В частном доме, на даче или в гараже довольно часто появляется необходимость в соединении различных металлических деталей и создании из них конструкций. Каждый раз обращаться к профессионалам за помощью в подобной ситуации не имеет смысла, ведь сварочный автомат можно приобрести самостоятельно.
В магазинах доступен широкий выбор разнообразных устройств в различных ценовых категориях, так что сварка инвертором для начинающих – лучшее, что может предложить рынок.
Инверторные аппараты отличаются достаточно высокой экономичностью и простотой работы. Основная нагрузка для функционирования подобного оборудования ложится на электросеть.
Он обладает накопительными конденсаторами, позволяющими аккумулировать электроэнергию и обеспечить бесперебойный процесс сварки и мягкий розжиг дуги.
В отличие от старых приборов, обеспечивающих максимальный толчок электроэнергии для работы, в следствие чего могут повыбивать пробки, инвертор позволяет спокойно работать от бытовой электросети.
Пороки сварных швов.
Чтобы разобраться с тем, как варить инверторной сваркой, необходимо разобраться с азами ее работы.
В подобных аппаратах ручной сварки дуга формируется в результате контакта электрода с изделием. Под воздействием температуры происходит расплавление металла и электрода. Расплавленная часть стержня и изделия формируют ванну.
Обмазка стержня также расплавляется частично, переходя в газообразное состояние и закрывая сварочную ванну от доступа кислорода. Это позволяет защитить изделие от окисления.
Каждый электрод в зависимости от своего диаметра рассчитан на определённую силу тока. Если ее уменьшить ниже положенного значения, тогда шов не получится. Увеличение данного параметра позволит сформировать шов, однако стержень будет сгорать слишком быстро.
По окончании сварочных работ обмазка остывает, превращаясь в шлак. Он покрывает соединение металлических деталей с наружной стороны. Путем постукивания шва молотком удается достаточно легко избавиться от шлака.
Также есть простые правила сварки. Чтобы дуга не гасла во время работы, сварщику следует выдерживать постоянное расстояние между стержнем и изделием.
Сделать это не так и просто из-за расплавления электрода, поэтому он должен с постоянной скоростью подаваться в зону сварки. Кроме того необходимо стараться вести электрод ровно вдоль соединения, чтобы получить шов максимального качества.
Способы сварки
На данный момент существует множество методов, используемых для сварки. Их разделяют по различным критериям. Данная информация будет полезна для новичка, поэтому с ней обязательно следует ознакомиться.
В зависимости от нагрева кромки изделия могут полностью расплавляться или же находиться в пластическом состоянии. Первый способ требует также прикладывать к соединяемым деталям определенные усилия – сварка давлением.
Во втором – соединение формируется в результате образования сварочной ванны, в которой находится расплавленный металл и электрод.
Существуют и другие способы сварки, при которых изделие не нагревается вовсе – холодная сварки, или не доводятся до пластического состояния – соединение с помощью ультразвука.
Способы и разновидности сварки.
Ниже перечислены остальные виды сварки:
- Кузнечная.
В данном методе концы соединяемых изделий нагреваются в горне, а затем проковываются. Подобный способ является одним из самых древних и в настоящее время практически не применяется. - Газопрессовая.
Кромки изделий нагреваются ацетиленокислородным племенем по всей плоскости и доводятся до пластического состояния, после чего подвергаются сжатию. Подобный метод отличается высокой эффективностью и производительностью. Используется в строительстве газопроводов, железной дороги, машиностроении. - Контактная.
Детали включаются в электрическую цепь сварочного оборудования и через них пропускают ток. В месте контакта деталей происходит короткое замыкание, в результате которого в месте соединения выделяется большое количество теплоты. Ее достаточно, чтобы расплавить и соединить металл. - Стыковая, точечная и шовная – разновидности контактного метода скрепления изделия.
- Роликовая.
Используется в соединении листовых конструкций, требующих качественных и надежных швов. - Термитная.
Металл скрепляется в результате сжигания термита – смеси из порошка железной окалины и чистого алюминия. - Атомно-водная.
Кромки изделия расплавляются по действием дуги, горящей между двумя вольфрамовыми электродами. Электроды подсоединяются в специальные держатели, по которым подается водород. В результате дуга и жидкий металл сварочной ванны защищены водородом от вредного воздействия таких атмосферных газов, как кислород и азот. - Газовая.
Суть способа заключается в применении пламени для нагрева и плавления деталей. Пламя получается в результате сжигания горючего газа в атмосфере кислорода. Газокислородную смесь получают с помощью специальных горелок.
Под действием дуги атомно-водородного вида сварки молекулы водорода расщепляются на атомы, а затем при контакте с холодным металлом соединяются обратно. В результате такого процесса выделяется большое количество теплоты. Метод применяется для сварки металлов небольшой толщины, меди и сплавов на ее основе.
Метод газовой сварки относится к сварке плавлением. Зазоры между изделиями заполняются с помощью присадочной проволоки. Этот способ широко используется в различных областях человеческой жизнедеятельности. Наиболее часто встречается при соединении тонкостенных изделий, цветных металлов, чугуна.
При работе с инверторным аппаратом немаловажное значение имеет полярность электродов. В зависимости от схемы меняется интенсивность нагрева детали, что позволяет создавать различные условия сваривания.
Пошаговая инструкция по сварке инвертором
В первую очередь для сварки необходимо иметь защитные элементы:
- перчатки из грубой ткани;
- сварочная маска со специальным фильтром защищающая глаза;
- грубая куртка и брюки из материала, который не загорается от искр, появляющиеся в процессе сварочных работ;
- закрытая обувь на толстой подошве.
Положение электрода при сварке.
Прежде чем начать варить сварочным инвертором необходимо соблюсти необходимые мероприятия, направленные на создание безопасных условий труда.
Правильная подготовка рабочего места заключается в:
- обеспечении на столе необходимого свободного места, следует убрать все лишние предметы, но которые могут попасть брызги;
- создании качественного освещения;
- выполнять сварочные работы необходимо стоя на деревянном настиле, защищающем от поражения током.
Затем настраивается ток в зависимости от толщины деталей и выбираются электроды. Последние необходимо подготовить. Если они только были куплены в торговой сети и их качество не вызывает никаких сомнений, то это действие можно пропустить.
Если же стержни долгое время находились в неотапливаемом сыром помещении, то их нужно высушить в течение двух-трех часов при температуре 2000 градусов. В этих целях можно воспользоваться старым духовым шкафом или специальным оборудованием, если таковое имеется.
После подготовки электродов к изделию подключается клемма массы.
Чтобы получить качественное и надежное соединение метал должен быть подготовлен:
- с кромок изделия полностью удаляется ржавчина;
- с помощью растворителей выполняется очистка от различных загрязнений;
- на последнем этапе кромки проверяются на чистоту, наличие жира, лакокрасочных и других загрязнений недопустимо.
Далее нужно подключить сварочный инвертор. Тренировки лучше проводить на толстом металлическом листе, формируя шов в виде валика. Первое соединение выполняйте на металле, горизонтально лежащем на столе. На нем проведите прямую линию мелом, по которой будет идти шов.
Электрическая схема инвертора.
В процессе тренируясь на таком объекте можно существенно повысить технику сварки.
Процесс сварки начинается с розжига дуги.
Существуют два способа выполнения данного действия:
- чирканье о металл;
- постукивание по металлу.
Выбор метода зависит от предпочтений человека, главное при разжигании не оставлять следов сварки вне зоны соединения.
После зажигания дуги от контакта с металлом зажигается дуга, сварщик отводит электрод от поверхности детали на небольшое расстояние, соответствующие длине дуги и начинает сварку.
В результате в месте соединения двух металлических деталей формируется сварочный шов. Он будет покрыт окалиной – накипью на поверхности. Ее необходимо удалить. Сделать это очень просто путем постукивания небольшим молоточком по шву.
Прямая и обратная полярность
Расплавление металла для сварки происходит под воздействием дуги. Она, как уже отмечалось выше, формируется между поверхностью изделия и электродом, так как они подключены к противоположным клеммам устройства.
Существует два основных варианта выполнения сварки, отличающиеся друг от друга порядком подключения и называемых прямой и обратной полярностью.
В первом случае стержень подключается к минусу, а деталь к плюсу. В таком случае в метал происходит повышенное поступление тепла. В результате формируется глубокая и узкая зона расплавления.
Прямая и обратная полярность.
При обратной полярности электрод подключается к плюсу, а изделие к минусу. В таком случае зона расплавления широкая и неглубокая.
Выбор полярности полностью определяется изделием, с которым предстоит работать. Сварка может выполняться на двух типах полярности. Во время выбора следует принимать во внимание тот момент, что большему нагреву подвержен элемент, подсоединенный к плюсу.
Например, варить изделия из тонкого металла трудно ввиду возможного перегрева и прожигания. В таком случае деталь подключается к минусу. Токи также выбирают в соответствии с диаметром электрода и толщиной металла. Эти данные берут из специальной таблицы.
Влияние скорости подачи электродов
Скорость подачи электродов для сварки должна обеспечивать необходимое количество подаваемого расплавленного материала. Его недостаточное количество может привести к подрезу. Данный фактор очень важен как в прямой так и в обратной полярности при сварке.
Во время электродуговой сварки из-за быстрого перемещения стержня вдоль соединения, мощности дуги может не хватить, чтобы прогреть металл. В результате формируется неглубокий шов, лежащий сверху металла. Кромки при этом остаются не проплавленными.
Медленное продвижение электрода приводит к перегреву. В таком случае возможно прожигание поверхности и деформация тонкого металла.
Современные сварочные аппараты обладают широким спектром разнообразных функций и возможностей. Тем не менее на данный момент до сих пор большая часть качественно выполненной работы определяется именно мастерством человека.
Влияние силы тока
Таблица выбора сварочного тока.
Осваивая основы сварки инвертором, важно понимать, какую силу тока необходимо устанавливать в каждой отдельной ситуации. Правильно настроенный инверторный сварочный аппарат – залог успеха.
Данные о величине тока берутся из таблицы, также в ней приводится и размер электродов. Однако эти значения однако величины тока не точные, они составляют плюс-минус несколько десятков ампер.
Особенности сварки тонкого металла
В бытовых задачах чаще всего сталкиваются с необходимостью соединения тонкого металла. В данном случае необходимо вспомнить основы сварки инвертором для начинающих, а именно о важности подключения изделия к правильному полюсу. Тонкие детали подсоединяются к «минусу» сварочного аппарата.
Чтобы научиться правильно варить и получать красивые швы, необходимо потренироваться.
Вот несколько полезных советов, которые могут в повышении мастерства:
- начинайте варить, используя минимальный ток;
- формируйте шов углом вперед;
- используйте обратную полярность;
- закрепите деталь, чтобы уменьшить ее деформацию во время сварки.
Частые ошибки новичков
Схема дуговой сварки.
Начинающим сварщикам свойственно совершать ошибки, связанные с незнанием азов, касающихся использования сварочного оборудования. Например, новички могут не знать, как правильно выбрать полярность сварки инвертором, что приведет к некачественному формированию соединения или даже к прожигу детали.
Можно выделить следующие основные ошибки:
- пренебрежение техникой безопасности;
- неправильный выбор сварочного автомата;
- применение некачественных или неподготовленных электродов;
- работа без пробных швов.
Для новичков стоит отдельно отметить одну особенность, если варить сваркой Ресанта. Это оборудование очень популярно, однако оно имеет короткие кабели подключения, что может создавать неудобства в работе.
Подведем итоги
Научившись работать со сварочным оборудованием, станет возможно решение многих бытовых задач, часто возникающих в работе на даче или в гараже. Новичкам следует особое внимание обращать на полярность сварки инвертором деталей различной толщины.
Поняв, как правильно настраивать оборудование и выбирать электрод удастся получать качественные швы на любом изделии. Обязательно обращайте внимание на прямую и обратную полярность подключения сварочного инвертора.
При сваривании толстых деталей используется прямая полярность при сварке инвертором, а для тонких – обратная.
Вы купили сварочный аппарат и желаете освоить сварку инвертором для начинающих.
Трудностей бояться не стоит! Инверторный аппарат прост в обращении, любой человек без опыта и знаний сможет в короткие сроки овладеть процессом сварки.
Оборудование, экипировка, техника безопасности
Техника безопасности. Сварочное производство связано с электрическим напряжением, в простонародье — ток. Ток невидим, но способен поразить человека до летального исхода.
Проверяем сварочные кабеля на исправность и подсоединяем к инверторному оборудованию. Обратный кабель с прищепкой на металл к минусовому разъему. Кабель с электрододержателем к разъему +. Электрод вставляем в электрододержатель.
При подключении аппарата к сети визуально оцениваем токонесущие кабеля на исправность. Убедились в исправности кабелей, включаем вилку в розетку и тумблер на приборе, предварительно установив регулятор тока в наименьшее значение. Если вентилятор охлаждения заработал ровно, без треска и шума, значит все хорошо.
Вес металла. При соединении тяжелых конструкций, соблюдайте меры предосторожности. Многотонные изделия при обрушении могут привести к летальному исходу или инвалидности.
Экипировка. Сварочное производство связано с высокой температурой. Сварщик должен иметь:
- холщовые рукавицы (краги);
- робу (специальный костюм);
- маску со светофильтром;
- респиратор для работы в замкнутых пространствах;
- ботинки на резиновой подошве.
Краги применяются при сварке на высотах, когда руки поднимаются вверх, а рукавицы в остальных случаях.
Другие принадлежности:
- сварочный аппарат;
- молоток;
- щетка;
- электроды.
Электроды подбираются под металл (углеродность, добавки) и по диаметру, от толщины металла и технических характеристик инвертора.
Основы сварки инвертором
Для начинающих, опытные сварщики советуют кабель держака приложить к телу, прижать локтем руки и обернуть его вдоль предплечья (от локтя до кисти), взять держак в руку. Так плечевой сустав будет тянуть кабель, а рука с кистью останутся свободными. Способ поможет с легкостью манипулировать рукой.
Правильное расположение кабеля на предплечье. С голыми руками работать не стоит.
Если держак взять просто в руку без обмотки предплечья кабелем, то в процессе сварки рука устанет и кистевые движения приведут кабель в болтающие движения. Что отразится на качестве сварного соединения.
Как варить инверторной сваркой правильно? Устанавливаем на аппарате сварочный ток согласно диаметру электрода, типу соединения и положению сварки. Инструкция по настройке имеется на аппарате и пачке электродов. Принимаем устойчивую стойку, локоть отводим от тела (прижимать нельзя), одеваем маску и начинаем процесс.
Сварку инвертором для начинающих лучше начинать с металлических заготовок более 20 см.
Известно, что новичок, одевая маску и зажигая дугу перестает дышать, пытаясь на одном дыхании проварить всю длину заготовки. При коротких изделиях, появится привычка варить на одном дыхании. Поэтому, тренируйтесь на длинных заготовках, учась правильно дышать при сварке.
Заготовки (пластины) на рабочем столе можно положить в горизонтальной плоскости — вертикально к себе или горизонтально, без разницы.
Зажатый в держателе электрод вначале сварки ставите под углом 90 градусов (перпендикулярно) и отводите в сторону шва на 30-45 градусов. Зажигаете дугу и начинаете движение.
Расстояние между свариваемой поверхностью и электродом 2-3 мм, представьте, что вы ведете карандаш по листу бумаги.
Учтите, при сварке электрод сгорая уменьшается — постепенно приближайте плавящийся стержень к поверхности на расстояние 2-3 мм и удерживайте угол наклона 30-45 градусов.
Видео:
Как новичку научиться варить сварочным инвертором?
Сначала учимся зажигать и держать дугу. Чувствуйте грань, когда приближать электрод при сгорании к свариваемой поверхности, чтобы дуга не прерывалась.
Зажигают электрод двумя способами:
- постукиванием;
- чирканьем.
Новый электрод зажигается легко. У работающего стержня появляется шлаковая пленка, препятствующая поджигу. Нужно просто подольше постучать для разбития пленки.
Видео: что такое форсаж дуги на сварочном инверторе и как его применить.
Новичку лучше сначала учиться на ниточном шве, электрод ведется ровно, без колебательных движений.
После освоения ниточной технологии, переходите к свариванию металла с колебательными движениями. Которые применяются при толстом металле для прогрева, задерживая электрод в определенной точке с помощью движений — елочкой, зигзагами, спиралью или своим методом.
Виды колебательных движений
В начале соединения проводим слева-направо несколько движений образуя сварочную ванну и пошли вдоль шва делая колебательные движения. Угол наклона электрода 30-45 градусов. После прохода отбиваем шлак молотком и зачищаем щеткой. Берегите глаза, одевайте очки.
Совет: в конце сварочного шва, делаете колебательные движения в стороны и убираете электрод в сторону наплавленного металла. Эта хитрость придаст сварному соединению красоту (избавит от кратера).
Видео: как варить угловое соединение, встык и внахлест.
Швы делятся на:
- однопроходные (одним проходом восполняется толщина металла);
- многопроходные.
Однопроходной шов выполняется на металлах до 3 мм. Многопроходные швы накладываются при больших толщинах металла.
Сварщики проверяют качество шва молотком — наносят удар рядом со швом. Если шов гладкий, без неровностей, то после удара шлак слетает полностью, ему не за что зацепится. Важно подбирать правильный температурный режим: перегретый шов (каленый) сломается, недогретый — риск непровара.
Ток подбирают исходя от диаметра электрода, в теории 30 А на 1 мм диаметра электрода.
Прямая и обратная полярность при сварке инвертором
Рассмотрим полярность при сварке инвертором. При соединении на постоянном токе, движение электронов постоянное, что уменьшает разбрызгивание расплавленного металла. Шов получается качественным и аккуратным.
На аппарате имеется выбор полярности. Что такое полярность — это направление движения электронов в зависимости от подключения кабелей к разъемам оборудования.
На пачке с электродами указывается полярность, эта инструкция поможет правильно подсоединить провода к оборудованию.
Сварка тонкого металла инвертором
Суть соединения тонких пластин сводится к подбору электродов малого диаметра и настройке сварочного тока. Например, для металла толщиной 0,8 мм берут электроды диаметром 1,8 мм. Ток на инверторе выставляют в 35 А.
Технология происходит прерывистыми движениями. Посмотрите видеоролик, где подробно показывается соединение тонких пластин.
Видео:
Как резать металл сварочным инвертором
Чтобы правильно прожечь отверстие в трубе, на аппарате выставляем ток 140 А для электрода в 2,5 мм. Зажигаем электрод, ставя его на одном месте для прогрева металла и вдавливаем. Передвигаем электрод на новое место, прогреваем и вдавливаем. Постепенно, прорезаем в трубе отверстие.
Рез трубы
Пластину при резке лучше ставить вертикально, чтобы расплавленные сопли стекали вниз. Если резать в горизонтальном положении, то снизу реза застынут сосульки. Вот и все хитрости!
Новичков терзает вопрос, какая полярность проводов при резке инвертором лучше?
Видео:
P.S. Текстовый материал и видео поможет вам освоить сварку инвертором для начинающих в короткие сроки. Удачи!
У любого домашнего мастера часто возникают ситуации, когда без применения электросварки не обойтись. Ранее в таких ситуациях чаще всего приходилось обращаться к профессионалам в мастерские, поскольку сварочный аппарат мог себе позволить далеко не каждый любитель. И дело вовсе не в дороговизне (хотя это тоже немаловажный фактор), а в том, что традиционные трансформаторные аппараты очень требовательны к электросети. Подключив его в бытовую сеть, скорее всего, получите «выбитые» автоматы или сгоревшие предохранители.
Что представляет собой инвертор
Сейчас есть широкий ассортимент инверторных сварочных аппаратов
, которые гораздо менее требовательны к электросети, обладают малым весом и компактными размерами. К тому же они отличаются довольно демократичной ценой. Но купить - это только полдела, главное, научиться самостоятельно варить. Аппарат инверторной сварки производит двухэтапное преобразование обычного переменного тока электросети.
Сначала преобразование в ток с высокочастотными характеристиками, а после - в постоянный ток, при этом коэффициент полезного действия (КПД) достигает около 90%. Практически все инверторные аппараты предназначены для бытового применения и рассчитаны на напряжение в 220 В. Ими лучше всего варить электродами диаметром от 2 мм до 4 мм. Немаловажным плюсом такой дуговой сварки для начинающих является сравнительная простота розжига и удержания дуги.
Основа для чайника в вопросах работы ручного сварочного аппарата - понимание, как образовывается шов. Электрическая дуга возникает при взаимодействии сердцевины электрода и металлической поверхности. Загорается обмазка, и она начинает плавиться, переходит в жидкое состояние, выделяется газ. Этот газ окружает место сварки (сварочная ванна) и препятствует проникновение к нему воздуха.
Расплавленный металл из сердечника переходит на сварочную ванну, частично смешивается с расплавленными металлом из нее и застывает, образуется шов. Обмазка, которая ранее перешла в жидкое состояние, застывая, образует шлак, его нужно после сваривания удалять. Можно пойти на уроки сварки для начинающих или практиковаться самому.
Необходимое оборудование и экипировка
Прежде чем постигать на практике основы электродуговой сварки, необходимо подготовить все необходимое:
Не забудьте также подготовить свое рабочее место - убрать все мешающие и легковоспламеняющиеся предметы. Желательно иметь под рукой огнетушитель , на случай возникновения нештатной ситуации. На случай ожога сетчатки глаз («нахвататься зайчиков») нужно купить специальные глазные капли или воспользоваться народными методами.
Как правильно сваривать металл
Итак, все готово и можно постигать технику электросварки для начинающих. Курс обучения лучше всего начать со сваривания двух отрезков металла или трубы толщиной около 5 мм. В первую очередь необходимо зачистить место сваривания от ржавчины и грязи при помощи обычной щетки по металлу. Если этого не сделать, то будет трудно зажечь электрод, да и соединение будет с дефектами.
Чтобы сварить детали указанной толщины, следует воспользоваться электродом ф3 мм. Для такого электрода на инверторном аппарате следует выставить ток около 100 А. Чаще всего регулировочная шкала на инверторе врет и необходимо подкручивать «по ситуации», если металл недостаточно прогревается добавить, если горит - уменьшить.
Работа по свариванию начинается с розжига дуги, для этого необходимо постучать концом электрода по металлу или чиркнуть, как спичкой. С первого раза, скорее всего, не получится , но здесь тот случай, когда необходимо пробовать, а не смотреть. После розжига дуги электрод необходимо проводить вдоль линии шва на расстоянии около 2 мм, при этом «выписывая» фигуры, как бы сшивая свариваемые детали. Благодаря этому шов становится прочнее и шире.
Теперь по поводу длины дуги, 2 мм это оптимальное расстояние в большинстве случаев, при большем расстоянии дуга не стабильна, место сварки не прогревается в достаточной мере и соединение получается очень слабое. Если выдерживать слишком маленькое расстояние, шов получается очень выпуклым, площадь сварки недостаточная, как следствие - непрочное соединение. В зависимости от условий и предпочтений сварщика, есть три метода ведения электрода вдоль шва:
После сваривания деталей легким постукиванием молотком следует отделить шлак и проконтролировать полученный шов. Не стоит ожидать, что все получится уже с первого раза. Чтобы начать более или менее правильно варить, добиваться желаемого результата и чувствовать процесс сварки, нужно выварить не один десяток килограмм электродов.
Главное - практика, но она должна быть подкреплена теоретическими знаниями. Если вы начинающий сварщик, вам для обучения пригодится самоучитель. Также можно посмотреть видеоурок в интернете.
Сейчас многие желают научиться азам сварочных работ. Это может всегда пригодиться в быту. Сварка для начинающих не требует профессиональных навыков и специальных знаний. Такого уровня достаточно для работ в гараже или на хозяйственном подворье.
Изучая основы сварки, нужно использовать электроды, диаметр которых не более 3 мм.
Азы и основные понятия об электросварке
В первую очередь, для того чтобы освоить ручную сварку, следует приобрести аппарат сварочный и запастись электродами. Их должно быть как можно больше, поскольку они будут часто портиться до тех пор, пока не получится первый положительный результат. Изучая основы сварки, лучше использовать электроды диаметром в 3 мм. Более тонкие применяются специалистами для работы с тонким металлом, а толстые перегружают электросеть.
Универсальный и самый простой тип соединения металлических поверхностей — метод ручной дуговой сварки. Он заключается в переходе электрического тока из источника с образованием дуги между электродом и обрабатываемым материалом. При такой технологии сварки горение обмазки на поверхности электрода обеспечивает выделение газа, который не допускает контакта обрабатываемой области с кислородом из воздуха.
В любом пособии по сварке указано: первое, чему следует научиться, это правильное ведение сварочного шва. Поэтому введение содержит информацию о применяемом оборудовании. Среди источников питания выделяют следующие конструкции:
- сварочные трансформаторы;
- сварочные выпрямители;
- сварочные инверторы.
Для тех, кто изучает основы сварки, третий вариант — оптимальный выбор. Сваривать металл можно полуавтоматом. Часто при этом используется сварочная проволока.
После того как оборудование приобретено, нужно предварительно обеспечить себя защитой от вредных воздействий. Техника безопасности при сварке требует наличия специальной маски, защищающей кожу лица и глаза, со встроенным светофильтром, подобранным в соответствии с определенными критериями. К ним относятся сила тока, окружающее освещение и особенности зрения сварщика. Порядок сварки подразумевает собой точное следование правилам безопасности.
Для того чтобы пользоваться сваркой, из спецодежды следует выбрать брезентовый фартук или костюм с огнеупорной пропиткой, а также краги из спилка. Обувь должна быть прочной и устойчивой.
Вернуться к оглавлению
Во время сварки электрод нужно держать над поверхностью металла. Образующийся при этом промежуток называют дуговым. Контроль над ним особенно важен при работе, поэтому его следует освоить в первую очередь. Электрод опускают, потому что он расходуется, продвигаясь в направлении шва. Постоянно удерживайте на одинаковом уровне зазор между металлом и краем рабочего инструмента. Варить электродами нужно аккуратно, чтобы не испортить расходный материал.
Особенности работы:
- Если размер зазора недостаточен, времени для прогрева обрабатываемого материала не хватит. Шов получится выпуклым, а края — несплавленными.
- При большем зазоре наблюдаются значительные скачки дуги. Качество провара будет плохим, а управление укладкой металла, который наплавляется, тяжелым.
- Удерживая оптимальную величину зазора на постоянном уровне, можно легко управлять ванной, сформировать хороший шов.
Технология сварки током заключается в следующем: во время прохода сквозь зазор дуга создает сварочную ванну, перенося в нее расплавленный металл, находящийся на поверхности электрода. В случае когда значение тока недостаточно, основной металл не прогреется, а электрод будет идти быстрее сварочной ванны. При большем показателе тока дуга проникнет в металл на определенную глубину, отталкивая его назад. Когда значения оптимальные, ванна растекается и имеет тонкие края, поэтому ее можно расширять и двигать при помощи электрода, контролируя рабочий процесс.
Установки тока часто меняются в зависимости от технологии сварки и дополнительных опций. Например, свойства толстого металла, основанные на рассеивании тепла, потребует большего значения тока. Для меньшей толщины нужен не такой высокий уровень. Точная установка показателей тока для того, чтобы правильно варить, будет зависеть только от того, как поведет себя ванна. Поэтому начинать нужно с рекомендаций производителя, а после этого экспериментировать с уменьшением или увеличением силы тока.
Заканчивая шов, перед тем как убирать электрод, нужно сделать чуть большее наплавление металла.
Это поможет избежать всплеска из нижних слоев шва, который приведет к возникновению кратера. Для этого достаточно сделать один круг, а после чиркнуть в обратную сторону направления шва.
Вернуться к оглавлению
Ручная дуговая сварка: особенности технологического процесса
Поступление как постоянного, так и переменного тока из источника питания в направлении электрода и металла обеспечивает образование дуги, удерживает ее. Такой тип ручной сварки с прямой полярностью производят при подсоединении анода к изделию. При подключении полюса отрицательного значения делается сварка с обратной полярностью.
При сварке руки и лицо должны быть защищены.
Металл, из которого состоит стержень электрода, под воздействием дуги расплавляется вместе с его покрытием, а также с поверхностью свариваемого изделия. С этого момента электродный материал представляет собой капли в шлаке, которые поступают внутрь сварочной ванны, смешиваются с обрабатываемым металлом.
Величина ванны находится в прямой зависимости от следующих критериев:
- режим, в котором проводится сварка;
- конструкция свариваемого соединения;
- форма разделки и размеры соединительных кромок.
- положение в пространстве;
- скорость движения дуги по изделию.
Стандартная величина ванны находится — 6 мм в глубину, 8-15 мм в ширину и 10-30 мм в длину.
Расстояние между двумя активными участками (на сварочной ванне и конце электрода) называется длиной дуги. В процессе плавления покрытия вокруг дуги и ванны образуется слой газа, который вытесняет кислород из рабочей зоны, не дает ему воздействовать с расплавленным материалом.
Шлак, который покрывает капли металла электрода, а также сварочной ванны, не допускает воздействия атмосферного воздуха на обрабатываемый материал. Постепенное удаление дуги обеспечивает кристаллизацию металла, отчего образуется соединительный шов, покрытый слоем затвердевшего шлака.
К преимуществам этого вида сварки относится следующее:
- работы можно выполнять при ограниченном доступе;
- множество типов электродов позволяет делать сварку разных типов стали;
- относительно быстрая смена соединяемых материалов;
- процесс может проходить в любом положении;
- рабочее оборудование легкое и транспортабельное.
Из недостатков выделяются низкая производительность относительно других типов сварки, вредные условия и необходимость квалификации работника при высоких требованиях к качеству.
Не обязательно знать все о сварке, для простых бытовых ситуаций достаточно соблюдать правила и основные требования к работе.
Текущая страница: 1 (всего у книги 17 страниц)
Евгений Максимович Костенко
Сварочные работы: Практическое пособие для электрогазосварщика
Введение
В условиях научно-технического прогресса особенно важно развитие определяющих его областей науки, техники и производства. К ним могут быть отнесены сварка и резка металлов, которые во многих отраслях промышленности являются одними из основных факторов, определяющих темпы технического прогресса, и оказывают существенное влияние на эффективность общественного производства. Практически нет ни одной отрасли машиностроения, приборостроения и строительства, в которой не применялись бы сварка и резка металлов.
Сварное исполнение многих видов металлоконструкций позволило наиболее эффективно использовать заготовки, полученные прокаткой, гибкой, штамповкой, литьем и ковкой, а также металлы с различными физико-химическими свойствами. Сварные конструкции по сравнению с литыми, коваными, клепаными и т. п. являются более легкими и менее трудоемкими. С помощью сварки получают неразъемные соединения почти всех металлов и сплавов различной толщины – от сотых долей миллиметра до нескольких метров.
Основоположниками электрической дуговой сварки металлов и сплавов являются русские ученые и изобретатели.
По уровню развития сварочного производства СССР являлся ведущей страной в мире. И впервые осуществил эксперимент по ручной сварке, резке, пайке и напылению металлов в открытом космосе.
Успешно ведутся работы в специализированном институте сварочного профиля – Институте электросварки им. Е. О. Патона АН Украины (ИЭС).
Рост технического прогресса – введение в эксплуатацию сложного сварочного оборудования, автоматических линий, сварочных роботов и т. д. – повышает требования к уровню общеобразовательной и технической подготовки кадров рабочих-сварщиков. Цель настоящей книги – помочь учащимся профессионально-технических училищ, учебно-курсовых комбинатов, а также учащимся при подготовке на производстве освоить профессию электрогазосварщика.
Раздел первый
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СВАРКЕ, СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ И ШВАХ
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ВИДОВ СВАРКИ
1. Общие сведения об основных видах сварки
Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их нагревании или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого (в соответствии с существующими стандартами).
Различают два основных наиболее распространенных вида сварки: сварку плавлением и сварку давлением.
Сущность сварки плавлением состоит в том, что металл по кромкам свариваемых частей оплавляется под действием теплоты источника нагрева. Источником нагрева могут быть электрическая дуга, газовое пламя, расплавленный шлак, плазма, энергия лазерного луча. При всех видах сварки плавлением образующийся жидкий металл одной кромки соединяется и перемешивается с жидким металлом другой кромки, создается общий объем жидкого металла, который называется сварочной ванной. После затвердевания металла сварочной ванны получается сварной шов.
Сущность сварки давлением состоит в пластическом деформировании металла по кромкам свариваемых частей путем их сжатия под нагрузкой при температуре ниже температуры плавления. Сварной шов получается в результате пластической деформации. Сваркой давлением хорошо свариваются только пластические металлы: медь, алюминий, свинец и др. (холодная сварка).
Среди большого разнообразия различных видов сварки плавлением ведущее место занимает дуговая сварка, при которой источником теплоты является электрическая дуга.
В 1802 г. русский ученый В. В. Петров открыл явление электрического дугового разряда и указал на возможность использования его для расплавления металлов. Своим открытием Петров положил начало развитию новых отраслей технических знаний и науки, получивших в дальнейшем практическое применение в электродуговом освещении, а затем при электрическом нагреве, плавке и сварке металлов.
В 1882 г. ученый-инженер Н. Н. Бенардос, работая над созданием крупных аккумуляторных батарей, открыл способ электродуговой сварки металлов неплавящимся угольным электродом. Им был разработан способ дуговой сварки в защитном газе и дуговая резка металлов.
Ученый-инженер Н. Г. Славянов в 1888 г. предложил производить сварку плавящимся металлическим электродом. С именем Славянова связано развитие металлургических основ электрической дуговой сварки, создание первого автоматического регулятора длины дуги и первого сварочного генератора. Им были предложены флюсы для получения высококачественного металла сварных швов. (В Московском политехническом музее имеется подлинный сварочный генератор Славянова и экспонируются образцы сварных соединений.)
В 1924-1935 гг. применяли в основном ручную сварку электродами с тонкими ионизирующими (меловыми) покрытиями. В эти годы под руководством академика В. П. Вологдина были изготовлены первые отечественные котлы и корпуса нескольких судов. С 1935-1939 гг. стали применяться толстопокрытые электроды. Для электродных стержней использовали легированную сталь, что позволило использовать сварку для изготовления промышленного оборудования и строительных конструкций. В процессе развития сварочного производства, под руководством Е. О. Патона (1870-1953), была разработана технология сварки под флюсом. Сварка под флюсом позволила увеличить производительность процесса в 5-10 раз, обеспечить хорошее качество сварного соединения за счет увеличения мощности сварочной дуги и надежной защиты расплавленного металла от окружающего воздуха, механизировать и усовершенствовать технологию производства сварных конструкций. В начале 50-х годов Институтом электросварки им. Е. О. Патона была разработана электрошлаковая сварка, что позволило заменить литые и кованые крупногабаритные детали сварными; заготовки стали более транспортабельными и удобными при сборке-монтаже.
Промышленное применение с 1948 г. получили способы дуговой сварки в инертных защитных газах: ручная – неплавящимся электродом, механизированная и автоматическая – неплавящимся и плавящимся электродом. В 1950-1952 гг. в ЦНИИТмаше при участии МВТУ и ИЭС им. Е. О. Патона была разработана сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей в среде углекислого газа – процесс высокопроизводительный и обеспечивающий хорошее качество сварных соединений. Сварка в среде углекислого газа составляет около 30 % объема всех сварочных работ в нашей стране. Разработкой этого способа сварки руководил доктор наук, профессор К. Ф. Любавский.
В эти же годы французскими учеными был разработан новый вид электрической сварки плавлением, получивший название электроннолучевой сварки.
Этот способ сварки применяется и в нашей промышленности. Впервые в открытом космосе была осуществлена автоматическая сварка и резка в 1969 г. космонавтами В. Кубасовым и Г. Шониным. Продолжая эти работы, в 1984 г. космонавты С. Савицкая и В. Джанибеков провели в открытом космосе ручную сварку, резку и пайку различных металлов.
К сварке плавлением относится также газовая сварка, при которой для нагрева используется тепло пламени смеси газов, сжигаемой с помощью горелки (в соответствии с существующими стандартами). Способ газовой сварки был разработан в конце прошлого столетия, когда началось промышленное производство кислорода, водорода и ацетилена. В этот период газовая сварка являлась основным способом сварки металлов и обеспечивала получение наиболее прочных соединений. Наибольшее распространение получила газовая сварка с применением ацетилена. С развитием сети железных дорог и вагоностроения газовая сварка не могла обеспечить получение конструкций повышенной надежности. Большее распространение получает дуговая сварка. С созданием и внедрением в производство высококачественных электродов для ручной дуговой сварки, а также разработкой различных методов автоматической и механизированной дуговой сварки под флюсом и в среде защитных газов, контактной сварки газовая сварка вытеснялась из многих производств. Тем не менее, газовая сварка применяется во многих отраслях промышленности при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали, сварке изделий из алюминия и его сплавов, меди, латуни и других цветных металлов и их сплавов; наплавочных работах. Разновидностью газопламенной обработки является газотермическая резка, которая широко применяется при выполнении заготовительных операций при раскрое металла.
К сварке с применением давления относится контактная сварка, при которой используется также тепло, выделяющееся в контакте свариваемых частей при прохождении электрического тока. Различают точечную, стыковую, шовную и рельефную контактную сварку.
Основные способы контактной сварки разработаны в конце прошлого столетия. В 1887 г. Н. Н. Бенардос получил патент на способы точечной и шовной контактной сварки между угольными электродами. Позднее эти способы контактной сварки, усовершенствованные применением электродов из меди и ее сплавов, стали наиболее распространенными.
Контактная сварка занимает ведущее место среди механизированных способов сварки. В автомобилестроении контактная точечная сварка является основным способом соединения тонколистовых штампованных конструкций. Кузов современного легкового автомобиля сварен более чем в 10 000 точек. Современный авиалайнер имеет несколько миллионов сварных точек. Стыковой сваркой сваривают стыки железнодорожных рельсов, стыки магистральных трубопроводов. Шовная сварка применяется при изготовлении бензобаков. Рельефная сварка является наиболее высокопроизводительным способом сварки арматуры для строительных железобетонных конструкций.
Особенность контактной сварки – высокая скорость нагрева и получение сварного шва. Это создает условия применения высокопроизводительных поточных и автоматических линий сборки узлов автомобилей, отопительных радиаторов, элементов приборов и радиосхем.
Контрольные вопросы:
1. Что называется сваркой и какие основные два вида сварки вы знаете?
2. Расскажите о сущности сварки плавлением и сварки давлением.
3. Расскажите о новых видах сварки.
4. Что вы знаете о применении газовой сварки?
5. Что вы знаете о контактной сварке и ее достоинствах?
2. Классификация сварки плавлением
Сварку плавлением в зависимости от различных способов, характера источников нагрева и расплавления свариваемых кромок деталей можно условно разделить на следующие основные виды:
электрическая дуговая, где источником тепла является электрическая дуга;
электрошлаковая сварка, где основным источником теплоты является расплавленный шлак, через который протекает электрический ток;
электронно-лучевая, при которой нагрев и расплавление металла производится потоком электронов;
лазерная, при которой нагрев и расплавление металла происходит сфокусированным мощным лучом микрочастиц – фотонов;
газовая, при которой нагрев и расплавление металла происходит за счет тепла пламени газовой горелки.
Более подробную классификацию можно провести и по другим характеристикам, выделив сварку плавящимся и неплавящимся электродом, дугой прямого и косвенного действия; открытой дугой, под флюсом, в среде защитного газа, дуговой плазмой.
Классификация дуговой сварки производится также в зависимости от степени механизации процесса сварки, рода и полярности тока и т. д.
По степени механизации различают сварку ручную, механизированную (полуавтоматом) и автоматическую. Каждый из видов сварки в соответствии с этой классификацией характеризуется своим способом зажигания и поддержания определенной длины дуги; манипуляцией электродом для придания свариваемому шву нужной формы; способом перемещения дуги по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.
При ручной сварке указанные операции выполняются рабочим-сварщиком вручную без применения механизмов (рис. 1).
При сварке на полуавтомате плавящимся электродом механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются сварщиком вручную (рис. 2).
При автоматической сварке механизируются операции по возбуждению дуги и перемещению ее по линии наложения шва с одновременным поддержанием определенной длины дуги (рис. 3). Автоматическая сварка плавящимся электродом производится, как правило, сварочной проволокой диаметром 1-6 мм; при этом режимы сварки (сварочный ток, напряжение дуги, скорость перемещения дуги и др.) более стабильны. Этим обеспечивается качество сварного шва по его длине, однако требуется более тщательная подготовка к сборке деталей под сварку.
Рис. 1. Схема ручной сварки покрытым электродом: 1 – сварочная дуга; 2 – электрод; 3 – электрододержатель; 4 -сварочные провода; 5 – источник питания (сварочный трансформатор или выпрямитель); 6 – свариваемая деталь, 7 – сварочная ванна; 8 -сварной шов; 9 – шлаковая корка
Рис. 2. Схема механизированной (полуавтоматом) сварки под слоем флюса: 1 – держатель; 2 – гибкий шланг, 3 – кассета со сварочной проволокой; 4 – подающий механизм; 5 -источник питания (выпрямитель), 6 – свариваемая деталь; 7 – сварной шов; 8 – шлаковая корка; 9 -бункер для флюса
Рис. 3. Схема автоматической дуговой сварки под слоем флюса: 1 – дуга; 2 – газовый пузырь (полость); 3 – сварочная головка; 4 – тележка (сварочный трактор); 5 – пульт управления; 6 -кассета со сварочной проволокой; 7 – свариваемая деталь; 8 – сварочная ванна; 9 – сварной шов; 10 – шлаковая корка; 11 – расплавленный флюс; 12 – нерасплавленный флюс
Контрольные вопросы:
1. Назовите основные виды сварки плавлением.
2. Что вы знаете о механизированных способах сварки?
3. Каковы особенности автоматической сварки?
3. Сущность основных способов сварки плавлением
При электрической дуговой сварке энергия, необходимая для образования и поддержания дуги, поступает от источников питания постоянного или переменного тока.
В процессе электрической дуговой сварки основная часть теплоты, необходимая для нагрева и плавления металла, получается за счет дугового разряда (дуги), возникающего между свариваемым металлом и электродом. При сварке плавящимся электродом под воздействием теплоты дуги кромки свариваемых деталей и торец (конец) плавящегося электрода расплавляются и образуется сварочная ванна. При затвердевании расплавленного металла образуется сварной шов. В этом случае сварной шов получается за счет основного металла и металла электрода.
К плавящимся электродам относятся стальные, медные, алюминиевые; к неплавящимся – угольные, графитовые и вольфрамовые. При сварке неплавящимся электродом сварной шов получается только за счет расплавления основного металла и металла присадочного прутка.
При горении дуги и плавлении свариваемого и электродного металлов необходима защита сварочной ванны от воздействия атмосферных газов – кислорода, азота и водорода, так как они могут проникать в жидкий металл и ухудшать качество металла шва. По способу защиты сварочной ванны, самой дуги и конца нагреваемого электрода от воздействия атмосферных газов дуговая сварка разделяется на следующие виды: сварка покрытыми электродами, в защитном газе, под флюсом, самозащитной порошковой проволокой и со смешанной защитой.
Покрытый электрод представляет собой металлический стержень с нанесенной на его поверхность обмазкой. Сварка покрытыми электродами улучшает качество металла шва. Защита металла от воздействия атмосферных газов осуществляется за счет шлака и газов, образующихся при плавлении покрытия (обмазки). Покрытые электроды применяются для ручной дуговой сварки, в процессе которой необходимо подавать электрод в зону горения дуги по мере его расплавления и одновременно перемещать дугу по изделию с целью формирования шва (см. рис. 1).
При сварке под флюсом сварочная проволока и флюс одновременно подаются в зону горения дуги, под воздействием теплоты которой плавятся кромки основного металла, электродная проволока и част флюса. Вокруг дуги образуется газовый пузырь, заполненный парами металла и материалов флюса. По мере перемещения дуги расплавленный флюс всплывает на поверхность сварочной ванны, образуя шлак Расплавленный флюс защищает зону горения дуги от воздействия атмосферных газов и значительно улучшает качество металла шва Сварка под слоем флюса применяется для соединения средних и больших толщин металла на полуавтоматах и автоматах (см. рис. 3).
Сварку в среде защитных газов выполняют как плавящимся элек тродом, так и неплавящимся с подачей в зону горения дуги присадоч ного металла для формирования сварного шва.
Сварка может быть ручной, механизированной (полуавтоматом и автоматической. В качестве защитных газов применяют углекислый газ, аргон, гелий, иногда азот для сварки меди. Чаще применяются смеси газов: аргон + кислород, аргон + гелий, аргон + углекислый газ + ккислород и др. В процессе сварки защитные газы подаются в зон горения дуги через сварочную головку и оттесняют атмосферные газы от сварочной ванны (рис. 4). При электрошлаковой сварке тепло, идущее на расплавление металла изделия и электрода, выделяется под воздействием электрического тока, проходящего через шлак. Сварк осуществляется, как правило, при вертикальном расположении свариваемых деталей и с принудительным формированием металла шв (рис. 5). Свариваемые детали собираются с зазором. Для предотвращения вытекания жидкого металла из пространства зазора и формирования сварного шва по обе стороны зазора к свариваемым деталям прижимаются охлаждаемые водой медные пластины или ползуны. По мере охлаждения и формирования шва ползуны перемещаются снизу вверх.
Рис. 4. Схема сварки в среде защитных газов плавящимся (а) и неплавящимся (б) электродом. 1 – сопло сварочной головки; 2 – сварочная дуга; 3 – сварной шов; 4 – свариваемая деталь; 5 – сварочная проволока (плавящийся электрод); 6 – подающий механизм
Рис. 5. Схема электрошлаковой сварки:
1 – свариваемые детали; 2 – фиксирующие скобы; 3 – сварной шов; 4 – медные ползуны (пластины); 5 – шлаковая ванна; 6 – сварочная проволока; 7 – подающий механизм; 8 – токоподводящий направляющий мундштук; 9 – металлическая ванна; 10 – карман – полость для формирования начала шва, 11 – выводные планки
Обычно электрошлаковую сварку применяют для соединения деталей кожухов доменных печей, турбин и других изделий толщиной от 50 мм до нескольких метров. Электрошлаковый процесс применяют также для переплава стали из отходов и получения отливок.
Электронно-лучевая сварка производится в специальной камере в глубоком вакууме (до 13-105 Па). Энергия, необходимая для нагрева и плавления металла, получается в результате интенсивной бомбардировки места сварки быстро движущимися в вакуумном пространстве электронами. Вольфрамовый или металлокерамический катод излучает поток электронов под воздействием тока низкого напряжения. Поток электронов фокусируется в узкий луч и направляется на место сварки деталей. Для ускорения движения электронов к катоду и аноду подводится постоянное напряжение до 100 кВ. Электронно-лучевая сварка широко применяется при сварке тугоплавких металлов, химически активных металлов, для получения узких и глубоких швов с высокой скоростью сварки и малыми остаточными деформациями (рис. 6).
Лазерная сварка – эта сварка плавлением, при которой для нагрева используется энергия излучения лазера. Термин «лазер» получил свое название по первым буквам английской фразы, которая в переводе означает: «усиление света посредством стимулированного излучения».
Современные промышленные лазеры и системы обработки материалов показали существенные преимущества лазерной технологии во многих специальных отраслях машиностроения. Промышленные СО2-лазеры и твердотельные снабжены микропроцессорной системой управления и применяются для сварки, резки, наплавки, поверхностной обработки, прошивки отверстий и других видов лазерной обработки различных конструкционных материалов. С помощью СО2-лазера производится резка как металлических материалов, так и неметаллических: слоистых пластиков, стеклотекстолита, гетинакса и др. Лазерная сварка и резка обеспечивают высокие показатели качества и производительности.
Рис. 6. Схема формирования пучка электронов при электронно-лучевой сварке: 1 – катодная спираль; 2 – фокусирующая головка; 3 – первый анод с отверстием; 4 – фокусирующая магнитная катушка для регулирования диаметра пятна нагрева на детали; 5 – магнитная система отклонения пучка; 6 – свариваемая деталь (анод); 7 – высоковольтный источник постоянного тока; 8 – сфокусированный пучок электронов; 9 – сварной шов
Контрольные вопросы:
1. Что такое сварочная ванна?
2. Из чего состоит металл сварного шва при сварке плавящимся и неплавящимся электродами?
3. Какие функции выполняют плавящиеся и неплавящиеся электроды?
4. Для чего необходима защита сварочной ванны, дуги и конца нагретого электрода?
5. На какие виды подразделяется электрическая сварка плавлением по способу защиты?
6. Расскажите, в чем сущность сварки покрытыми электродами?
7. За счет чего осуществляется защита зоны горения дуги при сварке под слоем флюса?
8. В чем сущность сварки в защитных газах?
9. Кратко охарактеризуйте электрошлаковую сварку.
10. Каковы достоинства электронно-лучевой и лазерной сварки?