Как правильно варить электросваркой

Критерии выбора оборудования и материалов

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

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

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

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

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

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

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

Меры безопасности

Как говорят представители рабочих профессий, меры безопасности написаны кровью. Поэтому их соблюдение спасает жизни и судьбы рабочих. Вот некоторые из многих при работе со сварочным аппаратом:

• всегда нужно носить соответствующую защитную маску.
• всегда надевать надлежащие перчатки.
• всегда носить защитные наушники, чтобы не допустить попадания искр в ушной канал. Барабанная перепонка, пробитая искрой, мгновенно прижигается и никогда не заживает.

Внимание. Никогда не следует проводить сварку рядом с чем-либо, что было очищено хлорированным углеводородом, таким как очиститель тормозов. В сочетании с ультрафиолетовым излучением хлорированные углеводороды могут образовывать газ фосген, что может привести к серьезным травмам или смерти

Меры предосторожности

Что может произойти:

• Если работник обжегся, нужно немедленно залить ожог холодной водой.
• Следует убедиться, что в зоне сварки отсутствуют материалы, такие как легковоспламеняющиеся жидкости, бумага и т. д.

Важно! Перед включением аппарата необходимо убедиться, что на полу вокруг стола или аппарата нет луж воды. Сварной металл будет оставаться горячим в течение нескольких минут после его сварки

В большинстве случаев тепло локализуется вблизи самого сварного шва

Сварной металл будет оставаться горячим в течение нескольких минут после его сварки. В большинстве случаев тепло локализуется вблизи самого сварного шва.

Перчатки необходимо надевать при сварке и обращении с недавно сваренным материалом. Белые хлопчатобумажные перчатки можно использовать для легкой сварки. Для более тяжелой сварки следует использовать защитные перчатки из оленьей кожи или приспособленные для тяжелых условий эксплуатации.

Производители постоянно исследуют и разрабатывают сварочные системы, чтобы улучшить характеристики оборудования, повысить производительность и упростить его использование. При возникновении вопросов о потенциальных преимуществах систем или помощи в выборе правильной системы для конкретного применения всегда можно проконсультироваться с доверенным дистрибьютором сварочного оборудования или производителем.

Технология электрической сварки

Учиться, как правильно варить детали электросваркой, лучше под руководством опытных сварщиков. Если это по каким-либо причинам не получается, можно пробовать самому. Для начала нужно грамотно организовать рабочее место

Это очень важно, поскольку сварка относится к высокотемпературным, а потому и пожароопасным процессам

Для работы нужно выбрать верстак или любое другое основание, выполненное из негорючего материала. Деревянные столы и им подобные изделия категорически запрещены. Желательно, чтобы рядом с местом, где будет проводиться сварка, отсутствовали легко воспламеняемые предметы.

Около себя обязательно поставьте ведро с водой для ликвидации возможных очагов возгорания. Кроме того, нужно определить безопасное место, где будут складываться остатки использованных электродов. Даже самый маленький из них способен спровоцировать пожар.

В продаже можно найти сварочные электроды разных диаметров. Нужный размер стержня подбирается исходя из толщины свариваемого металла

Для первых самостоятельных швов нужно приготовить ненужный кусок металла и подобрать для него электроды. Специалисты рекомендуют в таких случаях использовать 3 мм стержни. Меньший диаметр используется для сваривания тонких листов, учиться на которых неудобно. Электроды большего диаметра требуют высокой мощности оборудования.

Начинаем с зачистки участка металла, на котором будет располагаться шов. Здесь не должно быть ржавчины и каких-либо загрязнений.

После того, как деталь подготовлена, берем электрод и вставляем его в зажим сварочного аппарата. Затем берем зажим «заземление» и прочно крепим его на детали. Еще раз проверяем кабель. Он должен быть заправлен в держатель и хорошо изолирован.

Теперь нужно выбрать рабочую мощность тока для сварочного аппарата. Она подбирается по диаметру электрода. Выбранную мощность выставляем на панели сварочного оборудования.

Следующий шаг – поджиг дуги. Для этого электрод нужно поднести к детали под углом около 60° и очень медленно провести им по основанию. Должны появиться искры. Как только это произойдет, слегка прикасаемся электродом к детали и тут же приподнимаем его на высоту не более 5 мм.

Сварочный инвертор готов к работе. К нему подключены два кабеля: один с зажимом для электрода, второй с креплением заземления

В этот момент вспыхивает дуга, которую нужно поддерживать в течение всего времени работы. Ее длина должна составлять 3-5 мм. Это расстояние между концом электрода и заготовкой.

Поддерживая дугу в рабочем состоянии нужно помнить, что в процессе работы электрод выгорает и становится короче. При чрезмерном приближении электрода к заготовке может произойти залипание. В этом случае нужно слегка качнуть им в сторону. Дуга может и не зажечься с первого раза. Возможно, не хватает силы тока, тогда ее нужно увеличить.

После того, как начинающий сварщик научился поджигать дугу и удерживать ее в рабочем состоянии, можно приступать к наплавлению валика. Это простейшая из всех операций. Поджигаем дугу и начинаем очень плавно и аккуратно перемещать электрод вдоль будущего шва.

При этом выполняем колебательные движения, напоминающие полумесяц с небольшой амплитудой. Мы как бы «подгребаем» расплавленный металл к центру дуги. Таким образом должен получиться ровный шов, похожий на валик. На нем будут присутствовать небольшие волнообразные наплывы из металла. После остывания шва нужно сбить в него окалину.

Основы ручной сварки

При сварке плавящимся электродом он является источником и плавящей металл дуги, и вносимого в шов металла. Для защиты зоны расплавленного металла (сварочной ванны) используется специальная флюсовая обмазка, покрывающая электрод. В зависимости от назначения электрода состав обмазки изменяется. Также от него очень сильно зависит характер горения электрода, легкость поддержания дуги и качество шва.

• Кислое покрытие содержит в качестве базового компонента оксиды железа и кремния. При его использовании металл в сварочной ванне активно кипит, что позволяет удалять газовые поры из шва. Сварка электродами с кислым покрытием может вестись на переменном и постоянном токе любой полярности. Шов хорошо идет даже по загрязненному металлу, так как посторонние включения окисляются и выводятся из ванны со шлаком. Главный недостаток этого типа обмазки – склонность шва к растрескиванию, из-за чего электроды такого типа применяют только на неответственных соединениях деталей из вязких низкоуглеродистых сталей.
• Для обмазки электродов с основным покрытием используется в основном фторид и карбонат кальция. При горении электрода с основным покрытием активно образуется углекислый газ, защищающий сварочную ванну от окисления атмосферой. Не раскисляющийся шов получается прочным, без склонности к кристаллизации и растрескиванию. Обратная сторона этого плюса – высокие требования к чистоте поверхностей, так как шлак при сварке электродами с основным покрытием отделяется плохо. Сварка ведется постоянным током с обратной полярностью.
• Электроды с рутиловым и рутилово-целлюлозным покрытием наиболее универсальны, могут использоваться на всех видах тока (некоторые составы обмазок при работе на постоянном токе требуют определенной полярности). Сварочная ванна раскисляется умеренно, что позволяет отделять шлаки и газовые включения, но при этом сохраняется и достаточная прочность шва.

Толщина электрода определяет необходимый для стабильного горения дуги ток, а, следовательно, и тепловую мощность дуги. Поэтому сварку тонкого металла (листового железа, тонкостенных труб) производят тонкими (1,6-2 мм) электродами на небольшом токе. Точное значение тока зависит от многих параметров: типа электрода, направления ведения шва и указывается в виде таблицы на упаковке с электродами. Существует следующая классификация швов:

• Нижний шов – самый простой. Свариваемые детали лежат горизонтально, сварочная ванна стабильна, так как сила тяжести направлена вниз. Это наиболее простой вид шва, с которого начинается обучение любого сварщика.
• Горизонтальный шов ведется в том же направлении, но при этом требуется гораздо большее мастерство сварщика, чтобы удердать металл в ванне.
• Вертикальный шов еще сложнее. При этом электрод ведется снизу вверх, чтобы не давать расплавленному металлу вытекать из сварочной ванны. В противном случае шов получается неравномерный, с наплывами и неглубоким проваром.
• Самый сложный шов – это потолочный, так как во время сварки шов сварочная ванна находится над электродом. Отработанная техника сварки потолочным швом – признак высокой квалификации электросварщика.

Для многих сварщиков становится серьезным испытанием сварка труб – ведь при этом нижний шов плавно переходит в вертикальный, а затем в участок потолочного. Следовательно, нужно иметь хорошую практику во всех этих видах швов.

В тексте упоминалось уже такое определение как «полярность тока». Она сильно влияет на процесс сварки постоянным током, а при использовании ряда электродов должна быть строго определенной.

Общие сведения

Основы сварочного дела

Чтобы правильно варить металл электродом, потребуется для начала ориентироваться в физических основах сварочного процесса. Каждый сварочный аппарат будет создавать в малой рабочей зоне на стыковании двух деталей, которые варят, большую температуру (она будет выше температуры плавления свариваемого металла), своеобразную сварочную ванну. В ней часть металла двух деталей, превратившаяся в жидкость, будет смешиваться друг с другом, а также с металлом расправившегося электрода.

Как нужно варить металл?

Чтобы разобраться с тем, как правильно варить, к небольшой теории требуется добавить куда больше практики. Начинать учиться следует со сваривания обрезков уголков, металлических пластин и арматуры. Лишь после того, как вы начнете «чувствовать» шов собственноручно, можно будет переходить к соединению других, более ответственных конструкций. Есть несколько разновидностей аппаратов, и чтобы научиться варить, начать стоит с инверторного. Это даст возможность плавно регулировать и поддерживать рабочий стабильный ток, причем сильно зависит от стабильности напряжения и в сети питания, и не создает бросков напряжения.

Технология работ по сварке

Работы по сварке выполняются при высоких температурах. Электрическая дуга представляет собой источник тепла для прогревания и частичного плавления рабочей зоны. Она появляется в зазоре воздуха между электродом и деталью, и поддерживается на протяжении всего времени операции, а еще плавно передвигается вдоль шовной линии.

Размеры появившейся рабочей зоны расправленного металла или «ванны» сварки будут определяться:

• Скоростью передвижения электрода.
• Выбранным рабочим режимом.
• Материалами, которые вы варите.
• Толщиной деталей и кромочной конфигурацией.

Усредненные габариты «ванны» сварки:

• Ширина от 0.8 до 1.5 см.
• Длина от 1 до 3 см.
• Глубина примерно 0.5-0.8 см.

Чтобы получалось правильно варить металл, следует выбрать материалы и толщину электрода по толщине свариваемых деталей. Электрод имеет тонким слой флюса/обмазки. При нагревании он начинает плавиться и создает защитную область газового типа над поверхностью рабочей зоны, и это противодействует попадания к рабочую часть кислорода. По мере удаленности электрической дуги зоны сварочной ванны плавленый металл начинается кристаллизоваться, создавая шов, который будет соединять элементы в одно целое. Сверху на нем будет расположен тоненький слой остатков прогоревшего флюса, который нужно зачищать.

Как ухаживать за инвертором?

Любое оборудование любит уход и порядок, ваш инвертор – ни в коем случае не исключение. Правила, как правильно варить инверторной сваркой и как правильно его хранить, простые.

Выбор электрода для сварки различных металлов.

Перед работой нужно делать следующее:

• произвести визуальный осмотр аппарата и подготовить место, где вы собираетесь работать;
• установить инвертор в горизонтальном положении с желательной защитой от пыли, осадков и других загрязнений;
• кабель подключить к разъемам в соответствии с вашими планами, обычно это плюс на электрод, а минус на металл;
• подключить электропитание. Важнейший нюанс: если у вас используется удлинитель, сечение сварочного кабеля должно быть не меньше 2,5 мм².
• поджечь дугу на отрыве в качестве пробного теста;
• убедиться в целостности кожуха, потому что без него варить категорически запрещается;
• отрегулировать режим тока. Можно начинать варить.

Хранить ваш аппарат нужно по следующим правилам:

• постоянно проверять все узлы устройства. Частота проверок зависит от интенсивности использовании аппарата и степени запыленности рабочего помещения;
• чистить устройство от пыли с помощью сжатого воздуха и низкого давления. Электрическое плато струей воздуха не чистить, а обходиться мягкой щеткой;
• проверять крепость силовых разъемов, целостность вилки, розетки и изоляционного покрытия электрических кабелей;
• хранить инвертор лучше в сухих условиях, температура воздуха должна укладываться в диапазон от -15°С до +50°С, оптимальная влажность воздуха – около 70 – 80%.
• Не забывать отключать инвертор от сети, когда он не работает.

Плюсы и минусы оборудования

К преимуществам выпрямителей относятся:

• высокая мощность при компактных размерах;
• способность выработки тока с постоянными параметрами;
• подача однополярного заряда на электрод, способствующая быстрому появлению дуги;
• экономный расход электрической энергии;
• сниженный риск случайного возгорания;
• возможность контроля качества шва на этапе его формирования;
• расширение функциональности оборудования;
• сниженный расход присадочной проволоки (экономия становится ощутимой при использовании выпрямителя в промышленных условиях).

Вместе с положительными качествами устройства имеют и отрицательные стороны, к которым относятся:

• потеря мощности;
• ухудшение качества работы аппарата при снижении напряжения в сети;
• неустойчивость к воздействию влаги;
• чувствительность к коротким замыканиям в питающей сети.

Качество шва.

Как варить шов

При сварке в нижнем положении никаких сложностей не возникает даже у начинающего сварщика. А вот все остальные положения требуют знания технологии. Для каждого положения есть свои рекомендации. Техника выполнения сварных швов каждого типа рассмотрена ниже.

Сварка вертикальных швов

Во время сваривания деталей, находящихся в вертикальном положении, расплавленный металл под действием силы тяжести сползает вниз. Чтобы капли не отрывались, используют более короткую дугу (кончик электрода находится ближе к сварной ванне). Некоторые мастера, если позволяют электроды (не залипают), вообще их опирают на деталь.

Подготовка металла (разделка кромок) проводится в соответствии с типом соединения и толщиной свариваемых деталей. Затем их фиксируют в заданном положении, соединяют с шагом в несколько сантиметров короткими поперечными швами — «прихватками». Эти швы не дают деталям смещаться.

Вертикальный шов можно варить сверху-вниз или снизу-вверх. Удобнее работать снизу-вверх: так дуга толкает сварную ванну вверх, препятствуя ее опусканию вниз. Так проще сделать качественный шов.

Как варить вертикальный шов снизу-вверх: положение электрода и возможные движения

В этом видео показано, как правильно варить вертикальный шов электросваркой с движением электрода снизу-вверх без отрыва. Продемонстрирована также техника короткого валика. В этом случае движения электрода происходят только вверх-вниз, без горизонтального смещения, шов получается почти плоским.

Выполнять соединение деталей в вертикальном положении можно с отрывом дуги. Для начинающих сварщиков это может быть более удобным: за время отрыва металл успевает остыть. При таком способе можно даже опирать электрод на полочку сварного кратера. Так проще. Схема движений практически такая же, как без отрыва: из стороны в сторону, петельками или «коротким валиком» — вверх-вниз.

Как варить вертикальный шов с отрывом смотрите в следующем видео. В этом же видеоуроке показывается влияние силы тока на форму шва. В общем случае ток должен быть на 5-10 А меньше рекомендованного для данного типа электрода и толщины металла. Но, как показано в видео, это не всегда справедливо и определяется экспериментально.

Иногда варят вертикальный шов сверху-вниз. В этом случае при розжиге дуги держите электрод перпендикулярно к свариваемым поверхностям. После розжига в таком положении прогрейте металл, потом опустите электрод и варите уже в таком положении. Сварка вертикального шва сверху-вниз не очень удобна, требует хорошего контроля сварной ванны, но и таким способом можно добиться неплохих результатов.

Как варить вертикальный шов электросваркой сверху-вниз: положение электрода и движения его кончика

Как варить горизонтальный шов

Горизонтальный шов на вертикальной плоскости можно вести как справа-налево, так и слева-направо. Разницы нет никакой, кому как удобнее, тот так варит. Как при сваривании вертикального шва, ванна будет стремиться вниз. Потому угол наклона электрода достаточно большой. Его подбирают в зависимости от скорости движения и параметров тока. Главное, чтобы ванна оставалась на месте.

Сварка горизонтальных швов: положение электрода и движения

Если металл стекает вниз, увеличивайте скорость движения, меньше прогревая металл. Еще один способ — делать отрывы дуги. За эти короткие промежутки металл немного остывает и не стекает. Также можно немного снизить силу тока. Только все эти меры применяйте поэтапно, а не все сразу.

В видео ниже показано, как правильно сваривать металл в горизонтальном положении.

Потолочный шов

Этот вид сварного соединения — самый сложный. Требует высокого мастерства и хорошего контроля сварной ванны. Для выполнения этого шва электрод держат под прямым углом к потолку. Дуга короткая, скорость движения — постоянная. Выполняют в основном круговые движения, расширяющие шов.

Первые шаги будущего хорошего сварщика ↑

Первоначально каждый из обучающихся мастерству делает на ненужных кусках металла валики, просто расплавляя материал без создания соединительных швов. Поверхность нужно очистить от ржавчины и загрязнений.

Все сварщики начинали обучение с валиков

• Электрод вставляется в держатель сварочного аппарата.
• Инициировать поставку тока в зону плавления можно, чиркая по металлу концом стержня, словно спичкой, или касаясь заготовки постукивающими движениями.
• После создания электрической дуги электрод нужно направить на заготовку. Зазор между электродугой и металлом должен быть постоянным, не меньше 3х, но не больше 5-ти мм.

Электрод в держателе крепят под углом 70 градусов

На данном этапе практических занятий необходимо научиться подбирать силу тока для его стабильной подачи. При недостатке тока дуга будет гаснуть, слишком мощный поток проплавит металл. Навыки выставления режима сварки можно получить только путем экспериментов.

Убедившись в том, что валики выходят ровные и почти красивые, можно попрактиковаться в выполнении соединительных швов. Это уже действия для уверенной руки почти опытного практиканта, знающего, как правильно научиться варить электросваркой, и реализующего полученные сведения.

Второй шаг обучения: выполнение имитации сварного шва на заготовке

Все первоначальные действия по зажиганию электрода аналогичны описанным выше процессам. Только рука сварщика, соединяющего детали, движется не по прямой, а совершает колебательные движения, как-бы перераспределяя расплавленный металл одной детали на соседний элемент и наоборот. Траектория движения может быть зигзагообразной, петлевидной, напоминать череду елочек или серпов.

Несколько типов швов, выполняемых дуговой электрической сваркой

Потренироваться нужно снова на куске ненужного металла, прочертив на ней мелом линию, заметную через затемняющее стекло маски. Вдоль нее и нужно прокладывать своеобразный шов, вычерчивая сплошную неширокую полосу по одной из вышеуказанных траекторий.

От остывшего шва молоточком нужно отбить шлак, после чего перед взором предстанет произведение сварщика.

Шлак с остывшего шва нужно сбить небольшим молотком

После получения первых навыков можно приступить к производству соединительных швов. Они бывают тавровые, стыковые, угловые, внахлест, выполняются по горизонтали или по вертикали снизу вверх и в противоположном направлении. Чтобы рука двигалась уверенно, нужно немало потренироваться и лишь затем приступать к изготовлению полезных красивых самоделок.

Типы сварных соединений и их внешний вид

Конструкция аппарата и необходимые детали

Любой сварочный агрегат контактного типа состоит из 2 узлов:

• блока питания (трансформатора);
• прижимных клещей.

Для получения мощного электрического разряда при минимальном напряжении применяют индукционный трансформатор.

Правильное соотношение обмоток позволяет генерировать ток, силы которого достаточно для плавления металла. Конструкция клещей включает графитовые или медные контакты, устанавливаемые на разные рычаги, фиксирующие механизм.

Существуют следующие типы прижимов:

1. Механические. Включают мощную пружину и рычаг. Для сжатия металлов применяется мышечная сила сварщика. Прижимы такого типа устанавливают в бытовые аппараты, используемые для простых операций.
2. Пневматические. Устанавливаются в портативные ручные аппараты. Настраиваются путем изменения давления в воздушном канале. Недостатком считают низкую производительность, невозможность регулировки параметров функционирования во время сварки.
3. Гидравлические. Прижимы также отличаются небольшой скоростью работы, однако набор настроек у них шире, чем у предыдущего типа.
4. Электромагнитные. Отличаются самой высокой производительностью, устанавливаются как в ручные, так и в стационарные агрегаты. Электромагнитные прижимы позволяют регулировать силу сжатия деталей при сварке. Это снижает вероятность возникновения непроваров и наплывов металла.

При сборке самодельного аппарата для точечной сварки мастеру потребуются следующие детали и материалы:

• доработанный трансформатор от старой микроволновой печи или автомобильного аккумулятора;
• толстый медный провод или жгут кабелей небольшого сечения;
• рычаги, используемые для сборки зажимов;
• основание для установки блоков агрегата;
• прижимные струбцины;
• провода;
• изоляционные материалы;
• медные электроды, необходимые для выполнения сварки;
• клавиша управления.

В заключение

Большинство начинающих специалистов, которые только осваивают процесс варки, также сталкиваются с проблемой, как пользоваться инверторным сварочным аппаратом. Как оказывается, подобного рода техника не имеет существенного отличия от обычного сварочного аппарата. При использовании любого оборудования требуется обязательно ознакомиться с его системой безопасности и требованиями по эксплуатации. Основополагающим моментом в сварочном деле является наличие бесценного опыта. Поэтому рекомендуется сделать выбор в сторону наиболее комфортной машины для работы и постепенно набивать руку.