Основные понятия
Сварка в настоящее время является наиболее надежным методом объединения металлических материалов, поскольку она обеспечивает их сплавление в однородное целое. Этот процесс осуществляется при высоких температурах. Если вас интересует вопрос «как осуществлять соединение при помощи сварки», то стоит отметить, что данный метод обеспечивает надежность и прочность соединения металла.
Принцип ее работы таков: она разогревает металл в определенной небольшой зоне до температуры плавления. Называется такая сварка электродуговой.
При образовании электрической дуги может использоваться как постоянный, так и переменный ток. При переменном применяются трансформаторы, при постоянном — инверторы.
Проще работа обстоит с инверторами, т. к. они работают от сети 220 В. Отличаются небольшими размерами и весом, порядка 4−8 кг. Почти не издают шума и не влияют на напряжение.
Гораздо труднее обстоит работа с трансформаторами, т. к. ток переменный, он оказывает влияние на скачки напряжения, чему обычно не очень рады соседи и бытовая техника. Аппарат при этом большой и тяжелый.
Таким образом становится очевидно, что для новичков больше подойдет сварочный инвертор.
Электрическая дуга: контроль оптимальной длины
Величину зазора между горячим концом электрода и плоскостью металла, достаточную для образования электрического разряда, называют длиной дуги. Одна из главных основ инструкции сварщика – это контроль оптимальной длины дуги.
Теоретически в режиме сварки можно получить три дуговых промежутка:
- короткий (1 – 1,5 мм);
- длинный (3,5 – 6 мм);
- нормальный (2 – 3 мм).
Для режима горения короткой дуги характерным является недостаточный прогрев металла по ширине. По краям шва, в таких случаях, отмечается так называемый «подрез» – небольшое углубление. Наличие подобного дефекта свидетельствует о низких качественных показателях сварного шва.
Режим сварки длинной дугой, как правило, сопровождается её периодическим гашением. Здесь отмечается малый прогрев металла по глубине. О хорошем качестве шва говорить тоже не приходится.
Таким образом, остаётся единственный вариант, на который следует ориентироваться начинающему сварщику – нормальная длина дуги, которая должна составлять не более Ld = 0,5-1,1 * Dэ (Ld – длина дуги; Dэ – диаметр электрода).
Необходимые инструменты
Для сварочных работ необходим набор инструментов и спецзащиты. Это непосредственно сам сварочный аппарат, электроды, молоток и щетка. Диаметр электродов зависит от материала, над которым предстоит работать.
Не стоит забывать и о защите. Для защиты глаз обязательно необходима сварочная маска, также нужно надеть одежду из плотного материала и замшевые перчатки и прочную обувь. Еще пригодятся приборы, преобразующие переменный ток в постоянный — это выпрямитель, инвертор или трансформатор.
Видео руководство для начинающих ↑
Навыки работы со сварочным аппаратом помогут сделать массу полезных металлических конструкций для дачи, гаража, бани, хранилища. Наверняка после первых шагов захочется сделать что-нибудь потрясающее. Только чтобы овладеть всеми нюансами мастерства, нужно немало потрудиться для получения сноровки. Ну и, конечно, для более сложных приемов сварки потребуется более углубленная информация типа профессиональных пособий с описанием сложных процессов и перечнем технических регламентов.
- Стальные трубы для отопления и фитинги для стальных труб
- Глубина укладки и заложения канализационных труб — как правильно посчитать?
- Как производится замена труб на пластиковые или полипропилен
- Как спрятать трубы в ванной — 4 сподручных способа
Технология работ
Чтобы возникла электрическая дуга, необходимы токопроводящие элементы: в этом случае это металл и электрод. При соприкосновении металла и электрода появляется электрическая дуга. В этом же месте сразу начинает плавиться металл, одновременно с ним плавится и электрод, который переносится в сварную ванну.
Также в процессе горит и защитная поверхность электрода, при этом частично испаряясь и выделяя определенное количество газов. Эти газы создают завесу и защищают металл от окисления. Также металл покрывается шлаком, который помогает металлу, поддерживая температуру.
Образование шва происходит при перемещении электрода, в чем и заключается весь секрет сварки. Еще необходимо следить за углом наклона и параметрами тока. После остывания металла на нем остается корка шлака, которая защищает металл от окисления. Шлак затем отбивают при помощи молотка.
Особенности ручной
Ручная ЭС является наиболее распространенным способом электросварочных работ в бытовых условиях. Доступность сварочной аппаратуры бытового класса открывает широкие возможности применения ручной сварки электродом для начинающих мастеровых, возжелавших собственноручно сварить ажурные решетки для окон дачного домика или подварить крыло старого автомобиля.
Отличительной особенностью ручной сварки для начинающих является необходимость поддержания процесса устойчивого горения дуги, в ходе которого ЭД непрерывно горит без преобразования в другие виды электромагнитных разрядов.
Электросварка для чайников, как опытные мастера-профи иронично называют «сварных», лишь недавно взявших в руки держатель электродов, осложнена отсутствием практических навыков и приемов, необходимых для формирования стабильно горячей дуги и получения качественного соединения деталей.
И хотя в большинстве случаев бытовое применение ручной ЭС не требует особо высокого качества шва, новичку не следует работать по сборке водопровода в квартире, сварке трубы топливной системы дома, ферм перекрытия и других ответственных конструкций.
Как научиться варить
В первое время проводить сварочные работы необходимо под надзором опытного сварщика, он покажет как научиться варить сваркой, даст совет и поможет в случае проблем. Можно попрактиковаться на куске металла.
Для начинающих сварщиков больше всего подойдет 3 мм электрод. Он стоит немного дороже, но с ним проще работать. Позже, как будет получен опыт, можно будет перейти к другим вариантам. Зафиксировать его можно в специальном держателе, который бывает пружинный и винтовой и крепится к одному из кабелей. После фиксирования электрода можно приступить к соединению кабелей.
На сварочном аппарате имеется два выхода: положительный и отрицательный. Также есть два кабеля, один из них заканчивается держателем, куда вставляется электрод, другой — специальным зажимом.
При обычных видах сварки подключают прямую полярность: минус идет на электрод, плюс на деталь. Но при некоторых работах используют обратную полярность.
Подведем итоги
Электросварка является полезным навыком в быту и строительстве. Овладеть ей возможно самостоятельно. Подобное обучение будет строиться на:
- понимании теории сварочного процесса, необходимой для верной настройки сварочного аппарата и проведения работ по сварке металла;
- соблюдении правил безопасности при сварке, сводящейся к использованию защитного костюма, очков или маски, проведению сварки вдали от легковоспламеняющихся предметов;
- практическом опыте, который начинается с умения зажигать дугу и наваривать валики.
Не стоит отчаиваться, если первые опыты электросварки не порадуют вас красивыми швами. Поверьте, подобные сварочные скелеты есть у каждого опытного сварщика. Умение создавать не только качественные, но и внешне привлекательные швы придет вместе с опытом и частой практикой сварки.
Процесс электросварки
После приготовления всех деталей и приборов можно приступать к работе. Первым делом крепится кабель с зажимом. Затем нужно проверить другой кабель на изоляцию и надежное фиксирование электрода. Потом на сварочном аппарате выставляется мощность тока в зависимости от диаметра выбранного электрода.
Зажигается электрическая дуга. Чтобы это сделать, нужно слегка дотронуться электродом до металла, при этом должны брызнуть искры. После первого контакта электрод прикасается к металлу и приподнимается на высоту, равную 5 мм.
Высоты 5 мм нужно придерживаться на протяжении всей операции. По ходу процесса должен выгорать электрод и его нужно будет менять. Также он может периодически прилипать к металлу, в этом случае необходимо слегка качнуть им.
После зажигания дуги можно перейти к наплавлению валика. Делается это легкими колебательными движениями, плавно перемещая электрод. В результате операции должен получиться шов с небольшим наплавлением металла.
Движение электрода может протекать по трем направлениям:
- Поступательное.
- Поперечное.
- Продольное.
Во время работы можно накладывать один вариант на другой. Каждый мастер предпочитает работать по собственному направлению. Ведь основная задача состоит в надежном соединении металлов, а каким образом это происходит — не так важно.
Классификация способов выполнения
Способы ЭС классифицируются по следующим основным техническим признакам:
- По уровню механизации ЭС подразделяют на три основных вида:
- ручную ЭС, в которой операции по зажиганию дуги, поддержанию ее в устойчивом состоянии и перемещению электрода выполняются сварщиком вручную без использования каких-либо механизмов;
- полуавтоматическую ЭС, характеризующуюся автоматизированной подачей сварочной проволоки в зону сварки (сварочный полуавтомат). Остальные операции выполняются вручную;
- автоматическую ЭС, в которой все операции выполняются в полном автоматическом режиме.
На рис. ниже показан сварочный полуавтомат инверторного типа, предназначенный для бытового применения. Аппарат обладает высокими функциональными возможностями и простым обслуживанием, допускающим сварку металла для начинающих даже при сложных сварочных работах, например, сварку тонкого листа нержавейки.
- По типу используемого электрода:
- при ЭС плавящимся электродом сварочная ванна создается за счет плавления стержня электрода и кромок основного металла;
- при ЭС неплавящимся электродом ванну заполняет расплавленный металл свариваемых частей.
- По варианту защиты сварочной ванны, обеспечивающей оттеснение атмосферного воздуха от зоны горения ЭД (кислород, азот и водород, содержащиеся в воздухе, существенно ухудшают качество металла шва в случае проникновения в расплав сварочной ванны):
- ЭС под флюсом;
- ЭС в газовой среде;
- ЭС на открытом воздухе.
- По составу защитной газовой среды. Для газовой защиты применяют углекислый газ, иногда азот (при ЭС меди), аргон и гелий (для сварки легированной стали, алюминия, титана) и смеси газов.
- По роду применяемого электротока – ЭС переменным или постоянным током.
ЭС на постоянном токе позволяет получить более качественный шов практически без разбрызгивания металла, поскольку отсутствует смена полярности электротока и, соответственно, переход через ноль.
Как правильно выбрать ток
Помимо скрепления металла перед сваркой, нужно знать, какое значение тока выставлять в определенных ситуациях. Все зависит от толщины металла, над которым производится работа и диаметра электрода.
Но иногда может внезапно упасть напряжение, инвертор не сможет сам среагировать на эту ситуацию. В этом случае нужно просто замедлить передвижение электрода, добиваясь прогрева. Еще может помочь повторное проведение электродом по швам. Если и это не помогает, можно поставить электрод меньшего диаметра.
Движения держателем
Для правильной сварки необходимо удерживать кончик сердечника электрода на расстоянии не менее 2 мм и видеть сварочную ванну.
Проблема для начинающих заключается в необходимости выполнения сразу нескольких действий одновременно. Для лучшего наполнения валика стыка необходимо вести электрод несколькими способами.
Для сварки металла, толщина которого более 6 мм, лучше использовать движение треугольником. А менее этой толщины деталей лучше применять ломанную зигзагообразную линию сварки.
Сначала потребуются только эти способы ведения электрода. Обращайте внимание на постоянный размер колебательных движений. Возможно, сначала потребуется вести электрод просто по прямой линии, для получения навыков.
Не думайте, что у вас все получится с первой попытки. Это долгий процесс, поэтому надо запастить терпением, осваивая азы.
Сварка трубопровода
С помощью дуговой электрической сварки можно сделать горизонтальный шов, который проходит по окружности трубы и вертикальный, который проходит сбоку, А также верхний и нижний швы. Самым удобным вариантом является нижний шов.
Трубы из стали нужно проваривать встык, сваривая при этом все кромки по высоте стенок. Во время работы электрод нужно установить под углом 45 градусов — это делается для того, чтобы снизить наплывы внутри изделий. Ширина шва должна составлять 2−3 мм, высота — 6−8 мм. Если сварка идет внахлест, то здесь уже необходимая ширина 6−8 мм, а высота — 3 мм.
Непосредственно перед началом работ нужно провести подготовительные процедуры:
- Нужно очистить деталь.
- Если края трубы деформированы, то выровнять их или отрезать углошлифовальной машинкой, или по-простому болгаркой.
- Кромки, где будет проходить шов, необходимо зачистить до блеска.
После подготовки можно приступать к работе. Необходимо сваривать все стыки непрерывно, полностью проваривая. Стыки труб с шириной до 6 мм свариваются в 2 слоя, при ширине 6−12 мм в 3 слоя и при ширине стенок больше 19 мм в 4 слоя. Главная особенность заключается в постоянной очистке труб от шлака, т. е. после каждого выполненного слоя необходимо очищать его от шлака и только потом варить новый. Особую внимательность нужно проявлять при работе над первым швом, необходимо сплавить все притупления и кромки. Первый слой тщательно проверяют на наличие трещин, если они присутствуют, то необходимо их выплавить или вырубить и наварить заново.
Все последующие слои привариваются при медленном поворачивании трубы. Последний слой приваривают с ровным переходом на основной металл.
Возможные дефекты сварочных соединений и швов
Электрическая сварка –это сложный процесс и не всегда все идет гладко.
В результате ошибок в работе швы и соединения могут иметь различные дефекты, среди которых:
- Кратеры. Небольшие углубления в валике сварочного шва. Могут появляться в результате обрыва дуги или ошибки в выполнении конечного фрагмента шва.
- Поры. Сварочный шов становится пористым в результате загрязнения кромок деталей ржавчиной, маслом и др. Кроме того, пористость может появиться при слишком быстром охлаждении шва, при высокой скорости сварки и при работе непросушенными электродами.
- Подрезы. Выглядят как небольшие углубления с обеих сторон шовного валика. Появляются при смещении электродов в направлении вертикальной стенки при сваривании угловых соединений. Помимо этого, подрезы образуются при работе длинной дугой или если значения сварочного тока слишком высоки.
- Включения шлака. Внутри сварочного валика находятся кусочки шлака. Это может случиться при загрязнении кромок, высокой скорости сварки или в том случае, если сварочный ток слишком мал.
Это наиболее часто встречающиеся дефекты сварочных швов, но могут быть и другие.
Дополнительная информация по свариванию вертикальных и горизонтальных швов электросваркой представлена в этой статье.
Управление положением электрода
Сварочный процесс может выполняться при положении электрода углом вперёд, углом назад, прямым углом. Применяя любой из этих трёх технологических приёмов, сварщик способен создавать швы в разных условиях производства работ.
Варианты угловых положений электрода для производства сварочных работ. Синие стрелки указывают направление перемещения электрода
Так, способ «углом вперёд» традиционно применяется для соединения элементов горизонтальным и вертикальным швами в условиях верхнего расположения деталей в пространстве (потолочная сварка). Эта же техника успешно используется для сварки неповоротных стыков труб или при сооружении самодельной печки из газового баллона.
Удерживая электрод строго под прямым углом (90º), сварщик обеспечивает исполнение работ в местах труднодоступных. Наконец, техника «угла назад» позволяет качественно выполнять сварочные работы на угловых стыках.
Устанавливая электрод «углом вперёд», обычно работают с тонкостенными металлами. В таком положении электрода получают широкий шов малой глубины. На толстостенных металлах, напротив, стараются применять технику «углом назад», обеспечивая прогрев металла на достаточную глубину.
Как варить сваркой?
«Варить сваркой» обычно означает процесс обработки металлов с помощью сварочного оборудования. Это может включать в себя несколько различных техник, таких как дуговая сварка, лазерная сварка или индукционная сварка.
В процессе сварки два металлических заготовки соединяются путем прилива металла в месте соединения и его затвердевания. Обработка металлов с помощью сварки может применяться для создания прочных соединений между деталями и конструкциями.
Важно отметить, что сварка требует определенных навыков и знаний, чтобы быть выполненной безопасно и эффективно. Некоторые типы сварки, такие как дуговая сварка, также требуют специального оборудования и защитных мер.
Видео. Как стать сварщиком, азы сварки — Территория сварки
