Зажигание завершено. Отныне этот процесс будет происходить автоматически и занимать минимум времени. Далее рассмотрим, как обращаться с электродом. Как правильно поступить, чтобы получить качественный сварной шов без трещин и излишнего шлака? Давайте посмотрим ниже.
Электросварка для начинающих: нюансы сварочных работ и разбор основных ошибок
Дом, а тем более собственный дом, нуждается в регулярном обслуживании и ремонте. Ремесленник должен быть универсалом, способным выполнять множество различных задач. Именно поэтому мастера стремятся освоить как можно больше техник.
Одним из наиболее востребованных навыков является умение выполнять сварочные работы. Практика показывает, что сварка является лучшим решением для начинающих — технология проста и доступна каждому, кто хочет ее освоить. Прежде чем приступить к изучению метода, вам следует ознакомиться с теоретическими аспектами предмета, не так ли?
Вся необходимая информация подробно описана в нашей статье. Мы описали принцип действия электросварки и объяснили, какой аппарат лучше всего подходит для работы в домашних условиях. Кроме того, статья содержит пошаговые инструкции по сварке деталей, способы выполнения швов и перечень возможных дефектов соединений.
- Что такое электросварка?
- Что нужно для сварки в домашних условиях?
- Технология электрической сварки
- Методики дуговой сварки — способы сваривания
- Вариант #1: нижние стыковые соединения
- Вариант #2: нижние угловые соединения
- Вариант #3: вертикальные швы
- Вариант #4: детали трубопровода
Что такое электросварка?
Электросварка — это процесс сварки, при котором металлы нагреваются, а затем расплавляются с помощью электрической дуги. Температура дуги может достигать 7000 °C, что намного выше температуры плавления большинства металлов.
Процесс сварки осуществляется следующим образом. Электрический ток передается от сварочного аппарата к электроду для создания и поддержания дуги.
Во время сварки основной металл и металлический сердечник электрода расплавляются и смешиваются, образуя сплошной и непрерывный (+) сварной шов.
Когда электродный стержень касается свариваемой поверхности, протекает сварочный ток. Под его воздействием и воздействием дуги электрод и металлические кромки свариваемых деталей начинают плавиться. Расплавленный металл образует то, что сварщики называют сварочной ванной, в которой расплавленный электрод смешивается с основным металлом.
Расплавленный шлак плавает на поверхности бассейна и образует защитную пленку. После погасания дуги металл постепенно остывает, и шов покрывается чешуйками. Как только материал полностью остынет, его соскабливают.
Для сварки можно использовать как одноразовые, так и горючие электроды. В первом случае сварочная проволока вводится в расплавленный материал для формирования сварного шва, а во втором случае в этом нет необходимости. Для генерации и поддержания дуги используется специальное оборудование.
Навыки бытовой сварки необходимы для выполнения широкого спектра работ:
Чтобы строить каркасы для теплиц, гаражей, хозяйственных построек, летних душей и складов, необходимо уметь работать со сварочным аппаратом и делать равномерные, прочные швы.
Предпочтительно сваривать элементы арматурного каркаса из прутков диаметром более 12 мм. Сварка проволокой не всегда способна выдержать необходимую нагрузку.
С помощью сварочных аппаратов можно создать прототип ограждения для цветочных клумб или основу для забора от нежелательных посетителей.
Полезные знания и навыки необходимы, если вы решили построить металлическую лестницу или полноценную входную площадку с навесом на каркасе из уголка или профильной трубы.
Что нужно для сварки в домашних условиях?
Сварочный аппарат — это первое, что вам понадобится для выполнения работы. Существует несколько вариантов.
Определите, какой вариант предпочтительнее.
- Сварочный генератор. Отличительная особенность заключается в возможности вырабатывать электрическую энергию и использовать ее на создание дуги. Будет полезен там, где нет источника тока. Имеет внушительные габариты, поэтому не очень удобен в работе.
- Сварочный трансформатор. Прибор преобразует переменное напряжение, подающееся от сети, в переменное напряжение другой частоты, что необходимо для сварки. Аппараты просты в эксплуатации, но имеют значительные габариты и негативно реагируют на возможные скачки сетевого напряжения.
- Сварочный выпрямитель. Устройство, которое преобразовывает подающееся от сети напряжение в постоянный ток, необходимый для образования электрической дуги. Отличаются компактностью и высокой эффективностью работы.
Для работы в домашних условиях предпочтительнее выпрямитель инверторного типа. Обычно их называют просто инверторами. Устройство имеет очень компактный дизайн. Во время работы его вешают через плечо. Принцип работы довольно прост.
Он преобразует высокочастотный ток в постоянный. При таком типе тока можно достичь наилучших сварных швов.
Сварочный генератор может работать без источника питания. Он генерирует собственный ток. Система очень громоздкая и сложная в обращении.
Инверторы экономичны и работают от электросети. Его легче всего использовать новичкам. Они очень просты в использовании и дают стабильную дугу.
Недостатками инверторов является то, что они дороже других устройств, чувствительны к пыли, влаге и скачкам напряжения. Выбирая инвертор для домашней сварки, обратите внимание на диапазон сварочного тока. Минимальное значение составляет 160-200A.
Дополнительные возможности оборудования приборов могут облегчить работу новичку.
Из них стоит отметить приятные «бонусы»:
- Hot Start — что означает повышение начального тока, подающегося в момент поджига сварочной дуги. Благодаря этому дугу активировать намного легче.
- Anti-Stick — автоматически уменьшает сварочный ток если электродный стержень залип. Это облегчает его отрыв.
- Arc Force — увеличивает сварочный ток, если электрод подносят к изделию слишком быстро. Залипания в таком случае не происходит.
Помимо сварочного аппарата любого типа, вам понадобятся электроды. Их марку лучше всего выбирать по специальной таблице, определяющей тип свариваемого материала.
Вам также понадобится сварочная маска. Лучшим будет тот, который подходит для вашей головы. Модели, которые приходится держать в руке, очень неудобны.
При выполнении сварочных работ следует надевать только защитный костюм. Специальная маска защищает глаза от ультрафиолетового излучения и брызг. Плотная униформа и перчатки из брезентовой ткани предотвращают ожоги.
Маской может быть простое цветное стекло или так называемый «хамелеон». Последний вариант предпочтительнее, так как при возникновении дуги стекло автоматически затемняется.
Вспомогательное оборудование
Настоящий сварщик отличается от начинающего тем, что он оснащен различными инструментами. Каждый профессионал знает, что скорость и качество сварки зависит не только от хороших расходных материалов и опыта, но и от наличия аксессуаров.
Например, фиксированные зажимы помогают установить заготовки в удобное положение перед началом работы. Вращатели необходимы для быстрого отвода газов в зоне сварки, например, при использовании специальных флюсов. И, конечно же, сварочный стол, который специально предназначен для сварочных работ.
Расходные материалы
Каким бы замечательным ни был выбранный вами аппарат, он не поможет вам сделать идеальный сварной шов, если вы экономили на расходных материалах. В конце концов, качество сварного шва во многом зависит от расходных материалов.
Важно знать, что для каждого вида сварки продаются разные электроды. Их диаметр всегда выбирается в зависимости от толщины соединяемых деталей.
Например, для RTD требуются электроды с флюсовым слоем, который предотвращает попадание газов и других неметаллических соединений в сварной шов. Перед покупкой убедитесь, что флюс не отваливается.
Для полуавтоматической и автоматической сварки требуется проволока, содержащая все металлы или флюс. Последний представляет собой металлическую трубу, внутри которой находится шлакообразующее вещество.
При покупке проволоки обратите внимание на ее диаметр, который должен быть одинаковым по всей длине.
Сварочная маска
Это единственный способ защитить лицо от радиации, искр и брызг раскаленного металла. В настоящее время в магазинах можно приобрести несколько типов сварочных масок.
Самый простой и дешевый — это щит, который нужно держать одной рукой. Однако это не очень практично, если вам вдруг понадобится отремонтировать какую-либо часть оборудования. Гораздо удобнее приобрести стандартную маску с системой клипс. Чтобы опустить его, достаточно просто покачать головой.
При сварке изделий из цинка и хрома или даже под водой требуется специальная маска с системой подачи воздуха. Хороший фильтр защитит вас от попадания сварочного дыма и пыли в легкие.
Также при выборе сварочной маски убедитесь, что она не помешает вам в будущем носить наушники или шлем.
Выбор инвертора для полуавтоматической сварки
Что еще нужно для автосварки? В этих технологиях используются трансформаторы и преобразователи мощности, которые оснащены кабельным питанием. Благодаря своей сложной конструкции даже самые простые аппараты этого типа могут конкурировать по цене с полупрофессиональными мобильными многоамперными аппаратами MMA для сварки покрытым электродом.
При выборе между инверторными и трансформаторными сварочными аппаратами основное внимание уделяется условиям эксплуатации. Трансформаторные машины более надежны и устойчивы благодаря своей простой конструкции. Однако есть и многочисленные недостатки: Чувствительность к напряжению питания, низкий КПД, помехи в сети, низкая стабилизация сварочного тока.
Работа инвертора связана с многоступенчатым электронным преобразованием, в котором в качестве основных элементов, формирующих необходимые характеристики тока для каждой ступени, используются силовые кнопки и небольшой импульсный трансформатор. Это делает инверторы менее чувствительными к качеству питающего напряжения. Они имеют высокий КПД, поскольку отсутствуют потери энергии из-за насыщения магнитопровода. К другим преимуществам относятся малые размеры, легкий вес, возможность точной настройки и высокая стабилизация выходного тока.
К основным недостаткам относятся высокая чувствительность к условиям эксплуатации: попадание влаги и пыли внутрь устройств, как правило, не допускается, а также то, что изменение температуры окружающей среды всего на 20-30° может нарушить характеристики номинальных элементов схемы, вызывая значительные отклонения рабочих параметров.
Рекомендуемые статьи по металлургии
Однако для новичков в полуавтоматической сварке рекомендуется использовать инверторный аппарат. Разницы в цене между этими машинами в диапазоне 15-25 тысяч рупий практически нет. Параметр мощности выбирается в зависимости от желаемой толщины свариваемых изделий: Достаточно параметра выходного тока до 160 А для толщины до 4 мм и около 200 А для толщины 6-7 мм. Оснащение дополнительными функциями, такими как обратная полярность, отображение параметров, подача кабеля без напряжения и функция скорости, имеет важное значение. Самое главное — это надежность бренда.
Требования к проволоке для полуавтоматической сварки
Что еще необходимо для полуавтоматической сварки? Основным оборудованием, без которого не может функционировать сварочный аппарат, является, конечно же, специальная проволока, выполняющая роль электрода. Он подается через специальный механизм.
Существует два типа материалов для сварки полуавтоматами:
- электродная порошковая проволока;
- сварочная проволока сплошного сечения.
Существует более 76 вариантов второго варианта, но лишь малая часть из них используется на практике. Остальные типы являются узкоспециализированными и используются в производстве. Основным критерием выбора проволоки является тип металла, используемого для сварки конструкции. Низколегированные и низкоуглеродистые стали являются основными типами, свариваемыми в автоматах, также используется омедненная и неомедненная проволока.
Омедненная проволока более популярна среди сварщиков благодаря своему антикоррозийному покрытию. Однако не всем известно, что медь при плавлении выделяет в воздух опасные испарения. Проволока без меди менее вредна и имеет покрытие, защищающее от коррозии.
Кроме того, проволока с электродным сердечником используется в сварочных полуавтоматах, которые не требуют защитного газа во время сварки. Он маркируется специальным символом — например, SV-08G2S. Аббревиатура означает:
СВ — сварная проволока,
08 — содержание углерода в его составе составляет 0,08%,
G означает марганец, который содержится в химическом составе проволоки,
2 — содержание марганца составляет 2%,
С — наличие кремния в составе проволоки: если за буквой не следует числовое значение, то его содержание в составе не превышает 1%.
Эта марка проволоки 0,6 мм используется для сварки низколегированных сталей (которые составляют 90% всей стальной продукции). Он используется как в быту, так и при ремонте кузовных деталей автомобилей. Кроме того, этот материал можно использовать в установках с током до 500 А.
При сварке деталей из нержавеющей стали используется проволока из нержавеющей стали Св01Χ19Н9. Сварка медных и алюминиевых сплавов производится в атмосфере аргона проволоками типов СВ-АМК, СВ-А85 и СВ-97.
Можно дать один важный совет: При работе полуавтомата на открытом воздухе или в полевых условиях можно использовать стержневую проволоку, не требующую закачки инертного газа.
Подготовка к полуавтоматической сварке
При подготовке к полуавтоматической сварке следует:
- Выбрать проволоку нужного размера. В большинстве случаев востребованы расходные материалы диаметром от 3 до 6 мм. Для сварки полуавтоматом обычно используют проволоку диаметром 4 мм.
- Вытянуть присадку до выхода из горелки, отрегулировав силу ее натяга.
- Приготовить к работе защитный газ. Самыми распространенными защитными газами являются углекислота или аргон. Первый вид прекрасно подходит для работы со стальными заготовками и выгодно отличается невысокой стоимостью. А второй практически исключает образование брызг и обеспечивает стабильность электрической дуги.
- Подключить к аппаратуре газовый баллон.
При установке аппарата необходимо соблюдать правила, чтобы обеспечить ровную и качественную сварку. Прежде всего, необходимо добиться стабильности и равномерности горения дуги и тщательно очистить швы от краски, жира, шлака и других загрязнений. Не менее важно установить оптимальную скорость подачи сварочной проволоки.
Параметры необходимых настроек обычно указаны в сопроводительном документе, поставляемом при продаже оборудования. Заводские настройки не следует рассматривать как доктринальное мнение. Они служат лишь основой для достижения сварщиком наилучшей производительности.
Это связано с тем, что каждый параметр может сильно отличаться в зависимости от пользователя:
- вида и состава защитной среды;
- пространственного расположение стыка;
- диаметра и состава присадочного материала;
- температуры воздуха;
- химического состава свариваемых металлов;
- качества энергоснабжения;
- выбранного режима работы.
На что следует обратить внимание при настройке сварочного полуавтомата? Наиболее распространенные ошибки, которые допускают сварщики, можно определить по следующим признакам:
- Появление посторонних звуков, напоминающих сухой громкий треск. Они возникают в тех случаях, когда замедляется подача присадочной проволоки. Для устранения такого дефекта достаточно будет просто ускорить подачу проволоки.
- В процессе работ появляется сильное разбрызгивание. Это возможно, когда подача инертного газа слишком мала. Чтобы избавиться от такой проблемы, необходимо произвести ревизию редуктора – в большинстве случаев он неисправен. А иногда достаточно будет просто увеличить подачу газа.
- Плохая проварка металла и, как результат, – шов плохого качества. В большинстве случае это происходит из-за неверного выбора значения напряжение и индуктивности.
- Толщина валика получается неодинаковой. Такой дефект образуется по причине неправильного выбора скорости движения горелки.
Как выполнять работы?
Процесс сварки — это технология, характеризующаяся высокими температурами. Для правильного выполнения необходимо сформировать и поддерживать дугу от электрода до свариваемой детали. Дуга расплавляет материал основы и металлический стержень. Образуется так называемая сварочная ванна, в которой смешиваются основной материал и материал электрода. А значения этой ванны зависят от типа сварки, места работы, скорости, с которой движется дуга, и параметров кромки. Обычно он имеет ширину 1,5 см, глубину 0,6 см и длину 3 см.
В процессе плавления покрытие электрода образует специальную газовую зону в области самой дуги и над сварочной ванной. Эта специальная зона вытесняет воздух из рабочей зоны и предотвращает реакцию расплава и воздуха друг с другом. Там также присутствуют пары металлов. На верхней части шва образуется шлак, который также препятствует реакции расплавленного металла и кислорода. Когда дуга постепенно гаснет, образуется шов, соединяющий части сварного шва. На верхней части шва имеется защитный слой шлака, который затем удаляется.
Если вы хотите научиться сварке с нуля, вы должны работать под руководством мастера. В одиночку, без присмотра, даже дома, этот процесс опасен. Но с мастером и недочеты будут быстро устранены, и будут даны важные рекомендации по ходу дела. Быстро выучить все самостоятельно крайне проблематично.
Как подготовить сварочный аппарат к работе?
- Нужно проверить ток и напряжение. Показатели должны быть равны и в устройстве, и в электросети.
- На инверторе надо выставить расчетные данные мощности тока, которые будут соразмерны конкретному диаметру электрода. Настроечный блок предложит выбрать напряжение, и его нужно выставить. Подсоединение осуществляется спецвилкой и наконечником.
- Заземление следует прочно закрепить. Проверить изоляцию провода, который должен пребывать в держателе.
- Если есть необходимость, можно пользоваться спецудлинителем, который подключается без промежуточного шва.
- Если в доме или гараже не исключены перепады напряжения, они могут разом вывести сварочный прибор из строя. Потому электрический стабилизатор в такой ситуации точно лишним не будет. Он обеспечит поддержание напряжения.
Теперь поговорим о выборе тока и зажигании дуги. Ток, конечно, является самым важным параметром сварки, который влияет на способ получения шва. Как положение изделия, так и параметры электрода определяют силу тока. Например, при сварке горизонтальных конструкций обычно устанавливается наибольшее значение.
Вертикальные стыки требуют на 15% меньше тока, а стыки на крыше — на 20%.
Другие важные параметры сварки.
- Зажигание дуги. Делать это можно двумя путями. Первый путь – касание. Электрод устанавливается под углом 60 градусов, им неспешно ведут по покрытию. При появлении искр нужно совершить касание электродом металла и приподнять его не выше 0,5 см. Если все успешно, появится электродуга. Если она не появилась, скорее всего, нужно увеличить силу тока. Второй способ – чирканье. Нужно установить электрод к покрытию изделия и осуществить действие, напоминающее зажигание спички.
- Наклон/движение электрода. Когда зажечь и поддержать электродугу получается без проблем, можно приступать к направлению валика. Электрод аккуратно перемещается горизонтально с несильными колебательными движениями. Расплав будто бы загребают к середине электрической дуги. Получается ровное соединение с небольшими волнами. Новички делают наклон в 70 градусов, по вертикали можно незначительно отклониться.
- Выгорел электрод при сварке. Если дело развивается именно так, процесс нужно приостановить. Выгоревшую деталь меняют, шлак устраняют, сварку продолжают. Примерно в 1,2 см от сформированного соединения зажигается дуга. Электрод к углублению нужно поднести так, чтобы появился металлический справ из двух электродов.
- Как перемещается электродуга. Поступательно – относительно оси электрода. Так легко поддерживать дугу. Продольное – это обычное соединение, но тонкое. Чтобы его зафиксировать во время перемещения электрода, нужно сделать поперечные движения. Поперечное перемещение помогает получить нужную ширину соединения, которая подбирается с учетом габаритов и месторасположения соединения.
Выполнение различных швов
Швы могут быть вертикальными, горизонтальными, накладными и скошенными.
Выполнение сварного шва:
- подготовить пластины;
- включить инвертор, выставить ток;
- между пластин сделать небольшой зазор, создать сварочные ванны;
- сделать сварочное соединение;
- отбить шлак.
Каждый сварной шов выполняется по этому алгоритму, но визуальные различия в процессе можно увидеть на фотографиях.
В зависимости от конструкции соединения швы могут быть торцевыми, Т-образными и внахлестку. Вы можете научиться выполнять швы на собственном опыте, руководствуясь подробными фотоинструкциями. Красивая сварка станет возможной со временем. Главное — начать и попробовать поработать с утюгом.
Прямая или обратная полярность
- Прямая полярность – для тонких металлов (1,5-2 мм)
- Обратная полярность – для толстых материалов (более 2 мм)
Причина проста: при изменении полярности выделяется больше тепла, что увеличивает проникающую способность. Вы можете подтвердить это, попробовав разрезать металл сварочным аппаратом. При одинаковых настройках и расходных материалах легче резать металл с обратной полярностью (попробуйте).
Не знаете, как переключиться на прямую или обратную полярность? В первом случае соедините держатель с «минусом», а «прищепку» с «плюсом», во втором случае наоборот.
*Важно: Для некоторых металлов используется только обратная полярность. Примером может служить алюминий, физические и химические свойства которого делают эту процедуру очень сложной.
Сварка алюминия электродуговым инвертором
В информационных материалах часто указывается, что конвертер ММА на самом деле не является подходящей машиной для алюминия. Правда, для этой работы лучше подходят аргонодуговые аппараты, но они дороги и доступны не всем. Для бытового использования покупать такой аппарат не имеет смысла, поэтому прибегают к преобразователю ММА.
1. Для сварки алюминия требуются специальные электроды. Существуют как универсальные версии, так и предназначенные исключительно для чистого металла. Тщательно выбирайте расходные материалы, чтобы вас не штрафовали за потраченное время.
*Нужно ли вам улучшить качество сварного шва? Если это так, обратите внимание на добавки сплава в покрытие электрода. Добавка марганца повышает коррозионную стойкость, кремний (снижает плавление, но повышает свариваемость) защищает от проплавления, а магний обеспечивает прочность. Если вы смешиваете добавки, то получаете дополнительный эффект. Таким образом, магний и кремний образуют жаропрочный сплав.
2. Перед сваркой необходима тщательная очистка. Он в основном находится на поверхности пленок оксида алюминия и усложняет процесс из-за высокой температуры плавления (2037°C). По этой причине подготовка (снятие краски) является обязательной частью работы с алюминиевыми компонентами.
3. процесс осуществляется при постоянном токе с обратной полярностью. Только при этих условиях возможно расщепление оксидного слоя катодным напылением.
И давайте немного поговорим об основных трудностях при работе с дуговым инвертором на алюминиевых деталях. Существует четыре основные проблемы:
- Текучесть металла. Данное свойство станет настоящим кошмаром для начинающего сварщика. Во время работы перегретый металл может протечь. Чтобы расплавленный алюминий не «убежал» рекомендуются прокладки из керамики или стали.
- Окисление алюминия. Мы уже говорили об оксидной пленке, которая существенно усложняет процесс из-за высокой температуры плавления и других свойств (затрудняет розжиг дуги). К счастью «лечится» это просто – нужно тщательно зачистить деталь перед сваркой.
- К оэффициент линейного расширения. Об этом показателе многие не говорят, но именно он становится частой причиной появления трещин и других дефектов. При сильном нагреве расширяющийся металл давит на остальную часть конструкции, что и приводит к появлению проблем. Решение здесь довольно просто – предварительный нагрев заготовки до 200 °С и контроль температуры.
- Горячие трещины после застывания шва. Если такой дефект наблюдается, то нужно воспользоваться специальным присадочным материалом.
Сварочный инвертор и резка металла
Для резки можно использовать любой современный инвертор, если ток достаточен. Можно ли использовать для резки любой современный металлорежущий станок? Убедитесь, что запас сварочного тока составляет 20-50%.
Вы можете использовать специальные электроды или другие расходные материалы, которые обычно применяются для резки металла. Для сварки металла требуется более высокая сила тока, чем для сварки.
Также необходимо работать с обратной полярностью, о чем мы уже упоминали. Благодаря этому соединению достигается максимальный нагрев. Еще одним важным моментом является тип привода — электрод должен перемещаться «по диагонали вперед».
Чтобы проиллюстрировать это, приведем пример. Допустим, у нас есть кусок стали толщиной 20 мм. Для резки сварочным инвертором нам нужен электрод «тройка» и ток в диапазоне от 150 до 200 А. Последнее можно отрегулировать во время работы, выбрав оптимальное значение.
