Как варить металл и современные методы сваривания

Сварочные технологии, современный и классический подход к сварке

Посмотрите на красоту и многообразие технических решений современного мира. Причудливые силуэты и утонченные формы, где кажется нет предела буйству фантазии конструкторов и дизайнеров. От величественной архитектуры Бурш Халифе в металле, стекле и бетоне, до современных авиалайнеров, где все больше правят бал композитные материалы.

Элементы футуризма практически во всем. То, что раньше украшало сюжеты только фантастических романов, сегодня явь в многочисленных проявлениях, в том числе и в быту. Ее величество сварка. От революционных идей Патона, когда этот метод соединения материалов (металлов) твердо «стал на ноги», до суперсовременных способов с использованием лазера и магнитных полей.

И это далеко не полный список решений, где общим знаменателем является всего одно слово-сварка. Метод соединения материалов, благодаря которому во многом, все вышеописанное и стало реальностью.

А теперь немного подробнее об основных видах и способах сварки, от классических до инновационных, о которых вы возможно даже никогда не слышали. Уже интересно?? Тогда вперед!

Сегодня рассмотрим такие виды сварки:

1. Ручная дуговая сварка неплавящихся и плавящихся электродов;
2. Дуговая сварка с газом;
3. Автоматическая и полуавтоматическая сварка с использованием флюса или газа;
4. Другие методы соединения металлов.

Прежде чем начнем рассматривать всё вышеизложенное по списку, коснемся в первом приближении к самому понятию сварка. Что же это за процесс и как происходит. Самое основное что необходимо знать. Просто обратимся к Википедии.

«Сварка — процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, пластическом деформировании или совместном действии того и другого». А теперь к теме.

Ручная дуговая сварка неплавящимися и плавящимися электродов

Вариант с плавящимися электродами

Вероятно, самый доступный вариант не только для производства, но и в быту. Благодаря компактности и сравнительно невысокой стоимости сварочный аппарат с применением технологии плавящихся электродом доступен практически каждому, и способен помочь при решении самых разнообразных задач. От ремонта кузовов автомобилей, до изготовления самых различных металлических конструкций прямо у себя во дворе.

Если коротко описать процесс, то это электрод — свариваемая поверхность и электрическая дуга между ними. Под действием высоких температур дуги происходит плавление электрода с одной стороны и обрабатываемого участка металла соответственно.

В результате чего металлы электрода и основной смешиваются. При остывании образуется характерный шов и некоторое количество шлака, который легко счищающегося щеткой для металла. В целом очень удачное решение, которое, впрочем, имеет и свои недостатки.

1. Производительность;
2. Простота;
3. Локальный нагрев обрабатываемой поверхности;
4. Возможность обеспечить процесс не только механическими средствами, но и автоматизировать.

Недостатки (их не так и много):

1. Потребность в применении специального оборудования (трансформаторы, инверторы);
2. «Привязанность к розетке»;
3. Необходимость в подготовке поверхности (чистка ржавчины и прочее);
4. Однако преимущества практически на нет сводят все недостатки данного вида сварки, что и делает его самым популярным.

С неплавящимися электродами

Основным условием для процесса сварки с неплавящимися электродами является наличие защитного «облака» инертного газа. Данный вид сварки считается одним из самых высокопродуктивных и обеспечивает получение высокопрочных швов. Для некоторых видов металлов необходимы и «некоторые» условия, которые делают возможной сварку последних в принципе.

Магний, алюминий, их сплавы, никель, медь, нержавеющая сталь и другие металлы с неферромагнитными качествами. Металлические конструкции именно из этих металлов чаще всего и обрабатывают данным видом сварки.

Существует три вида неплавящихся электродов:

1. Угольные;
2. Вольфрамовые;
3. Графитовые.

Название «неплавкие» получили благодаря своей способности выдерживать большие температуры и токи. В основном данная технология сварки используется на производстве. В частном секторе практически не используется.

Дуговая сварка с защитным газом

Не путать с газовой сваркой, где плавление поверхностей осуществляется за счет струи раскаленного газа.

Свой самый первый и главный толчок к развитию данное направление получило во время второй мировой войны. В особенности при производстве боевых самолетов, к качеству конструкций которых предъявлялись повышенные требования.

Но и не только к качеству, но и к скорости движения по конвейеру отдельных частей и механизмов. Следовательно, нужны были такие методы сварки, которые обеспечивали бы не только высокое качество шва, но и были бы высокопроизводительны.

«Камнем преткновения» стала не что иное, как наша атмосфера. А точнее отдельные газы, такие как азот и кислород. Присутствуя в ванне при застывании как раз и не давали возможности получить сварной шов с необходимыми свойствами.

Требовалась «особая» технология, нивелирующая действие этих газов. И она появилась. В двух словах весь процесс происходит при нагнетании защитных газов электрод-деталь при обработке, с проникновением в полости и трещины. Что и не дает кислороду с азотом повлиять на качество ни малейшего шанса.

Основным и главным можно считать надежную защиту металла в зоне плавления от атмосферных газов при которой исключается процесс окисления.

Недостатки (куда же без них):

В основном это сложности работы на открытом воздухе, особенно при ветреной погоде, когда отвод газов струей воздуха малоэффективен. А также большие выделения вредных газов вокруг места сварщика.

От гелия (He) до двуокиси углерода (Co2) при начале исследований. До аргона, водорода, оксида азота в современных реалиях. На каком бы высоком уровне не была бы данная технология сегодня, исследования продолжаются в поисках еще более совершенных связок (дуговая сварка-защитный газ)

Автоматическая и полуавтоматическая сварка с использованием флюса или газа

Перед рассмотрением этих двух видов сварки обратим внимание на еще один не рассмотренный метод сварки «под защитой» А именно обработка материалов под флюсом. В отличие от упомянутого способа с газами данный метод заключается в следующем.

Вместо защитного газа используется зернистый флюс, укрывающий дугу вместе с ванной расплавленных металлов. При данном способе сварки электрическая дуга не видна. Задача такая же, как и при использовании газов — защита плавящихся металлов от окисления атмосферой. Являясь высокопроизводительным методом, в основном используется в ароматизированных системах.

Автоматическая сварка

Название говорит само за себя. Сварочный автомат — это комплекс элементов и настроек для автоматизации процесса. Техника сделает все сама, лишь бы была правильно настроена. Сложная техника, которая тем не менее способна сохранять стабильность при правильных настройках, даже под значительными нагрузками.

Как и любое автоматическое устройство способно выполнять несколько задач одновременно. Поджигать дугу, вести шов, защищать место сварки от окисления подавая газ или флюс, добавлять проволоку для сваривания.

Все преимущества автомата налицо. И самое главное-отсутствие человеческого фактора. Вряд ли какой человек сможет похвастаться стабильной работой в течение суток напролет. Да в этом и нет необходимости. Это сделает за вас сварочный автомат. Кроме всего прочего сведена к нулю и опасность для здоровья сварщика, так как он не принимает участия в самом процессе.

Полуавтоматическая сварка

В чем же отличие от автоматической? Различия очевидны хоть и названия подобны, и способ сваривания аналогичен. Мы уже упоминали о том, что в случае с автоматическим вариантом оператору достаточно только настроить аппарат, и тот сделает все сам без участия человека.

С полуавтоматом ситуация немного другая, хоть так же будет подаваться и проволока и газ или флюс. Но вместе с тем, человеком будет выполняться работа в полном объеме, а не только настройка параметров аппаратуры для старта. Он и шов будет формировать и вести горелку. Автоматически будут подаваться только вспомогательные материалы и средства — газ(флюс) и проволока.

Благодаря вот такому симбиозу человека с технологиями и появилось название — полуавтоматическая сварка.

Достоинства и недостатки?

Определенно стоимость таких сварочных аппаратов. Она просто несоразмерна с ценой автоматических аналогов. И конечно же мобильность. Обычно не составляет труда перевезти сварочный аппарат вместе с баллонами к месту работ, или погрузить в кузов автомобиля для перемещения даже на большие расстояния.

Пожалуй один. Оператору приходится работать в потенциально опасной среде, хоть и предусмотрены способы защиты в виде обдува места работы воздухом. В целом если рассматривать оба этих вида приспособлений(автомат, полу автомат) для сварки, то между ними существенной разницы в процессе работы нет. Везде, как в первом, так и во втором случае используют присадочные материалы, флюс или порошковую проволоку, горелку и защитный газ.

Другие методы соединения металлов

Основным и самым распространенным альтернативным методом соединения металлов есть пайка. Имея за плечами тысячелетнюю историю — Египет, Греция, Рим, Китай. Везде по всей планете в культурных «очагах» того времени повсеместно использовалась пайка при изготовлении украшений, кухонной утвари, для украшения оружия и т д.

Метод актуален и по сей день. Активно используется не только на производстве, но и в быту. Паяльник практически есть у каждого и зачастую просто не заменим в быту. В отсутствии последнего банально оторвавшийся проводок может стать целой проблемой.

Подробнее о методе пайки металлов в видеообзоре

Процессы пайки и сварки различны, но общий знаменатель для обоих — это объединение металлов в одно целое. Данный метод, если сравнивать его со сваркой, можно сопоставить только со сваркой плавлением. Но в отличие от сварки, где нужный эффект получается вследствие смешивания расплавленных металлов электрода и основного с последующим охлаждением, в пайке все иначе.

Соединение производится с помощью припоя, который не расплавляет, а «смачивает» рабочую поверхность легкоплавким металлом. При этом температура плавления ниже, чем соединяемых металлических поверхностей.

Так же как перечень соединяемых металлов может быть очень многообразным, таким же изобилием отличаются и припои. Но в основном это припои на основе олова, меди и серебра.

Пайка и по сей день является самым распространенным способом соединения металлов. Но вследствие недостаточной производительности и небольшой надежности соединений, а также сложности самого техпроцесса при выполнении объемных задач и других недостатков находит малое применение сегодня. И используется практически только в быту.

Итоги сварочных технологий

От болтов и заклепок в былые времена до совершенного оборудования чем является ручная сварка сегодня. Где только не увидишь «сварочник» сегодня. Ручная сварка на балконе, в гараже, в других укромных местах. А все почему??

Правильно. Компактно, дешево и сердито!

Да, верно, все идет к компактности, энергоэффективности и прочим прелестям в мире современных технологий. Но в некоторых случаях, когда необходимо применить особые методы сварки без «мастодонтов» коими, являются некоторые агрегаты, для которых описывали некоторые техники сварки выше не обойтись.

По всему миру созданы не только лаборатории, но даже целые институты по исследованию и внедрению все новых методик и способов соединения материалов. И не только металлов. Если сейчас некоторые технологии по сварке граничат с фантастикой, причем созданы они в весьма сжатые строки, то чего ожидать в будущем? Боюсь даже представить! В хорошем смысле этого слова.

Азы сварки: как правильно научится сваривать металл

На дачном участке, у себя в частном доме, гараже или собственной мастерской часто бывают случаи, когда требуются навыки сварщика. Особенно данные навыки полезны при ведении строительства собственными силами. А научиться, как пользоваться электросваркой и использовать ее для своих нужд довольно просто. Для этого нужно понимать основы сварки металла, знать некоторые профильные секреты и научиться ими пользоваться.

Основы сварки

Суть электросварки металла состоит в следующих действиях. Силовой агрегат в виде трансформатора или инвертора вырабатывает определенной мощности ток, который подается по кабелям к специальному электроду из металла. Между металлической заготовкой, приготовленной к сварке и электродом возникает электрический разряд, образуя устойчивую высокотемпературную электрическую дугу, расплавляющую металл. При этом образуется точечная ванночка кипящего металла, в которой плавится и сам электрод, выполняющий одновременно роль присадочного материала.

Сварщик, передвигая дугу, формирует шов, в котором кипящий метал обоих свариваемых между собой заготовок перемешивается образуя единое монолитное соединение.

Виды электросварки

Электрическая дуга горит за счет мощного тока подаваемого к электроду. Ток может быть переменным и вырабатываться сварочным трансформатором или постоянным, подаваемым к месту сварки от инвертора:

• Трансформатор. В зависимости от модели может подключаться к сети 220 либо 380 V. Но работать с этим агрегатом новичку будет сложно, так как при переменном токе электродуга непостоянна и удерживать ее человеку с небольшим опытом сварочных работ довольно трудно. При этом дуга создает шум и ей свойственно разбрызгивать кипящий металл из ванночки. Сам трансформатор отличается большим весом, громоздкостью и создает значительные перепады напряжения в электросети особенно в момент зажигания электродуги. Это, естественно, отрицательно воздействует на бытовую технику.
• Инвертор. Выдает к электроду постоянный ток, преобразованный из переменного, который он получает от централизованной электросети напряжением 220 V. Аппарат имеет небольшой вес, компактный, работает бесшумно и практически не влияет на напряжение в сети, отличается высокой производительностью. Подаваемый к электроду постоянный ток обеспечивает устойчивое горение электродуги, которой даже можно варить жесть, благодаря чему ее проще контролировать и перемещать при сварке.

Именно такой аппарат должен использовать начинающий мастер для приобретения сварочных навыков.

Технология процесса

Электросварка относится к высокотемпературному процессу плавки металла. Чтобы было понятно, как правильно сваривать металл электросваркой, нужно отчетливо осознавать все происходящие процессы:

1. Электродуга зажигается при прикосновении электрода к металлу, после чего между ними образуется небольшое расстояние (2−5 мм) которое требуется постоянно удерживать. Под воздействием дуги металл свариваемых заготовок и электрода плавится и перемешивается.
2. Объем сварной ванночки зависит от подаваемого на электрод напряжения, ее положения в пространстве, скорости, с которой перемещается электродуга, размера и формы кромок свариваемых заготовок и других аспектов. Средняя глубина ванночки обычно составляет около 6 мм, длина порядка 10−30 мм, а ширина в пределах 8−15 мм.
3. Покрытие электрода при сгорании образует облачко газа, которое защищает дугу и расплавленный металл от окисления при взаимодействии с воздухом, а также обеспечивает поддержку определенной температуры, необходимой для плавления металла.
4. В момент, когда горящий электрод перемещается из точки, в которой только что был расплавлен металл, начинается процесс кристаллизации и остывания шва, соединяющего сваренные детали. При этом на его поверхности образуется корка шлака, которая в дальнейшем сбивается молотком.
5. Образовавшийся на поверхности расплавленного металла шлак от покрытия электрода также способен держать температуру во время кристаллизации металла одновременно, не допуская к нему кислород из воздуха.

Рабочие инструменты сварщика

Инверторы для сварки продаются уже с комплектом кабелей с электродным держателем и прищепкой для массы. Но при покупке все эти рабочие элементы рекомендуется тщательно осмотреть, чтобы убедиться в их качестве.

Сварочные кабели должны быть покрыты гибкой резиновой изоляцией с надежными контактными наконечниками из латуни и подходить к разъему выбранного аппарата. Если инвертор рассчитан для работы в пределах 150А — его кабеля должны иметь сечение около 16 мм 2 . При силе тока в 200А — 25 мм 2 , а свыше 250А — желательно использовать сечение 35 мм 2 . Также нежелательно удлинять провода, так как это снижает мощность тока, подаваемого к электроду.

Держатель электродов. Является самым важным инструментом сварщика, потому, что им производится основная манипуляция электродугой при сваривании металла. Обычно это качественно изолированный и совершенно безопасный держатель в виде прищепки. Эта модель удобна тем, что после замены, перед тем как варить электродом, его можно выставить не только перпендикулярно по отношению к держателю, но и выставить определенный градус в 45 о .

Зажим, при помощи которого масса подключается к свариваемой заготовке, должен иметь мощную пружину и латунные контакты.

Кроме всего этого, сварщик должен быть обеспечен:

1. Защитной маской, которая не пропускает вредные лучи сварочной дуги.
2. Перчатки и одежду из плотного, непрогораемого материала и кожаной обувью.
3. Подсобными инструментами в виде комбинированного молотка с зубилом и металлической щетки.
4. Ведром с водой или огнетушителем.

Электроды выбираются в зависимости от толщины металла, который будет свариваться. Мощность напряжения для сварки выставляется в расчете от используемого диаметра электрода, при этом следует отталкиваться от значения — на 1 мм диаметра электрода достаточно мощности в пределах 30−40 А.

Желательно данное значение не превышать, иначе электрод будет вместо спокойной плавки металла просто выдувать его из ванночки.

Азы электродугового способа

В рекомендациях, как научиться варить инвертором, рекомендуется обратить внимание именно на начало процесса сварки. Прежде чем начать работу, следует выставить свариваемые заготовки в заданное положение, а при надобности надежно их зафиксировать на рабочем столе. Для пожарной безопасности рядом должно находиться ведро с водой. Во избежание случайного возгорания нельзя производить сварку на основании из дерева. Не допускается разбрасывать горячие огарки электродов в зоне ведения сварных работ.

Розжиг электродуги и наложение шва

Чтобы зажечь дугу без залипания электрода рекомендуется его наклонить к металлической заготовке под углом примерно около 60 0 и произвести им скользящее движение (примерно, как спичку о коробок). После того как появится искра, электрод следует оторвать от металла на расстояние не более 3−5 мм и удерживать его в таком положении на протяжении всего процесса сварки. Если электрод во время розжига дуги залипнет к поверхности металла, его нужно просто качнуть из стороны в сторону и повторить попытку розжига.

Электрод во время горения дуги нужно медленно перемещать вдоль свариваемых кромок металлических заготовок, плавно совершая им колебательные движения. Этими движениями расплавленный под большой температурой металл как бы «сгребается» в центр ванночки, образуя монолитный, слегка выпуклый шов.

После того как электрод сгорит до минимального размера, его следует заменить новым. После этого удаляется шлак с наваренного шва, а затем на расстоянии примерно около 10−12 мм от углубления, которое образовалось в конце проваренного шва, зажигается электродуга.

После этого электрод возвращается к углублению, заполняется кипящим металлом от электрода, и работа продолжается.

Манипуляция электродом

Перед тем как научиться варить инвертором, нужно познакомиться с траекториями движения электрода, которые нужно делать при сварочных работах. Они могут выполняться по трем направлениям:

1. Поступательные движения. Небольшие колебательные движения дуги производятся вдоль свариваемого шва. Для этого достаточно поддерживать стабильное горение электродуги определенной длинны.
2. Поперечные движения из стороны в сторону выполняются для формирования определенной ширины сварного шва. Обычно используется для перекрытия ранее наложенных сварных швов.
3. Продольное направление. Формируется обычный, но тонкий шов определенной высоты, которая образуется в зависимости от скорости движения электрода и его диаметра. Для придания образовавшемуся шву большей прочности он перекрывается новым, выполненным с помощью поперечного движения электродуги.

На практике при сварке особенно толстого металла используются все три движения, которые производятся по очереди при последовательной накладке очередных швов друг на друга.

Кроме классических манипуляций у каждого сварщика со временем вырабатывается личный почерк. Но главная работа заключается в хорошей проплавке кромок свариваемых деталей и создание шва заданной высоты и ширины.

Работа с трубами

Ручной дуговой сваркой могут накладываться вертикальные, горизонтальные и потолочные швы и самый простой — сварка в нижнем положении. Например, отопление, при горизонтальном положении трубопровода сварка выполняется практически во всех пространственных положениях. Кроме этого, если труба расположена вертикально, накладывается только горизонтальный шов.

Трубу можно самостоятельно заварить путем ее поворота вокруг своей оси, используя газовый аппарат или инвертор. В данном случае ее сваривают вертикальным швом или в нижнем положении.

Если толщина стенок свариваемых труб не более 6 мм, на стык накладываются два шва: коренной и перекрывающий слой. При толщине стенок в диапазоне 6−12 мм накладывается не менее 3 слоев. Если металл имеет толщину больше 19 мм, тогда шов формируется из четырех и более слоев.

Каждый наложенный шов обязательно должен освобождаться от шлака и тщательно зачищаться, после чего разрешается накладывать очередной слой.

Самым ответственным швом является первый (коренной). Он полностью расплавляет кромки трубы и после окончания сварки тщательно проверяется на наличие пор и трещин. Если таковы обнаруживаются, они вырезаются, и это место проваривается по-новому.

Второй слой и все следующие выполняются в более медленном темпе, при этом начало каждого нового слоя должно исходить от предыдущего со смещением в пределах 15−30 мм. Завершающий верхний слой должен плавно сливаться с поверхностью металла свариваемой трубы и иметь определенный катет.

Для улучшения качества проваренного стыка трубы новый слой по отношению к предыдущему ведется в обратном направлении.

Несколько советов мастера

Чтобы лучше усвоить практические уроки электросварки, желательно начинать тренироваться с умения накладывать швы на толстом металлическом листе. На нем легче научиться манипулировать электродугой, накладывая самые различные швы, используя простые размеренные движения электрода. Полученные навыки помогут прочувствовать, под каким углом электрода и при каких движениях лучше получается шов и в дальнейшем помогут выработать определенный стиль владения держателем.

Сваривать две заготовки длинным сплошным швом сразу не рекомендуется. При температуре шов будет стягиваться, и сваренная деталь деформируется. Чтобы этого не произошло, заготовки следует временно скрепить между собой небольшими точечными прихватками с шагом примерно 80 — 250 мм. При этом шаг зависит от размеров заготовок, приготовленных к сварке.

Современные и классические сварочные технологии

Сварка — одно из важнейших ремесел для человека. С помощью сварочных технологий нам удается создавать по-настоящему удивительные вещи: от простейших бытовых приборов до космических ракет. В этой статье мы расскажем, как происходит сварка, какие существуют виды сварки и их краткая характеристика.

Общая информация

Что такое сварка? Каковы основы сварки? Эти вопросы задаю многие начинающие умельцы. По сути своей, сварка — это процесс соединения разных металлов. Соединение (его также называют швом) формируется на межатомном уровне с помощью нагрева или механической деформации.

Теория сварки металлов очень обширна и невозможно в рамках одной статьи описать все нюансы. Также как невозможно описать все способы сварки металлов, поскольку на данный момент способов около сотни. Но мы постараемся кратко классифицировать методы сварки, чтобы новички не запутались.

Итак, на данный момент возможна термическая, термомеханическая и полностью механическая сварка деталей из металла или других материалов (например, пластика или стекла). При выборе способа сварки учитывается каждый нюанс: толщина деталей, их состав, условия работы и прочее. От этого зависит технология сварки металла.

Термическая сварка — это процесс соединения деталей только с помощью высоких температур. Металл плавится, образуется надежное сварное соединение. К термическим методам относится, например, дуговая и газовая сварка (о них мы поговорим позже).

Термомеханическая сварка — это процесс соединения деталей с помощью высоких температур и механического воздействия, например, давления. К такому типу принадлежит контактная сварка. Деталь нагревается не так сильно, как в случае обычной термической сварки, а для формирования шва используется механическая нагрузка, а не плавление металла как такового.

Механическая сварка — процесс соединения деталей без применения высоких температур и вообще тепловой энергии. Здесь ключевой элемент — механическое воздействие. К такому типу относится холодная сварка, ультразвуковая сварка или соединение деталей трением.

Также существует классификация способов сварки по техническим признакам. Используя такую классификацию можно довольно кратко описать все имеющиеся типы сварки. Они делятся на:

• Сварку в защитной среде (для защиты может использоваться флюс, инертный газ, активный газ, вакуум, защита может быть комбинированной и состоять из нескольких материалов сразу).
• Сварку прерывистую и непрерывную.
• Сварку ручную, механизированную, полуавтоматическую, автоматическую, роботизированную.

Если вы ранее не сталкивались со сваркой и все перечисленное выше кажется чем-то запутанным и непонятным, то не беспокойтесь. Далее мы расскажем, какие самые популярные методы сварки используются в домашних и промышленных условиях.

Вам будем дана характеристика основных видов сварки и некоторые особенности, которые нужно учесть. Кстати, многим видам сварки мы посвящали отдельные статьи, которые вы можете прочесть, открыв рубрику «Виды и способы сварки» на нашем сайте.

Ручная дуговая сварка с применением неплавящихся электродов

Способ ручной дуговой сварки разных металлов с применением неплавящихся электродов — один из самых популярных методов как среди домашних умельцев, так и среди профессионалов своего дела. Ручная дуговая сварка — это вообще один из древнейших способов сварки. Благодаря большому выбору сварочных аппаратов для дуговой сварки такой метод стал доступен широкому кругу сварщиков.

Электрод — это стержень, выполняющий роль проводника тока. Он может быть изготовлен из различных материалов и иметь специальное покрытие.

Технология дуговой сварки неплавящимся электродом крайне проста: детали подгоняют друг к другу, затем электродом постукивают или чиркают о поверхность металла, зажигая сварочную дугу. В качестве основного оборудования используют сварочные инверторы.

Для сварки инвертором выбирают неплавящиеся электроды, сделанные из угля, вольфрама или графита. Во время сварки электрод нагревается до высокой температуры, плавя металл и образуя сварочную ванну, в которой как раз и формируется шов. Такой метод используют для сварки цветных металлов.

Ручная дуговая сварка с применением плавящихся электродов

Виды сварки плавлением металла не заканчиваются на применении неплавящихся стержней. Для работы также можно использовать плавящиеся электроды. Технология сварки металла с использованием плавящихся стержней такая же, что и при работе с неплавящимися материалами.

Отличие лишь в составе самого электрода: плавящиеся стержни обычно изготавливаются из легкоплавких металлов. Такие стержни также пригодны для сварки инвертором в домашних условиях. Здесь шов образуется не только за счет расплавленного металла детали, но и за счет расплавленного электрода.

Дуговая сварка с использованием защитного газа

Способ дуговой сварки разных металлов с использованием защитного газа выполняется с помощью плавящихся и неплавящихся электродов. Технология сварки такая же, как и при классической ручной дуговой сварке. Но здесь для дополнительной защиты сварочной ванны в зону сварки подается специальный защитный газ, поставляемый в баллонах.

Дело в том, что сварочная ванна легко подвержена негативному влиянию кислорода и под его воздействием шов может окислиться и получиться некачественным. Газ как раз и помогает избежать этих проблем. При его подаче в сварочную зону образуется плотное газовое облако, не дающее кислороду проникнуть в сварочную ванну.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка с использованием флюса или газа

Автоматическая и полуавтоматическая сварка с применением флюса или газа — это уже более продвинутый способ соединения металлов. Здесь часть работ механизирована, например, подача электрода в сварочную зону. Это значит, что сварщик подает стержень не с помощью рук, а с помощью специального механизма.

Автоматическая сварка подразумевает механизированную подачу и дальнейшее движение электрода, а полуавтоматическая подразумевает только механизированную подачу. Дальнейшее движение электрода сварщик осуществляет вручную.

Здесь защита сварочной ванны от кислорода просто обязательна, поэтому используется газ (по аналогии с дуговой сваркой с применением газов) или специальный флюс. Флюс может быть жидким, пастообразным или кристаллическим. С помощью флюса можно значительно улучшить качество шва.

Прочие методы соединения металлов

Помимо традиционных способов сварки в современной промышленности применяются методы, позволяющие соединить уникальные металлы. Зачастую такие металлы обладают ярко выраженными химическими или тугоплавкими свойствами, отчего привычные способы сварки не подходят для их соединения. Конечно, такие металлы не используются в домашней сварке, но они широко применяются для создания ответственных деталей на крупном производстве.

Мы расскажем про виды сварки плавлением, когда суть сварки заключается в подаче большого количества тепла на маленький участок сварки. К таким методам относится лазерная сварка и плазменная сварка.

Лазерная сварка металлов выполняется с помощью автоматического и полуавтоматического оборудования. Такой процесс сварки может быть полностью роботизирован и не требует присутствия человека. Здесь деталь нагревается, а затем и плавится под воздействием тепла, исходящего от лазерного луча и направленного в определенную точку.

Тепло концентрируется строго в одной точке, позволяя сваривать очень мелкие детали размером менее одного миллиметра. Также с помощью призмы лазер можно расщепить и направиться в разные стороны, чтобы сварить несколько деталей сразу.

Плазменная сварка металлов выполняется с применением ионизированного газа, называемого плазмой. Газ струёй подается в сварочную зону, образовывая плазму. Она работает в связке с вольфрамовым электродом и газ нагревается за счет электрической дуги.

Сам ионизированный газ обладает свойством проводника тока, поэтому в случае плазменной сварки именно плазма является ключевым элементом в рабочем процессе. Также плазма активно защищает сварочную ванну от негативного влияния кислорода. Такой метод сварки используется при работе с металлами, толщиной до 9 миллиметров.

Технологический процесс сварки

Мало знать способы сварки, нужно еще понимать, какие необходимы документы на сварку и из каких этапов состоит сварочный процесс. Конечно, это справедливо только в отношении профессиональных сварщиков, выполняющих работу в цеху или на производстве. Вам это не нужно, если вы собираетесь варить забор на даче, но дополнительные знания тоже не помешают.

Итак, вот наше краткое описание технологического процесса сварки:

1. Разработка чертежа
2. Составление технологической карты
3. Подготовка рабочего места сварщика и подготовка металла
4. Непосредственно сварка
5. Очистка металла
6. Контроль качества

Сам по себе техпроцесс — это полное описание этапов сварки. Технический процесс разрабатывается после того, как будут готовы чертежи будущей металлоконструкции. Чертеж делают, опираясь на правила (ГОСТы, например), при этом во главу ставят качество будущей конструкции и разумную экономию.

Технологический процесс сварки оформляется на специально разработанных для этого бланках. Стандартный бланк для описания техпроцесса называется «технологическая карта». В технологической карте и описываются все этапы производства. Если производство серийное или крупномасштабное, то изложение может быть довольно подробным, с описанием каждого нюанса.

В технологическую карту заносят тип металла, из которого изготовлены детали, способы сварки металлов, используемые для соединения этих деталей, применяемое для этих целей сварочное или иное оборудование, типы присадочных материалов, электродов, газов или флюсов, используемых в работе. Также указывается последовательность формирования швов, их размеры и прочие характеристики.

Также в технологической карте указывают марку электродов, их диаметр, скорость их подачи, скорость сварки, количество слоев у шва, рекомендуемые настройки сварочного аппарата (параметр полярности и величины сварочного тока), указывают марку флюса. Перед самой сваркой детали тщательно подготавливают, очищая их от коррозии, загрязнений и масла. Поверхность металла обезжиривают с помощью растворителя. Если у детали есть значительные видимые дефекты (например, трещины), то она не допускается к сварке.

После сварки предстоит контроль сварочных швов. Этой теме мы посвятили отдельную статью, но здесь кратко расскажем об основных методах контроля. Прежде всего, применяется визуальный контроль, когда сварщик может сам определить наличие дефектов у сварочного соединения. Специалистами проводится дополнительный контроль с помощью специальных приборов (это может быть магнитный контроль, радиационный или ультразвуковой).

Конечно, не все дефекты считаются плохими. Для каждых сварочных работ составляется перечень с дефектами, которые допустимы и не сильно повлияют на качество готового изделия. Контролером может быть сварщик или отдельный специалист. Его имя обязательно указывается в документах, он является ответственным лицом на этапе контроля.

Вместо заключения

В этой статье мы рассказали самое основное. Конечно, мы не сможем перечислить и описать все виды сварочных работ в рамках одной этой статьи, но на нашем сайте вы можете найти материалы, где мы рассказываем все о сварке и объясняем основы сварки различных металлов.

Для любого мастера теория сварочных процессов имеет большое значения, но без практики она не работает. Так что не теряйте время и вслед за чтением статей применяйте знания на практике. Желаем удачи в работе!

Как правильно варить электросваркой

В частном доме, на даче, в гараже и даже в квартире — везде есть немало работ, требующих сварки металла. Особенно остро эта необходимость ощущается в процессе стройки. Тут особенно часто требуются что-то подварить или отрезать. И если отрезать еще можно болгаркой, то надежно соединить металлические детали кроме сварки нечем. А если стройка ведется своими руками, то и сварочные работы вполне можно сделать самостоятельно. Особенно в тех местах, где красота шва не требуется. О том, как правильно варить сваркой, расскажем в этой статье.

Азы электросварки

Сварное соединения металла на сегодня — самое надежное: куски или детали сплавляются в единое целое. Происходит это в результате воздействия высоких температур. Большинство современных сварочных аппаратов для расплавления металла используют электрическую дугу. Она разогревает металл в зоне воздействия до температуры плавления, причем происходит это на небольшой площади. Так как используется электрическая дуга, то и сварка называется электродуговой.

Это не совсем правильный способ сварки)) Как минимум, вам нужна маска

Виды электросварки

Электрическая дуга может образовываться как постоянным, так и переменным током. Переменным током варят сварочные трансформаторы, постоянным — инверторы.

Работа с трансформатором — более сложная: ток переменный, потому сварная дуга «скачет», сам аппарат — тяжелый и громоздкий. Еще немало напрягает шум, который издает при работе и дуга и сам трансформатор. Имеется еще одна неприятность: трансформатор сильно «садит» сеть. Причем наблюдаются значительные скачки напряжения. Этому обстоятельству очень не рады соседи, да и ваша бытовая техника может пострадать.

Инверторы в основном работают от сети 220 В. При этом они имеют небольшие габариты и вес (прядка 3-8 килограммов), работают тихо, почти не оказывают влияния на напряжение. Соседи и не узнают, что вы начали пользоваться сварочным аппаратом, если только не увидят. К тому же, так как дуга вызвана постоянным током, она не прыгает, ее проще перемешать и контролировать. Так что если вы решили научиться сваривать металл, начитайте со сварочного инвертора. О выборе инверторного сварочного аппарата читайте тут.

Технология сварочных работ

Для возникновения электрической дуги необходимы два токопроводящих элемента с противоположными зарядами. Один — это металлическая деталь, а второй — электрод.

Электроды, которые используются для ручной электродуговой сварки, представляет собой сердечник из металла, покрытый специальным защитным составом. Бывают еще графитовые и угольные неметаллические сварочные электроды, но они используются при специальных работах и начинающему сварщику вряд ли пригодятся.

При касании электрода и металла, имеющих разную полярность, возникает электрическая дуга. После ее появления, в том месте, куда она направлена, начинает плавиться металл детали. Одновременно плавится металл стержня электрода, переносясь с электрической дугой в зону плавления: сварную ванну.

Как образуется сварная ванна. Без понимания этого процесса вы не поймете, как варить металл правильно (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

В процессе также горит защитное покрытие, частично плавясь, частично испаряясь и выделяя некоторое количество раскаленных газов. Газы окружают сварную ванну, защищая металл от взаимодействия с кислородом. Их состав зависит от типа защитного покрытия. Расплавленный шлак также покрывает металл, способствуя еще и поддержанию его температуры. Чтобы правильно варить сваркой, необходимо следить за тем, чтобы шлак покрывал сварную ванну.

Сварной шов получается при движении ванны. А двигается она при перемещении электрода. В этом и заключается весь секрет сварки: нужно с определенной скоростью передвигать электрод. Важно также в зависимости от требующегося типа соединения правильно подбирать его угол наклона и параметры тока.

По мере остывания металла на нем формуется корка шлака — результат горения защитных газов. Она также защищает металл от контакта с кислородом, содержащимся в воздухе. После остывания его оббивают молотком. При этом разлетаются горячие осколки, потому защита глаз обязательна (надевайте специальные очки).

Как научиться варить сваркой

Начинается все с подготовки рабочего места. Безопасности при работе с электросваркой необходимо уделять повышенное внимание: тут есть возможность получить травму и от электричества, и от высоких температур. Потому к подготовке отнеситесь серьезно.

Учится варить электросваркой удобнее на толстом куске металла: на нем лучше практиковаться. Кроме него и сварочного аппарата, понадобятся краги (толстые перчатки) и маска сварщика. Также необходима плотная одежда, защищающая все тело, прочная обувь толстой кожи. Они должны выдерживать попадание искры и окалины. Нужна будут также молоток и металлическая щетка для того, чтобы сбивать шлак. Для защиты глаз при этом нужны будут очки.

Как подключать электрод

Сварочные работы для начинающих проще будет проводить, если взять универсальный электрод диаметром 3 мм (3,2 мм, если точно). Они стоят дороже, но работать с ними легче. После того как вы научитесь варить металл, можно будет попробовать использовать более дешевые, но начинать лучше с этих.

Электрод вставляется в держатель, закрепленный на одном из сварочных кабелей. Есть два типа фиксаторов — пружинный и винтовой. Если держатель электрода пружинный, нажимаете на клавишу на ручке и в появившееся гнездо вставляете электрод. При винтовом зажиме ручка вращается. Раскручиваете ее, вставляете электрод и зажимаете. В любом случае он не должен шататься. Установив электрод можно подключать кабели.

На сварочном аппарате постоянного тока есть два выхода: положительный и отрицательный. Также есть два сварочных кабеля:

• один заканчивается металлическим зажимом-фиксатором — подсоединяется к детали;
• другой — держателем для электрода.

Какую полярность подключать для сварки зависит от типа работы. Если говорить об инверторах, то чаще плюс подключают на деталь, а минус подают на электрод. Такой вариант включения называют прямой полярностью. Но есть перечень работ, при которых подают обратную полярность: минус — на деталь, плюс — на электрод (например, для сварки нержавейки).

Прямая и обратная полярность подключения на сварочном инверторе

Прямая полярность обеспечивает лучший прогрев металла, что и необходимо для большей части соединений. Это объясняется тем, что электроны движутся от отрицательно заряженного полюса — при прямой полярности это электрод — к положительному — детали. При этом они дополнительно передают металлу свою энергию, повышая его температуру.

Начало сварки: зажигаем дугу

Как подключить электрод к инвертору разобрались. Теперь о том, как зажечь дугу. Возникает она при непосредственном контакте электрода и детали. Есть два способа:

• чирканьем;
• постукиванием.

Из названия все ясно: в одном случае нужно провести электродом вдоль шва (чтобы не осталось следов), во втором — несколько раз стукнуть по детали кончиком электрода.

Когда электрод новый, его кончик оголен, розжиг происходит легко. Если он уже был в работе, вокруг стержня образовалась стенка в несколько миллиметров из защитного покрытия. Это покрытие нужно отбить, несколько раз стукнув кончиком по детали.

Оба способа розжига используются, тут выбирает каждый, кому как удобно. Этот навык — первый, который вам придется освоить, если вы хотите научиться пользоваться электросваркой.

Потому берете несколько электродов, толстый кусок металла, и пытаетесь зажечь дугу. Как только у вас стало, получаться, можно приступать к следующему этапу обучения.

Наклон электрода

Основное положение электрода — наклоненное чуть к себе — на угол от 30° до 60° (смотрите рисунок). Величину наклона подбирают в зависимости от необходимого сварного шва и от выставленного тока. Ориентируются на состояние сварной ванны.

Первое положение называется «углом назад». В этом случае ванна и расплавленный шлак движется за кончиком электрода. Его угол наклона и скорость движения должны быть такими, чтобы шлак успевал накрывать расплавленный металл. В таком положении получаем прогрев металла на большую глубину.

Техника ручной дуговой сварки: положение электрода углом вперед и углом назад

Бывают ситуации, когда металл сильно разогревать не нужно. Тогда угол наклона меняется на противоположный, шов и ванна «тянутся» за электродом. В этом случае глубина прогрева получается минимальной.

Движения электрода

Ответить на вопрос «как правильно варить электросваркой» просто: нужно контролировать сварную ванну. Для этого необходимо удерживать электрод на расстоянии 2-3 мм от поверхности металла и контролировать состояние и размер сварной ванны. Вот в этом и заключается мастерство сварщика.

Сложность заключается в том, что одновременно приходится контролировать несколько параметров:

• двигать электрод по одной из показанных на фото траекторий,
• по мере выжигания опускать его чуть ниже, сохраняя постоянное расстояние в 2-3 мм;
• следить за размерами и состоянием сварной ванны, ускоряя или замедляя движения электродом;
• следить за направлением шва.

Движения кончика электрода показаны на рисунке. Желающим научиться электросварке для домашнего применения все их осваивать не нужно, но два-три движения вам понадобятся: для разных ситуаций, швов и металлов.

Еще один элемент техники ручной дуговой сварки: кончик электрода должен двигаться по одной из этих траекторий (или по какой-то похожей)

Как научиться варить электросваркой? Отрабатывать движения на толстом куске металла. Получаются тогда не швы, а валики. Этот этап — начальный. На нем вы освоите элементарные навыки сварщика: научитесь контролировать расстояние от кончика электрода до детали, и при этом, двигать его по заданной траектории, следить за сварной ванной и шлаком в ней.

Для этого берете толстый металл, мелом прочерчиваете на нем линию: по ней нужно будет уложить валик. Разжигаете дугу и начинаете осваивать движения, учась одновременно контролировать ванну. У вас получится не с первого, и, даже, не с десятого раза. Электродов изведете, наверное, с десяток. Когда техника ручной дуговой сварки будет отработана: валик будет равномерным, ширина и высота его постоянными (или почти), можно пробовать соединять детали.

Похожие валики должны получаться у вас. Так вы сможете научиться правильно варить сваркой электродами

Как правильно сваривать металл

Научится правильно держать электрод и двигать ванну для хорошего результата недостаточно. Необходимо знать, некоторые тонкости поведения соединяемых металлов. А особенность заключается в том, что шов «тянет» детали, из-за чего их может перекосить. В результате форма изделия может сильно отличаться от задуманной.

Технология электросварки: перед началом наложения шва, детали соединяют прихватками — короткими швами, расположенными на расстоянии 80-250 мм друг от друга

Потому перед работой детали закрепляют струбцинами, стяжками и другими приспособлениями. Кроме того делают прихватки — короткие поперечные швы, проложенные через несколько десятков сантиметров. Они скрепляют детали, придавая изделию форму. При сварке стыков их накладывают с двух сторон: так возникающие напряжения компенсируются. Только после тих подготовительных мероприятий начинают сварку.

Как выбрать ток для сварки

Научиться варить электросваркой невозможно, если не знать, какой выставлять ток. Он зависит от толщины свариваемых деталей и используемых электродов. Их зависимость представлена в таблице.

Но при ручной электродуговой сварке все взаимосвязано. Например, в сети упало напряжение. Выдать необходимый ток инвертор просто не может. Но даже в этих условиях работать можно: можно медленнее двигать электрод, добиваясь хорошего прогрева. Если и это не помогло, меняете тип движения электрода — несколько раз проходя по одному месту. Еще один способ — поставить тоньше электрод. Комбинируя все эти методы можно добиться хорошего сварного шва даже в таких условиях.

Как правильно варить сваркой вы теперь знаете. Осталось отработать навыки. Выбирайте сварочный аппарат, покупайте электроды и сварочную маску и приступайте к практике.

Чтобы закрепить информацию и допускать меньше ошибок, посмотрите видео-урок по сварке.

Какие способы сварки металлов существуют

Самый проверенный и надёжный способ соединения стальных заготовок в быту и на производстве – их сплавление с использованием специального сварочного оборудования. К этой же категории работ относится и сварка листового металла под воздействием предельно допустимых для данного материала температур.

Сплавление и сдавливание

Большинство сварочных работ предполагают использование электрической дуги. Она разогревает контактную зону до состояния плавления, происходящего на ограниченной площади. Сам процесс сваривания металла под термическим воздействием называется электродуговым.

Однако сплавление стали и других материалов со схожей структурой не ограничивается одной лишь электродуговой сваркой. Существуют другие виды сварочных работ, которые различаться по целому ряду технических и методических признаков.

Способы сварки металлических заготовок в самом общем виде подразумевают либо их обычное сплавление, либо получение специфического соединения, реализуемого под воздействием повышенного давления.

К первой их этих методик может быть отнесена и пайка металла, при которой расплавлению подлежит лишь присадочный материал, а сами соединяемые заготовки остаются в целостности.

При соединении металлов или других материалов по второму из указанных способов (без использования эффекта оплавления) для объединения заготовок применяется фактор высокого давления. Все остальные признаки указанного процесса (температура в зоне стыка и другие параметры) учитываются лишь как второстепенные.

Энергия воздействия

По типу энергии воздействия, благодаря которой образуется требуемое сварное соединение, все виды сварки металлов делятся на следующие категории:

• термическая обработка, предполагающая оплавление места стыка с выделением большого количества тепловой энергии;
• термомеханическая сварка, осуществляемая за счёт внешнего давления с использованием элементов нагрева электросваркой;
• и, наконец, чисто механическая (обработка под давлением).

Согласно первой методике свариваемые заготовки подлежат расплавлению, после чего они образуют так называемую «сварочную ванну».

По завершении работ (после затвердевания) на месте ванны остаётся сварной шов, металл в котором имеет литую структуру. К разновидностям термических сварочных работ по металлу следует отнести газовую, электрошлаковую, дуговую, лазерную, плазменную, термитную (химическую) и подобные им виды сварки.

При газовом способе сваривания металлов и сплавов рабочая смесь подаётся на специальную горелку от двух баллонов, содержащих горючий состав и кислород. При этом качество пламени горелки регулируется соответствующими вентилями подачи обеих составляющих. Помимо этого к месту сварки подаётся особый присадочный материал, обеспечивающий получение качественного шва.

В случае химической или термитной обработки металлов рабочая зона формируется под воздействием теплоты, выделяемой при сгорании компонентов специальной порошковой смеси (термита). Отметим также, что на практике наиболее распространены термитные составы на основе обычного алюминия.

Термомеханической обработка места стыка включает в себя диффузионную, контактную, а также газопрессовую сварочные методики. Принцип так называемой «сварки под давлением» интуитивно понятен, хотя технологии сварочных работ по металлу могут отличаться.

Защита в зоне сваривания

Известные разновидности сварочных процедур могут классифицироваться и по способу защиты металла в зоне сварки. Согласно этому признаку все они подразделяются на следующие виды:

• обработка в воздушной среде;
• сварка в вакууме;
• сплавление в среде защитных газов (аргона или углекислого газа);
• сочленение под слоем флюса.

Кроме того, по временным показателям течения процесса сварка железа и металлов бывает непрерывной или прерывистой, а по уровню автоматизации она может быть ручной, механизированной или же автоматической (полуавтоматической).

Оборудование и особенности его применения

Оборудование для проведения сварочных работ по металлу выбирается с учётом стоящей перед исполнителем задачи, а также условий проведения соответствующих операций. При этом возможные подходы к степени механизации варьируются от ручной сварки до полностью автоматизированного процесса.

В качестве промежуточных вариантов могут рассматриваться сварка полуавтоматом или же с помощью электронного инвертора. Рассмотрим каждый из указанных способов реализации поставленных задач и соответствующее ему оборудование более подробно.

MMA-сварка

Обычное ручное дуговое сплавление (по международной классификации – MMA) является самым старым видом сварки, осуществляемым с использованием штучных покрытых стержневых электродов.

Такой подход к выполнению сварочных операций наиболее эффективен при обработке нержавеющих и насыщенных углеродом сталей, а также чёрных металлов. Довольно часто этот вариант используется при проведении ремонтных и обслуживающих работ, предполагающих сваривание сплавов железа, например.

Преимущества и недостатки

К преимуществам MMA-сварки следует отнести высокую мобильность используемого оборудования (обычного трансформатора), что объясняется возможностью выбора требуемой длины электрических кабелей.

Благодаря этому обстоятельству аппарат для сварки может свободно перемещаться по всей строительной площадке. А большой ассортимент используемых при этом покрытых электродов позволяет работать практически со всеми видами заготовок из чёрного металла (включая листовое железо).

К недостаткам этого способа, прежде всего, следует отнести сложность образования сварных швов, что чаще всего доступно лишь профессиональным сварщикам. Сюда же следует добавить обилие отходов и относительно низкий КПД производимых работ.

Особенности

При реализации этого метода через свариваемые заготовки и электроды для сварки пропускается переменный или постоянный электрический ток невысокого напряжения.

Выбор вида тока при этом варианте сплавления зависит от марки свариваемых сплавов.

Переменный ток обычно используется при работе с высокоуглеродистыми и чёрными сталями, а постоянный больше подходит для сварки нержавейки.

Образующаяся при этом дуга расплавляет специальное покрытие электродного стержня, остатки которого оседают в виде капель в сварочную ванну. В ней эти капли перемешиваются с частицами расплавленного металла заготовок, а получившийся при этом шлак всплывает на поверхность.

После того, как сварочный ток отключен – формирующий сварочную ванну металл постепенно кристаллизуется, в результате чего на месте стыка получается шов. На поверхности этого шва затвердевший шлак образует корку из отходов сварки, которая впоследствии отбивается специальным молотком.

Сварка полуавтоматом

Отличительная черта данного способа сваривания – присутствие в рабочей зоне подвижного электрода в виде плавящейся проволоки и подача в неё защитного (инертного) газа.

Защита дуги посредством специально подаваемого в зону сварки газа препятствует взаимодействию расплавляемого металла с окружающим воздухом. Необходимость в этом объясняется тем, что указанное взаимодействие приводит к образованию на поверхности шва слоя из оксидов и нитритов, заметно снижающих его качество.

Со схемой организации сварки аргоном можно ознакомиться на фото. В процессе сваривания подвижная проволока по направляющим роликам с постоянной скоростью подаётся в газовое сопло, где она расплавляется под действием высокотемпературной электрической дуги.

При этом способе сварочных работ организации подачи присадки обеспечивается постоянство её размера. Полуавтоматическим этот метод называется потому, что скорость и направление ведения электрода, как правило, выбираются вручную.

Сварить заготовки в режиме полуавтомата можно и без применения специальной газовой защиты. В этом случае используется так называемая «порошковая» проволока, включающая в свой состав ряд компонентов, образующих при сгорании требуемую защитную среду.

Особенности применения инверторов

Инверторный метод сваривания заготовок из металла предполагает использование специального оборудования, посредством которого устанавливается требуемый режим рабочей дуги.

При сварке металла инвертором оператор частично освобождается от ряда ручных манипуляций и получает большую свободу действий. В этом случае важно правильно выбрать рабочий ток, зависящий от таких факторов, как диаметр используемого электрода, тип образуемого соединения и угол, под которым ведётся сварка.

К особенностям работы с таким оборудованием следует отнести важность выбора нужной полярности подключения сварочного аппарата к электродному стержню и самой детали. От этого фактора зависит, что будет сильнее прогреваться в процессе сварки – сама заготовка или электрод. Соответственно этому выбирается толщина металла, который предполагается обрабатывать в каждом конкретном случае.

Так, прямая полярность (минус подключён к электроду) позволяет обрабатывать заготовки металла толщиной от трёх миллиметров и более. Обратным током (плюс на электроде) пользуются при сварке тонкого металла с целью снижения рисков его прожога.

Полярность подключения при сварке инвертором обычно указывается на упаковке с электродами, рассчитанными на работу с этим оборудованием.

Автоматы для сварки

И, наконец, так называемый «сварочный автомат» обеспечивает получение устойчивой дуги, формируемой под слоем специального порошка (флюса).

Сущность этого процесса заключается в автоматическом её поддержании в специально созданной среде, называемой сварочной ванной.

С учётом специфики автоматического процесса дуга сгорает внутри расплавленной зоны, в которой давление металла достигает 9 грамм на сантиметр квадратный. За счёт этого, сплавляемый материал надёжно удерживается в пределах ванны и практически не разбрызгивается.

Указанным способом можно организовать сварку металла в домашних условиях (при необходимости обработки заготовок небольшой толщины). Подобно инверторному способу в этом случае важно правильно выбрать режим сваривания деталей, определяемый значениями заданных токовых параметров.

В заключение коснёмся вопроса сваривания железобетонных несущих и ограждающих конструкций, которое проводится в соответствии с положениями СНИП 3.03.01-87.

Согласно этому документу при его организации особое внимание уделяется подготовительным работам, а также контролю всех этапов сварочных операций, позволяющему подготовить любую конструкцию к госприёмке.

Как варить сваркой или пошаговая инструкция как пользоваться сварочным аппаратом

Нуждающиеся в сваривании металлические детали возникают очень часто у людей, проживающих в частном доме. Именно поэтому количество начинающих сварщиков растет в геометрической прогрессии. После приобретения сварки, нужно научиться правильно пользоваться аппаратом. Если с обучением по использованию болгарки, перфоратора и дрели трудностей не возникает, то как варить сваркой в домашних условиях, знают далеко не многие новички.

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.

Какие виды сварочных инструментов бывают

Перед тем, как научиться пользоваться сваркой в домашних условиях, рассмотрим виды электросварочных инструментов. Дуга, возникающая при плавлении металла, может формироваться двумя способами — при помощи постоянного и переменного тока. Если сварка производится переменным током, то это говорит о применении трансформаторов. Постоянным током варят инверторные аппараты.

Трансформаторы для сварки применяются все реже, так как их вытесняют более эффективные, надежные, недорогие и легкие по весу инверторы. Трансформаторные виды аппаратов варят при помощи переменного тока, в результате чего происходит возникновение «скачков» дуги. Трансформаторные устройства имеют большой вес, так как их основу составляют металлические сердечники с медной обмоткой.

Если говорить о других недостатках трансформаторных сварочных аппаратов, то у них их очень много:

• Издает шум при работе
• «Садит» сеть при выполнении работ, поэтому наблюдаются перепады напряжения, негативно влияющие на работы бытовых приборов
• Новичкам очень трудно освоить технику соединения трансформаторной сваркой

Если говорить о преимуществах, то они также есть у трансформаторных устройств. Они не прихотливы в применении, служат практически вечно и стоят не дорого.

Инверторные аппараты работают от переменной сети 220В. Главное их отличие от трансформаторных устройств в размерах и весе. Вместо громоздкого трансформатора, в конструкции инверторных устройств используется плата с полупроводниковыми элементами. Они не только имеют малые габариты и вес, но еще и просты в применении. Если собираетесь научиться работать сварочным аппаратом, то делать это рекомендуется с применением инверторного устройства. Именно на примере инверторных сварочных устройств рассмотрим принцип нанесения сварочных швов с целью объединения двух металлических деталей.

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.

1. 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
2. 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
3. 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.

Обучение как научиться варить металл сваркой

Если вы являетесь начинающим сварщиком, то перед тем, как приступать к работе аппаратом, необходимо выполнить подготовительные работы. Эти работы включают в себя подготовку рабочего места. Рабочее место должно быть хорошо освещаемым, а работу лучше производить на открытом воздухе, чтобы не получить отравление парами металла.

Практиковаться рекомендуется на куске металла, толщина которого должна быть не менее 3-4 мм. Кроме того, уделите внимание его габаритам, так как учиться на маленьком кусочке очень неудобно. От используемого материала зависит, как быстро вы научитесь правильно работать сваркой.

Надев защитную одежду и маску, следует приступать к работе. Как это делать, в материале рассмотрим пошагово, что позволит начинающим сварщикам научиться не только правильно, но еще и быстро варить металл инверторной сваркой.

Особенности подключения электрода

Если собираетесь научиться варить сварочным аппаратом, то делать это рекомендуется с применения универсального электрода диаметром 3 мм. Перед началом работ необходимо установить электрод в специальный держатель сварочного аппарата. Держатели бывают разных типов — пружинные и винтовые. Для закрепления электрода в пружинном держателе понадобится нажать на кнопку, и в открывшееся отверстие вставить устройство. Если на аппарате используется винтовой тип крепления держателя, то нужно открутить ручку, и вставить в отверстие электрод.

Когда электрод установлен, следует подключить кабели. Один кабель с электродом крепится к плюсовому контакту, а второй провод подключается к отрицательному контакту на сварочном устройстве, который на конце имеет зажим для присоединения к привариваемой детали. Такая полярность подключения является наиболее распространенная, и называется она прямой. Если же необходимо варить нержавеющие материалы, то к плюсу присоединяется зажим, а к минусу электрод.

Какой ток выставить

Одно из важных условий — научиться выбирать правильный ток. Его величина напрямую зависит от толщины свариваемого металла и соответствующего диаметра электродов. Ниже представлена таблица, по которой и выбирается величина силы тока, зависящая от толщины заготовок и размера электродов.

Опираясь на вышеописанную таблицу, следует установить соответствующую величину тока, и только после этого приступать к манипуляциям. Далее выясним, как правильно варить металл сварочным аппаратом.

Начинаем варить деталь — как правильно это делать

Дуга возникает непосредственно после того, как электрод прикасается к детали. Однако просто взять и прикоснуться нельзя, поэтому существует два способа касания:

1. Посредством чирканья электродом по наружной части заготовки. При этом способе требуется перемещать электрод вдоль шва, тем самым исключается вероятность возникновения следов
2. Постукиванием — требуется постучать по детали кончиком электрода

Появляется быстро дуга на новом электроде. Если же электрод имеет оплавленную часть, то перед тем, как зажигать его, нужно стукнуть кончиком по заготовке. Перед тем, как переходить к работе, нужно потренироваться осуществлять розжиг электрода. Если не освоите особенности розжига электрода, то переходить к дальнейшим манипуляциям просто бессмысленно.

Под каким углом держать электрод при сварке

При работе важно соблюдать такое условие, как угол наклона электрода. Если хотите научиться правильно работать сваркой, то следует знать следующее, что электрод должен быть наклонен к сварщику на угол от 30 до 60 градусов, как показано на фото ниже. Наклон подбирается в зависимости от необходимости сварного шва и выставленного тока.

На фото выше первое расположение именуется «угол назад». При нем происходит движение расплавляющегося металла за электродом. Двигать электрод требуется с такой скоростью, чтобы плавящийся шлак заполнял ванну. При таком способе варки осуществляется прогревание большой глубины металла.

Есть и другой способ — «с углом вперед». Этот метод менее популярен, и применяется он для того, чтобы обеспечить не сильный прогрев металла. Обычно такие манипуляции проводятся, когда варится не толстый металл. Сварочный шов в таком положении тянется за наклоненным электродом. При таком способе получается острый угол расположения электрода по отношению к детали.

Как двигается электрод при сварке

Разобравшись в вопросе о том, как зажечь сварочную дугу, а также с особенностями удержания электрода, можно приступать к делу. Когда дуга будет зажжена, держать электрод требуется на расстоянии 2-3 мм от наружной части заготовки. Именно здесь и проявляется все мастерство сварщика. Чтобы получить навыки работы сваркой, нужно потренироваться удерживать зажженный электрод. Вся трудность при движении электрода в том, что при этом надо учитывать следующее:

• Траектория перемещения электрода должна быть выбрана предварительно. Варианты движения электродом представлены ниже
• Когда осуществляется работа аппаратом, нужно знать, что длина электрода при движении уменьшается. Чтобы исключить исчезновение дуги, нужно придерживаться постоянного расстояния на уровне 2-3 мм
• Размер сварной ванны настраивается путем увеличения или уменьшения скорости перемещения электрода. Чем меньше скорость, тем больше размер шва
• Следить за направлением шва, так как работы проводить требуется исключительно в специализированных защитных очках или маске

Научиться работать электросваркой не трудно, но перед тем, как переходить к серьезным манипуляциям, нужно набраться опыта. Чтобы научиться «класть» ровные швы, следует предварительно провести линию мелом, и уже ориентироваться по ней. Это исключит необходимость на начальном этапе обучения контролировать ровность шва.

Сваривание металла — некоторые важные особенности

Если уже научились класть сварочный шов, тогда можно переходить к выполнению более сложных действий. Соединение двух деталей сварочным способом имеет некоторые особенности, которые важно знать новичку, стремящемуся научиться пользоваться сваркой. Это такие особенности:

1. При соединении двух деталей надо учитывать, что может возникнуть их перекос. Это происходит по той причине, что во время протягивания шва происходит смешение детали
2. Чтобы исключить перекос соединяемых деталей, понадобится предварительно их закрепить. Осуществляется это разными способами — скрепление струбцинами и прочими стяжками, а также путем сварочных прихваток
3. Прихватка — это наиболее распространенный метод сваривания двух деталей. Выполняется он так — сначала нужно приложить детали друг к другу, и соединить их в этом положении путем точечного соединения. Далее осуществлять сваривание деталей между собой сварочным швом

Освоив технологию применения сварочного аппарата можно переходить к выполнению более сложных манипуляций. При работе сваркой важно соблюдать технику безопасности, чтобы избежать вероятности получения травмы.

Подводя итог, надо отметить, что научиться пользоваться сваркой в домашних условиях не трудно. Для этого рекомендуется выбрать соответствующий аппарат, и подготовиться к обучению. Имея в распоряжении сварочный аппарат, остается только научиться им работать.

VISTA-TURBO › Блог › Как правильно варить электросваркой

Как правильно варить электросваркой: свариваем металлические трубы и делаем красивые швы

В пост добавлены видео про сварочное дело, рекомендую посмотреть

Сварочный шов – один из самых надежных способов соединения деталей. Он используется в промышленности и в обычной повседневной жизни. Каждый домашний мастер время от времени пользуется сваркой. Хорошо, если он умеет варить сам, однако зачастую приходится обращаться к специалистам. А ведь сварке вполне можно научиться. Начинать следует с самого простого: электросварка для начинающих это, прежде всего, обучение выполнению различных швов. Более сложные работы можно будет выполнять, только набравшись опыта. Давайте разберем основы технологии и некоторые хитрости сварочного процесса.

С чего начать — подготовительный этап

Прежде всего нужно подготовить оборудование. Обязательно понадобится сварочный аппарат, комплект электродов, молоток для сбивания шлака и щетка. Диаметр электрода подбирается в зависимости от толщины листа металла. Не нужно забывать о защите. Готовим сварочную маску со специальным светофильтром, плотную одежду с длинным рукавом и перчатки, лучше замшевые. Так же понадобится сварочный выпрямитель, трансформатор или же инвертор – устройства, которые преобразовывают переменный ток в необходимый для сварки постоянный.

Технология сварочного процесса

Сварка – высокотемпературный процесс. Для его осуществления образуется и удерживается электрическая дуга от электрода к свариваемому изделию. Под ее воздействием происходит расплавление материала основы и металлического стержня электрода. Образуется, как говорят специалисты, сварочная ванна, в ней перемешивается основной и электродный металл. Величина образующейся ванны напрямую зависит от выбранного режима сварки, пространственного положения, скорости перемещения дуги, формы и размеров кромки и т.д. В среднем ее ширина составляет 8-15 мм, длина 10-30 мм и глубина – порядка 6 мм.

Покрытие электрода, так называемая обмазка, при расплавлении образует особую газовую зону в районе дуги и над ванной. Она вытесняет весь воздух из области сварки и препятствует взаимодействию расплавленного металла с кислородом. Кроме того в ней находятся пары как основного, так и электродного металлов. Поверх шва образуется шлак, который так же препятствует взаимодействию расплава с воздухом, что отрицательно сказывается на качестве сварки. После постепенного удаления электрической дуги металл начинает кристаллизоваться и образуется шов, объединяющий свариваемые детали. Поверх него расположен защитный слой шлака, который впоследствии убирается.

Азы электродуговой сварки

В рекомендациях как правильно варить электросваркой особое внимание уделяется началу процесса. Лучше всего получать первый сварочный опыт под руководством специалиста, который сможет исправить возможные ошибки и дать полезный совет. Приступать к работе следует, надежно закрепив деталь. В целях пожарной безопасности около себя нужно поставить ведро с водой. По этой же причине нельзя выполнять сварочные работы на деревянном основании и небрежно относиться даже к очень небольшим остаткам использованного электрода.

Надежно крепим зажим «заземление». Проверяем, чтобы кабель был изолирован и аккуратно заправлен в специальный держатель. Выставляем на сварочном аппарате расчетное значение мощности тока, которое должно соответствовать выбранному диаметру электрода. Зажигаем дугу. Для этого устанавливаем электрод под углом порядка 60° относительно изделия. Медленно проводим им по поверхности. Должны появиться искры, теперь прикасаемся электродом к металлу и приподнимаем его на высоту не более 5 мм.

Если операция была выполнена верно, зажжется дуга. Пятимиллиметровый зазор необходимо удерживать на протяжении всей сварки. Нужно учитывать, что при правильном сваривании металла электросваркой электрод будет постепенно выгорать, поэтому его постоянно слегка приближаем к металлу. Перемещать электрод следует медленно, если он вдруг залипнет, придется слегка качнуть им в сторону. В случае если дуга не зажигается, возможно, нужно увеличить силу тока.

После того, как без проблем получается зажечь и поддержать дугу, пора переходить к наплавлению валика. Зажигаем дугу, медленно и плавно перемещаем по горизонтали электрод, выполняя им легкие колебательные движения. Расплавленный металл при этом как будто «подгребается» к самому центру дуги. В результате должен получиться крепкий шов с небольшими волнами, образованными наплавленным металлом.

Если в процессе сваривания деталей электрод выгорел практически полностью, а шов еще не завершен, работу временно прекращаем. Меняем использованный элемент на новый, удаляем шлак и продолжаем работу. На расстоянии порядка 12 мм от образовавшегося в конце шва углубления, которое еще называют кратером, зажигаем дугу. Электрод подносим к углублению так, чтобы образовывался сплав из металла старого и вновь установленного электрода, после чего сварка шва продолжается.

Траектория движения дуги в процессе сваривания деталей может производиться по трем направлениям:

• Поступательное. Предполагает перемещение дуги вдоль оси электрода. Таким образом достаточно легко поддерживать стабильную длину дуги.

• Продольное. Формирует ниточный сварочный ролик, высота которого зависит от скорости, с которой перемещается электрод, и его толщины. Это обычный шов, но очень тонкий. Чтобы его закрепить, в процессе движения электрода вдоль свариваемого шва выполняют еще и поперечные перемещения.

• Поперечные. Позволяют получать нужную ширину шва. Выполняется путем колебательных движений. Их ширина подбирается исходя из размеров и положения шва, формы его разделки и т.п.

На практике используются все три основных движения, которые накладываются один на другой и образуют определенную траекторию. Существуют классические варианты, однако у каждого мастера обычно «просматривается» собственный почерк. Главное, чтобы в ходе работы хорошо проплавлялись кромки соединяемых элементов, и получался шов заданной формы.

🔎 Особенности сваривания трубопровода

Дуговой электросваркой можно выполнить вертикальный шов, который располагается сбоку трубы, горизонтальный – по ее окружности. А так же потолочный и нижний, расположенные, соответственно сверху и снизу. Причем последний считается наиболее удобным в выполнении. Стальные трубы обычно свариваются встык с обязательным проваром всех кромок по высоте стенок. Чтобы уменьшить наплывы внутри трубы выбирается угол наклона электрода величиной не более 45°относительно горизонтали. Высота шва – 2-3 мм, ширина – 6-8 мм. При сварке внахлест высота шва составляет порядка 3 мм, а ширины – 6-8 мм.

Прежде, чем начать варить трубу электросваркой, выполняем подготовительные работы:

• Тщательно очищаем деталь.

• Если торцы трубы деформированы, обрезаем или выправляем их.

• Очищаем кромки. Минимум 10 мм прилегающей к кромкам трубы наружной и внутренней плоскости зачищаем до металлического блеска.

Теперь можно приступать к сварке. Все стыки обрабатываются непрерывно, вплоть до полного приваривания. Поворотные, а так же неповоротные стыки труб с шириной стенок до 6 мм производятся минимум в 2 слоя. При ширине стенок 6-12 мм – выполняется три слоя, более 19 мм – четыре. Особенность сваривания труб в том, что каждый шов, который накладывается на стык, должен очищаться от шлака, после этого выполняется следующий. Первый шов – наиболее ответственный. Он должен полностью расплавить все кромки и притупления. Его особенно внимательно рассматривают на предмет обнаружения трещин. Если они присутствуют, их выплавляют или же вырубают и снова заваривают фрагмент.

Второй и все последующие слои выполняются при медленном проворачивании трубы. Конец и начало всех слоев обязательно смещают относительно предыдущего слоя на 15-30 мм. Завершающий слой выполняется с плавным переходом на основной металл и с ровной поверхностью. Чтобы улучшить качество заваривания труб электросваркой каждый последующий слой ведется в обратную сторону относительно предыдущего, а их замыкающие точки обязательно располагают вразбежку.

Самостоятельная сварка – достаточно сложное мероприятие. Однако при желании освоить его все-таки можно. Нужно усвоить основные правила процесса и постепенно научиться выполнять самые простые упражнения. Не нужно жалеть силы и время на освоение азов, которые станут основой мастерства. Впоследствии можно будет смело переходить к более сложным приемам, оттачивая свои умения.

Технология сварки и особенности работы с металлами

Для получения качественного соединения металлических деталей высокого качества необходимо строго соблюдать технологию сварки, испытанную на практике многими поколениями сварщиков. А начинается она с предварительной подготовки свариваемых заготовок.

Металл будущей конструкции должен быть тщательно очищен именно до сварки. Особое внимание уделяют чистке контактного места – ржавчина или влага, масляное пятно или загрязнение иного рода могут негативно сказаться на качестве сварного шва. Отдельно просматривают зазор между свариваемыми кромками.

Очистку проводят ручными или механическими щётками, с использованием кислотных растворов и щелочей, а также гидропескоструйным или дробометным способом, иглофрезерами.

В случаях попадания загрязнений в зазоры при сварочных работах избавляются от них прожиганием горелкой или продувом сжатым воздухом.

Основы сварки

Ручное дуговое сваривание является основой сварки в широком смысле и до сих пор остаётся идеальным вариантом для многих работ. По качественным показателям в некоторых случаях оно не хуже механизированных и автоматизированных способов.

Процесс ручной дуговой сварки начинается с поджигания сварочной дуги. Итак, сварщик приступает к непосредственной работе: кончиком электрода он прикасается к поверхности обрабатываемого металла и быстро приподнимает его на 2 мм. В результате короткого замыкания возникает дуга, которую нужно постоянно поддерживать, опуская уменьшающийся электрод по мере его расплавления. Зажигают дугу ещё быстрым чирканьем электродом по поверхности металла.

Дугу необходимо держать короткой – чтобы металлических капель было меньше, электрод плавился и обеспечивал равномерную искру. К тому же при такой технике металл плавится максимально.

Под воздействием дуги нагреваются и расплавляются металл и электрод на месте сварки. В образующейся сварной ванночке они перемешиваются друг с другом и после отключения дуги образуют сварной шов.

Необходимое проплавление соединяемых деталей и желанное качество шва полностью зависят от стабильности горения дуги, а также от правильного равномерного перемещения.

Технология сварки металла

Особенности технологии сварки металла диктуются типами соединения свариваемых поверхностей.
При стыковой сварке по краям заготовок делаются скосы:

• V-образный скос выполняется на кромках металлических листов толщиной 5-15 мм. В результате получается углубление для сварочного шва;
• X-образный скос применяют при подготовке кромок деталей с 15 и более миллиметровой толщиной для сварки с обеих сторон.

В зависимости от толщины заготовки, угловое и тавровое соединение может выполняться как со скосом, так и без него. Особенностью данных видов является то, что они позволяют варить конструкции из материалов различной толщины. Но в таких случаях необходимо соблюдать одну тонкость: электрод относительно толстой детали сварщик обязан держать вертикально.

Технология ручной дуговой сварки

Электрод и дугу вкупе со сварной ванночкой по технологии ручной дуговой сварки необходимо плавно перемещать по линии соединения деталей. Его скорость зависит от типа материала. При сварке изделия из тонкого металлического листа перемещение должно быть быстрым, а при работе с толстыми массивными деталями – замедленным. Ориентиром для сварщика служат скорость расплавления, а также изменение цвета металла.

По форме данное перемещение бывает прямым, зигзагообразным, петлеобразным – оно выбирается, исходя из ширины шва и глубины проплавления. Так, прямолинейно перемещают электрод, когда ширина сварки незначительная. Когда необходимо проварить соединения глубже и шире – применяют зигзаг или петлю.

Остывший сварной шов имеет выпуклость, зависящую от положения электрода во время сварки. Вертикальное положение позволяет получить глубокое проплавление заготовок и ровный шов. При большем наклоне электрода уменьшается глубина проплавления, а шов имеет выпуклую поверхность. Здесь важно соблюдать меру – при слишком наклоненном электроде дуга в направлении шва сделает процесс сварки плохо управляемым.

Качественно соединить металлические детали можно при расплавленной сварочной ванне с тонкими краями, когда она достаточно жидкая и легко передвигается за электродом.

Для сварщика сигналом к дальнейшему продвижению электрода становится момент появления в жидком расплаве оранжевого цвета, который хорошо виден через тёмное стекло защитной маски.

На месте окончания соединения размер сварной ванны следует увеличить, удержав на этой точке электрод немного дольше обычного.

При сквозном проплавлении деталей, уменьшают величину тока и берут электрод меньшего диаметра. После того, как прожжённые дыры остывают, сварщик устраняет образовавшийся шлак, и заваривает заготовки.

Закончив сварку, следует простучать шов молотком. Это позволит удалить окалину, и параллельно проверить качество соединения, чтобы оно было сплошным и хорошо проваренным.

Куда перемещать электрод?

При ручной дуговой сварке важно знать, куда перемещать электрод в том или ином случае. Возможных направлений здесь три:

• по оси электрода. Такое продвижение позволяет добиться постоянной по длине сварочной дуги. Электрод продвигается со скоростью его плавления;
• вдоль оси валика, создающего шов. В данном случае движение происходит со скоростью, зависящей от силы тока, диаметра используемого электрода, скорости нагревания и плавления, вида сварного шва и прочего. Когда не делаются поперечные перемещения, шов получается достаточно узким, с шириной примерно полтора диаметра электрода. Такое соединение нужно для создания первого слоя при многослойном сварном шве, когда варят тонкие листы;
• чтобы получить нужную ширину и глубину проплавления электрод двигают поперёк шва. Такую технику используют только опытные сварщики, да и то, когда позволяют это сделать расположение сварного шва, размеры, форма кромок, свойства металла и иные параметры.

Технологические особенности сварки металлов в зависимости от материала

Сварка металлов изобретена людьми немногим позже, чем сама металлообработка. Уже древние кузнецы умели создать из отдельных железных изделий единое целое. Сегодня сварка составная часть современной цивилизации.

Ее используют на производстве, в быту, при изготовлении строительных конструкций и автомобилей, деталей механизмов, украшений. Выполняют под водой и в космическом пространстве.

Современные технологии позволяют достигать такой прочности полученного изделия, как если бы оно изначально было цельным.

Свариваемость металлов изучают профильные институты разных стран мира, а сварщик одна из самых востребованных сегодня рабочих профессий.

Основные понятия процесса

Задача сварки — создание неразъемного соединения деталей. Чтобы его получить, необходимо сдвинуть атомы, образующие металл настолько близко, чтобы начали действовать межатомные силы сцепления. Почему это происходит, какие при этом протекаю физические процессы, изучено достаточно слабо, но самим свойством пользуются давно.

Добиваются соединения тремя методами:

1. Термическим, расплавляя металл самих соединяемых деталей, либо дополнительной присадки. Пример — распространенная дуговая и газовая, лазером, струей плазмы. Сюда относится и пайка.
2. Термомеханическим, при котором изделия раскаляют, после чего сжимают либо выполняют проковку. Это самый древний способ, которым владели кузнецы уже пятого тысячелетия до Н.Э. Кроме ковки это диффузионная сварка, контактная, индукционно-прессовая.
3. Механическим методом изделия сваривают, подвергая различным воздействиям без специального нагрева. Пример — ультразвуковые методики, соединения взрывом, трением, давлением.

Первый тип наиболее распространен на стройке, в быту. С ее помощью соединяют сталь, чугун, выполняют сварку цветных металлов и сплавов.

Второй и третий методы применяют на промышленных линиях, при серийных выпусках, а также для изготовления уникальных изделий.

Не зависимо от используемой методики, существует всего две разновидности процесса:

1. Бесшовный, когда соединяется металл непосредственно самих деталей.
2. С образованием шва. При этом применяют вспомогательные присадки. Они могут как точно соответствовать основному металлу, так и отличаться. Пример — соединение стали медным электродом, пайка оловом, все виды сварки с использованием плавкого электрода.

История

До второй половины XIX единственным методом сварных соединений была ковка, а также пайка. Кузнецы раскаляли и накладывали друг на друга заготовки, после чего били молотами. Разумеется, о надежности и точности говорить не приходилось.

[stextbox отличается тем, что при ней не происходит расплав кромок соединяемых деталей. Это своего рода «склеивание», где роль клеящего состава играет расплавленный металл.[/stextbox]

Настоящая революция сварочных процессов началась с открытием процесса электрической дуги. Для соединения деталей ее сумели применить русские инженеры. Методику дуговой сварки угольными электродами изобрел Н.Н. Бенардос, а спустя буквально несколько месяцев, Н. Г. Славянов сумел выполнить первое соединение металлов плавящимся электродом.

Настоящим сварочным бумом отмечен век XX. Французские инженеры изобрели газовую сварку, в 1956 г. токарь А. И. Чудиков сумел соединить вращающиеся на токарном станке детали трением. К концу 60-х люди узнали, как сварить металл лазером. Примерно тогда же появились промышленные аппараты плазменного напыления, сварка индукционная, диффузионная и пр.

Основные способы

На сегодня насчитывается более 150 различных способов сварных работ. Отличаясь деталями, все они входят в несколько основных категорий, которые мы вкратце рассмотрим.

Электродуговая

Наиболее распространенная на сегодня технология. Ее разделяют на два основных типа: неплавящимся и плавким электродом.

Оба они основаны на температурном воздействии вольтовой дуги. В первом случае задача как нагреть металл электросваркой решается с помощью тугоплавкого электрода из вольфрама. Сам он не плавится, а только образует дугу, формируя сварочную ванну из материала самих деталей либо с добавлением присадки.

Последнюю вносят рукой, как сварочный пруток, либо автоматической подачей, как тонкую проволоку.

Во втором варианте дуга образуется между свариваемым металлом и плавящимся электродом. Последний одновременно служит для формирования шва, который образуется струйным переносом его металла.

Для концентрации дуги, а также образования защитного слоя, металлический стержень покрывают слоем специальной обмазки. К обмазке так же добавляют ряд компонентов, перенос которых улучшает качество шва.

[stextbox синтетический рутил, основу обмазки большинства видов электродов, был получен при разработке технологии изготовления белой краски: титановых белил, в 50-х годах прошлого века. Сегодня этот метод является основным источником для электродной промышленности.[/stextbox]

Чтобы защитить расплав от окисления на сварочную зону через горелку подают поток газа. В зависимости от его свойств различают:

1. Сварку в углекислом газе. Как правило ведут полуавтоматическими инверторами. Скорость сварки полуавтоматом в зависимости от толщины металла, диктует и необходимый объем подачи углекислоты. Таким способом сваривают тонколистовой металл, скажем, при ремонтах кузова автомобиля.
2. Соединение в среде инертных газов аргона, либо гелия. К примеру, так варят трубопроводы из нержавейки, алюминия, специальных сплавов.
3. Сварку в активном газе.

Оборудование, которыми ведут работы отличаются устройством, но как правило это различного типа трансформаторы и генераторы.

Методика дуговой сварки универсальна, позволяет как варить тонкий металл полуавтоматом, так и соединять толстостенные стальные трубы ручным способом.

Автоматическая под флюсом

Сварочный флюс представляет собой порошок из различных веществ. Его задача двойная:

1. Защитить расплав металла от окисления.
2. Внести в соединение вещества для усиления прочности стыка.

Процесс происходит следующим образом.

Предварительно подготовленные детали фиксируют на специальном стенде. После этого, на место стыка специальной трубкой подают слой флюса, образующего длинный холмик. За ней идет сварочная головка, образующая дугу. Далее может следовать еще одна трубка, засасывающая не использованный порошок флюса.

Работа ведется неплавящимся или плавящимся электродом. Флюс при этом частично расплавляется. Как отличить металл от шлака при сварке задача не ставится: после завершения работы, достаточно простучать шов, чтобы шлаковая корка, образованная расплавом флюса, отскочила.

Электрошлаковая

При сходстве технологии под флюсом, отличие процесса принципиально. Температура тут создается расплавом специального состава, куда помимо металла входит токопроводящий шлак.

Расплав поддерживается проходящим через него электрическим током. При этом, прогрев ведется сразу по всей длине соединения.

Металл образующий соединительный шов одновременно является плавким электродом, подающим ток в расплав. Это может быть проволока, пластина, либо трубчатый мундштук.

Постепенный нагрев и такое же плавное охлаждение исключает перекаливание изделия, не создает дополнительных напряжений.

Метод требует специфического оборудования и выполняется в заводских условиях. Зато, ему доступна сварка толстого металла, сразу на весь массив деталей.

Электронно-лучевая и плазменная, диффузионная и контактная

При различии методов и принципов соединений изделий все эти виды объединяет отсутствие вольтовой дуги (либо ее особая разновидность, как при сварке плазменной). Более того, при контактной технологии дуга нежелательна.

Электронно-лучевое соединение деталей впервые получили еще в 50-е годы. Процесс схож с соединением лазером, но вместо луча фотонов выступает направленный пучок электронов. Таким способом возможно, как соединять крохотные детали, размеры которых измеряются долями миллиметра, так производить сварку листового металла размером в десятки квадратных метров.

[stextbox требование процесса, специфическая особенность электронно-лучевой технологии — помещение соединяемых деталей в вакуум. Поэтому, этому типу сварки ученые пророчат будущее как основной технологии при сборке конструкций космических станций и кораблей.[/stextbox]

Сварка плазменная подходит для работы с тугоплавкими металлами. В отличие от электрической дуги, температура которой 6-7 тыс. градусов Цельсия, в потоке плазмы жар достигает 30000ºС. Кроме соединения, процесс позволяет выполнять напыление разнородных металлов.

Диффузная сварка основана на взаимопроникновении атомов металлов плотно сжатых, предварительно нагретых деталей. Этот процесс, называемый диффузией, дал название методу. Эффективен метод в сложных случаях, к примеру с его помощью выполняется сварка цветных металлов.

Сварка контактная также относится к соединению давлением. При сжатии деталей в месте контакта проходит импульс эл. тока, который обеспечивает связь.

Холодное сваривание деталей и индукционный способ

Основа холодной сварки: деформация соединяемых деталей. Иначе — холодная ковка. При всей привлекательности метода (отсутствие эл. тока) с его помощью удается соединять только неокисляющиеся детали.

Индукционный способ является полной противоположностью холодному. Детали греют, причем не пламенем или дугой, а высокочастотным электромагнитным полем. При этом сварные изделия из металла прогреваются на значительную глубину.

Способ технологичен, поэтому применяется, к примеру, на автоматизированных. трубопрокатных линиях.

Как свариваются разные металлы и сплавы?

Особым качеством металлов является такое понятие как свариваемость, то есть способность соединятся сваркой с помощью того, или иного метода. Зависеть она может от многих причин: химический состав, специфические свойства металла либо сплава, методика подготовки деталей под сварку и многое другое.

ГОСТ разделяет это свойство на следующие группы, свариваемые:

• хорошо;
• удовлетворительно;
• ограниченно;
• плохо.

Плохой свариваемостью отличается чугун, алюминий, высоколегированные стали. Основных препятствий два:

• окисная пленка, препятствующая контакту;
• наличие легирующих добавок, в частности углерода делающих шов хрупким и непрочным.

Свариваемость улучшают предварительной специфической подготовкой металла к сварке.

Особенно сложны в отношении свариваемости цветные металлы, каждый со своей спецификой.

Процедура

Хотя технология создания сварных соединений отличается, во всех случаях процесс начинается с подготовительных операций. Для дуговых методов это подготовка кромок под сварку, или как говорят, их разделка. Для холодной ковки — тщательная зачистка (вплоть до полировки) соединяемых деталей и т.п. Подготовка может включать очистку от грязи, обезжиривание.

Еще одно негативное явление, объединяющее все виды сварочных контактов — температурные деформации и напряжения.

Борются с этим по-разному. В некоторых случаях изделия заранее фиксируют струбцинами. Еще один распространенный способ — термическая обработка готового изделия: нагрев с последующим медленным охлаждением (отпуск).

В заключение

Мы рассмотрели далеко не все виды и способы сварки. Кроме того, постоянно развиваются существующие технологии, изобретаются новые.

При этом технологические решения диктуются задачами. В одном случае вопрос стоит как правильно сварить байпас из металла отопительной системы квартиры используя простейший ручной способ, в другом — создать сверхточное изделие для авиапромышленности. Соответственно подход требуется разный.

На смену существующим, неизбежно придут новые методы, более быстрые и надежные.