100 А, а при толщине 3-4 мм – 120 А.

Перед сваркой необходимо подготовить участок сварки. Для этого заготовка очищается от грязи и внешних покрытий (краска, грунтовка и т. д.). Участок непосредственных работ необходимо зачистить болгаркой, шкуркой или напильником до металла основы. Заготовка закрепляется.

Образование дуги

Основные виды траекторий поперечных колебаний при дуговой сварке.

Процесс сварки начинается с формирования дуги между электродом и поверхностью заготовки. Для этого держатель устанавливается под углом 60º к поверхности заготовки и слегка проводится по ней до появления искр. Если произойдет залипание электрода, он высвобождается легким наклоном из стороны в сторону. После появления искр электрод приподнимается над поверхностью на высоту до 5 мм.

В промежутке между электродом и поверхностью заготовки должна образоваться электрическая дуга. Минимальная длина дуги 3 мм, но рекомендуется обеспечить оптимальную длину дуги, равную 5 мм. Если стабильная дуга не образуется, следует увеличить силу сварочного тока. Дуга должна поддерживаться все время сварки с заданным размером. Увеличение длины дуги не допустимо, так как в увеличенном зазоре могут развиться окислительные процессы или реакция азотирования, происходит разбрызгивание расплавленных металлических капель, может возникнуть пористость в сварном шве. В процессе сварки длина электрода уменьшается, но необходимо длину дуги сохранять неизменной, плавно приближая остаток к поверхности.

Формирование сварочного шва

Образованная дуга направляется в начало участка работ и расплавляет металл. Сварной шов формируется путем плавного медленного продольного движения электрода по линии сварки. По виду его перемещения швы можно подразделить на несколько видов.

Виды сварных швов.

1. Самый простой – ниточный шов, получается только при продольном направлении движения. Ширина такого шва составляет 2-3 мм. Такой шов обладает невысоким качеством и может использоваться только в неответственных деталях.
2. Более качественным, но также не гарантирующим надежность является шов, образованный движением электрода в двух направлениях, продольном и поперечном. Ширина такого шва – до 15 мм. Проекция движения электрода представляет собой зигзаг или синусоиду. В этом случае электрод медленно продвигают вдоль линии сварки и одновременно двигают поперечно из стороны в сторону на ширину 10-15 мм.
3. Надежный сварочный шов образуется при движении электрода в трех направлениях. Сохраняется продольное и поперечное движение, но при достижении крайних положений по обе стороны от линии сварки электрод сдвигают назад на 10-20 мм. Так обеспечивается возвратно-поступательное движение, которое позволяет вторично обработать шов. Шаг до следующего сдвига составляет 30-50 мм. В проекции такое движение в трех направлениях представляет собой винтообразную линию или орнамент.

При формировании сварного шва электрод направляется под углом 75-80º к поверхности заготовки в направлении линии сварки и строго под углом 90º по направлению в сторону от линии сварки.

Как сваривать после остановки?

В процессе сварки возникает необходимость смены электрода или остановки сварки по другим причинам. В месте остановки образуется углубление, называемое кратером. Возобновлять работы нужно в следующем порядке:

Схема влияния угла наклона на сварочный шов.

1. На расстоянии 12 мм от кратера зажигается дуга.
2. Дуга медленно перемещается к кратеру.
3. Место расположения кратера тщательно проваривается путем колебательных движений электродом.
4. Затем процесс сварки продолжают в обычном режиме.

Сварка обычно проводится в несколько слоев. При толщине заготовки до 6 мм достаточно 2 слоя, при толщине 6-12 мм – 3 слоя, при толщине более 12 мм – 4 слоя. Направление движения электрода в слоях меняется.

После окончания сварки шов обрабатывается, излишки сбиваются зубилом или обрабатываются болгаркой и напильником.

Техника безопасности

Следует помнить, что сварка – это опасный процесс, поэтому необходимо использовать защитные средства. Щиток с защитным стеклом необходим для защиты глаз от ярких вспышек дуги и лица от расплавленных брызг. Одежда должна быть плотной, защищающей от расплава. На руках должны быть плотные защитные перчатки. Необходимо учитывать наличие электропроводящих частей, которые должны быть надежно изолированы. Работы запрещено производить вблизи легковоспламеняющихся материалов.

Электросварка – это один из самых распространенных и эффективных видов сварки. Сваривать металл в простых конструкциях вполне под силу любому человеку.