Ручная и автоматическая электродуговая сварка

Ручная и автоматическая электродуговая сварка

Для соединения металлических конструкций часто используется термическое воздействие на их отдельные части. Ручная и автоматическая электродуговая сварка является одним из самых популярных подобных видов работ.

Электродуговая металлическая сварка (ГОСТ 5264-80) – это процесс соединения металлов, во время которого температура электрической дуги может достигать 7000 градусов. Это уникальный вид соединения отдельных частей конструкций, т. к. таким способом можно сварить любые известные металлы. После застывания на месте сцепления образовывается сварной шов. Используется для ремонта кузова автомобиля, газовых, водяных и прочих труб, при производственных работах и т. д.

Фото — принцип электродуги

Электрическая дуга расплавляет металл и металлические электроды, после чего жидкость, образовавшаяся посредством температурного воздействия, заполняет зазор между двумя заготовками.

Фото — газовая горелка

Виды дуговой электрической сварки:

1. Ручная;
2. Полуавтоматическая;
3. Автоматическая.

Главное различие между процесса заключается в принципе проведения работ. При ручной все действия по соединению металлов осуществляются своими руками, при автоматической – соответственно, исключительно сварочным аппаратом. Полуавтоматический процесс является комбинированным. Здесь для сварки металлов используются электроды.

Фото — шов

Также в зависимости от используемого тока, процесс электродуговой сварки может осуществляться:

1. Переменным;
2. Постоянным. В свою очередь, такая технологическая сварка бывает прямой полярности (минусовыми электродами) и обратной (плюсовыми).

В зависимости от необходимого тока, может использоваться разное оборудование и способы соединения. Также у сварщиков, зависимо от типа технологической обработки, используются различные электроды: плавящиеся и неплавящиеся. Плавящиеся могут использоваться в любой среде. Они работают за счет образования дуги между металлом и электродом. В зависимости от длины соединяемых деталей, по мере сварки электрод подается на места стыков. Применяются для углеродистой стали, соединения алюминия, меди и т. д.

Фото — открытая дуга

Для небольших и тонких соединений используются неплавящиеся. Они часто применяются для сварки трубопроводов, тугоплавких металлов и другого. С такими целями применяются вольфрамовые электроды, графитовые и угольные.

Также электродуговая сварка классифицируется по типу защиты:

1. В среде защитных газов (ГОСТ 14771-76). Это аргонная и углекислая;
2. В среде шлаков. Это процесс термического воздействия на металлические соединения под флюсом или толстопокрытыми электродами. Процесс пользуется популярностью при пайке различных труб большого диаметра;
3. С комбинированной защитой. Процесс пайки, в котором режимы производятся в газовой среде с толстопокрытыми флюсами.

Технология электродуговой сварки имеет свои достоинства и недостатки. Преимущества процесса:

1. Доступность сварочного оборудования и дополнительных элементов (флюса, электродов). Купить инверторы можно в любом электротехническом магазине. Средняя цена – от 30 долларов за ручной инвертор и от 80 за полуавтоматический;
2. Зона термического воздействия имеет очень малое влияние на несвариваемые участки металлов. Это крайне важно для соединения труб и тонких прокатных металлических листов.

Методы электродуговой сварки имеют и некоторые недостатки:

1. Необходимо применение специального оборудования. Электродуговая сварка проводится только специальными инверторами и электродами;
2. Для сварки нержавейки (легированной стали), алюминия, меди и других плавких металлов обязательно требуется зачистка соединяемых элементов. Кромки подготавливаются перед процессом термической обработки и после его окончания (только при условии полного остывания металла).

Видео: обучение дуговой сварке

Как проводится

Чтобы правильно сваривать металл электродуговой сваркой, необходимо строго следовать инструкции. Только при этом условии сварной шов будет достаточно прочным и аккуратным.

1. Кромки заготовок зачищаются и обезжириваются, при необходимости производится их резка. К ним приставляется раскаленный электрод. Торец электрода разделяет определенный участок поверхности свариваемой детали на ионы и электроны. В этом пространстве и возникает дуговой разряд; Фото — зачистка
2. Для того чтобы процесс сваривания происходил быстрее и результат был надежнее, на поверхность сварной арматуры (электродов) наносятся различные вещества. Это может быть кальций, калий, натрий. Они ускоряют процесс разделения металла на частицы;
3. По типу сварки она может производиться открытой дугой (плавлением незащищенным потоком направленных частиц) и закрытой. В открытом положении купли металла насыщаются азотом, что негативно сказывается на качествах шва. Чтобы снизить это влияние электроды покрываются слоем металла. Для производства более выгодно использовать закрытый метод, в котором место сваривания защищено от воздействия кислорода; Фото — необходимые инструменты
4. Когда все подготовительные процессы завершены, нужно установить электрод в инвертор и несколько раз провести концом прута по торцам свариваемых деталей – это зажжет дугу. Аппараты подбираются по типу проводимых работ и в зависимости от особенностей и свойств металлов. После включения сварочного устройства нужно установить ток на нужном уровне, и пока система разогревается, надеть средства безопасности; Фото — защита
5. У разных аппаратов есть различные режимы для сварки, но любые современные устройства изготовлены таким образом, что не дают электродам залипать. Поэтому стараться держать прут на определенном уровне от поверхности нет необходимости;
6. Схема сварки: опереть электрод на поверхность свариваемых деталей и аккуратно медленно вести по зазору. Ванная заполнится жидким металлом, который при застывании образует прочное соединение. Чтобы максимально точно рассчитать мощность, ток и продолжительность воздействия дуги, необходимо воспользоваться операционной картой технологического процесса;
7. Вертикальные швы свариваются короткой дугой. Угол соприкосновения электрода и свариваемой поверхности должен быть прямым, допускается отклонение на 10 градусов. Во избежание наплавления металла в одной точке может использоваться техника елочки, треугольника или многослойное прохождение тонкой дугой. Каждая методика имеет свои особенности, поэтому подбирается нужный способ в зависимости от потребностей и уровня подготовки.

После того как ремонт окончен, нужно зафиксировать пластины в определенном положении до полного застывания ванной и шва.

Как правильно варить потолочный шов электросваркой

В сварочном деле одним из наиболее трудных заданий будет укладка потолочного шва. Тем не менее освоить технику потолочной сварки стоит уже хотя бы ради того, чтобы автоматически получить более высокий разряд. Такая операция чаще всего требуется на предприятиях, занятых в области укладки трубопроводов или в строительстве.

Навыки станут полезными и в быту, поскольку они востребованы при монтаже отопления, металлической беседки или в иных случаях. К примеру, металлический гараж не получится собрать, не прибегнув к потолочной сварке панелей. В статье пойдет речь о том, как варить потолочный шов электросваркой, трудностях и проблемах, а также способах их устранения.

В чем состоят сложности сварки потолочного шва

Немногие сварщики назовут укладку потолочных швов любимым занятием, поскольку в процессе работы возникает немало сложностей. Новичку научиться будет непросто, а многие после первых неудач просто теряют всякий интерес к подобного рода занятию. Для того, чтобы освоить азы столь непростой науки, нужно работать на предупреждение. То есть, понимать проблемы, которые будут возникать при укладке шва и попытаться их предотвратить.

Сварка потолочного шва инвертором или трансформаторной установкой сильно отличается от обыкновенной горизонтальной. Когда заготовки соединяются на рабочем столе, то сварочная ванна формируется по стыку. Сварщику остается только контролировать процесс расплава, избегать элементарных ошибок и предотвращать попадание шлака внутрь ванны. Когда же все это приходится делать на потолке, то расплавленный металл стремится вниз и сформировать ванну очень сложно.

К тому же и шлак, находясь в расплавленном состоянии, капает и мешает вести электрод по месту стыка. Брызги ударяются о поверхность внизу, разлетаются на множество частиц и создают дополнительные трудности в работе. Но основная сложность заключается в том, чтобы соединить свариваемые заготовки. Чаще всего сварочную ванну удается сформировать только на одной из кромок, а вторая остается «не у дел» и связать их воедино долгое время не получается.

Еще одна сложность заключается в том, что сваривание происходит на пониженном токе. Электрод часто прилипает к металлу и образуются непроваренные места. Сварщик быстро устает из-за того, что его голова постоянно запрокинута, а рука приподнята. Поэтому необходимы паузы для того, чтобы восстановить силы и перевести дух.

Перед началом практических занятий стоит хотя бы осознать все трудности и настроиться на них. Тогда не будет горького разочарования от первых неудач и легче преодолеваются физические трудности.

Техника сварки потолочного шва электродами

Опытные сварщики ужа давно составили основные правила соединение металлических заготовок в самых разных положениях, включая и потолочное. их необходимо знать для того, чтобы правильно выполнять этот вид работ. Вот основные пункты:

• Кромки свариваемых поверхностей нужно как можно ближе свести одна относительно другой. Сварку в потолочном положении с зазорами смогут выполнить только мастера своего дела. Для тех же, у кого квалификация ниже, нужно постараться максимально плотнее сопрягать детали.
• Метод разделки кромок полностью аналогичен тому, который делается при нижнем сваривании. V-образный скос делается в том случае, если толщина стенок превышает 5 мм.
• Расположение электрода относительно рабочей поверхности составляет 45 градусов. Есть простой «лайфхак» для начинающих сварщиков: лучше использовать половинку электрода. В таком случае легче управлять положением его кончика, что несколько облегчит работу.
• Когда стороны расположены вплотную, то положить первый шов можно, даже не применяя колебательные движения. В таком случае наполнения стыка получится по максимуму. За вторым проходом ширина расплава увеличивается с тем, чтобы сделать связку прочнее. А вот на трубах рекомендуется уже со старта варить широким швом.
• Для сваривания можно использовать различные способы формирования шва. Здесь уместен метод полумесяца, спираль или горизонтальная восьмерка. В случаях, когда состыковать детали плотно не получилось и присутствует небольшой зазор, то используется прерывистая дуга. При таком способе формирования шва отложенные капли металла быстро остывают. Следующая капля накладывается еще до того, когда предыдущая полностью остывает. Она должна еще иметь багровый оттенок. Процесс надежен, но растянут во времени. Сварщику потребуется неоднократная передышка.
• Внешний вид только что завершенного шва может быть далек от идеала. Не стоит этого пугаться. Наплывы и крупные валики не критичны, а шлак, который выступает легко убирается молоточком. При необходимости стык можно «пригладить» болгаркой.

Электроды и аппаратура

Сварочные работы на потолке можно выполнить с использованием инвертора или трансформаторной установки. Следует внимательно отнестись к выбору силы тока. Она должна быть ниже на четверть по сравнению с традиционной ручной дуговой сваркой. К примеру, для соединения двух пластин толщиной 5 мм не нужно выставлять силу тока больше 100 ампер. Желательно, чтобы кабель не был слишком толстым: тогда меньше нагрузка на руки. Чтобы не нагружать запястье, кабель наматывают на руку.

Для потолочной сварки чаще всего берут электроды толщиной 3-4 мм. Важна предварительная подготовка. Если расходники хорошо подсушить, то в процессе работы будет образовываться меньше брызг. Укороченными электродами легче управлять, что дает сварщику возможность уверенно манипулировать дугой.

Меры предосторожности

Плотная куртка и брюки являются обязательном атрибутом сварщика при выполнении работ на потолке. Перчатки в обязательном порядке должны иметь широкие края, которые бы закрывали манжеты. В противном случае окалина может закатиться за одежду и обжечь руки. Нужно одевать специальный головной убор без козырька, но с широкими полами, которые бы закрывали ворот куртки. То же самое касается и брюк. Нижние части штанин должны быть широкими и располагаться внахлест на верхнюю часть обуви.

При ударе о землю брызги разлетаются в разные стороны на приличное расстояние. Очень важно, чтобы рядом не было легковоспламеняющихся материалов. Отбивая шлак, сварщик должен быть в защитных очках, ведь осколки будут лететь вниз. А чтобы работу выполнить качественно, следует давать хотя бы небольшие, но частые передышки. Они помогут снять усталость с мышц рук и шеи.

Потолочную сварку освоить с первого раза не удастся. Нужно запастись терпением, долго и много практиковаться. Но после освоения метода уже можно приступать к сварке труб и металлоконструкций любой сложности.

Как научиться варить инвертором самостоятельно: все детали и видео правильной сварки

Сварка – не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Если выучить азы сварочного дела, то процесс обучения не займёт много времени, и уже через пару дней начинающий сварщик справится с изготовлением забора из профлиста или сваркой простейших металлоконструкций. Все азы — в нашем свежем материале.

Если забить в поисковике фразу «Как варить сваркой правильно штучными электродами» или «Научиться варить», то появится несколько десятков статей и видео, где рассказывается и показывается, как сваривать металл самостоятельно инвертором. FORUMHOUSE обобщил материал. Выбрал самые полезные советы и расскажет новичкам, как освоить инверторную электросварку за несколько дней.

• Теория для начинающих сварщиков
• Видео, плюсы инвертора
• Что нужно использовать, чтобы начать работать с инвертором
• Видео, о преимуществах сварочной маски «хамелеон»
• Основные виды и типы марок электродов
• Какую выбрать и применить полярность
• Как подобрать диаметр электрода
• Два основных способа розжига электродов
• Как правильно вести электрод и, под каким углом его держать
• Видео, как пользоваться сварочным инвертором
• Практика сварки для начинающих
• Памятка новичка по сварке, какие требуются приспособления

Теория сварочных работ

Начинающий сварщик задумывается, какой сварочный инвертор купить, и какие нужны приспособления для сваривания металла электродами. Если отбросить профессиональное использование сварки, покупайте сварочный инвертор, а не трансформатор или полуавтомат.

Плюсы инверторного сварочного аппарата, по сравнению с полуавтоматом и трансформатором:

• Небольшой вес и габариты, в среднем инвертор весит 3-5 кг.
• Простота использования для новичков.
• Позволяет быстро освоить сварочное дело.

О достоинствах инверторов можно рассказывать бесконечно, но лучше один раз увидеть, чтобы понять, какие плюсы есть у этого вида сварочного оборудования.

Теперь расскажем, что за процесс идёт во время сварки металла и как оценивать результат. Есть две металлических заготовки разных размеров. К металлу через электрод и массу подводится постоянное напряжение от сварочного инвертора. Чтобы возникла электрическая дуга, необходимы два токопроводящих элемента с плюсом и минусом. При касании металла электродом, которые имеют разную полярность, зажигается электрическая дуга с выделением высокой температуры. Металл начинает плавиться и, одновременно, при движении, плавится металлический стержень электрода с особым покрытием – обмазкой.

Также при сварке образуется защитный шлаковый слой сварочной ванны, который, затем, отбивается специальным молотком сварщика.

После окончания сварки деталей, металл остывает, кристаллизуется и образуется прочное сварное соединение.

Что нужно купить, чтобы приступить к сварке

На этот вопрос отвечает статья — Инструменты и принадлежности для ручной дуговой сварки: базовый набор. Если кратко, то вам потребуются для начала сварки инвертором в домашних условиях:

• Электроды.
• Маска сварщика.
• Краги или защитные перчатки.
• Защитная курка, штаны и закрытая обувь.
• Молоток сварщика и щетка для удаления шлака.

О выборе маски для сварки металла специалист рассказывает в этом видео.

Её неоценимый плюс, по сравнению с обычным защитным щитком с затемнённым стеклом, – сварщик видит свариваемые детали. Ему не нужно поднимать и опускать маску, т.к. «хамелеон» автоматически затемняется при появлении сварочной дуги и надёжно защищает глаза.

При прекращении сварочного процесса стекло автоматически просветляется. Это упрощает работу. Новичок в сварке не нахватается т.н. «зайчиков» от яркой вспышки дуги, если не вовремя опустит маску с обычным стеклом.

Какие бывают виды и типы электродов по маркам

Если зайти в любой специализированный магазин по продаже сварочного оборудования и посмотреть на ассортимент, то глаза просто разбегаются от предложений разных типов электродов. Что купить?

Выбирая электроды для сварки, обратите внимание на состав сердечника. Металл стержня должен быть идентичен свариваемому металлу. Есть электроды следующих видов. Для сварки:

• Углеродистой и легированной стали
• Для сваривания нержавейки и цветных металлов.

Упростим выбор. В быту чаще всего сваривают обычный «черный» металл – профильные и круглые трубы, уголки, полосы, арматуру, швеллеры, двутавровые балки, трубы водопровода и т.д.

Также обратите внимание на обмазку электродов. Есть четыре типа покрытий – основной, рутиловый, кислый и целлюлозный. Оставим за рамками данной статьи кислое и целлюлозное покрытие электродов. Для домашних работ сварщику достаточно электродов с рутиловым покрытием (марки МР-3 и ОК 63) и основным покрытием (марка УОНИ 13/55).

Плюсы электродов с основным покрытием:

• Подходят для сварки ответственных конструкций с высокими требованиями к качеству шва.
• Шов пластичен и ударостоек.

Недостаток электродов с основным покрытием:

• Повышенные требования к чистоте поверхности свариваемого металла и обработке кромок деталей.
• Для начинающих сварщиков более сложен повторный поджиг электрода.

Плюсы электродов с рутиловым покрытием:

• Металл меньше разбрызгивается.
• Легкий повторный поджиг электрода.
• Стабильность дуги во всех пространственных положениях.

Какую выбрать полярность при сварке металла электродами

Инвертор для ручной дуговой сварки выдает постоянный ток. Если посмотреть на переднюю панель аппарата, то вы увидите, что на ней находятся два разъёма для подключения сварочных кабелей с метками + и -.

Прямая полярность: к плюсу аппарата подключается «прищепка», а к минусу держак.

Обратная полярность: к плюсу аппарата подключается держатель электрода, а к минусу зажим «прищепка» — масса.

Какую полярность выбрать? Об этот вопрос сломано немало копий. Если открыть учебные материалы по сварочному делу и спросить в интернете, часто можно услышать мнение, что на «прямой полярности» свариваемый металл лучше прогревается и проплавляется.

При сварке, на контакте с плюсом, выделяется больше тепла, поэтому на обратной полярности, держак подключён к плюсу, провар всегда глубже. В результате, на обратной полярности лучше сваривать металл с толстыми стенками. Это — профильная труба, пластины, уголок с толщиной 4-5 мм. И наоборот, на прямой полярности надо сваривать тонкий металл, толщиной не более 1.5-2 мм, чтобы избежать проплавления стенок и появления дырок.

Убедится в правдивости этого высказывания вы можете на практике. Возьмите сварочный инвертор, установите сварочный ток на 100 А. Подключите к разъёмам аппарата держатель электрода и массу и разрежьте металл, — пластину толщиной 4-5 мм, уголок или арматуру сначала на прямой, а потом на обратной полярности, не меняя силу тока и электрод диаметром 3 мм. Вы увидите, что на обратной полярности резка металла идёт быстрее.

Как подобрать диаметр электрода для сварки металла разной толщины

Запомните простое правило: диаметр электрода зависит от толщины свариваемого металла. Металл с толщиной меньше 1 мм обычно варят полуавтоматом или аргонодуговой сваркой, а не электродами. Для ориентира, ниже таблица: «Соотношение толщины стали к диаметру электрода».

Совет начинающим сварщикам: рассчитать силу тока можно так: на каждый 1 мм диаметра электрода нужно примерно 30 А силы тока. Т.е. для электрода «тройки» выставляйте ток около 90-100 А.

Как разжечь электрод

Существует два способа. Вариант один: разжечь электрод – впритык (касанием). Вариант два: чирканьем. Способы понятны из фото ниже.

Второй способ похож на разжигание спички об спичечный коробок. Первый способ иногда заменяют легким постукиванием об заготовку. Когда электрод новый и на кончике виден металл стержня, зажигание дуги происходит легко.

Если электрод был в работе, то вокруг стержня может появится наплыв из обмазки. Защитное покрытие электрода не проводит электрический ток. Поэтому его нужно отбить, несколько раз постучав кончиком электрода по свариваемой детали. Легкий розжиг электрода нарабатывается навыком, доведённым до автоматизма.

Как вести электрод и правильный угол наклона электрода

После розжига дуги контролируйте сварочную ванну. Удерживайте электрод на расстоянии 2-3 мм от поверхности свариваемых заготовок. Вы должны видеть и отделять сварочную ванну от шлака.

Электрод держите под углом от 30° до 60°, одновременно сохраняя оптимальное расстояние, т.к. стержень плавиться. Контролируйте его положение и состояние сварочной ванны. Ускоряйте или замедляйте движение руки в зависимости от различных условий и случаев.

Угол наклона электрода сварщик выбирает в зависимости от пространственного положения, сварного шва и выставленного тока. Чем быстрей вы ведёте электрод, тем меньше нагрев металла и величина провара. Если вести электрод медленно, то можно перегреть металл и прожечь дыру в изделии.

Тренироваться самостоятельно новичку сначала нужно на толстом листе металла. Задача: научиться разжигать сварочную дугу и вести электрод по горизонтальной поверхности, чтобы получился качественный шов.

После этого можно приступать к сварке в других пространственных положениях. Хорошим подспорьем для новичков станет видео — Сварка для «чайников» от FORUMHOUSE, в котором технический специалист Денис Замыслов расскажет об азах сварочного мастерства и выборе инверторного аппарата.

Секреты и техника сварки инвертором для начинающих

В этой части мы ответим на самые распространённые вопросы начинающих сварщиков.

Я делаю забор из профлиста. Хочу приварить к столбам уголки. Раньше никогда сваркой не занимался. Опыта нет. Посоветуйте с чего мне начать, чтобы сделать надёжно, и как правильно варить сварочным инвертором?

Советы от участника FORUMHOUSE с ником vodovoz:

• Для сварки возьмите обычный бытовой сварочный инвертор.
• Оптимальный диаметр электрода – 2.5 мм, «трешка» требует большего тока.
• Разожгите электрод. Для этого чиркните им по ровной металлической поверхности.
• Сварочный шов ведите восьмерками. Начиная снизу-вверх с шагом не более 1 мм.
• Не варите изделие сразу от начала и до конца. Сделайте пару прихваток, чтобы металл не повело из-за нагрева разных сторон.
• Если после сварки и отбивки шлака остались пустоты, проварите эти места еще раз.
• Отбейте шлак. Береги глаза! Одевайте защитный очки или делайте это в сварочной маске хамелеоне.

Самый ходовой электрод в быту – «тройка». Стандартные инверторы тянут «четверку», а больше вам и не надо. Менять и подбирать силу тока можно в процессе сварки, подбирая оптимальный режим. Выставите слишком много – прожжёте дырку, слишком мало – электрод прилипнет.

В копилку знаний:

• Сварочные швы бывают горизонтальные, вертикальные и потолочные.
• Самый простой для новичков — горизонтальный.
• Качественный вертикальный шов сделать особенно сложнее из-за некомфортных условий работы.

Задача сварщика – «слепить» друг с другом две кромки свариваемого металла и наплавить сверху шва, расплавленный металл из стержня электрода.

Чтобы приварить стальной уголок к металлическому столбу, лучше использовать струбцины или магнитные угольники. Если попросить друга помощи подержать заготовку, то он может нахвататься «зайчиков» и получить ожог из-за брызг расплавленного металла.