Почти каждый человек сталкивался с ситуацией, когда необходимо было заварить какую-нибудь металлическую деталь. Чаще всего это происходит при строительных работах. Отлично, если мужчина владеет этим процессом, но порой приходится обращаться к профессионалам своего дела. Но сварке можно научиться и самостоятельно. Новички обычно начинают с изучения швов. Сложные работы следует начинать лишь тогда, когда домашний мастер узнает, как правильно варить сваркой электродами.
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 .
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.
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.
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.
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.
Некоторые нюансы
Недостаточно просто водить электродом по металлу. Необходимо знать некоторые нюансы сварки и как правильно сварить определенный металл. Один из них заключается в том, что шов «тянет» деталь, из-за чего их может повести. И в итоге получится совсем не тот результат, что ожидал мастер. Чаще всего избежать этой проблемы можно, прихватив деталь в нескольких местах, примерно через каждые 10 см. Делается это с двух сторон, после чего начинается основная работа.
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 .
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.
Ошибки начинающих сварщиков
Чтобы узнать, как правильно варить электросваркой, нужно рассмотреть основные ошибки, которые допускают новички :
Все вышеперечисленные ошибки - это только самые грубые. Есть еще много нюансов, разобраться в которых можно только с опытом.
При сварке тонкостенного металла или профиля необходим тщательный подход к работе . Тонкие детали можно сваривать, наложив очищенный электрод и варить прямо поверх него.
Разительно отличается сварка по цветным металлам, т. к. требует других электродов. Еще необходима специальная защитная среда. Сейчас можно купить универсальные аппараты, которые варят практически любые металлы.
Также существуют полуавтоматические аппараты для работы с тонкостенными металлами. Суть его заключается в наплавлении специальной проволоки.
Электросварка для начинающих - задача непростая. Но при достаточном желании его можно освоить. Нужно лишь следовать основным правилам и слушать советы более опытных мастеров. В итоге можно будет переходить к сложным задачам, оттачивая свое мастерство.
Самостоятельно научится владеть техникой получения сварочного шва достаточно несложно, а данный навык принесёт немало пользы. Хорошо изученный процесс позволит выполнять работы разного уровня сложности от сваривания двух материалов до изготовления мангала, скамеек, каркаса теплиц. Но перед реализацией задуманного необходимо изучить теорию, подобрать необходимое оборудование и материалы, просмотреть учебное видео и наконец-то приступать к практике.
Сварочный шов - самый простой, быстрый и надёжный способ соединения металлических деталей. Сварка используется не только в промышленности, но и доступна для начинающих мастеров. Начинать необходимо с простых приёмов и постепенно совершенствовать мастерство.
Подготовительный этап.
Прежде всего понадобится подобрать и приобрести необходимое для выполнения работ оборудование:
- сварочный аппарат
- электроды
- защитный щиток или так называемая маска сварщика
- рукавицы или защитные перчатки, костюм
Сварочные аппараты бывают нескольких типов: сварочный трансформатор, более сложный сварочный выпрямитель, наиболее подходящий сварочный инвертор. Сварочный инвертор - лучший вариант для начинающего. Легкий, что еще важно, компактный, имеет плавную, как говорят профессионалы, регулировку тока, лёгкое зажигание.
Электроды необходимы для подведения тока для сваривания ко шву и путём расплавления, благодаря высокой температуре, скрепляют детали. Профессионалы считают оптимальным для начинающих электроды- металлические стержни со специальной обмазкой диаметром 3 мм.
Защитный щиток бережет глаза сварщика от термальных ожогов, которые можно получить из-за воздействия яркого и опасного для зрения излучения, а лицо от раскаленных, разлетающихся в разные стороны брызг металла. Существует огромное количество технологий и разновидностей защитных щитков и масок, разобраться в них поможет профессиональный сайт http://svarochnyemaski.ru. Большой ассортимент данного ресурса поможет выбрать щитки любой сложности и ценовой категории.
Рукавицы выбирают из брезента, либо подойдут замшевые перчатки. ХБ и трикотажные не подойдут.
Первые шаги начинающего сварщика.
Как и во всём начинать необходимо с простого. Взять ненужный кусок металла, очистить его от ржавчины и загрязнений. Вставить электрод в держатель сварочного аппарата и выставить необходимый ток. 
Зажечь дугу несильными постукиваниями по материалу и выдерживать расстояние до детали от 3 до 5 мм. Электрод вести плавно, без прерываний, при этом совершая колебания между свариваемыми деталями. 
Отбить шлак от шва. Шов должен быть равномерным и без дефектов.
От постоянства зазора и его величины напрямую зависит качество шва. Получать первый опыт желательно под присмотром опытного сварщика, но и без него вполне можно получить положительный результат.
Как научиться сварочным работам самостоятельно. (10+)
Самоучитель начинающего сварщика
Давайте поговорим о такой теме, как сварка. Многих она пугает. Некоторые с благоговением относятся к человеку в черной маске. Кто-то считает, что ему этому научиться вообще не под силу.
Все отчасти правы. Для того чтобы научиться действительно качественно и надежно соединять детали с помощью сварки вам придется потратить немало времени на обучение, изучение основ, практику, дальнейшую теорию и, наконец, накопление опыта. Но не буду вас пугать. Я лет восемь назад думал точно также. Однако необходимость самостоятельно делать сварные соединения в своем хозяйстве подвигла меня на приобретение сварочного аппарата, с которым я поехал к своему отчиму, который работал одно время сварщиком, и сказал: "Учи!". Потом пришлось читать книжки, первые конструкции получались кривыми, швы неоднородными, хрупкими. Но потихоньку пришел опыт - "сын ошибок трудных", и постепенно все начало получаться. И я стал получать удовольствие от процесса. Чего и вам желаю. На сегодняшний день я отнюдь не считаю себя профессионалом, но в прошлом сезоне я уже спокойно собирал серьезную конструкцию немалых размеров. Работал вместе со старым профессиональным сварщиком. Претензий у него к моим швам не было ни разу. Резюмируя вступление, скажу: сварка очень интересный, но и очень сложный процесс, нужный в частном хозяйстве, и на самом деле будет здорово, если вы приобретете необходимые навыки в этом деле. Тогда вам станет многое по плечу. Теперь по порядку. Моя цель - добиться не просто того, чтобы вы взяли детали, сварочный аппарат и что-то как-то сварили, а чтобы у вас возникло понимание процесса и важности всех деталей во влиянии на конечный результат (а их в этом процессе очень много). Мы будем рассматривать исключительно ручную дуговую сварку - самый популярный вид сварки, особенно в быту. По вопросам, требующим вашего понимания, буду отсылать к источникам. Иначе у меня получится не статья, а "роман о сварке".
Что такое сварка?
Итак, что такое сварка, и какие ее виды существуют? Классическое определение сварки такое: "Процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и (или) пластическом деформировании". Звучит сложно. И, кстати, может относиться не только к металлам, но и к пластику, и к керамике. Но нас интересует сегодня, конечно же, металл, и что же с ним происходит? Тогда капните капельку йода или зеленки в стакан с водой. Вы увидите, как постепенно вода будет окрашиваться. Происходит процесс диффузии. А теперь капните эту же капельку в стакан с горячей водой. Вы увидите, что процесс происходит значительно быстрее. Теперь представьте, что у вас две детали. Они находятся очень близко друг от друга. Они начинают расплавляться с помощью высокотемпературной электродуги. Это очень сложная штука и принцип ее возникновения и жизни непрост. Вы увидите сами, насколько интересен процесс ее горения. Но она нас пока интересует с точки зрения передачи энергии материалу.
Так вот, процесс будет напоминать то, что вы увидели в стакане. Но еще быстрее и сложнее. Металл - плотная структура. Атомы расположены недалеко друг от друга. Под действием нагревания (а оно может происходить и при пластическом деформировании), а именно - под действием т. н. энергии активации - термической или механической, начинает происходить плавление и взаимопроникновение материалов. При правильной сварке в момент охлаждения сварного шва начинает образовываться новая кристаллическая структура металла, которая состоит, как правило, из материалов обеих деталей и примесных металлов и химических веществ, которые привносит плавящийся электрод и его покрытие (бывают и неплавящиеся электроды!). Материал шва, таким образом, будет всегда отличаться от материала соединяемых элементов, но прочность шва обычно не уступает прочности основного металла. Вообще, в процессе такого соединения материалов происходит огромное количество процессов - и физических, и химических. Все их просто невозможно рассмотреть в этом материале.
К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости , чтобы быть в курсе.
Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи. сообщений.
Сварил каркас для дверного полотна, размер 2,2х1,2 (м). Как правильно приварить лист (толщина 2мм), чтобы его не "потянуло".
Как залить бетоном дорожку, забетонировать площадку....
Как починить, отремонтировать автономную бензо-электростанцию?...
Обзор неисправностей автономной электростанции. Особенности ремонта своими рукам...
Капельная подача печного топлива, отработанного масла, отработки...
Капельная подача топлива в самодельную отопительную горелку на отработке....
Ребра жесткости. Заделка углов. Решетка под матрац в самодельной крова...
Устанавливаем ребра жесткости в самодельной кровати, заделываем углы, изготавлив...
Профессия: «Электросварщик ручной дуговой сварки» Электросварщик
Сварочные работы используются практически во всех отраслях промышленности. Сложно назвать какой-либо сегмент производства, где не требовался бы труд сварщика. В качестве профессии для начинающих предоставляет возможность получения перспективной работы. Сварщики работают на стройплощадках, создавая системы различных коммуникаций и конструкций, в промышленности, применяя свои навыки и опыт, в кораблестроении, машиностроении, энергетике, сельском хозяйстве, нефтеперерабатывающей промышленности.
В первую очередь сварщик в совершенстве должен владеть сварочным оборудованием. При этом от него, как специалиста, требуется доскональное знание принципов его действия, подготовки оборудования к работе и выявления возможных неисправностей. Сварщик должен владеть технологией проведения сварочных работ от подготовки соединяемых поверхностей до зачистки сварного шва и обнаружении .
Специалист, выполняющий сварочные работы, должен знать, как правильно сваривать электросваркой, определить оптимальный режим для сварки различных материалов, выставить значение тока. Сложность работы газоэлектросварщика также заключается в том, что в процессе проведения сварочных работ изменение режима сварки может отрицательно влиять на их качество, поэтому крайне важно с самого начала правильно определить скорость сварки. Квалифицированные сварщики выполняют ручную дуговую сварку, и могут создавать довольно сложные металлоконструкции и трубопроводы. Сварщик должен знать, как обращаться с разными видами металлов: сплавами, сталями, (в том числе с ограниченной свариваемостью).
Как научиться варить электросваркой
Профессии сварщика обучают в колледжах, профессионально-технических училищах, курсах. Обучение проводится три года на базе девятых и два года на базе одиннадцатых классов.
Если же вы не собираетесь работать сварщиком, но хотите узнать, как научиться работать электросваркой, чтобы самому, при необходимости, уметь что-либо заварить, можете воспользоваться советами этой статьи, или литературой из серии «Электросварка самоучитель». Конечно при этом вы не станете сварщиком экстра класса, но этого ведь и не требуется. Главное — понять как правильно пользоваться электросваркой, изучить основы электросварки, научиться основным приемам работы.
Азы электросварки
Прежде всего, надо приобрести сварочный аппарат и электроды, которыми надо запастись в приличном количестве, так как в процессе обучения, их много придется испортить, прежде чем вы добьетесь первого положительного результата. Электроды для сварки своими руками выбирайте диаметром 3 мм. Для обучения в домашних условиях они самые подходящие, так как более тонкие подходят для очень тонкого металла, варить который могут только опытные сварщики, а более толстые сильно нагружают электросеть.
Электросварка своими руками
Для начинающих — нелегкое, но вполне осуществимое дело, хотя и требует большой усидчивости. Нужно только побольше практиковаться. А процесс обучения лучше проводить под присмотром профессионалов, которые могут помочь советом и исправить ошибки.
Чтобы понять, как правильно варить металл, воспользуйтесь каким-нибудь ненужным металлическим куском. Заранее поставьте рядом ведро воды. Ни в коем случае не выполняйте работу на деревянном верстаке. Соблюдайте осторожность, так как даже маленькие остатки уже использованного электрода могут вызвать пожар.
Надежно прикрепите зажим «заземления» к детали. Кабель должен быть хорошо изолирован и заправлен в держатель. После этого можете выставить значение мощности тока на сварочном аппарате. Оно должно соответствовать диаметру электрода.
Пространственные положения сварного шва Теперь можно попробовать зажечь дугу. Для этого установите электрод под углом около 60 градусов по отношению к заготовке. Очень медленно проведите по поверхности электродом. После появления искр прикоснитесь электродом к заготовке и приподнимите его так, чтобы зазор не превышал 5 миллиметров. Если все сделано правильно, то зажжется дуга. Такой зазор нужно поддерживать на протяжении всего времени работы. Учтите, что электрод будет выгорать. Перемещать его надо медленно. Если произойдёт залипание электрода, то качните им в сторону. Если дуга длиной 2 — 3 миллиметра не зажигается, то необходимо увеличить силу тока на . Старайтесь получить устойчивую дугу длиной 3 — 5 миллиметров между деталью и концом электрода.
Если у вас все получилось с зажиганием и поддержанием дуги, то можете попробовать наплавить валик. Для этого надо зажечь дугу и плавно перемещать электрод по горизонтали, выполняя при этом колебательные движения (подробнее смотрите ниже). Расплавленный металл как бы «подгребайте» к центру дуги. В итоге должен получиться красивый шов, имеющий маленькие волны из наплавленного металла.
Для образования и удержания электрической дуги к свариваемому изделию и электроду от источника питания поступает сварочный ток (постоянный или переменный).
Схема движения электрода При подсоединении положительного полюса источника питания (анода) к изделию, производится ручная дуговая сварка прямой полярности. Если к изделию подключен отрицательный полюс, то выполняется сварка обратной полярности. Под действием дуги металлический стержень электрода (так называемый электродный металл), его покрытие и материал изделия (основной металл) расплавляются. Электродный металл, теперь представляющий собой отдельные капли, покрытые шлаком, поступает в сварочную ванну, в которой смешивается с основным металлом, при этом расплавленный шлак выходит на поверхность.
Величина сварочной ванны зависит от пространственного положения и режимов сварки, конструкции сварного соединения, скорости перемещения дуги на поверхности изделия, размеров и формы разделки соединяемых кромок и т. д. Она обычно колеблется в следующих пределах: ширина 8 — 15 мм, глубина до 6 мм, длина 10 — 30 мм.
Длиной дуги называется расстояние от одного активного пятна на поверхности сварочной ванны до другого на расплавленной поверхности электрода. При плавлении покрытия электрода над сварочной ванной и около дуги образуется газовая атмосфера, вытесняющая воздух из сварочной зоны сварки и предотвращающая его взаимодействие с расплавленным металлом. В ней также находятся пары легирующих элементов электродного и основного металлов.
Покрывающий поверхность сварочной ванны и капель расплавленного электродного металла, шлак препятствует их взаимодействию с атмосферным воздухом и способствует очищению от примесей расплавленного металла.
При постепенном удалении дуги металл в сварочной ванне кристаллизуется, образуя шов, соединяющий свариваемые детали. На его поверхности образуется слой застывшего шлака.
Техника ручной дуговой сварки
Залогом качественной сварки является правильное поддержание и перемещение электрической дуги. При слишком длинной дуге происходит окисление и азотирование расплавленного металла, разбрызгивание его капель и создание пористой структуры шва.
Ровный, красивый и качественный шов получается только при правильном размере дуги и ее равномерном перемещении. Оно может происходить по трем основным направлениям.
Сварка с опиранием электрода В результате все три движения, накладываясь друг на друга, создают достаточно сложную траекторию движения электрода. На практике у каждого опытного мастера есть свои навыки выбора траектории перемещения электрода. Классические траектории движения электрода, выполняемые при ручной дуговой сварке, представлены ниже на рисунках. Но в любом случае, траектория перемещения дуги должна выбираться так, чтобы кромки соединяемых деталей проплавлялись, образуя необходимое количество наплавленного металла и заданную форму шва.
Нижние многослойные швы В процессе выполнения электродуговой сварки металлов электрод может выгорать почти полностью — остается только небольшой кусочек стержня в зажиме держателя. Если к этому моменту шов не удается закончить, то сварку следует временно прекратить. После замены электрода надо удалить шлак и снова возобновить сварку.
Схема движения электрода при выполнение вертикальных швов Чтобы завершить оборванный шов, дугу зажигают на расстоянии 12 миллиметров от углубления, которое образовалось на конце шва и называется кратером. Для этого электрод возвращают к кратеру с целью образования сплава нового и старого электродов, а потом снова начинают его перемещать по первоначально выбранной траектории.
Горизонтальный шов на вертикальной плоскости Преимущества ручной дуговой сварки:
- возможность выполнения работ в местах с ограниченным доступом;
- возможность сварки различных видов сталей благодаря очень широкому выбору выпускаемых типов электродов;
- возможность сравнительно быстрого перехода от одного соединяемого материала к другому;
- возможность проведения сварки из любых пространственных положений;
- простота и достаточно легкая транспортабельность сварочного оборудования.
К недостаткам электродуговой сварки металлов можно отнести:
- вредные условия процесса выполнения сварки;
- низкие производительность и КПД в сравнении с другими
Современные сварочные аппараты, инверторы, представляют небольшое устройство, доступное к переноске и облегчающее сваривание (по сравнению с прежними трансформаторами). Научиться варить инвертором значительно проще, чем трансформаторным устройством. Поэтому сварка больше не является прерогативой профессионалов, стала популярным занятием, доступным к овладению и применению на собственном участке. Рассмотрим, как научиться сваривать металл с использованием инвертора.
Устройство и принцип работы инверторного сварочного аппарата.
Устройство сварочного инвертора: как возникает дуга?
Инвертор представляет собой металлический ящик небольших размеров (до 0,5 метра), весом до 10 кг. Главная задача сварочного аппарата — производить ток заданных параметров. Для этого инвертор преобразует ток из сети (переменный 220 Вольт) в сварочный. Сварочный ток большинства бытовых аппаратов является постоянным.
Прямое и обратное подключение тока.
Каждый инвертор имеет две клеммы: катод (обозначается «-») и анод (обозначается «+»). В одну клемму вставляют электрод, а вторая соединяется со свариваемым металлом. После подачи электрического тока образуется общая электрическая цепь. При небольшом разрыве цепи (с расстоянием в несколько миллиметров) в месте разрыва происходит мгновенная ионизация воздуха и возникает сварочная дуга.
Основное выделение тепла происходит в дуге. Температура ее горения составляет 5000-7000 ºC. Это выше температуры плавления всех используемых металлов. При горении дуги кромки металлов и электрод расплавляются и перемешиваются. Шлак — более легкий материал, он всплывает на поверхность и защищает основной металл от окисления и насыщения азотом. После застывания образуется сварной шов.
Полярность тока и параметры сварки — что это такое?
Сварочный ток может двигаться от катода к аноду и, наоборот, от анода к катоду. Так образуется разная полярность тока. При движении тока от катода — прямая полярность. При обратном движении (от анода) — обратная. Для чего нужна прямая и обратная полярность?
Использование разной полярности связано с тем, что более высокая температура будет на той клемме, к которой поступает электрический ток. Если ток прямой полярности, более высокая температура образуется на аноде (то есть на свариваемой поверхности). Это наиболее распространенный вид сварки, с ним работают большинство начинающих сварщиков. Если ток обратной полярности, более высокая температура образуется на катоде (к нему подключен электрод). Такое требуется при работе с тонколистовым металлом и тех марок стали, которые нельзя перегревать (например, высоколегированных).
Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемых деталей. Размер электрода и сила электрического тока находятся в пропорциональной зависимости друг от друга: чем толще электрод, тем сильнее ток. Для ориентировочных расчетов принимают, что сила тока равна диаметру, умноженному на 3,5. То есть для электрода 3 мм сила тока составит: 3 * 3,5 = 105 А.
Поскольку на силу тока также влияет расположение шва (горизонтальное, вертикальное или потолочное), материал электрода, то начинающему сварщику проще пользоваться таблицей соответствия силы тока диаметру электрода и выбора диаметра по толщине свариваемых элементов (рис. 1 и 2 соответственно). Далее можно варить металл инвертором.
Преимущества инвертора перед трансформатором
Рисунок 1. Таблица соответствия толщины металла и диаметра электрода.
При обучении проще овладеть искусством сварки с помощью инвертора. Сваривать металл инвертором легче, потому что устройство обеспечивает постоянный ток сварки (независимо от колебаний напряжения в сети). Вследствие этого дуга горит устойчиво, металл разбрызгивается незначительно. Величина сварочного тока регулируется плавно.
Варить сварочным инвертором удобно для начинающих благодаря наличию дополнительных функций. Например, в инверторе может быть запроектирован «Горячий старт» (Hot-Start), он увеличивает сварочный ток в начале работы (чем облегчает розжиг дуги). Другая функция «Сильная дуга» (Arc-Force) включается в работу, когда сварщик слишком близко приближает электрод к металлу. В таком случае инвертор автоматически увеличивает ток, ускоряет плавление и не допускает залипания.
В случае залипания включается функция «Анти-залип» (Anti-Sticking). Она снижает ток и дает возможность оторвать электрод от металла и продолжить сварку. При работе инвертора расходуется относительно небольшое количество электричества. Например, для сваривания электродом диаметром 3 мм необходим ток напряжением 4 кВт (что соответствует работе двух электрочайников). Экономия электричества окупает относительно дорогую цену инвертора.
Меры безопасности при сварке
Рисунок 2. Диаметр электрода и сила тока.
Перед началом работ пространство в радиусе нескольких метров освобождается от деревянных и других легковоспламеняющихся предметов. Это важно для начинающего сварщика. Сварочный электрод или его обломок имеют большую температуру, они способны поджечь оказавшиеся рядом доски, ящики, бумажный мусор. Обязательно надевается одежда, закрывающая все тело (длинные брюки, кофта с длинными рукавами). Это также важно для начинающего, поскольку в процессе разбрызгивания капли металла могут попасть на открытую кожу рук или ног. Обязательно надевается на лицо защитная маска с темным стеклом (светофильтром). Для солнечного света это стекло непроницаемо. Горение дуги через светофильтр будет видно.
Наблюдать за дугой без защитного стекла опасно, можно получить ожог глаз. Слабая степень ожога (один-два раза посмотрел на дугу) приводит к образованию светлых пятен перед глазами («нахватался зайчиков»). При средней степени ожога глаза болят и чешутся (возникает ощущения песка в глазах). Сильная степень ожога приводит к частичной или полной потере зрения.
Как разжечь дугу?
Правила техники безопасности при сварке.
Для сваривания металлических поверхностей необходимо научиться зажигать дугу и поддерживать ее. Вначале необходимо подключить клеммы инвертора. Мы будем работать с током прямой полярности, поэтому в клемму катода (« — ») вставляем электрод. Для простоты работы возьмем электрод диаметром 3 мм. Сварка более толстым электродом сложнее, приводит к колебаниям длины дуги и нестабильному горению, требует большего профессионализма. Выставляем ток 100 А (для электрода 3 мм и горизонтального расположения свариваемых поверхностей). Берем в руки ручку клеммы с электродом, включаем инвертор (подаем ток) и надеваем защитный экран.
Сварка без защитного экрана запрещена во избежание потери зрения.
Ощущение некоторого неудобства не стоит здоровья глазного аппарата. Перед розжигом дуги конец электрода обстукивают о металл, чтобы удалить обмазку с его края. Это облегчает розжиг. Существуют и применяют два вида розжига:
- Чирканье. Надо поднести электрод к поверхности металла и чиркнуть им (действие похоже на зажигание спички). Так разжигают новый электрод.
- Касание. Электрод подносят к металлу и слегка касаются его поверхности, после чего сразу отводят на расстояние нескольких миллиметров. Так разжигают электрод, когда сварка прервалась (произошло залипание или сварщик слишком удалил стержень от поверхности металла).
Процесс сварки: как поддержать дугу?
Важно соблюдать небольшое (3-5 мм) расстояние между металлом и электродом. Это расстояние называют длиной дуги. При его увеличении дуга перестает гореть.
Длина дуги ориентировочно равна диаметру электрода. То есть для устойчивого горения и ровного сварного шва при электроде 3 мм необходимо удерживать расстояние 3-5 мм от свариваемых поверхностей.
Если электрод слишком приблизился к поверхности металла, происходит короткое замыкание: электрод прилипает к металлу. Чтобы оторвать электрод от свариваемой поверхности, надо наклонить его в другую сторону или выключить инвертор. При прекращении подачи электричества электрод отлипает.
Угол наклона электрода может быть разным. Начинающему сварщику лучше придерживаться около 70º от поверхности металла (то есть с небольшим отклонением от вертикального положения).
Рисунок 3. Траектории движения электрода при дуговой сварке.
Для того чтобы варить качественно, необходимо научиться визуально (сквозь щиток светофильтра) оценивать размер сварной ванны. Ширина красноватой лужицы в светофильтре должна превышать толщину (диаметр) электрода в 2 раза.
На размер ванны влияет скорость перемещения электрода. Если он перемещается слишком медленно, образуется слишком много расплавленного металла и широкая сварная ванна, которая препятствует взаимодействию дуги со свариваемой основой, образуя непровары. Если дугу перемещать слишком быстро, возникнет недостаточное расплавление кромок и, как следствие, также непровар.
Первые шаги в сварке
Первые сварочные операции стоит пробовать выполнять на любой ненужной металлической поверхности. После розжига дуги надо вести электрод над металлом, стараясь получить ровный сварной след. Когда стало стабильно получаться воспламенять дугу, можно приступить к свариванию поверхностей. Их располагают встык друг к другу, получают дугу и проводят электродом вдоль линии соединения. При этом движения должны быть не прямолинейными (вдоль шва), а колебательными (то вправо, то влево). Типичный рисунок движения электрода при сварке приведен на рис. 3.
После охлаждения слой шлака снаружи сбивают молотком и оценивают качество соединения визуально. Хороший сварной шов должен быть одинаковой толщины, без видимых пустот и щелей.
После упражнений в течение одного-двух часов у большинства начинающих сварщиков стабильно получается разжигать дугу и поддерживать ее горение. Можно выполнить простые соединения металлических поверхностей. Когда научишься работать сварочным инвертором, сможешь выполнить самостоятельно разнообразные работы на приусадебном участке.
