Учимся варить электросваркой

Виды электросварки

Чтобы понять основы электросварки, нужно разобраться в сути самого процесса. Соединение металлических элементов происходит в результате локального расправления под воздействием высоких температур. Создаётся дуга, которая расплавляет металл, затем готовая конструкция остывает, становится прочной, цельной.

Создать дугу можно двумя способами:

• на постоянном токе;
• на переменном токе.

Для сварки постоянным током используются инверторы. Они создают дугу со стабильными электрическими параметрами, что упрощает процесс сварки:

• формируется ровный однородный шов;
• не разбрызгивается металл.

Многие инверторы имеют стандартные предустановки, оснащенные защитными функциями, которые позволяют контролировать текущие параметры. Они могут использоваться новичками или профессионалами.

Для сварки на переменном токе необходимо применять трансформаторы. Их преимущества: высокая мощность, неприхотливость к параметрам сети. Но при этом у них большой вес, высокий уровень шума. Кроме того, они могут создавать помехи в электросетях.

Что такое электросварка, и зачем она нужна дома?

Чтобы разобраться с термином, потребуется задеть школьный курс физики и разобраться в сопутствующих процессах при сваривании деталей. Полученные знания помогут сварщику делать более качественные швы, ведь понимание основы работы электросварки дает возможность вести работу осознанно, а не полагаясь на шаблонные действия других специалистов.

Электросварка (дуговая сварка) – получение соединений неразрывного типа за счет кристаллизации присадочного и базового материалов.

Во время процесса образования шва, происходит временное расплавление основы и электрода, за счет чего образуется сварочная ванна. После остывания поверхности, материалы соединяются на молекулярном уровне (сплавляются), кристаллизируясь в шов, который по прочности не уступает другим областям основной поверхности.

Классификация электросварки производится на основании множества критериев – уровень механизации процесса сваривания, тип тока + его полярность, дуга, характеристики электрода, способ защиты зоны и так далее. Давайте рассмотрим классическое распределение – ручная дуговая, полуавтоматическая дуговая и автоматическая дуговая типы сварок.

1) Ручная дуговая сварка

Наиболее сложный вариант в применении для неопытного сварщика, ведь большую часть работы приходится выполнять собственными руками. Регулирование технологии с прочими моментами производится посредством ГОСТа 5264-80. В учет берется тип соединения, форма кромок, характер шва, поперечное сечение и толщина элементов для сваривания.

Недостатками ручной сварки является негативное воздействие на организм человека продуктов распада/света и сравнительно низкая эффективность работы при ее больших масштабах. Низкоквалифицированный специалист не сможет качественно орудовать дугой при работе с ручной дуговой сваркой, потому, метод наложения швов точно не для новичков.

2) Полуавтоматическая в газовой среде

Отличительные черты у метода соединения 2 – использование подвижного плавящегося электрода + наличие защитного газа. Второй выступает в роли преграды между внешней средой и электрической дугой.

Защитным газом выступает аргон, углекислота, гелий, либо их комбинации в определенных пропорциях. Технология сварки полуавтоматом происходит за счет пропуска проволоки сквозь сопло газа, из-за чего та расплавляется. Длина дуги контролируется автоматически, а направление движения + скорость остаются под контролем сварщика. Методика работ может быть проведена и без газовой оболочки – применяется специальная самозащитная проволока с вкраплениями кремния, марганца и прочих металлических элементов с раскисляющими свойствами.

3) Автоматическая сварка под флюсом

Метод, имеющий повышенную производительность и минимальные потери по электроду. Сварщик может не опасаться брызг, а зона проведения сварки максимально безопасна в отношении образования оксидов и прочих вредных примесей для шва.

Алгоритм процесса сварки:

1. Подача проволоки за счет специальных роликов.
2. Посредством контакта скользящего типа производится подведение к проволоке электрического тока.
3. Начинается движение электрода вдоль разметки для шва.
4. Из бункера агрегата высыпается флюс, за счет испарения которого образуется газовое облако, защищающее электрическую дугу от влияния внешней среды.
5. Образование шва.
6. Очистка от шлаковой корки.
7. Сбор излишек флюса для повторного использования.

Оборудование для проведения работ не требует от оператора использования специальных защитных приспособлений для глаз. Благодаря автоматизации процесса, субъективное влияние сварщика сводится к минимуму, а потому, риск накосячить резко стремиться вниз.

Движения электрода

Перед началом процесса необходимо определиться, как водить электродом при сварке конкретных изделий. Существует три вида перемещения электрода:

• вдоль его собственной оси называется поступательным;
• вдоль оси шва является прямолинейным;
• колебательные движения хорошо прогревают кромки и применяются наиболее часто.

Колебательные движения могут выписывать различные рисунки: елочку, лесенку, треугольники и многие другие. От этого выбора зависят ширина шва и прочность соединения. Имеется также разделение движений электрода по направлению.

Как правильно вести электрод при сварке зависит от конкретного вида соединения, расположения шва в пространстве и предыдущего опыта сварщика или его желания осваивать новые технологии сварки.

Техническое оснащение домашнего сварщика

Для формирования дуги ручной ЭС необходим источник электротока, обеспечивающий стабильную подачу электрической энергии для питания ЭД. Для ручной ЭС одинаково применимы как источники переменного тока, так и устройства, работающие на постоянном  электротоке. В условиях домашнего применения сварочной аппаратуры важную роль играет состояние электропроводки, к которой будет подключен приобретенный сварочный агрегат. От этого будет зависеть тип оборудования, которым сможет пользоваться начинающий «сварной».

Важно! Сварочный аппарат способен работать от бытовой электросети в пределах параметров ее защитно-регулирующих устройств – пробок и плавких предохранителей, автоматов и т.п. При несоответствии рабочих характеристик «сварочника» требованиям защитной системы электросети возможны мигания света, отключения автоматов, выходы из строя бытовой техники по всему дому из-за резких колебаний напряжения

Домашний сварщик должен быть оснащен в следующей комплектации:

1. Источник тока.

В настоящее время сварочную аппаратуру для применения в бытовых условиях нередко обозначают как оборудование для ММА (от англ. Metal Manual Arc – ручная ЭС штучными покрытыми электродами). Рынок электрооборудования предлагает для домашнего пользования три вида источников тока:

• сварочные трансформаторы, работающие на переменном токе,
• сварочные выпрямители, преобразующие переменное напряжение сети в постоянный ток,
• инверторы, способные работать от домашней розетки.

1. Комплект силовых кабелей и подводящих проводов с переносками.
2. Держатели электродов (пружинные или рычажные), в обиходе называемые «держаками».
3. Средства индивидуальной защиты сварщика:

• термоустойчивая одежда, обувь, перчатки либо рукавицы,
• защитная маска.

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.

Критерии выбора оборудования и материалов

Перед началом любого обучения необходимо оборудовать сварочный пост домашнего умельца. В первую очередь это касается сварочных аппаратов и электродов, а затем уже переходить к азам.

Для проведения разовых работ можно арендовать сварочный аппарат у специализированных компаний, но если работы предстоит много, лучшим решением будет покупка надежного, с достаточным уровнем мощности агрегата.

Можно выполнить сварку газом, но это более затратный способ. Для различных целей промышленностью выпускаются следующие виды оборудования:

• сварочный аппарат (трансформатор), предназначен для преобразования переменного токов в сварочный ток большой силы. Дешевые аппараты для сварки могут сильно перегреваться даже при небольших нагрузках, да и сварочный ток они выдают неравномерный с большими перепадами;
• выпрямители преобразуют переменный ток сети в постоянный. Это наиболее производительные аппараты, обладающие хорошими характеристиками, но стоят они на порядок дороже;
• современные инверторы способны преобразовывать переменный ток в постоянный, они отличаются высокими производительными характеристиками при небольших габаритах и весе. На сегодняшний день это самый доступный, надежный вид сварочного оборудования, многие сварщики пользуются ими. Это оптимальный вариант для начинающих, на котором можно отрабатывать азы работы с электродами.

Начинающим надо знать, что для электродуговой сварки применяют электроды. Информация об электродах относится к азам обучения. От качества электрода и подходящего по составу сердечника зависит успех сварки.

Изделие достаточно простое по конструкции. Это стальная проволока из различных материалов и сплавов, с нанесенной на нее специальной обмазкой (покрытием).

Покрытие предотвращает попадание в сварочную ванну нежелательных газов. Для бытового использования наиболее подходят электроды с толщиной сердечника 3 мм. Ручная сварка очень тонкого листового металла производится электродами сечением 2 мм.

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.

Подготовка чугуна к сварке

Прежде чем варить чугун электродом, необходимо произвести подготовительные процедуры. Хрупкость сплава и трудности в удалении загрязнений с его поверхности требуют тщательной подготовки к сварочному процессу.

Трещины, имеющие на поверхности изделий, нужно разделать на всю длину с достаточным для качественной проварки углом разделки и засверлить по краям. Если трещины не засверлены, то их необходимо вырезать, а концы трещины можно закруглить.

Рабочую зону следует очистить от посторонних включений с помощью болгарки, металлической щетки или наждачной бумаги. Зачистку также можно произвести пескоструйным способом. Масло удаляется с помощью растворителей. Сильные загрязнения рекомендуется удалять пламенем горелки.

Виды электросварки

Выделяют несколько основных направлений:

1. MMA. Сварка электродом в защитной обмазке. Универсальная технология, позволяющая получить отличный шов в любых пространственных положениях. Используются простые аппараты преобразования переменного тока в постоянный, трансформаторного или инверторного типа. Сила тока зависит от толщины сплавляемого металла и используемого электрода, колеблется от 30 до 200 Ампер. Электрод — пруток металла, покрытый обмазкой. При сварке обмазка расплавляется и защищает расплав от воздуха.
2. MIG. Сварка в среде защитного газа. В качестве электрода используется проволока, подаваемая в сварочную ванну с постоянной скоростью. В зону сварки через шланг подается углекислый газ или смесь газов. Они вытесняют кислород и защищают сварочный шов. Преимущества такого вида сварки — отсутствие шлака, высокое качество шва, возможность варить тонкий металл.
3. TIG. Сварка цветных металлов в среде защитного газа при помощи неплавящегося электрода. Широко применяется для соединения цветных металлов и сплавов.

Есть несколько видов различных технологий, применяемых в автомобилестроении или судостроении. Они требуют особой квалификации сварщика. Навыки наплавления или ручной подачи проволоки в сварочную ванну специфичны и доступны сварщикам высших разрядов.

Как работать сварочным инвертором

Сварка инвертором происходит тогда, когда образовавшаяся между металлом и электродом дуга начинает плавить стержень электрода, а также часть металла. В образовавшейся ванне металлы смешиваются и формируют шов. Защитить от окисления и разбрызгивания расплавленного металла в ванне, помогает слой специального покрытия, нанесенного на электрод.

Розжиг дуги

История о том, как правильно варить инвертером начинается – розжигом дуги. Для этого применяется один из двух способов:

1.  чирканье;
2. постукивание.

Чиркая (как спичкой) электродом, к месту начала сварки мы провоцируем запуск дуги. Если точно, то мы касаемся электродом металла, затем ведем его касаясь поверхности и плавно поднимаем электрод на установленное расстояние. При этом, если розжига не произошло, на металле могут оставаться части расплавленного электрода. Поэтому чиркать нужно непосредственно в месте соединения или вблизи него.

Практически так же разжигается электрод постукиванием. Отличие состоит в том, что мы не ведем его по поверхности металла, а просто касаемся краем сварочного кабеля, места начала сварного шва и отводим электрод.

Способы зажигания дуги

Как передвигать электродом во время сварки

Все процессы, описанные ранее, не представляли никакой сложности для новичка, но теперь переходим к более сложным задачам. Первая сложность, с которой сталкивается начинающий сварщик – схема передвижения электрода, для формирования ровного шва. Если вы зажгли дугу, а затем просто ровно ведете электрод вдоль места соединения, то вероятность получить хороший провар и ровный шов – минимальная. Исключение составляют тонкие металлы, для которых применяется такой способ сваривания.

Три столпа, удерживающих красивый шов это:

1.  угол наклона электрода;
2.  схема продольных и поперечных передвижений;
3. скорость движения электрода.

Как научиться сваривать металл ровно

Начнем по порядку, с угла наклона. Оптимальным, для сварки вперед и назад, считается угол от 30 до 40 градусов. Для труднодоступных мест, можно использовать работу под прямым (90 градусов) углом.

Угол наклона электрода при сварке

Как мы уже говорили, шов кладется не линейным движением, а комбинированными продольными и поперечными. Существуют специальные узоры, с помощью которых можно тренироваться двигать электродом. Начать можно с простых завитушек в обе стороны, затем практиковать более замысловатые и угловатые схемы. Каждый сварщик самостоятельно подбирает для себя удобную схему. Вы можете тренировать руку в домашних условиях и без сварки, рисуя схемы на бумаге.

Способы выполнения сварочных швов

Скорость отчасти тренируется при рисовании схем. Каждая линия, должна быть четко выведена, поэтому все движения происходят плавно и умеренно. Со временем, смотря на состояние ванночки, вы сможете регулировать свою скорость.

Контроль дугового промежутка

Последний, но не по важности пункт – расстояние от электрода, до металла или дуговой промежуток. Малый промежуток, до 2-х мм приводит к тому, что образуется короткая дуга

Она не может достаточно прогреть место соединения, поэтому провар получается неглубокий и часть расплавленного электрода сильно выступает над поверхностью. Большой промежуток, больше 3-х миллиметров приводит к тому, что дуга получается сильно большой. Большая дуга нестабильна, постоянно меняет направление плавления. Также при таком большом расстоянии плавильная ванна не полностью покрывается защитным слоем, а значит увеличивается разбрызгивание.

Чтобы хорошо варить инвертором нужен правильно подобранный промежуток. Оптимальный дуговой промежуток для начинающего сварщика  2-3 мм. При таком расстоянии дуга достаточно прогревает металл, чтобы получить глубокий и широкий провар, плюс полноценно работает защитный слой.

В зависимости от модели инвертора и наличия в нем различных функций, облегчающих сварку выдерживать расстояние между электродом и металлом  порой не требуется. Достаточно будет вести электрод по поверхности металла.

Полезным дополнением к описанному выше будет просмотр следующего видео:

Как быстро научиться варить электросваркой: принцип соединения металлов

По большому счету, принцип соединения металлов не такой уж и сложный – электрическая дуга расплавляет края соединяемого материала и одновременно наносит на стык металл с электрода. Даже если просто вести электрод вдоль стыка, он будет завариться – как он это будет делать, это уже другой вопрос, и зависит он в большей степени от самого сварщика, а вернее от того, насколько правильно он освоил вопрос, как правильно варить шов электросваркой, и все его небольшие тонкости.

1. Самое первое, что нужно понимать, это скорость наплавления металла – если вести электрод быстро, то шов будет проварен с пропусками. Если это делать медленно, то металл будет сильно оплавляться, а в некоторых случаях (при небольшой толщине соединяемых металлических элементов) даже пропаливаться. Опять-таки, этот момент нужно определять опытным путем.
2. То же самое можно сказать и о силе тока, с которой производится сварка металлов – большой ток прожигает сталь, маленький проваривает не полностью (поверхностно). В принципе, сварщик сам для себя выбирает оптимальную силу тока и уже приспосабливается к ней. Спросите, как? Есть такое понятие, как сварка рваной дугой – то есть, в процессе работ, наблюдая за состоянием свариваемых поверхностей, вы просто на доли секунды прерываете дугу, давая тем самым металлу немного остыть. В большинстве случаев по такой технологии осуществляется сварка труб – металл накладывается на шов, так сказать, елочкой или короткими движениями электрода сначала слева направо, а потом справа налево. Вообще соединение труб электросваркой – это отдельная тема, требующая подробного изучения. Если говорить об этом процессе коротко, то осуществляется он в два этапа. Первый – это заполнение шва между двумя трубами (они не варятся стык в стык, между ними обязательно должен быть зазор в пару миллиметров). И второй этап – это усиление шва, которое выполняется большим током, на этом этапе работ удаляются все пропуски и огрехи первого этапа.

3. Провар – если говорить по-простому, то глубина проплавления кромок свариваемых деталей. Опять же, здесь имеется тонкая грань, на которой и приходится балансировать сварщику. Переходя эту грань и сильно проплавляя металл, вы создаете с другой стороны шва наросты – они не критичные, если речь идет об изделиях, которые можно проваривать с двух сторон. А вот если вести разговор о трубах, то здесь эти наросты являются не чем иным, как уменьшением сечения трубы. Если речь идет о недогреве, то имеется в виду некачественная сварка. Определить плохо проваренный шов можно по тыльной стороне изделия – в процессе сварки металл (если он, конечно, не имеет толщину сантиметр и более) с обратной стороны должен раскаляться докрасна. После сварки в этом месте наблюдаются изменения в цвете металла и появляется окалина.

Что еще можно сказать по поводу сварки, так это о вертикальных и горизонтальных стыках. Вертикальный стык варится немного проще, чего не скажешь о горизонтальном. Кстати, здесь наблюдается один небольшой парадокс – начинающим сварщикам почему-то легче дается горизонтальный шов, а вот с вертикальными стыками наблюдаются проблемы. Как варить вертикальный шов электросваркой? По методу рваной дуги – только в таком случае наплавляемый металл будет стекать вниз меньше.

И в завершение темы, как научиться варить электросваркой, скажу несколько слов о потолочном шве, который среди всех прочих вариантов стыков является наиболее проблематичным для начинающих сварщиков. Вся его сложность заключается, опять-таки, в стекании металла вниз. Чтобы этого не происходило, потолочный шов нужно варить быстро и слегка увеличенным током – здесь нужна набивка руки. Вообще рука сварщика – это самое главное, в процессе обучения она как бы затачивается под рукоять держателя электродов. Только постоянная практика дает возможность в совершенстве овладеть этим искусством. Можно даже сказать больше – длительные перерывы в работе сказываются даже на профессионалах. Выражаются они в неуверенном ходе электрода, что чревато некачественным швом. В быту это, конечно, не критично, но если вести разговор о серьезных металлоконструкциях, то здесь уже без твердой руки не обойтись.

Автор статьи Александр Куликов

Как варятся стыковые швы

Если кромки не имеют скосов, накладываемый валик должен иметь небольшое расширение с каждой стороны стыка. Чтобы не допустить непровара, требуется создать равномерное распределение расплавленного металла.Только правильная установка тока и грамотный подбор электродов, позволит хорошо проварить 6 миллиметровый металл, если детали не имеют скоса кромок. Величина тока подбирается опытным путем. Для чего сваривается несколько пробных планок.Если детали имеют V-образные скосы, стыковая сварка может быть однослойной или иметь несколько слоев герметики. Главную роль в этом вопросе играет толщина металла.Когда варится один слой, возбуждение дуги должно происходить в пункте «А», на границе скоса, согласно рисунку 67а. После чего электрод опускают вниз. Полностью проваривается корень шва, затем дугу отправляют на следующую кромку.Когда электрод движется по скосам, его движение специально замедляют, чтобы обеспечить хороший провар. На корне шва, наоборот ускоряют движение, чтобы не допустить сквозного прожога.На обратной стороне сварочного соединения, профессионалы советуют накладывать дополнительный подварочный шов.В некоторых случаях на противоположную сторону шва монтируют стальную 2-3 миллиметровую подкладку. Для этого повышают сварочный ток, примерно на 20–30% относительно стандартной величины. Сквозное проплавление в данном случае полностью исключается.Когда создается валик шва, стальная подкладка также приваривается. Если она не мешает конструкции изделия, ее оставляют. При сварке очень важных конструкций, делается проварка противоположной стороны корня шва.Если нужно сварить стыковой многослойный шов, вначале проваривается корень шва. С этой целью используют электроды, диаметром 4–5 миллиметров. Затем выполняется наплавка следующих слоев расширенными валиками, для чего используются электроды больших размеров (Смотри рисунки 67, б, в).