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.
Сварка элементов
Уверенно освоив азы сварочного процесса, можно переходить к соединению элементов в единую конструкцию. И здесь тоже есть свои тонкости, связанные с реакцией металла на такое воздействие.
В первую очередь нужно правильно оценивать длину шва и добиваться того, чтобы он не тянул соединяемые детали на стыках. Для этого их обязательно фиксируют в заданном положении с помощью струбцин или другими способами. А чтобы закрепить фиксацию, прихватывают поперечными швами в нескольких местах. И лишь потом обваривают.
Порядок сварки зависит от длины стыка. В одном направлении и в один заход можно варить лишь короткие швы длиной до 300 мм. Если это расстояние больше, необходимо компенсировать возникающие напряжения, накладывая швы небольшими отрезками.
Схемы выполнения швов в зависимости от длины
Не слишком красивые швы по окончании работы можно аккуратно срезать и отшлифовать болгаркой.
Особенности выполнения сварочных работ
Первое что необходимо сделать начинающему сварщику, это понять сам принцип соединения конструкции, а дальше лишь дело за точным выполнением всех инструкций.
Вначале необходимо зажечь электродугу между кончиком электрода и поверхностью детали. Для этого сварщик наносит электродом точечные или чиркающие движения по детали. После нескольких касаний происходит вспышка, которая свидетельствует о том, что дуга зажглась
В зоне такого действия металл мгновенно начинает плавиться, поэтому важно отработать движение и делать всё максимально быстро
Выполняя электродуговую сварку, многие специалисты сталкиваются с тем, что электрод просто начинает липнуть к поверхности металла. Такая проблема возникает, если мастер, используя чрезмерную силу, прижимает электрод. Вся работа должна проходить легко и плавно. Чтобы сваривать детали между собой требуется минимальное касание электрода с их поверхностью.
В процессе важно следить, чтобы длина дуги соответствовала диаметру электрода. То есть максимально ровно держать и проплавлять металлические изделия, формируя качественный сварной шов, но это не единственное требование
На качество шва оказывает влияние ещё и правильный выбор полярности при подключении кабеля массы и инвертора. Выбрать правильно полярность получается, только если точно значь марку стали соединяемых заготовок. Если таких данных нет, тогда лучше воспользоваться прямой полярностью, которая подходит к большинству марок стали. Обратная полярность соединяет лишь редкие сплавы, толстолистные конструкции и низкоуглеродные изделия.
Конструкция сварочного оборудования включает большой спектр инновационных технологий, которые плавно и эффективно регулируют ток в процессе работы. Это значительно упрощает работу, делает её комфортной для начинающих сварщиков, но почему иногда всё-таки не удаётся добиться ровного и качественного шва. Всему виной движение электродов или неправильная ручная настройка тока.
При использовании низкого тока, швы получаются узкими и выпуклыми, что мешает хорошей стыковке деталей. Установка высокого тока разбрызгивает металл на поверхности и тем самым появляются прожиги, которые портят внешний вид изделия. Тонкий и немного приплюснутый шов — это показатель быстрого продвижения электрода. Толстый и расплывчатый шов — это свидетельство долгого продвижения электрода. Правильный шов получается при правильном выборе тока, нормальной и стабильной скорости работы.
Любой человек, используя общие советы и правила, может понять, как правильно варить сваркой. В этом нет ничего сложного, если соблюдать технологию и правильно подготовить оборудование, площадку и спецодежду перед началом соединения металлических изделий. Главное постоянно соблюдать технику безопасности, а опыт приложится с практикой.
Что называется сваркой металла
Один из вариантов соединения двух и более металлических заготовок — это сварка. Этот способ характеризуется надежностью, эффективностью и высокой скоростью выполнения работ. Принцип соединения основывается на том, что две детали сплавляются друг с другом в точке соединения. Достигается это за счет того, что на металл воздействуют повышенные температуры.
После формирования дуги начинается плавление металла. Именно за счет того, что при сварке создается дуга, такой способ соединения получил название электродуговая сварка. Как правильно пользоваться электродуговой сваркой, разберемся в деталях. Изначально надо отметить, что при работе сварочными инструментами требуется использование специальной затемняющей маски. Эта маска служит, чтобы исключить негативное воздействие на глаза от яркого излучения, возникающего при работе. Кроме того, маска исключает вероятность попадания на лицо искр и плавящегося металла.
Способы сварки
На данный момент существует множество методов, используемых для сварки. Их разделяют по различным критериям. Данная информация будет полезна для новичка, поэтому с ней обязательно следует ознакомиться.
В зависимости от нагрева кромки изделия могут полностью расплавляться или же находиться в пластическом состоянии. Первый способ требует также прикладывать к соединяемым деталям определенные усилия – сварка давлением.
Во втором – соединение формируется в результате образования сварочной ванны, в которой находится расплавленный металл и электрод.
Существуют и другие способы сварки, при которых изделие не нагревается вовсе – холодная сварки, или не доводятся до пластического состояния – соединение с помощью ультразвука.
Способы и разновидности сварки.
Ниже перечислены остальные виды сварки:
- Кузнечная.
В данном методе концы соединяемых изделий нагреваются в горне, а затем проковываются. Подобный способ является одним из самых древних и в настоящее время практически не применяется. - Газопрессовая.
Кромки изделий нагреваются ацетиленокислородным племенем по всей плоскости и доводятся до пластического состояния, после чего подвергаются сжатию. Подобный метод отличается высокой эффективностью и производительностью. Используется в строительстве газопроводов, железной дороги, машиностроении. - Контактная.
Детали включаются в электрическую цепь сварочного оборудования и через них пропускают ток. В месте контакта деталей происходит короткое замыкание, в результате которого в месте соединения выделяется большое количество теплоты. Ее достаточно, чтобы расплавить и соединить металл. - Стыковая, точечная и шовная – разновидности контактного метода скрепления изделия.
- Роликовая.
Используется в соединении листовых конструкций, требующих качественных и надежных швов. - Термитная.
Металл скрепляется в результате сжигания термита – смеси из порошка железной окалины и чистого алюминия. - Атомно-водная.
Кромки изделия расплавляются по действием дуги, горящей между двумя вольфрамовыми электродами. Электроды подсоединяются в специальные держатели, по которым подается водород. В результате дуга и жидкий металл сварочной ванны защищены водородом от вредного воздействия таких атмосферных газов, как кислород и азот. - Газовая.
Суть способа заключается в применении пламени для нагрева и плавления деталей. Пламя получается в результате сжигания горючего газа в атмосфере кислорода. Газокислородную смесь получают с помощью специальных горелок.
Под действием дуги атомно-водородного вида сварки молекулы водорода расщепляются на атомы, а затем при контакте с холодным металлом соединяются обратно. В результате такого процесса выделяется большое количество теплоты. Метод применяется для сварки металлов небольшой толщины, меди и сплавов на ее основе.
Метод газовой сварки относится к сварке плавлением. Зазоры между изделиями заполняются с помощью присадочной проволоки. Этот способ широко используется в различных областях человеческой жизнедеятельности. Наиболее часто встречается при соединении тонкостенных изделий, цветных металлов, чугуна.
При работе с инверторным аппаратом немаловажное значение имеет полярность электродов. В зависимости от схемы меняется интенсивность нагрева детали, что позволяет создавать различные условия сваривания
Организация рабочего места и надежная экипировка сварщика
При сварке электродами происходит сильное инфракрасное излучение. Для защиты глаз и кожи необходимо использовать специальную сварочную маску и защитную одежду из плотного материала.
Сварочную маску лучше покупать со стеклом хамелеоном, с возможностью регулировки степени затемнения стекла. На руки нужно одевать спилковые перчатки или варежки. Защитной одеждой надо пользоваться независимо от того, начинающий ты сварщик или специалист.
Место сварки нужно огораживать защитными экранами, для предохранения поражения глаз окружающих, особенно в домашних условиях. Сварочная обувь не должна быть подбита гвоздями.
В такой обуви сварщик будет постоянно пританцовывать даже при незначительной сырости воздуха. Перед сваркой обязательно убедитесь в надлежащем заземлении рабочего места.
Закончив подготовительные работы можно приступать к обучению сварочному делу и получению азов.
Чем обоснована надежность сварки? ↑
С прочностью сварных швов вряд ли смогут состязаться другие виды соединения деталей из металла, если состыковка их должна быть неразъемной. Нагрев металлических сплавов электрической дугой вызывает пластическую деформацию материалов. В результате взаимного проникновения частиц электрода и соединяемых элементов формируются сверхпрочные межмолекулярные связи.
Электросварка залог прочности соединения деталей из металла
Внедрение прогрессивных технологий позволяет сейчас выполнять сварку с применением лазерного и электронного излучения, металлы сваривают ультразвуком и газовым пламенем. Чаще всего источником энергии служит электрическая дуга, создаваемая инвертором или сварочным аппаратом. С простейших и наиболее распространенных способов сварки и стоит начать обучение.
Принцип образования и работы электрической дуги
Что такое ручная дуговая сварка?
рис.1
Процесс ручной дуговой сварки состоит в том, что с помощью инвертора или трансформатора образуется электрическая дуга между кончиком электрода и поверхностью металла. Повышенная температура плавит металл и электрод, способствуя сплавке материалов. (рис. 1) Место, где металл соединяется с электродом, называется сварочной ванной. Стандартные размеры ванны:
- ширина 7-15 мм;
- длина 10-32 мм;
- глубина 5-6 мм.
Параметры сварочной ванны условны и зависят от разных факторов: режима сварки, формы краев свариваемых изделий, скорости движения электрода и других.
При расплавлении электрода, его покрытие образует защитный газовый слой, который не даёт прогорать металлу, а также защищает от воздействия кислорода. Образуется сварочный шов, покрытый слоем шлака. Шлак впоследствии удаляют с помощью молотка сварщика.
Ручная дуговая сварка очень популярна благодаря преимуществам:
- доступность;
- доступные расходные материалы и оборудование;
- не требует переналадка оборудования для сварки разных материалов;
- хорошее качество шва.
Это интересно: Схема подключения трехфазного двигателя через пускатель — рассматриваем развернуто
Влияние скорости подачи электродов
Скорость подачи электродов для сварки должна обеспечивать необходимое количество подаваемого расплавленного материала. Его недостаточное количество может привести к подрезу. Данный фактор очень важен как в прямой так и в обратной полярности при сварке.
Во время электродуговой сварки из-за быстрого перемещения стержня вдоль соединения, мощности дуги может не хватить, чтобы прогреть металл. В результате формируется неглубокий шов, лежащий сверху металла. Кромки при этом остаются не проплавленными.
Медленное продвижение электрода приводит к перегреву. В таком случае возможно прожигание поверхности и деформация тонкого металла.
Современные сварочные аппараты обладают широким спектром разнообразных функций и возможностей. Тем не менее на данный момент до сих пор большая часть качественно выполненной работы определяется именно мастерством человека.
Необходимые инструменты
Процесс протекает легче, когда подготовлены инструменты. Нам понадобятся:
- Сварочный инверторный аппарат.
- Электроды для сварки железа, алюминия или нержавейки, в зависимости от задачи.
- Маска сварщика. Для начинающих подойдет маска типа «хамелеон», меняющая затемнение стекла в зависимости от яркости дуги.
- Плотная (брезентовая) одежда сварщика.
- Краги сварщика или длинные перчатки из кожи, толстого брезента.
- Молоточек. Он пригодится для отбивки шлака от сварочного шва.
- Щетка по металлу. Нужна для зачистки металла от ржавчины, окалины. Наличие посторонних загрязнений на металле сильно затрудняет сварку. Электрод постоянно прилипает.
Наличие правильной подготовки инструментов — основа успеха хорошей работы.
Как проходит сварочный процесс
Все знают, что сварка — это процесс высокотемпературный. Под воздействием электрической дуги расплавляется основа и стержень, сделанный из металла. То есть, образуется так называемая сварочная ванна, где металл основы перемешивается с металлом электродным. Что касается величины образуемой ванны, то зависеть она будет от нескольких факторов:
- положения аппарата в пространстве;
- режима сварки;
- размеров кромки;
- скорости, с которой дуга перемещается.
При расплавлении покрытие электрода образует так называемую газовую зону, которая вытесняет весь кислород. Получается, что расплавленный металл не взаимодействует с воздухом, гарантируя более надежное крепление. Когда электрическая дуга удаляется, металл кристаллизуется и образует надежный вертикальный шов, который объединяет свариваемые детали. Шлаковый слой, как уже говорилось, удаляется при помощи молотка.
Основы электродуговой сварки
Если посмотреть видео, которое обучает основам электродуговой сварки, можно увидеть, что там очень большое внимание акцентируется на начале процесса
Действительно, очень важно научиться начинать сварочную работу, так как первый этап самый сложный
Для начала нужно надежно закрепить деталь и поставить рядом ведро с водой
Очень важно соблюдать технику безопасности и помнить о том, что ни при каких обстоятельствах нельзя сваривать металл на деревянном полу
Итак, сначала кабель изолируется, а затем заправляется в специальный держатель
Очень важно выставить на сварочном аппарате мощность тока, а потом зажечь дугу. Дальше нужно очень плавно провести ею по поверхности
После появления искры необходимо коснуться электродом металлической поверхности и поднять его на пять сантиметров.
Дуга зажжется только в том случае, если правильно все сделать
Очень важно следить, чтобы на протяжении всей работы удерживался пятимиллиметровый зазор. Если металл сваривать по всем правилам, электрод начнет выгорать
Именно поэтому его нужно периодически приближать к поверхности металла.
Может случиться такое, что электрод залипнет. Ничего страшного — достаточно легонько качнуть им в сторону. Иногда не зажигается дуга. Причин может быть много, в том числе и неисправность аппарата. Можно попробовать увеличить силу тока.
Если получается зажигать и удерживать дугу без посторонней помощи, самое время переходить к плавлению. После зажигания дуги нужно методом колебательных движений перемещать электрод по горизонтали. Возникнет ощущение, словно расплавленный металл гнется к центральной части дуги. Если это так, значит, получится крепкий вертикальный шов с едва заметными волнами.
После полного выгорания электрода работу необходимо на время прекратить. Следует поставить новый элемент, тщательно удалить шлак и продолжить процесс сваривания.
Чтобы увидеть наглядно, как правильно варить электросваркой, лучше посмотреть обучающее видео.
Траектория движения дуги
Важно обратить внимание на то, как движется дуга во время сваривания деталей. Траекторий всего три:
- продольная;
- поступательная;
- поперечная.
В первом случае происходит формирование сварочного ролика. Высота его зависит от толщины электрода и скорости его перемещения. Если делать поперечные перемещения, можно получить очень тонкий шов. Сразу сделать это не получится — нужно научиться.
Поступательная траектория предполагает перемещение сварочной дуги вдоль всей оси электрода. Это позволяет без особого труда поддерживать постоянную длину дуги.
Благодаря поперечному движению можно получить ту ширину шва, которая нужна. Сделать это можно путем медленных колебательных движений.
Следует отметить, что на практике сварщики используют все три этих движения. Они накладываются друг на друга и образуют заданную траекторию. Конечно, существуют классические варианты, но каждый мастер обладает своим неповторимым почерком. Самое главное, чтобы во время работы получался шов нужной формы.
Научиться сварке не так сложно, как кажется. Но если у кого-то нет желания или возможности самостоятельно осваивать премудрости этого ремесла, можно нанять специалистов. Лучшие сварщики зарегистрированы на сайте Юду. Этот поисковый сервис известен тем, что здесь всегда можно найти профессионалов для выполнения любой работы. С каждым исполнителем можно договориться о стоимости услуг в индивидуальном порядке.
Сварка инвертором
Наилучший сварочный аппарат для начинающих – это инвертор. Работа со сварочным аппаратом такого уровня является несложной и, можно так выразиться, даже приятной. Такой сварочный прибор обладает многими преимуществами перед устаревшим в наше время трансформатором.
При приобретении инвертора следует в первую очередь обращать внимание на такую его характеристику, как мощность. Основы сварочных работ для начинающих рекомендуют выбирать прибор такой мощности, которая будет достаточна для предстоящего проведения, чтобы не переплачивать
Для переноса этого агрегата предусмотрен наплечный ремень, обладающий регулировкой, или ручка. Сам аппарат устанавливается на опорные ножки. Охлаждение осуществляется посредством вентилятора. Этому также способствуют вентиляционные отверстия в металлическом корпусе прибора. Перегрев силового блока фиксируется специальным регулятором.
Управляется инвертор кнопкой включения. При подключении в сеть загорается индикатор включения. Для подключения держателя с установленным в нем электродом имеется специальный разъем. Сваривать детали с помощью инвертора допустимо только постоянным током. Менять параметры сварки можно, изменяя полярность на агрегате. Ток на инверторе выбирают в зависимости от толщины деталей.
Тренироваться работой с инвертором лучше всего на массивных деталях небольшого размера. Удобно проводить соединение, когда детали лежат на верстаке. Если тренировка осуществляется только на одном куске металла, то на нем мелом следует провести линию, по которой будет двигаться электрод. Начинать варить рекомендуется, установив минимальное значение тока, и выбрав обратную полярность. Двигать электрод при этом надо углом вперед.
Оптимальный ток можно определить, взяв металлическую заготовку и установив на приборе большое значение тока. Если произойдет прожог металла, то ток следует уменьшать, добиваясь его оптимального значения.
Технология проведения работ
Вначале необходимо подготовить рабочее место и средства защиты. Чтобы разобраться, как правильно варить трубы отопления, нужно попрактиковаться на отдельном куске металла. Для этого понадобится толстая труба и универсальный электрод диаметром от 3 мм и выше, т. к. с ним легче учиться делать швы. Процесс работы:
- На одном сварочном кабеле есть держатель. В него вставляют электрод, затем подключают кабели.
- Аппарат имеет 2 кабеля и 2 выхода тока с положительной и отрицательной полярностью. Конец одного кабеля оснащен зажимом, который подключается к детали, конец второго — это держатель для электрода. Полярность выбирают в зависимости от вида работ. Наилучший прогрев металла происходит с прямой полярностью.
- Зажечь дугу можно 2 способами. Для этого кончиком электрода постукивают несколько раз по детали или проводят вдоль шва (чириканьем).
- Какого типа получится сварной шов на трубе, зависит от наклона электрода. Основной наклон составляет 30-60°. Чтобы сделать глубокий прогрев металла, наклон электрода делают «углом назад». При этом ванна и расплавленный металл поступают за электродом. Если требуется поверхностный прогрев, тогда угол наклона меняют в противоположную сторону.
Для каждого материала и типа шва применяется свое движение электрода. Для домашних работ достаточно освоить некоторые из них
Во время работы важно следить за величиной и состоянием сварной ванны. Для этого движения ускоряют или замедляют.
Как сварить пластиковые трубы
Сварка пластиковых труб проходит по особой технологии, т. к. из-за высокой температуры внутри них часто образовываются наплывы. Поэтому выполнять сварочные работы нужно аккуратно. Но если температура будет слишком низкой, то детали не зафиксируются. Порядок работ:
- Сварочный аппарат устанавливают на подставку и разогревают до 260° C.
- В насадку для сварки вставляют конец пластиковой трубы и подходящего диаметра фитинг таким образом, чтобы они располагались в одной плоскости.
- Если труба толстая, то уровень температуры увеличивают. Когда детали прогреются, их достают из устройства и соединяют.
Когда шов застынет, трубу проверяют на наличие протечек. Спайку изделий с большим диаметром (свыше 63 мм) проводят стык в стык. Срез торцовых труб расплавляют и соединяют, при этом сильно надавливая друг на друга. При муфтовой и раструбной спайке используют ручные приборы. Они оснащены центрирующим элементом и насадками, которые удерживают заготовки. Все детали трубопровода загоняют в разогретый сварочный аппарат и делают спайку. Чтобы детали соединились, всю работу проводят быстро.
Возможные ошибки в процессе
Качество готового изделия может стать низким из-за дефекта сварного шва. Дефект может находиться внутри или снаружи изделия, а также быть сквозным. Причины, из-за которых он возникает во время сварки металлических труб отопления и других изделий:
- из-за дешевого материала низкого качества;
- из-за некачественного оборудования;
- когда нарушается технологический процесс работы;
- из-за неопытности сварщика.
Иногда сварщики делают усиление шва до 4 мм. Из-за такой ошибки он становится хрупким. Высота усиления не должна превышать 2 мм, тогда шов будет иметь максимальную прочность.
