Сварка электродом

Принцип сварки металлов

В принципе, соединения металлов это несложный процесс для понимания – электрическая дуга плавит края соединяемого металла и в это же время наносит на соединение металл с электрода. Даже если просто провести электрод вдоль соединения, то шов заварится – каким образом он это сделает, это уже иной вопрос, это зависит от уровня мастерства непосредственно сварщика, а точней от того, как он правильно усвоил урок, как варить шов сваркой, и все нюансы, связанные с этим.

• Самое главное, что необходимо знать, это скорость наплавления материала – если проводить электрод быстро, то стык будет сделан с пропусками. Если это выполнять не спеша, то металл начнет сильно чрезмерно оплавляться, а иногда (при малой толщине соединяемых металлических листов) даже прожигаться. Опять же, этот момент необходимо определять экспериментальным путем.
• Это же относится и к силе тока, с которой делается сварка – сильный ток прожигает металл, слабый не полностью проваривает. По большому, сварщик сам для себя подбирает оптимальное напряжение и уже приспосабливается к нему. Спросите, как?

Существует такое определение, как сварка рваной дугой – то есть, во время работ, смотря за состоянием свариваемых материалов, вы просто на очень короткое время прерываете дугу, давая этим материалу чуть остыть. Как правило, по этой технологии происходит варка труб – металл надевается на шов, образно говоря, елочкой либо небольшими передвижениями электрода сперва слева направо, а затем наоборот.

По большому счету соединение труб сваркой – это отдельная тема, которая требует подробного описания. Если коротко рассматривать данный процесс, то происходит он в два этапа. Для начала, это заполнение соединения между двумя трубами (они соединяются стык в стык, между трубами в обязательном порядке обязан быть зазор в несколько миллиметров). И следующее, это усиление шва, оно делается под большим напряжением, на данном этапе работ убираются все огрехи и пропуски первого этапа.

Провар – если говорить проще, то глубина проплавления краев соединяемого металла. Опять-таки, тут есть тонкая грань, на которой и нужно сбалансироваться сварщику. Переходя данную грань, и сильно переплавляя металл, вы создаете с обратной стороны соединения наросты – они не принципиальны, когда речь идет о деталях, которые можно варить с обеих сторон. Но вот если рассматривать трубы, то тут данные наросты являются уменьшением диаметра трубы.

Если рассматривать недогрев, то тут подразумевается некачественный шов. Узнать плохо проваренный стык можно по обратной стороне детали – во время сварки металл (естественно, если он не имеет толщины больше сантиметра) с тыльной стороны обязан раскаляться докрасна. После сварочных работ на этом участке видны изменения в цвете металла и образуется окалина.

Как выбрать электроды

Защитная обмазка проволоки во время сварки плавится и преобразуется в шлак, который, выходя на наружу сварочной ванны, защищает расплав от воздействия азота воздуха и кислорода. Иногда обмазки имеют газообразующие добавления, они во время варки выделяют газ, который ограничивает доступ кислорода к участку плавления.

Как правило, вопрос, какие электроды выбрать, у новичков не появляется, потому что учиться ремеслу чаще всего начинают сваркой простейших низкоуглеродистых сталей.

Использование сварочных выпрямителей дает возможность использовать для таких, и нержавеющих металлов, электроды марки УОНИИ, которые предназначены для варки прямым током.

Электроды марки АНО, можно использовать для работы с трансформаторами и выпрямителями, они позволяют работать и с обратным, и с прямым током, потому любители их выбирают гораздо чаще, нежели УОНИИ.

С учетом толщины свариваемых частей используют электроды сечением 1,6-5 мм. При этом, 4-5 мм стержни используют для порезки металлов, выставляя наибольшую силу тока.

Узнать нужный диаметр электрода можно с помощью таблиц зависимости данного параметра от толщины материала, а также с помощью различных формул. Новички не часто используют электроды диаметром больше 4 мм.

Разновидности сварочных работ (стыковая, нависающая, горизонтальная сварка и т. д.) почти не зависят от диаметра проволоки, что не скажешь о ширине шва и глубине сварной ванны.

Из-за того, что удельный ток сварки напрямую зависит от диаметра электрода, то концентрация силы тока выше на конце тонкой проволоки, потому глубина провара больше, нежели при использовании толстого стержня. При этом использование электрода сечением 4-5 мм проплавляет металл нет так сильно, создавая более широкий шов.

То есть, сложно ответить, какой электрод выбрать, правильный выбор учитывает множество нюансов, от вида сварочного агрегата и до требуемой ширины шва.

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.

Сущность сварочного процесса

От правильности действий и умений человека непосредственно зависит, насколько надежным и качественным будет сварное металлоизделие. Поэтому в первую очередь следует изучить основы дуговой сварки.

Место, в котором происходит соединение электрода с металлом называют сварочной ванной. Перед тем как варить дуговой сваркой необходимо знать параметры ванны. Стандартные размеры следующие:

• 5-6 мм — глубина;
• 10-32 мм — длина;
• 7-15 мм — ширина.

Это условные параметры, конкретные размеры зависят от формы кромок соединяемых элементов, режима сварки, скорости движения электрода и других факторов.

Чтобы четко понимать, как правильно варить дуговой сваркой начинающим мастерам сперва необходимо досконально разобраться в происходящих при сваривании процессах:

• электрическая дуга возникает в момент, когда электрод соприкасается с металлической поверхностью;
• металл вместе образования дуги расплавляется;
• одновременно с металлом сам электрод также плавится и при этом расплавившиеся частички перемещаются в сварную ванну;
• плавке подвергается и защитное покрытие электрода. Оно образует газовое облако, которое защищает ванну от воздействия кислорода и обеспечивает поддержание необходимой для плавления металла температуры в месте сварки;
• в процессе сварки образуется шлак, который также способствует подержанию оптимального температурного режима и не допускает перегревания сварной ванны;
• сварочный шов образуется в результате движения электрода и перемещения ванны;
• после остывания металла на соединении остается шлаковая корочка, которую с помощью молотка необходимо аккуратно отбить.

Если вы никогда ранее не видели держатель электрода и общие понятия сварочного процесса вам незнакомы, то следует пройти уроки дуговой сварки, которые в открытом доступе есть в интернете на многих сайтах.

Обратите внимание! Только при наличии двух проводящих ток элементов с противоположными зарядами возможно возникновение электрической дуги. Такими элементами являются металл и электрод

Начинающим мастерам лучше всего использовать стандартный электрод, у которого центральный элемент выполнен из металла.

Что такое ручная дуговая сварка?

рис.1

Процесс ручной дуговой сварки состоит в том, что с помощью инвертора или трансформатора образуется электрическая дуга между кончиком электрода и поверхностью металла. Повышенная температура плавит металл и электрод, способствуя сплавке материалов. (рис. 1) Место, где металл соединяется с электродом, называется сварочной ванной. Стандартные размеры ванны:

• ширина 7-15 мм;
• длина 10-32 мм;
• глубина 5-6 мм.

Параметры сварочной ванны условны и зависят от разных факторов: режима сварки, формы краев свариваемых изделий, скорости движения электрода и других.

При расплавлении электрода, его покрытие образует защитный газовый слой, который не даёт прогорать металлу, а также защищает от воздействия кислорода. Образуется сварочный шов, покрытый слоем шлака. Шлак впоследствии удаляют с помощью молотка сварщика.

Ручная дуговая сварка очень популярна благодаря преимуществам:

• доступность;
• доступные расходные материалы и оборудование;
• не требует переналадка оборудования для сварки разных материалов;
• хорошее качество шва.

Сварка без электродов

При промышленном производстве или просто при желании овладеть более прогрессивными методами прибегают к сварке с применением современного оборудования, в котором электроды не требуются. Сварка без электродов предполагает их замену на проволоку, которая дозированно поступает из применяемого оборудования. К ним относятся полуавтоматы. Они являются аналогами уже несколько устаревших, но все еще применяемых и имеющихся в продаже трансформаторов.

В полуавтоматах сварочная проволока намотана на бобину внутри аппарата. При сварке осуществляется ее непрерывная подача. Специальный механизм обеспечивает перемещение проволоки по мере ее оплавления, что дало основание назвать это устройство полуавтоматическим.

Техника безопасности

Электросварка популярна. Небольшой по габаритам аппарат способен герметично соединить детали в любых пространственных положениях, сварка идет быстро и управляемо. При работе следует помнить о рисках для здоровья:

• Травма глаз. Сварочная дуга излучает световую энергию, которая может обжечь роговицу глаза, отпечататься на сетчатке. Ощущение песка под веками, сложно моргнуть, припухлости — эти симптомы проходят довольно долго. Защитить глаза поможет маска со специальным стеклом, перед зажжением дуги предупреждайте окружающих возгласом: «Глаза!»
• Поражение электрическим током. Электрическая дуга — пропуск электрического тока через зазор между электродом и металлом. Чем больше сила тока, тем ярче дуга. Но если этот ток пройдет через тело человека, он умрет. Чтобы избежать поражения электрическим током, нужно: Следить за целостностью оплетки кабелей, изоляцией держака.
• Использовать качественные изолированные держаки, не хватать голыми руками держак за оголенные части.
• При постоянной работе обувать спецобувь с прорезиненной подошвой.

Ожоги кожи. Ультрафиолет дуги и летящая во все стороны окалина травмируют кожу. Чтобы избежать проблем, используйте защитные перчатки — краги. Одеваться стоит только в хлопчатобумажную или специально пропитанную одежду — сварочную робу, джинсы. Для защиты рук применяются хлопчатобумажные рукавицы или сварочные краги. При сварке оголенных участков кожи быть не должно.
Отравление газами. Все работы должны проводиться в проветриваемом помещении, под вытяжкой или на свежем воздухе. Полезным будет применение фильтрующих полумасок или респираторов.

Частые ошибки новичков

Схема дуговой сварки.

Начинающим сварщикам свойственно совершать ошибки, связанные с незнанием азов, касающихся использования сварочного оборудования. Например, новички могут не знать, как правильно выбрать полярность сварки инвертором, что приведет к некачественному формированию соединения или даже к прожигу детали.

Можно выделить следующие основные ошибки:

• пренебрежение техникой безопасности;
• неправильный выбор сварочного автомата;
• применение некачественных или неподготовленных электродов;
• работа без пробных швов.

Для новичков стоит отдельно отметить одну особенность, если варить сваркой Ресанта. Это оборудование очень популярно, однако оно имеет короткие кабели подключения, что может создавать неудобства в работе.

Рекомендации как правильно сварить металл

Чтобы правильно варить металл, недостаточно просто научиться делать швы. Сварщик обязательно должен быть еще и материаловедом — знать многое о свойствах свариваемых материалов, их взаимодействии друг с другом и с высокими температурами.

Технология включает в себя много операций до начала и по окончании собственно выполнения шва.

До начала главной операции свариваемые детали необходимо тщательно очистить от механических загрязнений, старой краски, ржавчины и обязательно обезжирить. Требуется также правильно расположить их друг относительно друга и зафиксировать в этом положении.

Будущий сварщик заранее должен знать и предвидеть:

• потенциальные проблемы;
• разновидности дефектов

и продумать, как их избежать.

Начинают с трех простейших видов соединений

• Встык. Кромки соединяемых деталей находятся в одной плоскости с небольшим зазором между ними, и этот зазор заполняется шовным материалом.
• Внахлест. Детали располагаются с некоторым перекрытием кромок.

• Тавровый. Одна пластина торцом приваривается в середине другой, обычно под прямым углом.

В целом можно сказать, что работа сварщика наполовину состоит из собственно сварки, а наполовину — из планирования и подготовки. Научиться варить правильно — это значит научиться планировать и готовиться.

Технология сварочных работ

процесс крепления металлов

Объемы ванны зависят непосредственно от формы краев соединяемых поверхностей, режима сварки, положением изделий в пространстве, скорости движения электрода, и т. д. и составляет в ширину 7-15 мм, глубиной около 5 мм и длиной 11-32 мм.

Сгорать от повышенной температуры металлу не позволяет газовый слой, который образуется при расплавке обмазки электрода, он полностью вытесняет кислород из участка плавления. После удаления сварочной дуги металл кристаллизуется и появляется общий шов деталей, защищенный слоем шлака, его после охлаждения удаляют.

Основные преимущества электродуговой сварки:

• доступность;
• возможность варки разных материалов без переналадки устройства;
• хорошая производительность;
• доступные расходные материалы;
• отличное качество шва.

К минусам этого метода можно отнести необходимость подготовки свариваемых краев и непременное наличие электричества.

Основные правила стыковки деталей

После того, как освоены азы сварки, необходимо самостоятельно варить металлоконструкции, переходить к выполнению простейших операций по сборке и прихватке узлов в бытовых условиях. Как правило, домашний мастер не варит толстый металл, поэтому о разделка кромок не потребуется. Для начала можно потренироваться соединять профильную трубу. Для этого потребуется на концах деталей зарезать острые углы, для большей площади провара.

Детали вставляют в угловую струбцину и фиксируют поджимной планкой. Теперь необходимо предварительно прихватить с нескольких сторон. Для этого зажигают дугу и ставят небольшую точку.

Не требуется выдерживать большой катет, необходимо просто зафиксировать детали. После проверки диагоналей, выполняют прихватки со всех доступных сторон. Теперь снимают конструкцию и обваривают ее надежным и качественным швом.

Если хорошо усвоены уроки по углу наклона, укладке металла в расплавленную сварочную ванну, то операции по сборке металлоконструкций не вызовут затруднений даже для чайников в сварочном деле.

Изучив основы сварки и набравшись теоретических знаний, надо как можно чаще практиковаться, одевать сварочную экипировку, включать сварочный аппарат и долгое время оттачивать свое мастерство. Только практика позволит стать сварщиком высокого класса.

Расстояние между электродом и деталью

Имеет немаловажное значение, на каком расстоянии держать электрод при сварке. Это влияет на форму, ширину, шероховатость шва

В зависимости от этого параметра находится и длина электрической дуги. Идеальной считается сварочная дуга длиной 2-3 мм.

Небольшое расстояние следует выбирать, когда предстоит сваривание толстых деталей. Поперечные движения становятся необязательными. Короткая дуга получается, когда расстояние от конца электрода до металлической поверхности равно половине диаметра электрода. Такая дистанция увеличивает глубину проплавки. Ширина шва уменьшается. Короткая дуга актуальна для получения вертикального шва, но может использоваться и при других положений и всех типов соединений.

Дуга средней величины равняется диаметру сварочного электрода. Шов значительно расширяется, а напряжение становится больше. При таком расстоянии сварки увеличиваются ток и глубина проплавления, а ширина шва и напряжение уменьшаются. Достоинством является отличная защищенность ванны. Средняя дуга возникает при расстоянии между электродом и металлической поверхностью, равным или немного превосходящим диаметр электрода.

Длинная дуга в полтора раза превышает диаметр электрода. Это не особенно желательно, поскольку шов становится слишком широким, глубина проплавления уменьшается, а брызги раскаленного металла начинают лететь во все стороны. В сварочном шве будут формироваться поры. Значительно снижается защита ванны.

Как долго надо варить замороженные сардельки в оболочке в кастрюле, нужно ли их размораживать?

Увидев в магазине большую скидку на любимые сардельки, не бойтесь запастись ими впрок. Это тот продукт, который можно смело замораживать, продлевая срок хранения. Как же правильно потом сварить замороженные сардельки?

Размораживать продукт перед приготовлением не нужно. Можно сразу приступать к варке. Для этого подойдет простой способ отваривания в кастрюле. Чтобы сварить замороженные сардельки в кастрюле, нужно опустить их в воду, подогретую до 50-60 градусов и довести до кипения. Затем необходимо проколоть, ставшую уже мягкой сардельку зубочисткой или вилкой в нескольких местах (это нужно для того чтобы она не лопнула) и варить на среднем огне 10 минут. Слить воду. Если сарделька была в искусственной оболочке, и снять ее с замороженного продукта не удалось, можно уже отваренные колбаски опустить в холодную воду на пару минут, и пленка легко снимется.

Курсы для сварщиков

Сварочное дело можно освоить на специальных курсах. Обучение сварке на них разделяется на теорию и практические занятия. Обучаться можно очно или дистанционно. На курсах преподается технология сварочных работ для начинающих и другие важные премудрости. Важным является возможность научиться варить сваркой на практических занятиях под присмотром преподавателя. Ученикам дается представление об имеющемся оборудовании для сварки, выборе электродов, правилах безопасности.

Обучаться можно по индивидуальной программе или вместе с группой. Каждый вариант имеет свои преимущества. При занятиях индивидуально можно овладеть только теми знаниями, которые могут пригодиться в дальнейшем. Зато при занятиях группой имеется возможность услышать разбор ошибок своих сокурсников и таким образом приобрести дополнительные знания.

После окончания курсов и сдаче экзаменов, подтверждающих усвоенные знания и практические умения, выдается удостоверение утвержденного образца.

Последовательность действий

Пошаговая инструкция предусматривает выполнение нескольких видов работ. Сначала потребуется оснастить сварочный инвертор. От него отводят 2 кабеля. Один предназначен для подключения провода массы.

На другой, достаточной длины, подключают промышленный или самодельный держатель. Процесс обучения электросварке – дело достаточно сложное и требует большого времени.

Начало сварки: зажигаем дугу

Когда все собрано и подключено, надев маску, можно начинать розжигать электрическую дугу. Используйте для тренировки черновой кусок металла. Возбуждение дуги осуществляется постукиванием по поверхности или чирканьем о нее, как спичкой.

Новый электрод имеет оголенный кончик и зажигается достаточно быстро. Электрод, которым уже варили, если он успел остыть, поджигается труднее, поскольку у него на конце образовался “козырек” из обмазки. Нужно ударить 3-4 раза, чтобы ее отбить. Но не перестарайтесь, иначе без обмазки стержень начнет прилипать к изделию.

Наклон электрода

Когда дуга загорелась, не паникуйте. Привыкните к специфическому свету. Ваша задача — сперва научиться держать зазор между электродом и изделием в пределах 3-5 мм. Не пытайтесь сразу варить стык. Просто учитесь держать дугу, чтобы она не тухла (при чрезмерном удалении) и электрод не прилипал (при чрезмерном приближении).

Задача осложняется тем, что длина плавящегося электрода постоянно укорачивается, поэтому приходится приближать руку к изделию. “Твердая рука” приходит со временем, поэтому придется спалить не один электрод, прежде чем привыкните.

Когда уже освоили удержание электрической дуги, можно переходить к сварке. Прежде всего держите правильно электрод. Обычно варят, наклонив его на себя в пределах 30-60º. Некоторые сварщики выбирают оптимальное положение наклона 45º. Сварка углом назад обеспечивают хорошую видимость сварочной ванны, металл прогревается глубже. Сварка углом вперед (когда шов ведут от себя) содействует уменьшению прогрева. Это подойдет для соединения тонких металлов 1-2 мм.

Варить можно справа-налево или слева-направо, наклоняя электрод по разные стороны сварочной ванны. Здесь все зависит от доступа к месту соединения.

Движения электрода

На тонких металлах 1-2 мм, где две стороны плотно приставлены друг ко другу, никаких дополнительных движений не требуется. Возбуждается дуга, электрод выставляется на начало стыка, и медленно ведется вдоль линии соединения. Шов получится узкий, чешуйчатый.

На толстых металлах предусматривают зазор 1-2 мм, чтобы жидкий металл проник глубже. Если толщина пластины свыше 5 мм, необходима разделка кромок под углом 45 градусов. Тогда первый шов (называется корневой) прокладывается без дополнительных движений. А последующие нужны для заполнения ширины и требуют поперечных колебательных манипуляций. Это могут быть движения:

• полумесяцем;
• по круглой, треугольной спирали;
• зигзагами.

В идеале располагать деталь под небольшим наклоном, чтобы жидкий шлак не затекал в сварочную ванну. Если такой возможности нет, периодически делайте резкое движение кончиком электрода в сторону, откидывая шлак. Иначе возникнут непровары.

Техника ручной дуговой сварки. Как правильно варить сваркой

   Прежде чем приступить к практическим занятиям, хочется еще раз напомнить о технике безопасности. Никаких деревянных верстаков и горючих материалов рядом с местом работы. Обязательно поставьте на рабочем месте емкость с водой. Помните об опасности возникновения пожара.

   Для того чтобы разобраться, как правильно варить сваркой, представляем вашему вниманию подробную инструкцию и видео сварочного процесса.

   Сначала попробуйте зажечь дугу и удерживать ее в течение необходимого времени. Для этого следуйте нашим советам:

1. При помощи металлической щетки требуется очистить поверхности свариваемых деталей от грязи и ржавчины. При необходимости их кромки подгоняют друг к другу.
2. Учиться правильно варить электросваркой лучше всего прямым током, поэтому подключите «плюсовую» клемму к детали, установите в зажим электрод, а на сварочном аппарате выставьте требуемое значение силы тока.
3. Наклоните электрод по отношению к заготовке на угол около 60° и медленно проведите им по поверхности металла. При появлении искр поднимите край стержня на 5 мм для поджога электрической дуги. Возможно, добыть искры вам не удалось из-за слоя обмазки или шлака на краю электрода. В таком случае постучите кончиком электрода по детали, как это предлагают в видео о том, как правильно варить электросваркой. Появившуюся дугу поддерживают при помощи 5-мм сварочного зазора на протяжении всего сварочного процесса.
4. Если дуга загорается очень неохотно, а электрод все время липнет к поверхности металла, увеличьте на 10-20 А силу тока. При прилипании электрода покачайте держателем из стороны в сторону, возможно даже с применением силы.
5. Помните о том, что стержень все время будет выгорать, поэтому только соблюдение зазора 3-5 мм позволит держать устойчивую дугу.

https://youtube.com/watch?v=NnaJTrs2qQA

   Научившись зажигать дугу, попробуйте медленно перемещать электрод по направлению «к себе», при этом совершая движения амплитудой 3-5мм из стороны в сторону. Старайтесь направлять расплав из периферии к центру сварочной ванны. Проварив шов длиной около 5 см, уберите электрод и дайте детали остыть, после чего постучите молотком по месту стыка для того, чтобы сбить шлак. Правильный шов имеет монолитную волнистую структуру без кратеров и неоднородностей.

   Чистота шва напрямую зависит от размера дуги и правильного движения электрода во время сварки. Посмотрите видео о том, как варить сваркой, снятое при помощи защитных светофильтров. В таких роликах хорошо видно, как надо поддерживать дугу и перемещать электрод для получения качественного шва. Мы же можем дать следующие рекомендации:

• Поступательным движением стержня вдоль оси поддерживают необходимую длину дуги. Во время плавления, длина электрода уменьшается, поэтому требуется постоянно приближать держатель со стержнем к детали, соблюдая требуемый зазор. Именно на этом делают акцент и в многочисленных видео о том, как научиться варить.
• Продольным перемещением электрода создают наплавление так называемого ниточного валика, ширина которого обычно на 2-3 мм превышает диаметр стержня, а толщина зависит от скорости перемещения и силы тока. Ниточный валик – это самый настоящий узкий сварной шов.
• Для увеличения ширины шва электрод перемещают поперек его линии, осуществляя колебательные возвратно-поступательные движения. От величины их амплитуды и будет зависеть, какой ширины получится сварочный шов, поэтому величину амплитуды определяют исходя из конкретных условий.

   В процессе сварки используется комбинация из этих трех движений, образуя сложную траекторию.

   Ознакомившись с видео, как варить электросваркой и изучив схемы таких траекторий, вы сможете разобраться, какие из них можно применить для сварки внахлест или встык, при вертикальном или потолочном расположении деталей и т.д.

   Во время работы электрод рано или поздно расплавится полностью. В таком случае сварку прекращают и заменяют стержень в держателе. Для продолжения работы сбивают шлак и на расстоянии 12мм от кратера, образованного на конце шва, поджигают дугу. Затем сплавляют конец старого шва с новым электродом и продолжают работу.