С помощью сварки производится неразъёмное соединение металлических деталей в сложные конструкции. С возникновением компактных сварочных аппаратов появилась возможность сваривать металл самостоятельно в бытовых условиях. Одним из незаменимых инструментов в арсенале многих мужчин уже стали дуговые сварки. Но что это за устройства и как ими правильно пользоваться?
Содержание
Технология сварочных работ
В процессе использования дуговой разновидности приборов сваривание происходит за счёт использования плавящихся и неплавящихся электродов. Плавящийся электрод пополняет сварочную ванну и входит в состав шва. Неплавящийся электрод не пополняет ванну. Она образуется только из оплавленных кромок свариваемых металлических заготовок или дополнительного присадочного материала, который в процессе сварки вводится в дугу. Оба типа электродов позволяют варить в воздухе и в среде защитных газов.
Сварочная ванна — часть сварного шва в изделии, где основной металл достиг точки плавления и куда проникает присадочный материал. Наличие сварочнойванны является залогом успешного процесса сварки.
Википедия https://ru.wikipedia.org/wiki/Сварочная_ванна
При взаимодействие электрода с металлом образуется место сварки
Дуговая сварка может быть трёх видов:
- Ручная. Движение электрода и присадочного металла происходит вручную.
- Полуавтоматическая. Присадочный металл двигается автоматом, а электрод вручную.
- Автоматическая. И электрод, и присадочный металл двигаются автоматически.
Самый простой и удобный способ сварки — ручной, плавящимся электродом без использования защитных газов. Почему такой способ наиболее удобен:
- Сварка неплавящимся электродом требует высокой квалификации и специального обучения, плавящимся справится и менее опытный пользователь.
- Для использования защитных газов необходимо докупать тяжёлый баллон с дорогостоящим содержимым, расходомер, регулятор расхода газа, горелку с регулятором и воздушным охлаждением, переходник для горелки, шланг для инертного газа, который подключён к расходомеру.
- Полуавтоматический аппарат весит более 15 кг и имеет крупные размеры. Автомат ещё более громоздкий и нетранспортабельный.
Сам процесс происходит следующим образом:
- Образование дуги и сваривание металла происходит, когда сварочный аппарат подаёт электрический ток на электрод.
- Короткое замыкание электрода (2 на схеме выше) на заготовку (3) вызывает разогрев торца электрода.
- Атомы газов, паров металла и покрытия электрода (6) расщепляются на ионы и электроны. Образуется газовое облако (7) и шлаковая ванна (8).
- В ионизированном пространстве между электродом и заготовкой возникает дуговой разряд (1). Но в атмосфере воздуха горение дуги неустойчиво. Для повышения её устойчивости в покрытие электрода вводят легко ионизируемые элементы.
- Кромки металлических деталей расплавляются с помощью тепла электрической дуги. Образуется сварочная ванна (4).
- Расплавленный металл электрода заполняет ванну.
- После затвердевания образуется сварочный шов (9). На его поверхности застывает шлак (10).
Для дуговой сварки характерен капельный перенос расплавленного металла электрода (5) в сварочную ванну. Частота переноса составляет несколько десятков капель в секунду.
Видео: технология дуговой сварки
Что необходимо для сварочных работ
Для сварки потребуется приобрести специальные инструменты и принадлежности:
- Сварочный аппарат. Для новичка подойдёт инвертор. Он компактный и лёгкий. Его проще перевозить и хранить. Инвертор питается постоянным током, работает тихо и стабильно. Позволяет использовать различные типы электродов.
Сварочный инвертор наилучшим образом подходит начинающим сварщикам - Электроды. Их диаметр зависит от толщины металлических заготовок. Если у вас нет опыта сварочных работ, то сначала потренируйтесь на отрезках металла разной толщины. Оптимальным для начала будет диаметр электродов 3 мм и соответствующая толщина заготовок. Более толстые электроды сильно нагружают сеть. А тонкие используются опытными сварщиками для сварки тонкого металла.
Электроды для сварки должны соответствовать толщине свариваемого металла - Электрододержатель весом не более 0,5 кг, должен быть удобным в обращении.
Электродержатель должен иметь эргономичную форму и небольшой вес - Головной убор, куртка, штаны из плотной ткани, брезентовые рукавицы, толстая обувь. Одежда защищает не только от разлетающихся вокруг искр, но и от ожогов, ультрафиолета, сварочной дуги. При отбивке шлака используйте защитные очки.
Для сварки используются специальные толстые брезентовые рукавицы - Сварочная маска со светофильтром с соответствующей степенью затемнения. Некоторые модели при опущенной маске можно выставлять заготовку по метке, размерам и уровню. Затемнение происходит автоматически — в тот момент, когда вы касаетесь электродом металла и происходит тепловой контакт. Также маски позволяют прямо во время работы колёсиком настраивать степень затемнения в зависимости от свечения сварочной дуги.
Во время работы сваркой крайне важно защищать глаза — для этого сконструированы специальные защитные маски со светофильтрами - Стальная щётка для зачистки металла от ржавчины, грязи и краски. Щётка применяется и после сварки для зачистки от шлака.
- Молоток для отбивки шлака.
- Зубило для устранения дефектов сварного шва.
- Ведро с водой.
Учимся варить сваркой
Перед началом сварки нужно учесть несколько важных моментов.
Полярность: как выбрать?
У сварочного аппарата есть два кабеля: кабель массы и кабель держателя электрода. И два разъёма: «плюс» и «минус». Вы можете менять полярность подключения этих кабелей. Это играет большую роль. Если электрод подключён к минусу, а зажим массы к плюсу, то это прямая полярность. Электроны двигаются от минуса к плюсу, то есть от электрода к материалу. При обратном подключении ток течёт от материала к электроду.
Прямая и обратная полярность подключения электрода обеспечивает разную толщину шва
Прямая и обратная полярность нагревает электрод по-разному. Это оказывает влияние не только на глубину провара, но и на количество переносимого с плавящегося электрода металла:
Видео: как выбрать полярность для сварки
Подбор силы тока для сварки
Сила тока подбирается по диаметру электрода, а электрод — по толщине заготовки. Как правило, на 1 мм диаметра электрода приходится 30 А тока.
Чтобы рассчитать необходимую для работы силу тока, умножьте сначала 30, а потом 40 на диаметр электрода —так вы получите интервал сварочного тока. Например: 30 * 3 = 90, а 40 * 3 = 120. Значит, диапазон тока: от 90 А до 120 А. Электроды подбирайте по таблице.
Таблица: подбор электродов и сварочного тока
| Толщина металла, мм | 2 | 3 | 4–5 | 6–8 | 9–10 |
| Диаметр электрода, мм | 2 | 3 | 3–4 | 4 | 4–5 |
| Сварочный ток, А | 90 — 120 (при d = 3 мм), 120 — 160 (при d = 4 мм) | 90–120 | 90 — 120 (при d = 3 мм), 120 — 160 (при d = 4 мм) | 120–160 | 120 — 160 (при d = 4 мм), 150 — 200 (при d = 5 мм) |
Процесс сварочных работ
Чтобы подготовить аппарат к работе, выполните следующие действия:
- При обратном подключении присоедините кабель массы к разъёму «минус» аппарата.
- Подключите зажим массы к детали или сварочному столу.
- Присоедините кабель электрододержателя к разъёму «плюс» аппарата.
- Вставьте электрод в держатель так, чтобы он соприкасался с держателем оголённой частью.
- Подключите аппарат к сети.
- Настройте величину тока для сварки.
- Включите кнопку сетевого включателя.
Сварка начинается после подключения и установки всех величин и элементов - Зажгите дугу, чиркая по изделию или слегка касаясь его. Касание используется в труднодоступных местах. Стучать с силой нельзя, электрод прилипнет. Если он прилип, то его надо наклонить в сторону и отсоединить от металла. Вверх тянуть нельзя, электрод может оторваться от держателя.
- Когда дуга загорелась, сделайте 2–3 маленьких круга в месте начала шва, чтобы сформировалась сварочная ванна. Варите на расстоянии 2–4 мм от электрода до металла, выдерживайте угол от 45 градусов. Эти показатели варьируются в зависимости от тока и металла. Чем больше угол, тем сильнее плавится металл.
- Если электрод покраснел, значит, вы установили слишком большой сварочный ток. Уменьшите величину тока и возьмите другой электрод.
- После сварки шов необходимо зачистить. Отбейте молотком шлаковые включения от затвердевшего шва. Остатки необходимо убрать металлической щёткой.
В процессе сварки электрод плавится и уменьшается в размере, поэтому требуется его периодически продвигать по свариваемой поверхности. При этом надо сохранять стабильную дугу, чтобы она не прерывалась. Если соблюдать постоянное плавление и выдерживание зазора, то шов будет прочным и качественным.
Формирование сварного шва и его типы
Для формирования шва предлагается идти зигзагообразными или круговыми движениями. Стоит учитывать, что в зависимости от выбранной траектории и сам шов будет выглядеть по-разному.
Для разных целей траектории швов можно исполнять по-разному:
Для сварки можно использовать несколько вариаций сварочных швов
Для начала поработайте с одной пластиной. Зажгите дугу и потихоньку передвигайте её вдоль этой пластины. Таким образом вы выработаете и стабильность горения дуги, и ощущение высоты дуги.
Видео: выбор силы тока и шва
Частые ошибки начинающих
Шлак образуется в результате плавления электродного покрытия. Он имеет более тёмный цвет. Когда горит дуга и формируется сварочная ванна, при правильном движении электрода шлак выходит на поверхность. Если вы всё сделаете правильно, то шлаковая корка отделится легко. Для этого нужно контролировать два показателя:
- Держать электрод под углом не меньше 45 градусов.
-
Соблюдать постоянный зазор между электродом и металлом.
Часто допускаемые ошибки:
- Начало сварки на расстоянии ото шва.
- Сильное увеличение угла расположения электрода к металлу.
-
Погружение электрода в сварочную ванну.
- Увеличение длины дуги.
- Слишком быстрая скорость движения электрода, из-за чего шов не формируется.
- Некорректный выбор электродов.
- Неправильные или вовсе отсутствующие прихваты (предварительная сварка нескольких небольших участков шва, которая не позволяет свариваемым частям смещаться и изменять ширину зазора для шва).
Прихваты позволяют закрепить материал, чтобы ширина шва не менялась
В результате такой сварки нарушается геометрическая форма шва, шлак отделяется плохо. Но самое главное: шлак может попасть в зону между швом и металлом. Такое сварное соединение будет ненадёжным и негерметичным.
Другие популярные ошибки начинающих:
Видео: основы дуговой сварки
https://youtube.com/watch?v=qAgFQmLAJMA
Техника безопасности при работе со сваркой
Проведение электросварочных работ может представлять опасность для оператора и работающих поблизости людей. Технику безопасности необходимо соблюдать независимо от уровня квалификации и объёма выполняемых работ. Сварочные работы представляют реальную опасность для здоровья сварщика, а вот избежать эти опасности вовсе не сложно:
- Электробезопасность:
- сварочные аппараты оснащены вилкой с заземляющим контактом должны включаться в розетку, соответствующую евростандарту;
- следите за изоляцией кабелей и электрододержателей;
- не забывайте отключать сварочный аппарат после работы;
- устранение неисправностей производите после отключения аппарата от сети;
- не используйте аппарат под дождём или снегом, если нет навеса.
- Оптическая безопасность:
- пользуйтесь современными защитными масками. Не экономьте на своих глазах;
- Пожарная безопасность (сюда относится и защита от ожогов):
- не касайтесь голыми руками электропроводящих частей аппарата и свариваемых деталей;
- используйте спецодежду, спецобувь, маску;
- держите рядом ёмкость с водой и огнетушитель;
- не работайте во взрывоопасных помещениях и ближе 10 метров от огнеопасных материалов.
При работе с дуговой сваркой нужно обязательно придерживаться техники безопасности, а также не игнорировать важность правильного обмундирования. При выборе сварки учитывайте те задачи, которые вы будете ставить перед собой. Обязательно продумывайте сам процесс сварки, а также материалы, которые вам будут нужны. Обязательно практикуйтесь перед тем, как приступать к основным работам, а также прислушивайтесь к советам специалистов. И тогда результат обязательно вас порадует!
Источник: tehznatok.com