Как правильно варить металл

Как правильно варить?

Сварка начинается с розжига дуги. Существует два способа, чтобы разжечь дугу:

• Касание. Электрод держат под углом 60°, затем концом электрода касаются металла и тут же поднимают электрод на расстояние 3-5 мм. Образуется дуга.
• Чиркание. Кончиком электрода быстро проводят по поверхности металла и тут же быстро приподнимают его на 2 мм.

Оптимально выдерживать длину дуги 5 мм. Если слишком приблизить, произойдёт залипание электрода, длинная же дуга не проваривает металл, образует много брызг. Если залипание происходит слишком часто, значит, силы тока маловато и следует его добавить. Длину дуги можно контролировать по звуку: если звук ровный, однотонный, значит, длина постоянная, если же образуются резкие звуки с хлопками, значит длина слишком большая.

Как только сварщик поймает дугу, он приступает к сварке. Электрод медленно и плавно перемещают по горизонтали, выполняя лёгкие колебательные движения. Если вдруг дуга оборвалась или же электрод сгорел раньше, чем закончился шов, то нужно правильно продолжить работу. В конце шва образуется углубление (кратер). Нужно отступить от него приблизительно на 12 мм и зажечь дугу. Медленно двигаясь вперёд, тщательно заварить кратер и продолжить сварку шва.

Как правило, сваривают в несколько слоёв:

• детали толщиной до 6 мм двумя слоями;
• заготовка 6-12 мм – тремя слоями;
• детали толщиной более 12 мм – 4 слоями.

Траектория движения дуги делится на виды:

• Поступательная – электрод просто перемещается вдоль оси электрода;
• Продольная – для формирования ниточного тонкого шва;
• Поперечная – колебательные движение электрода определённой ширины (рис. 2)

рис.2

Обычно мастер совмещает все три траектории. Одновременно необходимо контролировать расстояние между электродом и поверхностью, так как электрод сгорает и уменьшается в длине. Также нужно следить за состоянием ванны, её размерами, чтобы вовремя увеличивать или уменьшать скорость движения.

Нужно помнить, что сваривать детали сразу сплошным швом нельзя, это приведёт к перекашиванию металла. Две заготовки соединяют струбцинами или иным способом, затем делают точечные швы на расстоянии 8-25 см друг от друга, в зависимости от длины шва. Рекомендуется выполнять точечные швы с двух сторон, чтобы не возникло напряжение металла. И только потом приступать к выполнению основного шва.

Техника безопасности

Электросварка популярна. Небольшой по габаритам аппарат способен герметично соединить детали в любых пространственных положениях, сварка идет быстро и управляемо. При работе следует помнить о рисках для здоровья:

• Травма глаз. Сварочная дуга излучает световую энергию, которая может обжечь роговицу глаза, отпечататься на сетчатке. Ощущение песка под веками, сложно моргнуть, припухлости — эти симптомы проходят довольно долго. Защитить глаза поможет маска со специальным стеклом, перед зажжением дуги предупреждайте окружающих возгласом: «Глаза!»
• Поражение электрическим током. Электрическая дуга — пропуск электрического тока через зазор между электродом и металлом. Чем больше сила тока, тем ярче дуга. Но если этот ток пройдет через тело человека, он умрет. Чтобы избежать поражения электрическим током, нужно: Следить за целостностью оплетки кабелей, изоляцией держака.
• Использовать качественные изолированные держаки, не хватать голыми руками держак за оголенные части.
• При постоянной работе обувать спецобувь с прорезиненной подошвой.

Ожоги кожи. Ультрафиолет дуги и летящая во все стороны окалина травмируют кожу. Чтобы избежать проблем, используйте защитные перчатки — краги. Одеваться стоит только в хлопчатобумажную или специально пропитанную одежду — сварочную робу, джинсы. Для защиты рук применяются хлопчатобумажные рукавицы или сварочные краги. При сварке оголенных участков кожи быть не должно.
Отравление газами. Все работы должны проводиться в проветриваемом помещении, под вытяжкой или на свежем воздухе. Полезным будет применение фильтрующих полумасок или респираторов.

Техника ручной дуговой сварки. Как правильно варить сваркой

   Прежде чем приступить к практическим занятиям, хочется еще раз напомнить о технике безопасности. Никаких деревянных верстаков и горючих материалов рядом с местом работы. Обязательно поставьте на рабочем месте емкость с водой. Помните об опасности возникновения пожара.

   Для того чтобы разобраться, как правильно варить сваркой, представляем вашему вниманию подробную инструкцию и видео сварочного процесса.

   Сначала попробуйте зажечь дугу и удерживать ее в течение необходимого времени. Для этого следуйте нашим советам:

1. При помощи металлической щетки требуется очистить поверхности свариваемых деталей от грязи и ржавчины. При необходимости их кромки подгоняют друг к другу.
2. Учиться правильно варить электросваркой лучше всего прямым током, поэтому подключите «плюсовую» клемму к детали, установите в зажим электрод, а на сварочном аппарате выставьте требуемое значение силы тока.
3. Наклоните электрод по отношению к заготовке на угол около 60° и медленно проведите им по поверхности металла. При появлении искр поднимите край стержня на 5 мм для поджога электрической дуги. Возможно, добыть искры вам не удалось из-за слоя обмазки или шлака на краю электрода. В таком случае постучите кончиком электрода по детали, как это предлагают в видео о том, как правильно варить электросваркой. Появившуюся дугу поддерживают при помощи 5-мм сварочного зазора на протяжении всего сварочного процесса.
4. Если дуга загорается очень неохотно, а электрод все время липнет к поверхности металла, увеличьте на 10-20 А силу тока. При прилипании электрода покачайте держателем из стороны в сторону, возможно даже с применением силы.
5. Помните о том, что стержень все время будет выгорать, поэтому только соблюдение зазора 3-5 мм позволит держать устойчивую дугу.

https://youtube.com/watch?v=NnaJTrs2qQA

   Научившись зажигать дугу, попробуйте медленно перемещать электрод по направлению «к себе», при этом совершая движения амплитудой 3-5мм из стороны в сторону. Старайтесь направлять расплав из периферии к центру сварочной ванны. Проварив шов длиной около 5 см, уберите электрод и дайте детали остыть, после чего постучите молотком по месту стыка для того, чтобы сбить шлак. Правильный шов имеет монолитную волнистую структуру без кратеров и неоднородностей.

   Чистота шва напрямую зависит от размера дуги и правильного движения электрода во время сварки. Посмотрите видео о том, как варить сваркой, снятое при помощи защитных светофильтров. В таких роликах хорошо видно, как надо поддерживать дугу и перемещать электрод для получения качественного шва. Мы же можем дать следующие рекомендации:

• Поступательным движением стержня вдоль оси поддерживают необходимую длину дуги. Во время плавления, длина электрода уменьшается, поэтому требуется постоянно приближать держатель со стержнем к детали, соблюдая требуемый зазор. Именно на этом делают акцент и в многочисленных видео о том, как научиться варить.
• Продольным перемещением электрода создают наплавление так называемого ниточного валика, ширина которого обычно на 2-3 мм превышает диаметр стержня, а толщина зависит от скорости перемещения и силы тока. Ниточный валик – это самый настоящий узкий сварной шов.
• Для увеличения ширины шва электрод перемещают поперек его линии, осуществляя колебательные возвратно-поступательные движения. От величины их амплитуды и будет зависеть, какой ширины получится сварочный шов, поэтому величину амплитуды определяют исходя из конкретных условий.

   В процессе сварки используется комбинация из этих трех движений, образуя сложную траекторию.

   Ознакомившись с видео, как варить электросваркой и изучив схемы таких траекторий, вы сможете разобраться, какие из них можно применить для сварки внахлест или встык, при вертикальном или потолочном расположении деталей и т.д.

   Во время работы электрод рано или поздно расплавится полностью. В таком случае сварку прекращают и заменяют стержень в держателе. Для продолжения работы сбивают шлак и на расстоянии 12мм от кратера, образованного на конце шва, поджигают дугу. Затем сплавляют конец старого шва с новым электродом и продолжают работу.

С чего начать учиться варить электросваркой

Для начала стоит хотя бы понять, что собой представляет сварочный процесс. Стоит почитать соответствующую литературу на этот счет. Хорошие книги по сварке, которые можно скачать свободно в интернете, это: «Ручная дуговая сварка» авторы книги Малышев Б. Д., Мельник В. И., Гетия И. Г.

Также очень интересную и полезную информацию об электросварке можно почерпнуть в книге «Электродуговая сварка» автор О. М. Черный. В книге доступным языком приводится материал, по сварке начиная от теории и заканчивая практикой. Ну и закрепить полученные значения можно информацией из «Справочника молодого электросварщика».

Существует и другая литература, которая позволит понять сварочный процесс и его особенности.

Техника безопасности + возможные дефекты

Процесс сварки должен быть не только правильным, но и безопасным. Потерять зрение, или крупный ожог – одни из многих опасностей, подстерегающих человека, решившего стать на путь сварщика в РФ.

Меры предосторожности:

• осмотр инструментария на наличие механических повреждений;
• заземление;
• регулярная проверка соединения заготовки с контактом;
• качественная изоляция кабелей;
• влажность не более 75%;
• использование маски, перчаток и других средств индивидуальной защиты;
• наличие огнетушителя рядом с рабочим местом.

Теперь о дефектах. Для начинающего сварщика проколы при обучении в порядке вещей. Зная причины тех/иных искажений, человек сможет предупредить возникновение подобных ситуаций, следовательно, риск оказаться в невыгодном положении снижается в разы.

Идеальный шов внешне аккуратный, с одинаковой толщиной и высотой вдоль всей длины. При наличии косяков, в 80% случаев они будут видны сразу. Давайте детальнее рассмотрим наиболее распространенные дефекты.

Иногда могут появиться поперечные/продольные трещины, но здесь уже недочет косвенно касается сварщика, ибо материал может просто не выдержать температурного режима. Для каждого типа металла требуется подбирать частные условия работы. Застраховать себя от неудач не может в этом плане даже опытный сварщик.

Как варить шов

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

Сварка вертикальных швов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как варить горизонтальный шов

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

Сварка горизонтальных швов: положение электрода и движения

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

В видео ниже показано, как правильно сваривать металл в горизонтальном положении. Вторая часть ролика о вертикальных швах.

https://youtube.com/watch?v=eNo05v10ToM

Потолочный шов

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

Технология

Суть сварки электродом заключается в том, что на металл происходит воздействие высокой температуры. Между электродом и металлической поверхностью возникает дуга, происходит плавление и образование сварного шва. Однако, получить качественный, прочный и красивый сварной шов можно только изучив все тонкости того, как правильно варить сваркой электродами и типы швов, а так же, как правильно вести электрод при сварке металла.

Сварка одиночными электродами состоит из следующих этапов:

1. Выбор электрода.
2. Установка тока необходимой величины.
3. Поджог дуги.
4. Определение с расположением электрода.
5. Выбор, как вести электрод при сварке.
6. Формирование шва.
7. Контроль зазора.
8. Выявление дефектов и их ликвидация.

Повышенную трудность представляет собой сварка тонкого металла. Она заключается в опасности появления прожогов. Этот дефект относится к категории недопустимых, поскольку значительно снижает прочность конструкции. Чтобы уменьшить температуру свариваемого материала, следует величину тока сделать минимальной. Сварку надо вести с обратной полярностью. Шов следует делать прерывистым.

Сильное коробление шва предотвратит перемещение электрода в разные зоны, чтобы дать возможность небольшого остывания на предыдущем участке. Если металл не просто тонкий, а очень тонкий, то придется прибегать к непопулярному методу — периодическому прерыванию дуги.
При окончании процесса сварки следует заварить кратер.

После окончания формирования шва необходимо выявить наличие дефектов. Наружные изъяны можно определить внешним осмотром. Применение лупы с большим увеличением поможет найти микродефекты. Для определения внутренних дефектов существует контроль с применением специальных приборов. Имеется возможность обратиться в лаборатории, специализирующиеся на контроле сварных соединений, в которых работают профессиональные сотрудники, и имеется оборудование, проходящее обязательную поверку.

Сущность сварочного процесса

От правильности действий и умений человека непосредственно зависит, насколько надежным и качественным будет сварное металлоизделие. Поэтому в первую очередь следует изучить основы дуговой сварки.

Место, в котором происходит соединение электрода с металлом называют сварочной ванной. Перед тем как варить дуговой сваркой необходимо знать параметры ванны. Стандартные размеры следующие:

• 5-6 мм — глубина;
• 10-32 мм — длина;
• 7-15 мм — ширина.

Это условные параметры, конкретные размеры зависят от формы кромок соединяемых элементов, режима сварки, скорости движения электрода и других факторов.

Чтобы четко понимать, как правильно варить дуговой сваркой начинающим мастерам сперва необходимо досконально разобраться в происходящих при сваривании процессах:

• электрическая дуга возникает в момент, когда электрод соприкасается с металлической поверхностью;
• металл вместе образования дуги расплавляется;
• одновременно с металлом сам электрод также плавится и при этом расплавившиеся частички перемещаются в сварную ванну;
• плавке подвергается и защитное покрытие электрода. Оно образует газовое облако, которое защищает ванну от воздействия кислорода и обеспечивает поддержание необходимой для плавления металла температуры в месте сварки;
• в процессе сварки образуется шлак, который также способствует подержанию оптимального температурного режима и не допускает перегревания сварной ванны;
• сварочный шов образуется в результате движения электрода и перемещения ванны;
• после остывания металла на соединении остается шлаковая корочка, которую с помощью молотка необходимо аккуратно отбить.

Если вы никогда ранее не видели держатель электрода и общие понятия сварочного процесса вам незнакомы, то следует пройти уроки дуговой сварки, которые в открытом доступе есть в интернете на многих сайтах.

Обратите внимание! Только при наличии двух проводящих ток элементов с противоположными зарядами возможно возникновение электрической дуги. Такими элементами являются металл и электрод

Начинающим мастерам лучше всего использовать стандартный электрод, у которого центральный элемент выполнен из металла.

Как варить вертикальный шов?

Сложность контроля сварки в условиях создания вертикального шва обусловлена обычным физическим явлением – силой тяжести. Таковая оказывает действие на массу расплавленного металла, который будучи в жидком виде, устремляется вниз.

Здесь действия профессионального сварщика заключаются в том, чтобы не дать расплавленной массе оторваться от места сваривания. Достичь такого результата поможет стабильно горящая электрическая дуга, удерживаемая на минимально допустимом расстоянии от конца электрода до сварочной ванны.

Техника снизу вверх

Вертикальный стык, как правило, заваривают ходом электрода в направлении от нижней точки к верхней. Такой маршрут обеспечивает более стабильный контроль, а электрическая дуга уверенно держит ванну с расплавом, предупреждая растекание. Именно проходом снизу вверх удаётся сформировать максимально качественный вертикальный шов.

Техника формирования вертикального шва по направлению снизу вверх. Для получения требуемой ширины шва и глубины провара мастера используют разные варианты «рисования» электродом

Конечно же, перед началом сваривания вертикального шва следует подготовить границы стыка, обработать в соответствии с техническими требованиями. Сварочный аппарат нужно настроить под условия сварки (выставить ток, подобрать электрод).

Изначально по линии стыка делаются несколько точечных «прихваток» – сварка коротким швом (1 – 2 см). Цель таких действий – исключить в процессе нагрева смещение свариваемых частей по причине температурной деформации.

Пример вертикального шва, полученного после сварки двух металлических пластин квалифицированным сварщиком. Использовалась техника направления перемещения электрода снизу вверх

Когда делается сварка стыка вертикально, угол удержания электрода относительно плоскости, на которую будет ложится шов, выдерживают в пределах 45-90º.

Инструкция сварщика устанавливает следующие действия:

1. Контактом электрода о металл зажигается дуга.
2. Делаются «прихватки» в 3-4 точках по линии стыка от её середины к краям.
3. Сварка начинается в нижней точке линии стыка.
4. Ход электрода направлен вверх, сварочная ванна удерживается в рабочей зоне.

Продвигать электрод следует с умеренной скоростью. Главный скоростной критерий – образование оптимального количества расплава сварной ванны.

Одновременно с вертикальным ходом электрода допустимы поперечные зигзагообразные движения «полумесяцем», «елочкой» или другим «рисунком». Но техника поперечного хода видится актуальной только на металлах с толщиной стенки больше 4 мм.

Сваривать металл вертикальным швом рекомендуется одним проходом без остановки. Для начинающих сварщиков в этом видится сложность. Однако опыт нарабатывается быстро.

Техника сверху вниз

Набравшиеся опыта, сварщики без труда укладывают вертикальный шов движением электрода сверху вниз. В чём заключается хитрость исполнения такой операции?

Всё просто: поджигая электрическую дугу, электрод устанавливают относительно рабочей плоскости под углом 90º. Как только металл в точке образования дуги начинает расплавляться, угол установки электрода изменяют на 15-20º, немного опуская держатель.

Техника производства вертикального шва при направлении движения электрода сверху вниз. В этом варианта применяются несколько иные формы поперечной «отрисовки» электродом

Проводка электрода по линии стыка толстостенных металлов также выполняется поперечными зигзагами «пилообразной» или «прямоугольной» формы. Некоторые сварщики пользуются методикой «волнообразного» распределения расплава.

Между тем, способ формирования вертикального шва по направлению сверху вниз сопровождается большими сложностями для сварщика. Однако, по мнению многих специалистов, сварка в таком виде даёт лучший результат в плане качественных показателей.

Виды сварочных аппаратов

В домашних условиях используются два вида сварочных аппаратов: трансформаторные и инверторные. В чем между ними разница и какие есть недостатки и преимущества в этих типах?

Трансформаторные

Исходя из названия, можно понять, что принцип работы таких аппаратов построен на трансформаторе. Электрический ток подается на прибор и в процессе работы повышается его сила. Сам сварочный агрегат не преобразовывает электричество и работает от переменного тока в сети.

Это усложняет обучение и сварочный процесс новичку. В сети напряжение постоянно скачет и, чтобы положить качественный шов, сварщику нужно контролировать свои движения и дугу в частности.

Но большим преимуществом таких аппаратов будет их неприхотливость и живучесть, а также их дешевизна.

Инверторы

Обучение сварке лучше начать при наличии такого прибора, он более предпочтительный. Дополнительные функции (такие, как антиприлипание и горячий старт) позволяют быстро освоить поджигание дуги и ведение шва. При этом дополнение в виде синергического управления выравнивает электрический ток и сварщику не нужно постоянно контролировать расстояние электрода от свариваемой поверхности.

Сравнение преимуществ и недостатков трансформаторов и инверторов можно рассмотреть в таблице.

Исходя из таблицы, можно понять, что современные инверторы больше подходят для урока по теме сварка для начинающих.

Сварка элементов

Уверенно освоив азы сварочного процесса, можно переходить к соединению элементов в единую конструкцию. И здесь тоже есть свои тонкости, связанные с реакцией металла на такое воздействие.

В первую очередь нужно правильно оценивать длину шва и добиваться того, чтобы он не тянул соединяемые детали на стыках. Для этого их обязательно фиксируют в заданном положении с помощью струбцин или другими способами. А чтобы закрепить фиксацию, прихватывают поперечными швами в нескольких местах. И лишь потом обваривают.

Порядок сварки зависит от длины стыка. В одном направлении и в один заход можно варить лишь короткие швы длиной до 300 мм. Если это расстояние больше, необходимо компенсировать возникающие напряжения, накладывая швы небольшими отрезками.

Схемы выполнения швов в зависимости от длины

Не слишком красивые швы по окончании работы можно аккуратно срезать и отшлифовать болгаркой.

Что такое сварочный шов и как его сделать?

Сварочный шов представляет собой участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла. Сварочный электрод представляет собой металлический стержень, сердцевину, которая покрыта специальным покрытием, которое не дает кислороду попасть в область сварки (сварочную ванну). Стержень производится из токопроводящих металлов, чтобы электрический ток поступал непосредственно к свариваемой детали.

Процесс создания электрической дуги представляет собой соединение металлического стержня электрода с изделием. Специальное покрытие вокруг стержня электрода начинает гореть и плавится. При плавлении покрытия выделяются газы, которые окружают сварную ванну, защищая металл от кислорода в процессе сварки. Расплавленное покрытие следующим слоем защищает только что расплавленный металл от кислорода после сварки. Этот слой расплавленного покрытия называется шлаком.

Сам процесс соединения металла имеет еще больше нюансов. Чтобы получить качественный шов, два свариваемых куска металла нужно нагреть до одинаковой температуры. Металл должен быть расплавлен на одинаковом расстоянии от края обоих изделий. Так как электрод плавящийся, при сварке его частицы «смещают» дугу ближе к шву, поэтому нужно постоянно приближать держатель поближе к изделию.

Чтобы шов получился шире, нужно «вырисовывать» им в процессе сварки различного рода рисунки: круги, зигзаги и прочие. Научится делать это с первого раза все равно будет непросто, хоть у сварочного инвертора и не «скачет» дуга.

Движения электрода при сварке инвертором