Как правильно варить сваркой: азы, технология, выбор тока, техника ручной дуговой сварки

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.

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.

Как вести электрод и правильный угол наклона электрода

После розжига дуги контролируйте сварочную ванну. Удерживайте электрод на расстоянии 2-3 мм от поверхности свариваемых заготовок. Вы должны видеть и отделять сварочную ванну от шлака.

Сварочная ванна – это яркое белое пятно из раскалённого металла.

Электрод держите под углом от 30° до 60°, одновременно сохраняя оптимальное расстояние, т.к. стержень плавиться. Контролируйте его положение и состояние сварочной ванны. Ускоряйте или замедляйте движение руки в зависимости от различных условий и случаев.

Угол наклона электрода сварщик выбирает в зависимости от пространственного положения, сварного шва и выставленного тока. Чем быстрей вы ведёте электрод, тем меньше нагрев металла и величина провара. Если вести электрод медленно, то можно перегреть металл и прожечь дыру в изделии.

Тренироваться самостоятельно новичку сначала нужно на толстом листе металла. Задача: научиться разжигать сварочную дугу и вести электрод по горизонтальной поверхности, чтобы получился качественный шов.

После этого можно приступать к сварке в других пространственных положениях. Хорошим подспорьем для новичков станет видео — Сварка для «чайников» от FORUMHOUSE, в котором технический специалист Денис Замыслов расскажет об азах сварочного мастерства и выборе инверторного аппарата.

Виды электросварки

Чтобы понять основы электросварки, нужно разобраться в сути самого процесса. Соединение металлических элементов происходит в результате локального расправления под воздействием высоких температур. Создаётся дуга, которая расплавляет металл, затем готовая конструкция остывает, становится прочной, цельной.

Создать дугу можно двумя способами:

на постоянном токе;
на переменном токе.

Для сварки постоянным током используются инверторы. Они создают дугу со стабильными электрическими параметрами, что упрощает процесс сварки:

формируется ровный однородный шов;
не разбрызгивается металл.

Многие инверторы имеют стандартные предустановки, оснащенные защитными функциями, которые позволяют контролировать текущие параметры. Они могут использоваться новичками или профессионалами.

Для сварки на переменном токе необходимо применять трансформаторы. Их преимущества: высокая мощность, неприхотливость к параметрам сети. Но при этом у них большой вес, высокий уровень шума. Кроме того, они могут создавать помехи в электросетях.

Основные понятия

Сварка на сегодняшний день — самое надежное соединение металла, ведь при ней материалы сплавляются в одно целое. Процедура проходит под воздействием высоких температур. Большая часть сварочных аппаратов использует для работы электрическую дугу.

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.

Подготовка кромок

Залог правильной сварки — подготовка к этому процессу кромок деталей. Это позволит получить качественный шов при любых пространных положениях.

Разметкой задаются необходимые размеры, а лишние куски обрезают. Значительную роль играют правильно подготовленные кромки. После предварительного очищения им следует придать форму. Для объединения тонких деталей кромку следует выполнять плоской. Для массивных изделий более предпочтительными являются кромки вида «V» или «X».

Особо актуальной является обработка кромок, если предстоит соединение деталей, имеющих конфигурацию труб.

Разделки кромок могут осуществляться с одной стороны или с обеих. Различный вид скосов применяют для соответствующих соединений. Наиболее популярный скос — «V». Его можно использовать для сваривания деталей разных толщин. Если разделываются обе кромки, то угол составляет шестьдесят градусов, а если только одна — пятьдесят градусов.

Двухсторонний скос, примененный по отношению к обеим кромкам, своим видом похож на «X». Применять его следует для изделий, которые обладают толщиной в диапазоне 10-60 миллиметров.

Скос, напоминающий своим видом букву «U», может быть выполнен с одной стороны. Для сварщиков, только осваивающих искусство сварки, способ будет не слишком простым. Скос в виде «К» начинающему сварщику также осваивать не стоит.

Приобретение расходников

Кроме оборудования необходимо приобретение расходных материалов. Главным является маска сварщика, защищающая его лицо от возможных повреждений.Привлекательным вариантом является «Хамелеон».

Регулировка освещения происходит автоматически, что делает необязательным снимать маску во время небольших перерывов в работе, чтобы оценить результат работы или заменить сгоревший электрод. Светофильтр реагирует затемнением на изменение яркости электрической дуги.

Помимо маски необходимо позаботиться о защите тела, рук и головы, приобретя или подобрав костюм, рукавицы и шапку. Должна быть одета прочная обувь. Оставлять незащищенным не следует оставлять ничего.

Для сбивания окалины понадобится молоток. Обычный молоток для этого малопригоден, поскольку он много весит и им неудобно отбивать шлак в труднодоступных местах. Шлакоотбойный молоток является весьма полезным инструментом, чтобы выполнять сварочные работы своими руками. С его помощью можно легко зачистить проваренный слой перед тем, как наложить поверх него следующий.

Чтобы надежно зафиксировать свариваемые детали могут понадобиться тиски, зажимы. Щетка по металлу поможет избавиться от ржавчины перед тем, как приступить непосредственно к процессу.

Необходимо позаботиться о том, чтобы рядом с местом сварки находилась емкость с водой на случай появления возгорания.

Физические принципы процесса

До того, как научиться сварке самостоятельно в домашних условиях, новичок-электросварщик обязан получить представление о базовых принципах электродуговой сварки (далее по тексту – ЭС) и усвоить теоретические азы сварки инвертором или сварочным трансформатором, чтобы не варить «в слепую», не понимая сути выполняемой работы. Электросварка — это одна из наиболее распространенных технологий создания неразъемного монолитного соединения металлических деталей способом сплавления.

Аналогичный способ сплавления в настоящее время широко применяется при соединении полипропиленовых труб. Разница только в температурах плавления свариваемых металлов и полипропилена и типе соответствующего оборудования, из-за чего сварку полипропиленовых элементов нередко называют пайкой, а используемые нагревающие устройства — паяльниками.

Данная методика основывается на расплавлении кромок соединяемых элементов за счет температуры электрической дуги (далее по тексту – ЭД), загорающейся в пространстве между электродом и основным металлом. ЭД представляет собой длительный разряд высокой мощности в газовой среде между электродом и основным металлом. Температура горения ЭД достигает 7000 град. Ц, что превосходит параметры плавления существующих конструкционных металлов и их сплавов.

Инициирование и горение ЭД протекают в следующей последовательности:

При соприкосновении стержня сварочного электрода с подготовленной кромкой изделия под воздействием электромагнитного поля создается режим короткого замыкания в сварочной электрической цепи.
При отводе электрода от кромки изделия на 2-4 мм под воздействием электромагнитного поля зажигается ЭД. Горящая дуга обеспечивает преобразование электрической энергии в тепловую, мощности которой достаточно для расплавления конца электродного стержня и кромки свариваемого металла.
При устойчивом режиме горения ЭД происходит стабильное плавление материала электродного стержня и металла детали/заготовки. Капли расплавленных металлов образуют в зоне плавления так называемую сварочную ванну, представляющую собой слой расплавленного металла на поверхности изделия.
Вместе со стержнем электрода плавится покрытие электрода, создавая газовую либо газошлаковую защитную оболочку вокруг сварочной ванны и самой ЭД, изолирующую их от воздействия атмосферного азота и кислорода.
После твердения и кристаллизации сварочной ванны образуется прочное неразъемное сварное соединение.

Важно! При сварке двух деталей в сварочной ванне перемешиваются материалы обеих деталей. Данная смесь наделена такими же показателями прочности, как и металлы соединяемых изделий, что создает определенное преимущество этого способа по сравнению с другими методами соединений изделий, исключающих расплавление материала

По мере продвижения ЭД и кристаллизации сварочной ванны образуется сварной шов, непосредственно связывающий обе детали.

поз. 1 – покрытие электрода, обеспечивающее газовую защиту сварочной ванны;
поз. 2 – сварочный электрод;
поз. 3 – газозащитная оболочка, образованная при испарении покрытия электрода;
поз. 4 – локальная зона расплава стержня электрода и металла заготовки;
поз. 5 – заготовка;
поз. 6 и 7 – поверхности сварного шва. Темным оттенком поз. 7 выделена застывающая, более холодная, часть сварного шва

На практике электросварка для начинающих реализуется следующим образом:

зажигается ЭД с последующим поддержанием ее определенной длины;
выполняются манипулирования электродом, чтобы придать шву нужную форму;
электрод перемещается по направляющей линии наложения сварного шва;
прекращение сварочного процесса.

Выбор аппарата для бытовой сварки

Видов сварки сегодня очень много. Но большинство из них предназначены для специальных работ или рассчитаны на промышленные масштабы. Для бытовых нужд вряд ли потребуется овладевать лазерной установкой или электронно-лучевой пушкой. Да и газовая сварка для начинающих – не самый лучший вариант.

Самый простой способ расплавить металл для соединения деталей – точечно воздействовать на него высокой температурой электрической дуги, возникающей между элементами с разными зарядами.

Электрическая дуга

Именно этот процесс обеспечивают аппараты для электродуговой сварки, работающие от постоянного или переменного тока:

Сварочный трансформатор варит переменным током. Для новичка такой аппарат вряд ли подойдет, так как работать с ним сложнее из-за «скачущей» дуги, для управления которой нужен немалый опыт. К другим минусам трансформаторов можно отнести негативное влияние на сеть (вызывает скачки напряжения, которые могут привести к поломке бытовой техники), сильный шум при работе, внушительные габариты прибора и большой вес.

Сварочный трансформатор

Инвертор имеет множество преимуществ перед трансформатором. Он вызывает электродугу постоянным током, она не «скачет», поэтому процесс сварки проходит более спокойно и контролируемо для сварщика и без последствий для домашней техники. Кроме того, инверторы компактны, легки и практически бесшумны.

Сварочный инвертор

Ошибки начинающего сварщика

Советы людей, которые уже освоили эту науку, помогут узнать, как правильно сваривать металл. Однако, это не гарантирует совершения ошибок при сварке. Особенно часто происходят ошибки при сварке инвертором. Это и неудивительно — инвертор представляет собой достаточно сложный аппарат, требующий грамотного подхода к нему. С практикой постепенно придет опыт и выставление параметров, характеристик и другое обслуживание инвертора будет происходить автоматически.

Возможные ошибки:

Слишком большая скорость. Шов в этом случае, скорее всего, получится неравномерным по высоте.
Наоборот, чересчур маленькая скорость. Это может привести к образованию прожогов, что относится к существенным дефектам.
Не тот угол наклона электрода. Ровность шва будет нарушена.
Сваривание деталей, выполненных из металлов разных марок, в том случае, если их характеристики сильно различаются между собой. Особую роль играет температура, при которой начинается плавление. Если один металл уже расплавился, а второй еще только слабо нагрелся, то будет трудно говорить о самой возможности сварки. Если она все же произойдет, то могут образоваться трещины.
Сварка недостаточно сухими электродами. Перед началом работы их тщательно просушивают или даже прокаливают. Влажность этих расходняков вызовет неравномерное горения дуги.
Неправильно выбранный режим, в частности величина тока.
Большая или маленькая длина дуги.
Недостаточно выполненный прогрев кромок. Для предотвращения этого следует подобрать поперечные колебательные движения, амплитуда размаха которых будет соответствовать ширине сварного шва.

Недопустимо сваривать металл сварочным аппаратом, срок поверки которого просрочен.

Существенным недостатком является наличие в полученном шве пор. Имеется много причин их появления:

плохая предварительная зачистка кромок, оставление на них окалин, ржавчины, следов грязи;
влажность электродов и кромок;
сквозняки, гуляющие в зоне сварки;
несоответствующие электроды, или недостаточного качества;
существенная разница в составе основного и присадочного материалов.

Со временем приходит опыт, как правильно пользоваться сваркой, и приобретается мастерство сварщика.

Как правильно варить сваркой

Сварочный шов принято считать наиболее прочным методом соединения заготовок. Его используют на производстве и в обиходе. Все домашние специалисты периодически применяют сварку. Хорошо, когда пользователь знает, как производятся такие работы, но очень часто приходится просить помощи мастеров. Технологии производства таких неразъёмных соединений можно научиться самому. Начинают с наиболее лёгкого: электрической сварки для новичков, это обучение выполнению разных соединений. Более сложную работу можно делать тогда, когда будут приобретены основные навыки.

Как самостоятельно варить сваркой ФОТО: svarkaipayka.ru

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:

При помощи металлической щетки требуется очистить поверхности свариваемых деталей от грязи и ржавчины. При необходимости их кромки подгоняют друг к другу.
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.
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.
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.
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.

Обеспечение правильной сборки

Обеспечение высококачественного завершения работ также основывается на правильном следовании определенному перечню правил по сборке металлоконструкций:

Подбирая детали из которых будет состоять металлоконструкция, стоит придерживаться чертежей, которые были обрисованы при составлении проекта. Иначе минимальными потерями будет несоответствие внешнего вида конструкции, а в худшем случае она не сможет выполнять возложенные на нее функции.
Исходя из плана проекта каждый элемент должен находиться на своем месте.
Ширина зазоров имеет не последнюю роль при возведении конструкций. Если в конечном итоге они будут иметь большие габариты, чем должны были по задумке, то данный факт очень сильно отразится на прочности изделия. Но в свою очередь чересчур мелкие зазоры могут негативно отразиться на правильной работе подвижных деталей.
Любая конструкция имеет углы, уровень которых должен быть проконтролирован при помощи специальных инструментов. Там, где это требуется углы должны быть исключительно прямые, иначе это очень сильно отразится на положении конструкции и вызовет ее перекос, или даже приведет к полному разрушению.
Стыковые соединения должны быть обеспечены зазорами с достаточным пространством для допустимого люфта элементов.
На протяжении возведения всей конструкции данные моменты необходимо учитывать. Особенно в случае с автоматической сваркой, ведь при ручной технологии рабочий может проконтролировать и скорректировать направление детали, что практически невозможно сделать при использовании автоматических приспособлений. Но в тоже время роботизированное вмешательство в сварку практически исключает погрешности, вызываемые человеческим фактором.

Виды и характеристика покрытых электродов

Элемент имеет вид металлического стержня с покрытием. Для обмазки его поверхности используют порошок из смеси разных составляющих. Технологические качества покрытого электрода зависят от состава покрытия и качества его нанесения.

Стержни классифицируют по нескольким признакам.

По назначению:

У – для соединения углеродистых и низколегированных сталей.
Л – конструкционных сталей с легирующими добавками.
Т – легированных теплоустойчивых сталей.
В – высоколегированных сталей со специфическими свойствами.

По толщине обмазки: тонкая, средняя, толстая и особо толстая.

По видам покрытия:

А – кислое;
Б – основное;
Ц – целлюлозное;
Р – рутиловое.

Кислые (А)

Содержат:

руды и материалы с большим содержанием кислорода (гранит, гематит) – обеспечивают шлаковую защиту;
ферросплавы – восстанавливают железо из оксидов и удаляют кислород;
примеси органической природы (декстрин, крахмал) – газовая защита.

Не применяется в стесненных условиях.

Основные (Б)

В состав обмазки входят:

ферросплавы;
фтористокальциевые соединения.

Основные электроды используют для сварки конструкций ответственного назначения из легированных и низкоуглеродистых сталей и деталей с большим сечением.