Как работает сварка

Как пользоваться сварочным аппаратом: секреты соединения металла

Спорить с тем, что сварка является самым надежным видом соединения металлических деталей, не станет никто. Этот метод используют в промышленности, в строительной сфере, во время ремонта или возведения жилья собственными силами. Необходимость в сварке может возникнуть не только в частном доме, но и в квартире. Сварочный аппарат нельзя назвать простейшим инструментом, поэтому многим хозяевам для таких работ приходится нанимать специалистов. Однако если есть желание «расширить горизонты», и время для этого, то можно самим научиться управляться с оборудованием. Только прежде надо понять, как работает устройство, узнать, как пользоваться сварочным аппаратом, какие модели приборов предлагает рынок, а также об особенностях обращения с ними.

Основы основ: что надо твердо знать?

Как пользоваться сварочным аппаратом — далеко не первый пункт, который следует рассмотреть при знакомстве с новой и пока не совсем понятной работой. Сначала рекомендуют изучить технику безопасности, затем узнать, какие условия нужно обеспечить для беспроблемной работы с оборудованием. Эти знания не менее важны: именно от того, насколько хорошо они усвоены, будет зависеть безопасность мастера-сварщика.

1. Предварительное ознакомление с инструкцией к сварочному аппарату — этап обязательный.
2. Рабочее место должно быть правильно подготовлено: с него убирают все легковоспламеняемые материалы.
3. Постоянный доступ свежего воздуха — условие обязательное. Все средства для тушения пожара обязаны располагаться в непосредственной близости от сварщика в том случае, если у агрегата отсутствует защита от тока.

Правила эти понятны, а требования логичны, поэтому запомнить их труда не составляет. Создание таких условий даст уверенность в том, что работа сможет стать безопасной и где-то даже приятной. Впрочем, как и любое новое начинание.

Что такое электросварка?

Сварка не зря относится к самым надежным соединениям материалов: детали или куски материала не просто соединяются, они становятся одним целым, так как сплавляются воедино. Такое превращение обеспечивает высокая температура.

Большая часть сварочных аппаратов в своей работе использует электрическую дугу. Благодаря ей металл в зоне воздействия разогревается, причем участок этот имеет небольшую площадь. Поскольку в процессе участвует электрическая дуга, такую сварку называют электродуговой.

Разновидности электросварки

Метод сварки зависит от того, с помощью какого тока образовывается электрическая дуга — переменного или постоянного. В первом случае речь идет о сварочных трансформаторах, во втором — об одной их разновидности и об относительной новинке, об инверторе. Работа в том и другом случае имеет свои особенности, с которыми будущим мастерам необходимо познакомиться, чтобы точно представлять, как пользоваться сварочным аппаратом.

Сварочные трансформаторы

Работа с ними — наиболее сложный вариант из-за переменного тока, которому свойственны «неприличные» скачки напряжения. Они приводят к тому, что шов получается далеким от идеала. Неудобен и сам аппарат, из-за трансформатора он большой, довольно тяжелый. Шумность его считается большим минусом. Громкие звуки издает не только трансформатор, к нему присоединяется дуга.

Есть у этого сварочного оборудования и еще один недостаток — негативное влияние на электросеть. Значительные скачки напряжения при работе с ним обычное дело, однако соседи в многоквартирном доме вряд ли обрадуются появлению такого опасного «жильца». Да и хозяевам будет постоянно грозить выход из строя бытовой техники. Защиты от поражения током агрегаты не имеют.

Существует еще один вид аппаратов на основе трансформаторов. Они работают с постоянным током, их называют сварочными выпрямителями. Преимущества таких приборов — более высокое качество сварных швов, надежность, долговечность и ремонтопригодность. Однако минусы трансформаторных переменных «коллег» им тоже свойственны: это немалый вес, габариты, отсутствие защиты (чаще всего).

Инверторное оборудование

Оно — фаворит. Эти аппараты, как правило, работают от электросети в 220 вольт, но есть модели, предназначенные для трехфазной сети. Громоздкий трансформатор в них заменяет небольшая плата с полупроводниками. Переменный ток инверторы сначала преобразуют в высокочастотные колебания, потом — в постоянный. Данные агрегаты не оказывают «дурного» влияния на напряжение, они имеют большое количество настроек, а также защиту от поражения током.

В отличие от трансформаторных агрегатов, работа этого оборудования, наоборот, практически бесшумна, поэтому соседей инверторная сварка не побеспокоит. К тому же инверторы имеют небольшой вес (3-8 кг) и такие же скромные габариты. Поскольку дуга здесь образуется за счет постоянного тока, она «ведет себя» спокойно, гораздо легче перемещается и контролируется.

КПД инверторных аппаратов — 85-90%. Так как электричество не используется для нагрева трансформаторной обмотки, потребление энергии этими приборами ниже. Однако надо знать, что чем больше диаметр электрода, тем выше ее расход.

Оптимальный выбор

Поскольку недостатков у аппаратов на основе трансформаторов немало, их используют все реже, особенно модели, работающие с переменным током. Бесшумность, практичность, удобство, возможность проводить сварку в квартире и относительная простота работы — те причины, по которым инверторные аппараты довольно быстро завоевали популярность.

Поэтому данное оборудование — идеальное решение для новичков, которые пока не в курсе, но хотят узнать, как пользоваться сварочным аппаратом. Минусы инверторов тоже надо знать. Это относительная ненадежность и довольно сложный ремонт, требующий помощи профессионала в области радиоэлектроники.

Технология сварки

Чтобы обеспечить образование электрической дуги, надо иметь два токопроводящих элемента, у которых противоположный заряд. Первый — деталь из металла, второй — электрод. Последние — металлические сердечники, имеющие защитное покрытие. Помимо изделий из металла используются угольные и графитовые сварочные электроды. Но их «сфера деятельности» другая, поэтому о них знать новичкам необязательно, по крайней мере, пока — на этапе знакомства с понятием «сварка».

При контакте металла и электрода возникает электрическая дуга, после ее направления на участок работы в том месте начинает расплавляться металл. Одновременно с ним плавится стержень электрода, частички «его металла» переносятся дугой в зону плавления. Она называется сварной или сварочной «ванной».

Во время этого процесса свою роль играет защитное покрытие электрода. Он плавится, часть испаряется, образуя некоторое количество газов. Они тоже выполняют важную функцию, являясь защитой металла сварной ванны от контакта с кислородом. Состав газов зависит от вида покрытия. Расплавленный шлак (или шлаковая ванна) также является дополнительной защитой металла, он помогает сохранить необходимую температуру. Чтобы работа была эффективной, нужно следить за количеством шлака: его должно быть достаточно для защиты сварной ванны.

Главное условие для получения сварного шва — движение ванны, которое обеспечивают постоянным перемещением электрода с определенной скоростью. Это и есть главная особенность сварки, но она не единственная. Мастеру придется опытным путем подбирать параметры тока и угол наклона электрода. Эти характеристики зависят только от типа соединения, который он хочет получить в результате операции.

Когда металл остывает, шлак на его поверхности превращается в корку, также защищающую участок работ от взаимодействия с кислородом. После полного остывания соединения ее оббивают небольшим молотком. Этот этап требует защитной экипировки — специальных очков, так как осколки шлака будут разлетаться во все стороны.

Как пользоваться сварочным аппаратом?

Потенциально опасное оборудование требует предварительной подготовки рабочего места и самого мастера-сварщика, потому что очень велика вероятность получить электрическую травму или ожоги. Для первого знакомства с работой оборудования рекомендуют брать толстые куски металла: для практики это наилучшее решение.

Помимо сварочного аппарата необходимо приобрести маску сварщика и толстые перчатки-краги. Чтобы уберечься от ожогов, нужна плотная одежда и обувь, изготовленная из толстой кожи, с такой же подошвой. Еще потребуется молоток и щетка из металла. Она понадобится для удаления шлаковой корки. Для этого этапа необходимы защитные очки.

Защитный комплект сварщика не единственное требование. В будущем мастеру понадобится рабочий стол, имеющий большую площадь для свободного расположения всех заготовок. Не менее важно обеспечить идеальное освещение. Деревянный настил нужен в том случае, если оборудование не имеет защиты от поражения током.

Подключение электрода

Чтобы первый опыт стал удачным, советуют приобрести универсальный электрод, имеющий диаметр 3,2 мм. Они дороже, но главная причина такого выбора — более простая работа. После ознакомления с особенностями операции, получения первых навыков можно перейти на более дешевые изделия.

Электрод вставляют в держатель, который зафиксирован на сварочном кабеле. Есть два вида креплений — винтовые и пружинные. В первом случае ручку раскручивают, устанавливают электрод, а затем его зажимают таким образом, чтобы полностью исключить даже малейшее движение. Если держатель пружинный, то достаточно нажать на клавишу, располагающуюся на ручке, а потом вставить элемент в появившееся гнездо. После установки электрода кабели можно подключать к оборудованию.

На инверторном аппарате есть два выхода — отрицательный и положительный. Кабелей тоже два. На конце одного из них находится зажим-фиксатор, его присоединяют к металлической детали. Второй оборудован держателем для электрода. Влияние на подключение оказывает тип сварочных работ.

Для инверторов чаще используют прямую полярность: минус подключают на электрод, плюс — на деталь. Однако есть исключения, первый пример — сварка нержавеющей стали. В этом случаи используется обратная полярность: плюс идет на электрод, минус — на металлический элемент.

Преимущество прямой полярности — максимальное нагревание металла, а именно лучший нагрев соединений требуется в большинстве случаев. Электроны при таком методе движутся от отрицательного полюса к положительному (от электрода к детали), дополнительно передавая металлу тепловую энергию, повышая температуру.

Как зажигают дугу?

Это следующая операция, которая является частью ответа на вопрос, как пользоваться сварочным аппаратом. Появляется электрическая дуга при соприкосновении электрода и металла. Осуществить этот контакт можно двумя способами.

1. Чирканье — проведение электродом вдоль шва. В этом случае важно не прикладывать чрезмерные усилия, чтобы не оставить след от прибора.
2. Постукивание. В этом случае достаточно несколько раз стукнуть по металлу свободным кончиком электрода.

Работа с новым электродом максимально проста. Поскольку его кончик оголен, контакту ничего не мешает, он происходит очень легко. На стержне «бывалого» элемента уже есть помеха — слой из защитного покрытия, толщина его — несколько миллиметров. Его отбивают, аккуратно постукивая по детали.

Какой из способов выбрать мастеру? Тот, который покажется наиболее удобным. Чтобы узнать предпочтительный вариант (для себя), надо взять толстый кусок металла и потренироваться в зажигании дуги, используя оба метода.

Немного о дуге и наклоне электрода

На качество шва неизменно влияет расстояние от электрода до поверхности металла. Существует три вида электрической дуги.

1. Короткая. Ее примерная длина — 1 мм. В этом случае участок разогрева получается небольшим, в шов выпуклым. Однако есть вероятность образования дефекта, который называют «подрезом». Это канавки, образующиеся на металле по краям сварного шва. Они делают соединение ненадежным.
2. Нормальная — от 2 до 3 мм. Это идеальное расстояние для первых опытов. Данная длина дуги гарантирует высокое качество шва и его хорошие «внешние данные».
3. Длинная — более 3 мм. Это худший вариант, поскольку возникают проблемы с поддержкой стабильности, качеством прогрева, а значит, и работы в целом.

Основное рабочее положение прибора — небольшой наклон в сторону сварщика. Угол составляет 30-60°, только этот диапазон считается корректным, но в труднодоступных местах мастера используют прямой угол. Точный показатель выбирают в зависимости от параметров тока, от типа сварного шва. Как правило, главным ориентиром является состояние сварной ванны.

Техника ручной сварки предполагает два положения электрода — углом назад и углом вперед. Основное — первое положение: в этом случае сварная ванна и шлак следуют за кончиком электрода. Оптимальный угол наклона подбирают таким образом, чтобы шлак успевал закрывать расплавленный металл. Отличие «угла назад» — качественный, глубокий прогрев. Угол вперед, наоборот, используют в том случае, если сильно металл разогревать не требуется. При изменении угла на противоположный сварная ванна и шов «послушно» следуют за электродом, глубина прогрева минимальна.

Как нужно двигать электрод?

Ответ на вопрос, как пользоваться сварочным аппаратом, рано или чуть позднее, узнает тот, кто будет часто практиковаться. Если говорить о движениях электрода, то для постоянного контроля сварной ванны его необходимо держать на определенном расстоянии от металла: оно составляет всего 2-3 мм (нормальная длина дуги). Помимо контроля состояния сварной «емкости» следят за ее размером. Данные задачи нельзя назвать легкими, так как сварщику приходиться одновременно делать сразу несколько операций:

• передвигать электрод по требуемой траектории;
• опускать его ниже, но соблюдать расстояние 2-3 мм;
• держать под контролем состояние, размер сварной ванны;
• непрерывно контролировать точность направления сварного шва.

Что касается движения кончика электрода, то вариантов перемещения существует достаточно много. В этом можно убедиться, взглянув на рисунок. Все из них запоминать и использовать не придется. Обычно ограничиваются двумя-тремя способами, которые подходят для любых соединений, металлов и швов.

Именно для практики начинающему сварщику будет нужен толстый кусок металла. В этом случае речь идет не о швах, а о валиках. На вопрос о том, почему надо тренироваться на «подушках», можно ответить так: это самый лучший способ познакомиться с движениями электрода, отработать их, а также научиться держать под контролем расстояние между элементами. Но нельзя забывать, что придется постоянно следить за ванной — как за ее размерами, так и за состоянием.

Как происходит такая тренировка? Берут кусок толстого металла, на нем мелом чертят ровную линию, на которой будут создавать валик. Затем разжигают дугу, начинают практиковать движения, одновременно следя за состоянием ванны. Естественно, никто не овладеет техникой филигранно ни с первого, ни с десятого раза. Однако постепенно навыки выработаются. Со временем валик будет становиться все аккуратнее. Когда размеры всех изделий станут получаться практически одинаковыми, можно переходить к соединению металлических деталей.

Как сваривают металлические заготовки?

Это еще не все, так как пользоваться сварочным аппаратом еще не означает умения соединять части металла друг с другом. Такая работа имеет свои особенности, самой неприятной из них является «непредсказуемое поведение» металлических деталей. Дело в том, что сварной шов всегда тянет соединяемые элементы, поэтому результатом может стать брак — перекосившееся изделие либо конструкция.

Вообще, первой операцией является подготовка деталей перед сваркой. Основные этапы: очистка от любых загрязнений и покрытий, подготовка кромок и обезжиривание. С целью не допустить возможной (и вполне реальной) деформации используют предварительную операцию — соединение металлических заготовок прихватками. Это короткие швы, которые, в зависимости от размеров рабочего участка, могут иметь различную длину и шаг. Если приводить средние значения, то расстояние между «точками» находится в пределах 80-250 мм.

Перед такой подготовкой соединяемые детали жестко фиксируют специальными приспособлениями. Самый простой, знакомый пример — струбцины. Эти мини-швы «накладывают» со стороны, противоположной основному соединению. При сварке стыков — сразу с двух сторон, для компенсации напряжений. После такой подготовки приступают к основной работе.

Выбор правильного тока

Это еще один вопрос, но ответ на него достаточно прост. На этот параметр влияет диаметр электрода, а также толщина соединяемых заготовок. Эту зависимость величины силы тока от размеров прибора и заготовок можно рассмотреть в таблице.

О некоторых вещах достаточно легко рассказать, другие ответы на вопросы требуют наглядных примеров. Говорят, что для знакомства со сваркой один час практики лучше, чем день теории. Чтобы узнать, как пользоваться сварочным аппаратом, лучше всего в дополнение посмотреть видео, посвященное этой теме:

Сварочные технологии

Сваркой называют способ создания неразъемных соединений. Для этого используют различные сварочные технологии, однако практически все они основаны на одном принципе. Под воздействием внешнего источника энергии – тепла, давления или их комбинации – между материалами образуются прочные связи на межатомном уровне.

Сварочные технологии различаются по способу воздействия на материалы, виду их защиты от кислорода, управлению процессами, материалам и пр. Каждый тип используется для решения определенных задач в промышленности, строительстве и быту. С помощью нашей статьи вы сможете разобраться в способах скрепления материалов и их нюансах.

Принципы сварочных технологий

В основе технологии сварки лежит использование критически высокой температуры. С помощью дуговой сварки удается создавать неразрывное соединение между металлическими элементами, причем шов не уступает по прочности основному материалу изделия.

Таким образом, благодаря сцеплению на молекулярном уровне формируется непрерывная структура.

Электросварка считается наиболее надежным методом соединения заготовок. Эта сварочная технология предполагает, что под воздействием высокой температуры детали образуют единое целое.

Принцип действия большей части современных сварочных аппаратов состоит в использовании электрической дуги, которая нагревает малую площадь металла до температуры плавления.

Чтобы получить электрическую дугу, необходимо обеспечить взаимодействие металла изделия и токопроводящего электрода с металлическим сердечником и защитным составом, причем они должны иметь разные заряды.

В том месте, куда направлена дуга, начинает плавиться металл заготовки. Параллельно происходит плавление электрода, его частицы попадают в зону, которую мастера называют сварной ванной.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

В то же время разрушается защитное покрытие электрода, что приводит к выделению газов, защищающих сварную ванну от контакта с воздухом. Расплавленный шлак покрывает горячий металл, что позволяет сохранять необходимую температуру. Помните, что невозможно соблюсти технологию сварочных работ без шлака на поверхности ванны.

Образование шва происходит параллельно с движением ванны при перемещении сварщиком электрода. Однако необходимо, чтобы расходник двигался с правильной скоростью, находился под определенным углом относительно поверхности изделия. Эти параметры, как и характеристики тока, подбирают в соответствии с типом конкретного соединения.

Сварка может вестись с использованием постоянного или переменного тока. В первом случае выбирают инверторы, а во втором требуется задействовать трансформатор, что сложнее. Дело в том, что переменный ток вызывает скачки дуги, а само оборудование имеет большие размеры и вес.

Нужно учитывать, что дуга и трансформатор издают громкий шум, а сам агрегат перегружает сеть, вызывая перепады напряжения. Последнее может быть опасно для бытовой техники.

Большинство инверторов питается от сети 220 В, имеет значительно меньшие размеры, чем трансформаторы, а их вес находится в пределах 3–8 кг. Такие устройства работают тише и практически неспособны менять напряжение сети. Дуга, образованная постоянным током, не «прыгает», благодаря чему упрощается проведение сварочных работ. Учитывая все указанные достоинства, специалисты рекомендуют осваивать сварочные технологии именно на инверторном оборудовании.

Способы сварки

Существует немало способов сварки. Мастеру важно знать их и иметь представление о разных видах сварных соединений, чтобы не ошибиться при выборе оборудования, расходников, режимов. А значит, создавать качественные, красивые и надежные соединения. У каждого способа есть свои плюсы и минусы, а также тонкости применения.

Есть технологии сварочного производства, в основе которых лежит нагрев, давление либо сразу два подхода. Поэтому все известные виды сварки разделяют на две группы: плавлением и давлением.

Сварка предполагает формирование связей между атомами металлических изделий для создания прочных неразъемных соединений. Поэтому на первом этапе работы мастер должен расположить заготовки на минимальном расстоянии друг от друга.

Но для взаимного проникновения атомов этого недостаточно, так как будущее изделие находится при обычной температуре. Процессу скрепления деталей препятствует твердость металла, отсутствие полного контакта между поверхностями даже при лучшей обработке.

Кроме того, на материале остается грязь, окислы, жировые пленки, которые мешают образованию надежного соединения.

Обеспечить прочный физический контакт позволяет сильное давление либо расплавление кромок заготовок. Любой из подходов позволяет избавиться от зазора между деталями, в результате чего они образуют единое целое.

Во время работы могут использоваться плавящиеся и неплавящиеся электроды – при выборе конкретной разновидности отталкиваются от краткой характеристики основных видов сварки. Важно понимать, что любая сварочная технология требует применения особого оборудования.

Классификация сварочных технологий

Термическая сварка

Перечисленные далее сварочные технологии связаны с формированием сварочной ванны, которая состоит из жидкого металла деталей и электрода либо материала присадки.

Дуговая сварка

Металл плавится под действием тепла, образуемого в процессе горения дуги между электродом и заготовками. Чтобы зажечь дугу, электродом касаются поверхности изделия, после чего отдаляют его на 2–5 мм.

При этом действует правило: чем меньше длина дуги, тем большую температуру она имеет.

Газовая сварка

При данной сварочной технологии на нагрев и остывание материала требуется больше времени, чем при первом способе. Поэтому газовый метод подходит для обработки тонкостенной стали, цветных металлов, проведения операции по наплавке. Кроме того, сварка может выполняться даже в тех местах, где нет подключения к электрической сети.

Лучевая сварка

Металл плавится лучом лазера или потоком электронов, образуемым при помощи электронной пушки. Указанные способы наиболее распространены в сфере радиоэлектронного производства, так как прекрасно подходят для соединения и крепления мельчайших деталей. Лазер позволяет создавать соединения высокой точности.

При лучевой сварке исключен нагрев прилегающих к шву зон, поэтому можно не бояться деформировать даже материал малой толщины.

Термитная сварка

В основе метода лежит применение термита, то есть порошка, в состав которого входит алюминий, магний, окислы железа. Его горение приводит к выделению тепла – именно под его действием плавятся края соединяемых деталей.

Сам термит также плавится, смешивается с основным материалом, формируя надежный шов в процессе кристаллизации.

Электрошлаковая сварка

Эта сварочная технология позволяет соединять заготовки из стали, имеющие толщину от 5 см до 3 м. Детали ставят вертикально, а промежуток между ними закрывают с двух сторон подвижными медными ползунами с водяным охлаждением. На поддоне насыпают слой флюса, после чего зажигают под ним дугу.

Термомеханическая сварка

Приведенные далее подходы считаются комбинированными и позволяют скреплять небольшие детали, когда остальные методы не могут обеспечить надежное соединение.

Кузнечная сварка

Данный способ использовался человеком с давних времен, когда еще не существовало современных разновидностей сварочных технологий. Принцип работы такой: детали нагревают в горне, кладут друг на друга, после чего скрепляют, ударяя по ним молотом.

Сегодня существует механизированный вариант кузнечной сварки – прессовая сварка. Она отличается тем, что горячие заготовки сдавливаются прессом.

Подход имеет низкую производительность и надежность соединений, а также позволяет обрабатывать исключительно металлы с высокой пластичностью, поэтому используется нечасто.

Контактная сварка

Нагревание металла обеспечивается током, который проходит через область соприкосновения заготовок. После чего горячие детали сжимают либо осаживают.

Данный способ обычно встречается на предприятиях машиностроительной отрасли, так как без труда поддается автоматизации: оборудование включают в состав роботизированных комплексов.

Диффузионная сварка

Подобная сварочная технология требует взаимного проникновения, то есть диффузии атомов металлов в результате плотного сжатия заготовок. Благодаря нагреву удается повысить скорость обмена частицами. Работы ведутся в вакуумной камере либо под защитой инертного газа, при этом минимальное усилие на сжатие составляет 20 Мпа.

Внешние слои материала доводят до температуры, близкой к точке плавления, воздействуя на них электрическим током. Чтобы добиться наибольшей надежности швов, заготовки на некоторое время фиксируют в выбранном положении, сохраняя подачу электричества.

Механическая сварка

Подобные методы предполагают плавление металла теплом от энергии трения, взрыва, давления, ультразвука.

Сварка трением

Данный метод считается одним из перспективных. В соответствии с ним фиксируют одну деталь, после чего вторую вращают, прижав к первой.

Холодная сварка

Детали сжимаются пуансонами с усилием в 1–3 Гпа, причем для точечной сварки используют стержни, тогда как шовная невозможна без роликов. Есть два варианта проведения работ: простым сжатием либо со сдвигом элементов после сдавливания.

На качество соединения, в первую очередь, влияет подготовка места стыка, а также степень сжатия, характер воздействия. Последнее может быть вибрационным или статичным. К холодной сварочной технологии прибегают при обработке металлов с низкой температурой плавления, например, алюминия, меди, цинка, серебра.

Сварка взрывом

Активно используется в промышленности для соединения разнородных материалов, хотя подробная методика все еще не разработана. Технология необходима, чтобы создавать биметаллические соединения, крупные детали и заготовки, наносить плакирующие слои толщиной в пределах 45 мм.

Ультразвуковая сварка

Основным оборудованием в этом случае является преобразователь ультразвуковых волн в механические колебания в сочетании с небольшим давлением. С поверхности металла сухим трением удаляется оксидная пленка, после чего происходит плавление материала, что позволяет отказаться от этапа подготовки стыка.

Чтобы создать швы наибольшей прочности, заготовки заранее нагревают.

Данная сварочная технология позволяет соединять любые, даже тугоплавкие металлы, а также изготавливать изделия из пластмассы, кожи, тканей. Можно сваривать стекло и керамику с металлом, фольгой, имеющей толщину 0,001 мм, либо создавать между деталями прослойку из металла или пластика.

Особенности сварочных технологий для разных металлов

Обработка разных металлов имеет свои нюансы. Основной сложностью при сварке углеродистых сталей является закалка зоны шва, высокая вероятность растрескивания материала. Поэтому важно заранее доводить заготовки до +100…+300 °C, формировать многослойный шов, выбирать покрытые электроды.

После завершения работы нужно провести отпуск изделия до +300 °C.

Работа с ферритовыми сталями со значительной долей хрома опасна тем, что в процессе охлаждения могут выпадать зерна карбидов хрома. Это негативно отражается на стойкости металла к появлению ржавчины. Избежать подобной ситуации можно, выбрав малую силу тока, а значит, повысив скорость охлаждения.

Кроме того, отжиг после сварки позволяет выровнять количество хрома в зернах и на границах.

Изделия из чугуна варят при помощи электродов из аналогичного металла, проводя предварительный подогрев деталей. Диаметр расходников подбирается в пределах 8–25 мм.

Рекомендуем статьи

Медь может хуже свариваться из-за находящегося в ее составе кислорода, водорода, свинца. Чтобы справиться с этой проблемой, прибегают к технологии газовой сварки. Также можно использовать дуговой метод в сочетании с угольными либо металлическими электродами.

Обработка заготовок из алюминия осложняется из-за оксидной пленки – мастера растворяют ее с помощью флюсов.

Сегодня существует более сотни сварочных технологий, позволяющих обрабатывать металлы и неметаллы. Качество швов и всей работы определяется грамотным выбором конкретного метода и оборудования.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Как легко и правильно сваривать металл электродами начинающим

Стать хорошим сварщиком — задача не из простых. Но это значит обеспечить себя востребованной, интересной и высокооплачиваемой работой. В нашей статье Вы найдете подробное и пошаговое описание сути процесса и способов как самостоятельно начать сваривать будь то забор, гараж или теплица.

Азы электросварки

Итак, подробно рассмотрим с чего лучше начать, или же дуговая сварка для начинающих.

Во-первых, вкратце разберемся с теорией сварочных работ. Чтобы понять суть процесса, прежде нужно расшифровать несколько терминов:

Сварочная дуга – это длительный электрический разряд (создающийся с помощью сварочного аппарата) существующий благодаря поддерживаемому электрическому полю, расплавляющий участок стыкуемого элемента. Температура сварочной дуги очень высока, она колеблется от 6000 до 8000 °С.

Длина дуги – это расстояние от конца электрода до изделия. Длина дуги бывает:

• короткая — 1-1,5мм;
• нормальная-1,5-2мм;
• длинная -более 3мм.

Эффективно использование короткой дуги. Именно так обеспечиваются хорошая защита и малое тепловложение при сварке. Чем больше длина дуги, тем хуже защита и выше напряжение на дуге, а вследствие выше и температура шва.

Повышенная температура шва может привести к перегреву металла. Последующим деформациям, а в случае с легированными сталями и к выгоранию легирующих компонентов.

Электрод – металлический стержень, на который нанесен слой того или иного покрытия, улучшающий его свойства. При сварке сердечник электрода расплавляется и формирует шов. Они подсоединяются к сварочному аппарату и через него подводится ток к свариваемому элементу.

Какие же электроды применяют

• с основным покрытием
• с кислотным покрытием
• электроды с целлюлозным покрытием
• электроды с рутиловым покрытием

Сварочная ванна – расплавляемый при сварке участок стыкуемого элемента, где происходит смешивание частиц элемента и расплавленного электрода.

Температура сварочной ванны выше чем температура плавления свариваемого металла, обычно превышение над температурой плавления составляет 100-500°С.

Как происходит сварка плавящимся электродом

Процесс происходит таким образом: зажигается дуга, металл стыкуемой детали и электрода плавятся и перемешиваются в сварной ванне, при остывании расплавленного металла получается сварочный шов. Чем больше сварочный ток, тем глубже проплавляется металл (провар).

Дуговая сварка может осуществляться под воздействием постоянного (DC) так и переменного тока (АС).

Процесс проводимый на переменном токе на практике используется довольно редко из-за того, что горение дуги нестабильно. В основном на переменном токе сваривают толстолистовой металл, поскольку именно при переменном токе возможно получить наибольшую температуру, требующуюся для проплавления деталей.

Также незаменима в случае сваривания намагниченного металла, поскольку в данном случае использование постоянного тока исключается. Из оборудования необходим трансформатор и специализированный сварочный аппарат.

Процесс на постоянном токе наиболее распространена, поскольку сварочная дуга в процессе горит более стабильно, что позволяет получить шов при меньших трудозатратах, также при данном виде сварки образуется меньше брызг, что тоже упрощает работу сварщика. Из оборудования необходим выпрямитель или инвертор.

Обозначениями типов сварки

Зачастую, новички в сварочном деле сталкиваются с различными обозначениями типов сварки MMA, MIG, MAG, TIG. Что же значат эти буквы? Давайте поподробнее разберем каждый из перечисленных типов.

ММА — это ручная дуговая сварка плавящимся штучным электродом. Это самый простой вид сварки, используемый как в промышленности, так и в быту.

MIG — это дуговая сварка в среде инертного газа, механизированная. В качестве плавящейся присадки применяется проволока.

MАG — это дуговая сварка в среде активного газа, с плавящимся проволочным электродом.

MIG/MАG наиболее производительны по сравнению с ММА.

TIG — это дуговая сварка, неплавящимся электродом в среде инертного газа. Как видно из названия, для неё применяют вольфрамовые электроды, имеющие очень высокую температуру плавления (более 3000°С).

Перечислим основные достоинства:

1. Невысокая цена материалов и сварочного оборудования;
2. можно осуществлять в различных положениях;
3. Широкий спектр металлов;
4. Возможно проведение в стесненном пространстве;

Перечислим основные недостатки:

1. Сильное влияния на качество сварного шва профессионализма исполнителя;
2. Наличие значительного выделения вредных веществ, воздействию которых подвергается сварщик;
3. Невысокая производительность;
4. Отклонение дуги из-за намагничивания металла

Что нужно для работы инвертором

Сварочный аппарат инверторного типа или источник питания необходимый для создания сварочной дуги. Существует огромное количество различных производителей и марок инверторов, разумеется, цены на инверторы значительно отличаются.

Однако, принцип работы всех инверторов одинаков, различия существуют в вольт-амперной характеристике и качестве оборудования.

Чтобы приступить к работе необходимо:

1. Сварочный аппарат;
2. Электроды;
3. Маска;
4. Сварочные краги;
5. Спецодежда (роба) и спецобувь
6. Молоток (секач) сварщика
7. Щетка по металлу

Если вы в первый раз решили попробовать себя, выбирайте недорогие материалы и инструменты. Для обучения подойдет сварочный инвертор средней ценовой группы (который можно взять в аренду), электроды 3 мм и маска Хамелеон.

Как правильно сварить металл

Для правильного выполнения процесса необходимо изучить и поэтапно выполнить все операции, описанные ниже.

Также необходимо помнить, что новичку нужно в первую очередь следить за качеством работы, тщательностью выполнения операций и отработкой навыков, а не за скоростью производства работ.

Итак, первый этап – подготовка:

1. Собираем все необходимые инструменты и приспособления, надеваем спецодежду;
2. выполняем зачистку кромок детали, обезжириваем их;
3. подключаем электрод;
4. выполняем предварительную сборку на прихватки; размер прихватки может быть различным, обычно прихватки выполняют по 10-50 мм, либо в виде точек (для маленьких деталей).

Когда речь идет о работе с трубами, длина прихватки должна быть не менее 2-5 толщин стенки трубы.

Второй этап – сварка элементов. Процесс начинается с розжига дуги. Есть два основных способа:

1ый – касанием: сварочная дуга зажигается при коротком прикосновении к поверхности металла, важно сразу убрать дугу, чтобы не произошло залипание.

2ой – чирканьем: сварочная дуга зажигается при проведении (как спичкой) по поверхности металла. Данный способ предпочтителен, поскольку при нем металлу сложно залипнуть, но он не всегда применим ввиду стесненных условий.

Важный момент при сварке — это наклон электрода.

Если вы усвоите как правильно держать электрод, то сможете избежать многих неприятных последствий. Существуют три основные положения:

1.Углом вперед – сварочную дугу отклоняют от нормали на 30-60 градусов, образуя острый угол между дугой и швом. При таком положении выполняют горизонтальные, а также вертикальные швы, потолочные швы, а также выполняют стыковку труб при отсутствии возможности поворота трубы при сварке.

2. Углом назад – сварочную дугу отклоняют от нормали на 30-60 градусов, образуя тупой угол между дугой и швом. Данное положение подходит для угловых и стыковых соединений.

3. Под прямым углом – между дугой и швом образуется угол 90 градусов. Такое положение наиболее часто применимо в труднодоступных местах.

Движения электрода при сварке

Для получения качественного шва, крайне важно какими будет траектория движения.

Существуют различные способы:

1. Круговые или же эллиптические — при вертикальном расположении стыка. При выполнении процесса этим способом равномерно прогреваются и провариваются обе кромки. Сами круговые движения выгоняют шлак из ванны.
2. Движения треугольником. Движение по траектории треугольника чаще всего применяют для угловых швов. Так же как и при круговых обеспечивает хороший прогрев кромок и провар корня шва. Данный способ часто применяется при соединении деталей свыше 6мм.
3. Проводка электрода по z-образной траектории. Использовать лучше для деталей с толщиной стенки меньше 6мм. Характерен для выполнения процесса в нижнем положении и встык.

Положения при сварке

Различают следующие положения: нижнее, горизонтальное, вертикальное, а также потолочное.

Сложность работ при разных пространственных положениях шва значительно отличается. Самым простым считается выполнение в нижнем положении, детали находятся внизу, а сварщик над ними. Именно с таких швов следует начинать тому, кто не занимался ранее.

Потому что расплавленный металл не вытекает из сварочной ванны, что делает процесс сварки значительно легче.

Следующими по сложности считаются горизонтальные и вертикальные швы. При выполнении вертикальных и горизонтальных швов электродуговой сваркой, стыкуемые элементы находятся в вертикальном положении.

При таком положении есть риск вытекания расплава из сварочной ванны, а следовательно квалификация сварщика должна быть более высокой. Чтобы получить хороший результат при данном положении, необходимо выполнять процесс на короткой дуге, а также использовать электроды со специальным покрытием, препятствующем вытеканию металла.

При выполнении вертикального шва целесообразно вести процесс снизу вверх, дабы образовывать ступеньку, мешающую вытеканию металла. Ведение электрода сверху-вниз допустимо, но при этом возможно ухудшение качества шва за счет вытекания металла, а также не проплавления шва.

Потолочное положение считается самым сложным, ведь помимо того, что физически трудно держать над собой руку длительное время, еще и сложно обеспечить надлежащее качество шва.

Для того чтобы понять как варить потолочный шов, любому сварщику нужна практика. Для выполнения работы, которую не придется переваривать, рекомендуем выбирать электроды с основным покрытием, а также вести процесс на короткой дуге при небольшом напряжении.

Умение выполнять потолочные швы считается признаком квалифицированности сварщика.

Основные ошибки

Теперь, когда мы разобрались с основными моментами при выполнении работ поговорим о распространенных ошибках, связанных с применением электродов, а также о том, как их предотвратить.

Неумение правильно удерживать сварочную дугу. Это приводит к неравномерному расплавлению металла. Результатом становятся прожёги, грубая чешуйчатость и прочие наружные дефекты.

Применение не просушенных электродов. Это приведет к большому количеству пор. Важно хранить сварочные материалы в сухом месте.

Большая длина дуги. Данная ошибка может привести к прожогу и появлению пор.

Скорость перемещения электрода. В результате чего может образоваться непровара или наплывы. Это зависит то того быстрее или медленнее оптимального значения ведется процесс. Скорость сварки, а также силу тока сварщик индивидуально подбирает. Кто-то варит быстро и ток побольше ставит. Кто-то же наоборот более медленно ставя ток меньше. Это приходит с опытом. В начале нужно придерживаться рекомендованных значений.

Угол наклона. От угла наклона во многом зависит глубина проплавления. Углом вперед варят тонкий металл.

Типы сварочных аппаратов, принцип работы устройства

Сварка представляет собой способ соединения и разъединения металлов посредством электротока и основывается на образовании дуги между участком обработки — первый электрод, и подводимой к участку рукоятки — второй электрод, соединенный с соответствующим полюсом электротока. Таким способом выполняется соединение частей, разъединение металлов или разрезание их, сверление и проделывание полостей и отверстий, наплавление слоями.

Дуговая сварка широко применяется, ведь благодаря этой технологии появилась возможность делать неразъемное соединение металлических деталей, а прочность шва при этом такая же, как и у массива материала. Это обстоятельство обусловлено непрерывностью образованных структур и молекулярными сцеплениями между деталями.

Электрическая дуга

Температуру в тысячи градусов Цельсия обеспечивает электрическая дуга, по сути являющаяся коротким замыканием между двумя электродами, расположенными достаточно близко друг от друга. Напряжение, которое подается на электроды, увеличивается, пока не будет пробоя воздуха, являющегося изолятором.

Пробой — эмиссия электронов катода. Разогреваемые током электроны выходят и направляются к ионизированным атомам анода. Затем появляется разряд, ионизируется воздух зазора, образовывается плазма, снижается сопротивление воздушной прослойки, ток усиливается, дуга разогревается, и став проводником замыкает цепь. Процесс получил название «розжиг» дуги. Стабилизируется дуга путем установления требуемого расстояния между электродами и поддержанием характеристик энергоснабжения.

Сваривание металлов

Выбор хорошего электрода и способа сварки крайне важен, так как от него зависит, будут ли его механические свойства аналогичны свойствам основного металла.

Сварочная ванна должна быть защищенной от воздействия воздуха для исключения окисления металла. С этой целью в рабочей зоне создается особая среда, что достигается двумя способами:

• Технология MIG-MAG, когда аргон, гелий или CO2 подается из специального баллона.
• Сжигание обмазки электрода и образование при этом защитного шлакового или шлакогазового «купола».

В процессе горения электродные покрытия связывают и выводят из шва кислород. Вдобавок вещества, содержащиеся в них, помогают ионизировать дугу, рафинируют и легируют металл шва.

В плане стабильности электроснабжения сварка — процесс довольно капризный, ведь требуемый температурный режим находится в прямой зависимости от параметров тока. Должна быть обеспечена устойчивость электрической дуги. Лишь стабильная дуга предотвратит появления дефектов шва, особенно при розжиге и затухании.

Чем свариваемые детали массивнее, тем более глубоким должно быть плавление, большего диаметра применяется электрод, больше силы и мощности требуется для работы. Определить силу тока оператор зачастую может лишь опытным путем, порой ее регулируют в процессе сварки, а иногда жестко фиксируют. Горение дуги от источника постоянного тока стабильнее, без прерываний.

При потреблении постоянного тока отсутствует полярность, образуется меньшее количество брызг металла, а шов получается качественнее. Сварка с переменным током несколько сложнее, потому что для поддержания дуги рабочий должен иметь серьезные навыки, высокого качества сварки в этом случае добиться сложно. Переменным током рекомендуется варить алюминий и его сплавы.

Разные виды аппаратов для сварки имеют разные технические особенности, свои плюсы и минусы.

Инверторы: минусы и плюсы

Это самые молодые сварочные аппараты, их серийное производство было налажено лишь в 1980-х годах. Выпрямители с транзисторным инвертором. В этих источниках электричество многократно меняет характеристики. Когда ток пропускается через полупроводник, то выпрямляется, а потом специальный фильтр сглаживает его. Постоянный стандартной сетевой частоты 50 Гц преобразуется в переменный опять, но уже с частотой в десятки килогерц.

После частотного инвертирования ток идет на миниатюрный трансформатор, где уменьшается его напряжение и увеличивается сила. Затем свою работу начинает выполнять высокочастотный фильтр и выпрямитель — постоянный ток подается на электроды для образования дуги.

Увеличение частоты тока — главное достижение инвертора. К плюсам относится также:

• Высокий КПД (85—95%).
• Возможность питания от обычной розетки.
• Большой период непрерывной работы.
• Широкий диапазон значений силы тока.
• Плавная регулировка тока и напряжения.
• Режим работы контролируется микропроцессорами и управляющими схемами.
• Защита от перепадов напряжения.
• Качественный сварной шов.
• Возможность соединения материалов, с трудом поддающихся сварке.
• Повышенная электрическая безопасность.

Недостатки инверторов:

• Высокая стоимость.
• Плохая реакция на проникновение пыли в корпус.
• Электроника чувствительна к влаге и холоду, что может привести к появлению конденсата.
• Вероятность появления в основной сети помех.

Сварочные трансформаторы

На сегодня это самые распространенные сварочные аппараты, относительно недорогие и простые по конструкции, надежные. Преобразование электроэнергии осуществляется силовым трансформатором стандартной частоты 50 Гц. Ток настраивается механической регулировкой магнитного потока в составном сердечнике. От сети питается первичная обмотка, намагничивается сердечник, и на вторичной обмотке индуцируется переменный ток меньшего напряжения (50—90 В) и большей силы (100—200 А), он формирует дугу. Чем меньше витков на катушках вторичной обмотки, тем меньше напряжение и больше сила тока.

Достоинства:

• Низкая стоимость (в два-три раза дешевле инверторов).
• Простота конструкции.
• Ремонтопригодность.
• Надежность.

Недостатки:

• Большой вес и габариты.
• Из-за переменного тока сложно получить высококачественный шов.
• Трудность удерживания дуги.
• Сравнительно невысокий КПД (не более 80%).
• Невозможность подключения к внутридомовой сети.

Сварочные выпрямители

Сетевой ток в этих аппаратах не меняет частоты и индуцируется на обмотках с понижением напряжения. После преобразования проходит еще через блок селеновых или кремниевых выпрямителей. На электроды идет постоянный ток. Благодаря этому электрическая дуга очень устойчива, без существенных прерываний и скачков.

В большинстве случаев требуется охлаждение вентиляторами. Часто устройства имеют дополнительные дроссели, позволяющие улучшить характеристики исходящего тока, который сглаживается и фильтруется. В комплекте с выпрямителями может быть защитная, измерительная и пускорегулирующая аппаратура. Тут важна стабильность температуры и тока, поэтому устанавливаются ветровые реле, термостаты, плавкие предохранители, автоматы. Наиболее распространены выпрямители на три фазы.

Достоинства сварочных выпрямителей:

• Высококачественный шов.
• Легкость поддержания дуги.
• Минимальное разбрызгивание материала присадки.
• Большая глубина плавления.
• Меньшие габариты и вес в сравнении с трансформаторами переменного тока.
• Возможность сваривания чугуна, цветных металлов, теплоустойчивой стали.

Недостатки:

• Высокая стоимость.
• Необходимость внимательного наблюдения за состоянием системы охлаждения.
• Отсутствие в большинстве случаев возможности питания от бытовой сети.
• КПД меньше, чем у инвертора.
• Относительно сложная конструкция.

Полуавтоматы: характеристика

Сварочная проволока при помощи специального механизма подается в рабочую зону, где в активном газе расплавляется и направляется в сварочную ванну. Газ вытесняет воздух около сварочной ванны, защищает шов от кислорода. Применяется с этой целью углекислый газ, аргон, гелий, комбинации этих газов. С использованием флюсовой проволоки газ можно не подавать в рабочую зону.

Плюсы:

• Легкость сваривания тонколистовых деталей.
• Качество шва, возможность получения «короткого шва».
• Широкий спектр свариваемых материалов.
• Высокая производительность.
• Большой разброс настроек и регулировок.

Минусы:

• Высокая цена.
• Высокая стоимость расходных материалов.
• Необходимо применения баллонов или подключения к специальной сети.
• Трудность работы на улице, где газовую среду нужно защищать от сдувания.

Выбор модели

Напряжение сети. Бывает одно- или трехфазным. Для непромышленного применения рекомендуется аппарат на 220 В или универсальная машина «220/380». Большинство аппаратов могут выйти из строя или перестать варить из-за перепадов напряжения. В связи с этим инверторы комплектуются защитой от скачков напряжения. У бытовых агрегатов диапазон шире на 10—15%, а профессиональным моделям нужно напряжение 165—270 В.

Напряжение холостого хода. Эта характеристика определяет способность аппарата разжигать электрическую дугу и поддерживать ее горение. Чтобы дуга возбудилась, напряжение должно быть примерно в 1,5—2,5 раза больше напряжения стабильного горения электрической дуги.

Мощность. В паспортах часто указывается максимальная мощность источника питания сварочного аппарата, соответствующая максимальным нагрузкам на сеть. Если единицы измерения кВт, значит, говорится об активной мощности, если кВА — о полной мощности, которая обычно выше из-за поправочного коэффициента.

Реальная мощность определяется силой тока, которую способен выдать аппарат. Этот показатель и определяет толщину свариваемого металла и максимальный диаметр электрода.

Класс защиты. В паспорте должен быть 2-циферный код I. P. Индекс среднестатистических источников питания для сварки — IP21-IP23. Двойка говорит, что внутрь корпуса не проникнут предметы толщиной больше 12 мм. Вторая цифра говорит о защите от влаги — 1 — означает, что капли воды, вертикально падающие на кожух, вреда не нанесут; 3 означает, что даже под углом 60 ° вода в корпус аппарата не проникнет. Но варить под дождем запрещено!

Диапазон температур. Согласно ГОСТ, ручная сварка может осуществляться при температуре -40—40 ° C. Однако не все сварочные аппараты удается пустить в работу при температуре ниже нуля градусов. Чаще всего проблемы появляются с инверторами, в которых при минусовой температуре просто загорается сигнализатор перегрузки, и сварочный аппарат выключается.

Работа от генератора. Эта функция пригождается для работы в полевых условиях. Не все аппараты могут питаться от бытовых генераторов с ДВС.

Многие источники питания облегчают удержание дуги: «Антиприлипание на выключении», «Горячий старт», «Форсирование дуги», «Розжиг на подъёме». Полезно обратить внимание на индикацию параметров, функциональность, широту рабочих регулировок, защиту от перегрузок, качество маркировки, электробезопасность, комплектность, эргономику, ремонтопригодность. Рекомендуется приобрести аппарат с максимумом технических характеристик в паспорте, а паспорт рекомендуется купить на русском языке.