Как происходит сваривание металла
Для возникновения электрической дуги понадобится два элемента, по которым будет протекать ток. Одним элементом, по которому протекает отрицательный заряд — это металлическая заготовка. В качестве положительного заряда служит электрод. Электродом именуется расходный материал, состоящий из стального основания и поверхностного покрытия в виде специального защитного состава.
Когда подключенный электрод к оборудованию касается металлической поверхности, то имеющие разнородную полярность элементы провоцируют формирование электрической дуги. После создания дуги происходит плавление металла и электрода. Расплавляемая часть электрода поступает в зону шва, заполняя тем самым сварочную ванну. В итоге формируется сварочный шов, посредством чего соединяются металлические детали. Знать принцип сваривания металла нужно, чтобы научиться пользоваться сваркой. Если не понимать принципа работы, то будет освоить манипуляции.
Когда образуется электрическая дуга, осуществляется плавление металла, что провоцирует возникновение паров или газов. Эти газы играют очень важную роль, так как они защищают металл от отрицательного влияния на него кислорода. Состав газов зависит от типа защитного покрытия. Получаемый шов в процессе работы заполняет сварную ванну, тем самым дает надежное и защищенное соединение
Сварочный шов образовывается при перемещении ванны
Ванна появляется при движении зажженного электрода, поэтому очень важно контролировать не только скорость перемещения, но еще и угол расположения электрода
После остывания металлического шва, на поверхности образуется корка — шлак. Это результаты горения газов, защищающих металл от воздействия на него кислорода
Как только металл остывает, шлак оббивается специальным молотком сварщика. При обивании происходит разлетание осколков, поэтому обязательно при работе нужно пользоваться защитными очками для сварщика
Разобравшись с технологией соединения металла посредством сварочного аппарата, следует переходить к процедуре обучения. Перед тем, как научиться работать сваркой, следует первым делом приобрести специальную амуницию. Это защитные очки или маска сварщика, перчатки, а также комбинезон и ботинки. Из инструментов кроме сварочного аппарата и электродов понадобится молоток. Если вы не занимаетесь сварочными работами профессионально, то подойдет обычный молоток.
Подготовка к процессу
Перед началом работы нужно подготовить сварочный аппарат:
- Проверить значение напряжения и частоты тока, данные должны совпадать и в сети и на корпусе аппарата;
- Если есть режим выбора напряжения, то лучше сразу выставить, далее выставить значение тока. Параметр мощности должен соответствовать номеру электрода, то есть диаметру.
- Проверить изоляцию кабеля. Надёжно закрепить зажим «заземление».
- Проверить все кабели, изолированы ли они, соединения, штепсели.
- Вставить электрод в держатель, который может быть винтовым и пружинным. Обязательно убедиться в том, что электрод держится крепко.
Например, инвертор имеет два кабеля. Один подсоединяется к детали, второй держит электрод. На них подают разные значения тока: плюс – на деталь, минус – на электрод при «прямой полярности». В некоторых случаях необходимо варить в режиме «обратная полярность», то есть плюс на электрод, минус на деталь.
Место сварки тоже должно быть подготовлено. Нужно очистить поверхность металла от любых загрязнений, ржавчины, окалины, масла. Большинство дефектов сварки возникают из-за плохо подготовленной поверхности. Электроды перед сваркой необходимо проверить на целостность: его покрытие должно быть однородным, без сколов. Также часто требуется просушить или прокалить расходные материалы.
Еще один важный вопрос: какой ток выставлять. Чем выше ток, тем стабильнее дуга, но сильно большое значение может прожечь металл. Выставляемый ток напрямую зависит от номера электрода и толщины детали. Для горизонтальной сварки можно ориентироваться на следующие значения ампеража: (таб.1)
Для вертикальной сварки значения нужно уменьшать на 15%, для потолочных швов – на 20%. Однако на практике в процесс сварки вмешивается множество других факторов, поэтому выявить правильный ампераж можно только опытным путём.
Особенности процесса
имеет несколько явных плюсов:
- её можно выполнять даже в закрытых помещениях;
- благодаря большому ассортименту выпускаемых электродов, дуговая сварка подойдёт для множества различных металлов и сплавов. И если сначала вам нужно варить один металл, а потом другой, никаких проблем не возникнет. Перенастроить оборудование и поменять электроды можно достаточно быстро;
- дуговое электрооборудование имеет простую конструкцию, мало весит и легко транспортируется;
К минусам дуговой электросварки металлов следует отнести наличие вредных условий и низкий коэффициент полезного действия.
Проще всего провести дуговую сварку вручную, если металлоизделия располагаются в горизонтальном положении. В таком случае контролировать электрод и расплавленный металл очень удобно – сила тяжести не позволяет расплаву растекаться по сторонам.
Гораздо более сложна вертикальная и потолочная дуговая сварка — подобные работы выполняют только профессионалы.
Безопасность сварщика
Основы сварочных работ для начинающих включают обеспечение безопасности человека, собирающегося приступить к этому виду искусства. Прежде всего это относится к его экипировке. Она должна защищать кожный покров сварщика и глаза от попадания раскаленных брызг. Губительным для зрения будет слишком большая яркость от пламени дуги.
Для своей защиты сварщик должен одевать специальный рабочий костюм, называемый робой. Он выполнен из огнеупорного материала, поэтому даже при попадании огненных брызг не произойдет его прожигания. При отсутствии такого костюма или нежелании тратить на него деньги для работы в домашних условиях можно обойтись просто плотной одеждой, закрывающей все участки кожного покрова.
На руки сварщик должен одевать брезентовые рукавицы. Не следует бояться того, что в них будет неудобно работать – важнее защита рук, которые при сварке находятся в самой опасной зоне.
Неотъемлемым атрибутом экипировки является защитная маска. Изготовить ее самостоятельно не получиться, поэтому придется выбрать из широкого ассортимента масок, имеющихся в продаже. Советы, все о сварке для начинающих, говорят о том, что наибольшее удобство в работе принесут маски Хамелеон, обладающие функцией автоматического затемнения.
Искры и брызги могут попадать и на ноги, поэтому при сварке необходимо находиться в прочной обуви на толстой подошве. К мерам безопасности относится и уборка с места проводимых работ всех материалов, которые могут загореться при попадании на них раскаленных брызг металла. Рядом с местом проведения работ должно быть установлено ведро с водой, которой можно быстро потушить возможное возгорание. Обязательным является нахождение невдалеке огнетушителя. Освещение места работы должно быть достаточным.
Идеальным вариантом для неопытного сварщика будет нахождение рядом еще одного человека, который быстро среагирует на опасную ситуацию. Искры от сварки могут попасть в щели на полу и долго там тлеть, поэтому после окончания сварочного процесса необходим тщательный осмотр помещения.
Если производится сварка с применением газа, то необходимо особо тщательно соблюдать меры безопасности. Баллон с газом следует проверить на отсутствие утечки из него
Перемещать баллон необходимо осторожно, чтобы не произошло его несанкционированного падения
Причиной пожара может стать и неисправный аппарат для сварки. Следует внимательно использовать оборудование, у которого подходит к концу срок его эксплуатации. Рядом с местом проведения сварки категорически запрещается курить. Необходимо также позаботиться о том, чтобы поблизости не находились домашние животные.
Немного теории перед первыми шагами
Новичкам совсем не помешает освоить основные принципы работы инвертора перед тем, как включить его. Основную нагрузку будет нести сеть энергоснабжения. Если старые агрегаты при включении могли оставить без электричества весь микрорайон или поселок, то современные устройства лишены данного недостатка. Они имеют накопительные конденсаторы, которые облегчают старт. Мягкое разжигание сварочной дуги и бесперебойная работа системы энергоснабжения – очень важные, хотя и не самые основные достоинства оборудования.
Необходимо твердо усвоить, что увеличение диаметра используемого электрода ведет к большему энергопотреблению. Не все устройства могут работать с самыми крупными электродами. Дело в том, что для использования конкретного диаметра требуется определенная сила тока. В противном случае сварочный шов просто не получится. Более детальная информация содержится в техническом паспорте приобретаемой модели устройства.
Азы электродуговой сварки
В различных инструкциях о том, как правильно варить электросваркой, делают акцент на начале сварочного процесса. Первая электросварка для начинающих специалистов в этом деле должна проходить под контролем опытного сварщика, который исправляет недочёты и даёт рекомендации новичку.
Сварка электродом начинается с надёжного закрепления детали. Для того чтобы не возникло пожароопасной ситуации, следует налить в ведро холодную воду и поставить его около сварочного места.
Нельзя заниматься сварочной работой на верстаках из дерева и поверхностно относиться к любым обрезкам применяемых электродных элементов.
Для того чтобы электрическая дуга загорелась, нужно выполнить следующие действия:
прочно закрепить зажим «заземление»;
изолировать кабельный провод, после чего осторожно заправить его в держатель;
выставить на сварном аппарате значение тока — в соответствии с определённым диаметром электродного элемента;
установить электродный элемент относительно сварочной детали под углом, равным 60 градусам;
нужно осторожно провести электродом по металлической поверхности – и она заискриться;
подвести электродный элемент к металлу и приподнять его на высоту, равную 5 мм.
Если вышеперечисленные действия были проведены в правильном порядке, то дуга загорится.
Зазор, равный 5 мм, надо соблюдать во время проведения сварочный работы — от начала до конца.
При правильной сварке металла электросваркой электрод медленно выгорает, в связи с чем его аккуратно приближают к металлу. Нельзя быстро перемещать электродный элемент, потому что он может залипнуть. При возникновении такой ситуации придётся немного отодвинуть его в сторону.
Если сама дуга не зажглась, следует увеличить силу тока.
После того как дуга зажглась, надо медленно передвинуть электродный элемент по горизонтали, делая им небольшие колебания. Металл, который уже расплавился, в такой ситуации будет приближаться к центру дуги.
В итоге образуется шов с маленькими волнами.
В такой ситуации надо поменять старый электродный элемент на новый, убрать шлак и возобновить сварочный процесс.
Далее, на расстоянии 12 мм от шва углубления — кратера, следует зажечь дугу. При этом надо подвести электрод к кратеру таким образом, чтобы появился сплав прежнего и нового электродных элементов, после чего нужно возобновить сварку шва.
ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО
Траектория движения дуги при сварке деталей имеет 3 направления:
- поступательное. Дугу перемещают вдоль электродной оси. В таком случае сохраняется длина дуги;
- продольное. В такой ситуации образуется ниточный ролик сварки. Его высота связана со скоростью перемещения и длиной электродного элемента.
В итоге образуется тонкий шов. Чтобы он не исчез, при перемещении электродного элемента вдоль шва надо делать поперечные движения;
поперечное. В этой ситуации в результате колебательных движений устанавливается конкретная ширина шва. Амплитуда таких колебаний устанавливается в зависимости от размера швов, их положения и др.
Опытные сварщики применяют все 3 направления движения дуги.
Советы: как научиться варить электросваркой самостоятельно
Сварить самостоятельно металлоконструкцию за 1 день вполне возможно, если знать, сколько требуется электродов, какими именно нужно пользоваться и при условии, что изделие будет не слишком крупное.
А что еще нужно иметь в виду, чтобы научиться варить самостоятельно:
Для сварщика важно не только правильно работать, но и изучить основы, в частности то, какой режим работы требуется для конкретного материала, так как металл может быть из стали, сплавов или из таких полотен, как цвет мет. Обязательно следует изучить методы, с помощью которых можно сделать конкретный шов
Нужно правильно подходить к выбору электродов и сварочной проволоки.
Если первоначально не требуется становиться профессионалом высшей категории, то обучиться сварке можно самому, если смотреть видеоуроки, рисунки со швами, а также изучать советы профессионалов. Обучение будет долгим, но возможно продуктивным, особенно, если постепенно стараться производить швы, увеличивая количество опыта работы.
Многие предпочитают пользоваться ресантой, так как техника выдерживает длительные нагрузки, что позволяет быстро довести дело до конца. При первых пробах работы со сваркой, лучше пользоваться действительно инвертором, а уже потом при большом опыте возможно и любым другим аппаратом. Что касаемо электродов, то желательно выбирать «3». Пользоваться ими легко, а самое главное, они не перегружают сеть электричества.
В целом, сварочное оборудование делится на виды – трансформаторный, выпрямитель, инвертор. Почему популярность остается за инверторами? Они имеют компактные размеры, малый вес, и с ними очень легко справиться новичку. При первых шагах к изучению сварки, стоит брать более простые виды металла и желательно ровные элементы, чтобы не усложнять задачу.
Перед сваркой нужно подготовить:
- Ведро с водой;
- Молоток для сбивания шлака;
- Щетку из железа;
- Маску, которой проводится защита области лица и шеи;
- Перчатки из специальной ткани, пропитанной составом для исключения возгорания и прогорания полотна;
- Специальную одежду с длинными рукавами.
Не стоит забывать о том, что сварное дело пожароопасное, а потому рядом категорически запрещается находиться горючим или легковоспламеняющимся предметам, чтобы исключить серьезные последствия.
Какие электроды лучше всего использовать сварщикам-новичкам
Начинающим сварщикам рекомендуется начинать сварочные работы с использованием рутиловых электродов МР3-С. Новичкам нежелательно применять электроды УОНИ либо варианты из старых запасов дедушек.
Новичку важно вначале научиться чувствовать сварку и осуществить пробные наплавки металла. Только после этого допускается испытывать свои знания и умения на сваривании каких-либо ответственных изделий
Первые попытки рекомендуется выполнять на толстой металлической пластине удобных размеров. Сначала металл зачищается при помощи болгарки, а после этого накладывается валик в нижнем положении под углом. Правша наносит шов слева направо, а левша — справа налево.
Нужно научиться чувствовать разницу между величиной сварочного тока при манипуляциях с электродом. После чего направляется валик, соблюдая колебательные поперечные движения
Важно чтобы валик был ровным и имел равномерные чешуйки
Требуется придерживаться короткой дуги. Это значит, что расположение электрода не должно превышать расстояние 3 мм от сварочной ванны
В данном случае немаловажно чувствовать величину тока и скорость
Клемма заземления крепится поближе к месту сварки. При этом электрод плотно зажимается в держаке. После выполнения сварочных работ стоит сжигать электрод, оставив не меньше 10 см.
Последовательность действий
Пошаговая инструкция предусматривает выполнение нескольких видов работ. Сначала потребуется оснастить сварочный инвертор. От него отводят 2 кабеля. Один предназначен для подключения провода массы.
На другой, достаточной длины, подключают промышленный или самодельный держатель. Процесс обучения электросварке – дело достаточно сложное и требует большого времени.
Регулировка тока
Руководство по проведению сварочных работ включает сведения о настройках аппарата. Обязательной регулировке подлежит сварочный ток. Сначала не потребуется выставлять максимальное значение этой величины.
Все данные указываются в таблице на упаковке электродов. Выставлять надо меньшее значение и приступать к обучению.
С опытом, когда получится зажигать дугу и делать простейший шов, необходимо выставлять большее значение силы сварочного тока. Это позволит лучше прогреть металл и выполнить более качественный шов.
Сварочная дуга
Уроки сварки для начинающих невозможно представить без обучения зажиганию дуги. Сначала электрод будет постоянно липнуть к металлу. Рекомендуется 2 способа зажигания дуги:
- проведением кончиком электрода по поверхности деталей;
- зажигать дугу можно постукивая электродом. Иногда, при использовании электродов марки МР-5, сварщику приходится стучать часто и долго.
В первом случае не остается значительных следов на деталях, второй способ важен при большом слое обмазки на кончике электрода. Иногда приходится обтачивать концы электродов перед сваркой.
Научиться очень просто. Просто постукиваете, и при зажигании дуги главное не втыкать электрод в расплавленный металл и не относить его на большое расстояние. В первом случае дуга потухнет. Второй вариант приведет к образованию сильных брызг и нарушения валика шва.
Обучаться лучше на толстом металле. Только научившись зажигать дугу и поддерживать ее горение можно переходить к следующему этапу обучения.
Вырабатываем правильный угол наклона
Самое распространенное положение электрода – это промежуток наклона от 30 ° до 60 °. Очень редко возникает необходимость варить, держа сердечник под прямым углом. Выбирая наклон, надо следить за поведением шлака в сварочной ванночке.
Он должен надежно укрывать ее, но без растекания металла. Нельзя уходить сильно вперед ванны. Для начала поставьте держатель под прямым углом, и постепенно делая угол острее, добивайтесь нормального заполнения сварочной ванны шлаком.
Освоив азы, можно постепенно переходить к горизонтальному и вертикальному шву. В зависимости от толщины деталей придется также регулировать угол. Со временем эта операция будет выполняться на автомате.
Технология электрической сварки
Учиться, как правильно варить детали электросваркой, лучше под руководством опытных сварщиков. Если это по каким-либо причинам не получается, можно пробовать самому. Для начала нужно грамотно организовать рабочее место
Это очень важно, поскольку сварка относится к высокотемпературным, а потому и пожароопасным процессам
Для работы нужно выбрать верстак или любое другое основание, выполненное из негорючего материала. Деревянные столы и им подобные изделия категорически запрещены. Желательно, чтобы рядом с местом, где будет проводиться сварка, отсутствовали легко воспламеняемые предметы.
Около себя обязательно поставьте ведро с водой для ликвидации возможных очагов возгорания. Кроме того, нужно определить безопасное место, где будут складываться остатки использованных электродов. Даже самый маленький из них способен спровоцировать пожар.
В продаже можно найти сварочные электроды разных диаметров. Нужный размер стержня подбирается исходя из толщины свариваемого металла
Для первых самостоятельных швов нужно приготовить ненужный кусок металла и подобрать для него электроды. Специалисты рекомендуют в таких случаях использовать 3 мм стержни. Меньший диаметр используется для сваривания тонких листов, учиться на которых неудобно. Электроды большего диаметра требуют высокой мощности оборудования.
Начинаем с зачистки участка металла, на котором будет располагаться шов. Здесь не должно быть ржавчины и каких-либо загрязнений.
После того, как деталь подготовлена, берем электрод и вставляем его в зажим сварочного аппарата. Затем берем зажим «заземление» и прочно крепим его на детали. Еще раз проверяем кабель. Он должен быть заправлен в держатель и хорошо изолирован.
Теперь нужно выбрать рабочую мощность тока для сварочного аппарата. Она подбирается по диаметру электрода. Выбранную мощность выставляем на панели сварочного оборудования.
Следующий шаг – поджиг дуги. Для этого электрод нужно поднести к детали под углом около 60° и очень медленно провести им по основанию. Должны появиться искры. Как только это произойдет, слегка прикасаемся электродом к детали и тут же приподнимаем его на высоту не более 5 мм.
Сварочный инвертор готов к работе. К нему подключены два кабеля: один с зажимом для электрода, второй с креплением заземления
В этот момент вспыхивает дуга, которую нужно поддерживать в течение всего времени работы. Ее длина должна составлять 3-5 мм. Это расстояние между концом электрода и заготовкой.
Поддерживая дугу в рабочем состоянии нужно помнить, что в процессе работы электрод выгорает и становится короче. При чрезмерном приближении электрода к заготовке может произойти залипание. В этом случае нужно слегка качнуть им в сторону. Дуга может и не зажечься с первого раза. Возможно, не хватает силы тока, тогда ее нужно увеличить.
После того, как начинающий сварщик научился поджигать дугу и удерживать ее в рабочем состоянии, можно приступать к наплавлению валика. Это простейшая из всех операций. Поджигаем дугу и начинаем очень плавно и аккуратно перемещать электрод вдоль будущего шва.
При этом выполняем колебательные движения, напоминающие полумесяц с небольшой амплитудой. Мы как бы «подгребаем» расплавленный металл к центру дуги. Таким образом должен получиться ровный шов, похожий на валик. На нем будут присутствовать небольшие волнообразные наплывы из металла. После остывания шва нужно сбить в него окалину.
Технология сварки
Когда к изделию подсоединяется положительный полюс анода, осуществляется прямополярная ручная сварка. Если же подключить отрицательный полюс, мы получим обратнополярную сварку. Расплавление металлического «тела» электрода, его покрытия и самого изделия происходит под воздействием дуги. Расплавляясь, электродный металл превращается в капли, которые покрыты шлаком. Эти капли идут в сварочный резервуар, где происходит смешивание с главным металлом и выведение шлака наружу. Габариты сварочного резервуара зависят от положения аппарата в пространстве и режима работы. Также на это влияет конструкция, форма и размер обрабатываемых кромок, скорость хода дуги и т.д. Обычно габариты варьируются в определенных пределах: ширина составляет от 8 до 15 мм, глубина не превышает 6 мм, в длина от 10 до 30 мм.
Длина дуги – это пространство между двумя активными пятнами, причем одно находится на поверхности резервуара сварки, а другое расположено на раскаленной поверхности электрода. Когда электрод плавится над сварочным резервуаром или рядом с дугой, выделяется газ, который выталкивает воздух из сварочного пространства и предотвращает его попадание на жидкий металл. Шлак, который покрывает всю поверхность сварочного резервуара и капли раскаленного электрода, не позволяет металлу взаимодействовать с кислородом, тем самым очищая их от примесей. Постепенное удаление дуги кристаллизует металл в сварочном резервуаре. Таким образом образуется шов, который соединяет металлические детали, а на его поверхности можно наблюдать слой затвердевшего шлака. Чтобы всегда проводить качественную сварку, необходимо научиться правильно поддерживать и перемещать электрическую дугу. Слишком большая дуга спровоцирует окисление и насыщение азотом расплавленного металла, он будет разбрызгиваться, а структура шва станет пористой и не достаточно прочной.
Секреты профессиональных сварщиков
Залогом хорошей работы является стабильное поддержание и передвижение электрической дуги. Чересчур большая дуга окисляет и азотирует жидкий металл, его капли разбрызгиваются, а шов становится пористым и не достаточно прочным.
Устойчивый ход дуги и фиксированные размеры могут осуществляться темя способами:
- Поступательный – движение вдоль электродной оси. Это движение позволит поддержать нужную длину, которая напрямую зависит от быстроты плавления электрода. В процессе длина будет сокращаться в то время, как расстояние между ним и резервуаром для сварки будет расти. Чтобы избежать этого, перемещайте электрод вдоль оси, удерживая стабильную длину дуги. Не забудьте синхронизировать укорочение электрода с его движением к сварочному резервуару.
- Продольный – электрод перемешается по оси обрабатываемого шва продольно, тем самым формируя ниточный сварочный валик. Толщина этого валика напрямую зависит от диаметра используемого электрода, а также скорости, с которой он передвигается. Обычно его ширина составляет около 2-3 мм. Он представляет собой уже готовый, но довольной узкий шов. Для создания прочного и долговечного сварочного соединения одного только ниточного валика будет не вполне достаточно. Для усиления шва во время хода электрода по оси шва выполните еще одно движение, направив его поперек.
- Поперечный – использование этого движение дает возможность сделать шов необходимой ширины. Выполнять его следует, делая колебательные возвратно-поступательные движения. Их ширину следует определять «на месте», исходя из индивидуальных особенностей и назначения конструкции. На параметры колебания также влияет расположение шва, характеристики свариваемых металлов и т.д. Обычно ширина такого шва составляет 1,5-5 диаметров используемого электрода.
Со временем вы выработаете собственные навыки выбора траектории для перемещения электрода, но в любом случае движения должны обеспечивать расплавление кромок соединяемых деталей и образование нужную массу наплавляемого металла и необходимую форму шва.
