На заметку начинающему мастеру — сварка электродом: особенности создания дуги

Электродуговая сварка — один из самых распространенных в быту, мелкосерийном производстве и промышленности видов сварки. Ее также можно назвать дуговой сваркой плавлением.

Каждому начинающему сварщику полезно знать основы дуговой сварки — принцип ее действия, условия, которые необходимы для возникновения высокотемпературной дуги, виды сварочных аппаратов для бытового применения, и некоторые отдельные параметры и особенности процесса.

Что такое электросварка?

Электрическим называют один из методов сварки, когда для нагрева и последующего расплавления металлов применяется электрическая дуга. Температура последней доходит до 7000°С, что намного превышает температуру плавления большинства металлов.

Процесс электросварки протекает следующим образом. Для образования и поддержания в рабочем состоянии электрической дуги подается ток от сварочного прибора к электроду.

В процессе сварки основной металл и металлическая сердцевина электрода расплавляются и перемешиваются, образуя прочный и неразрывный шов (+)

Когда электродный стержень касается свариваемой поверхности, проходит сварочный ток. Под его воздействием и воздействием электрической дуги электрод и металлические кромки свариваемых элементов начинают плавиться. Из расплава образуется, как говорят сварщики, сварочная ванна, в которой расплавленный электрод перемешивается с основным металлом.

На поверхность ванны всплывает расплавленный шлак, который образует защитную пленку. После отключения дуги металл постепенно остывает, образуя шов, покрытый окалиной. После полного остывания материала ее счищают.

Для сварки могут использоваться неплавящиеся и плавящиеся электроды. В первом случае для образования сварочного шва в расплав вводят присадочную проволоку, во втором этого не требуется. Для образования и последующего поддержания в рабочем состоянии электрической дуги используется специальное оборудование.

Навыки на поприще сварщика в бытовых условиях требуются для выполнения обширного ряда работ:

Галерея изображений

Фото из

Сооружение металлического каркаса теплицы

Сборка арматурной сетки для фундамента

Изготовление больших и малых ограждений

Устройство лестниц и входных групп

Что такое сварочный инвертор и как он работает

Инвертором это устройство назвали потому, что он преобразует переменный ток сети 220 В с частотой 50 Гц, в высокочастотные колебания, а затем — в постоянный ток. При этом устройство имеет высокий КПД: порядка 85-90% и даже при довольно больших нагрузках счетчик «мотает» немного. Во всяком случае, бешеные счета вам оплачивать не придется. Расход будет чуть выше, чем без сварки, но ненамного.

Этот небольшой ящик и есть инверторный сварочный аппарат

Большинство инверторных сварочных аппаратов работают от бытовой сети 220 В (есть аппараты и от 380 В). И это — один из их плюсов. Причем, они практически никак на нее не влияют, т.е.  не «садят» напряжение. Насчет соседей будьте спокойны: они и не будут знать, что вы занимаетесь сваркой. Второй немаловажный плюс в том, что они более-менее нормально могут работать и при пониженном напряжении. Нужно, конечно, смотреть в характеристиках, но при 170 В большая их часть еще позволяет работать электродом 3 мм. Это очень важно особенно для сельской местности, где низкое напряжение — скорее норма, чем исключение.

Что еще хорошо для новичков — что дугу при инверторной сварке и получить и удержать легче. И вообще, по мнению многих варит от «мягче» и дуга у него «легче». Так что хотите научится варить — пробуйте сначала инверторной сваркой.

О выборе сварочных инверторов для дома и дачи читайте тут.

Области сварочной дуги

Дуга замыкает цепь между электродом и массой. С точки зрения теории сварного дела, в сварочной дуге выделяют несколько областей:

• катодную;
• анодную;
• приэлектродную.

Катод — это «минус», источник тока (напомним, что ток образуют движущиеся электроны — отрицательные частицы). Анод соответственно — «плюс».

Анодная область отдает ионы в результате бомбардировки потоком электронов, поэтому на аноде всегда образуется так называемый кратер — вогнутое пятно, площадь которого зависит от площади электронной бомбардировки.

Электродуговые установки постоянного тока имеют фиксированные анод и катод. В аппаратах переменного тока анод с катодом постоянно меняются местами. Это вызывает нестабильность сварочной дуги, сильное разбрызгивание металла и другие неприятные факторы, а кроме того, не позволяет производить сварку определенных металлов, для которых требуется особая техника.

Что нужно для сварки в домашних условиях?

Для проведения работ потребуется, прежде всего, сварочный аппарат. Существует несколько его разновидностей.

Определимся, какому из них отдать предпочтение.

• Сварочный генератор. Отличительная особенность заключается в возможности вырабатывать электрическую энергию и использовать ее на создание дуги. Будет полезен там, где нет источника тока. Имеет внушительные габариты, поэтому не очень удобен в работе.
• Сварочный трансформатор. Прибор преобразует переменное напряжение, подающееся от сети, в переменное напряжение другой частоты, что необходимо для сварки. Аппараты просты в эксплуатации, но имеют значительные габариты и негативно реагируют на возможные скачки сетевого напряжения.
• Сварочный выпрямитель. Устройство, которое преобразовывает подающееся от сети напряжение в постоянный ток, необходимый для образования электрической дуги. Отличаются компактностью и высокой эффективностью работы.

Для работы в домашних условиях предпочтителен выпрямитель инверторного типа. Их обычно называют просто инверторами. Оборудование имеет весьма компактные размеры. При работе его вешают на плечо. Принцип работы устройства достаточно прост.

Оно преобразует высокочастотный ток в постоянный. Работа с током такого типа обеспечивает максимально качественный сварной шов.

Сварочный генератор может работать при отсутствии сети. Он сам вырабатывает ток. Система очень громоздкая, работать с нею достаточно сложно

Инверторы экономичны, работают от бытовой сети. Помимо этого, именно с ними лучше работать новичку. Они предельно просты в эксплуатации и обеспечивают стабильную дугу.

К недостаткам инверторов можно отнести более высокую, чем у других приборов, стоимость, чувствительность к попаданию пыли, влаги и к скачкам напряжения. При выборе инвертора для домашней сварки обращают внимание на диапазон значений сварочного тока. Минимальное значение –  160-200 А.

Дополнительные функции оборудования могут облегчить работу для новичка.

Из таких приятных «бонусов» стоит отметить:

1. Hot Start – что означает повышение начального тока, подающегося в момент поджига сварочной дуги. Благодаря этому дугу активировать намного легче.
2. Anti-Stick – автоматически уменьшает сварочный ток если электродный стержень залип. Это облегчает его отрыв.
3. Arc Force – увеличивает сварочный ток, если электрод подносят к изделию слишком быстро. Залипания в таком случае не происходит.

Кроме сварочного аппарата любого типа понадобятся электроды. Их марку лучше всего подобрать по специальной таблице, в которой указывается тип свариваемого материала.

Потребуется также сварочная маска. Лучше всего та, что надевается на голову. Модели, которые требуется держать в руке, крайне неудобны.

Работать со сваркой нужно только в защитном костюме. Специальная маска защитит глаза от ультрафиолета и брызг, плотный костюм и брезентовые перчатки предотвратят ожоги

В маске может быть простое затемненное стекло или так называемый «хамелеон». Последний вариант предпочтительнее, поскольку при появлении дуги стекло автоматически затемняется.

Работать необходимо только в специальной одежде, защищающей от брызг и ультрафиолета. Это может быть плотная х/б спецовка, сапоги или высокие ботинки, брезентовые или прорезиненные перчатки.

Пошаговая инструкция по сварке инвертором

В первую очередь для сварки необходимо иметь защитные элементы:

• перчатки из грубой ткани;
• сварочная маска со специальным фильтром защищающая глаза;
• грубая куртка и брюки из материала, который не загорается от искр, появляющиеся в процессе сварочных работ;
• закрытая обувь на толстой подошве.

Положение электрода при сварке.

Прежде чем начать варить сварочным инвертором необходимо соблюсти необходимые мероприятия, направленные на создание безопасных условий труда.

Правильная подготовка рабочего места заключается в:

• обеспечении на столе необходимого свободного места, следует убрать все лишние предметы, но которые могут попасть брызги;
• создании качественного освещения;
• выполнять сварочные работы необходимо стоя на деревянном настиле, защищающем от поражения током.

Затем настраивается ток в зависимости от толщины деталей и выбираются электроды. Последние необходимо подготовить. Если они только были куплены в торговой сети и их качество не вызывает никаких сомнений, то это действие можно пропустить.

Если же стержни долгое время находились в неотапливаемом сыром помещении, то их нужно высушить в течение двух-трех часов при температуре 2000 градусов. В этих целях можно воспользоваться старым духовым шкафом или специальным оборудованием, если таковое имеется.

После подготовки электродов к изделию подключается клемма массы.

Чтобы получить качественное и надежное соединение метал должен быть подготовлен:

• с кромок изделия полностью удаляется ржавчина;
• с помощью растворителей выполняется очистка от различных загрязнений;
• на последнем этапе кромки проверяются на чистоту, наличие жира, лакокрасочных и других загрязнений недопустимо.

Далее нужно подключить сварочный инвертор. Тренировки лучше проводить на толстом металлическом листе, формируя шов в виде валика. Первое соединение выполняйте на металле, горизонтально лежащем на столе. На нем проведите прямую линию мелом, по которой будет идти шов.

Электрическая схема инвертора.

В процессе тренируясь на таком объекте можно существенно повысить технику сварки.

Процесс сварки начинается с розжига дуги.

Существуют два способа выполнения данного действия:

• чирканье о металл;
• постукивание по металлу.

Выбор метода зависит от предпочтений человека, главное при разжигании не оставлять следов сварки вне зоны соединения.

После зажигания дуги от контакта с металлом зажигается дуга, сварщик отводит электрод от поверхности детали на небольшое расстояние, соответствующие длине дуги и начинает сварку.

В результате в месте соединения двух металлических деталей формируется сварочный шов. Он будет покрыт окалиной – накипью на поверхности. Ее необходимо удалить. Сделать это очень просто путем постукивания небольшим молоточком по шву.

Обзор основных ошибок начинающих

Как правильно варить сваркой – разобрались. По стандартам, основные ошибки делятся на 6 критериев:

• несоответствие размер и форм;
• наличие пустот и полостей;
• трещины;
• непроваренные участки;
• твердые включения;
• прочие дефекты.

Чтобы все получалось быстро и качественно, предлагаем ознакомиться с самыми распространенными ошибками сварки металла, которые совершают новички:

• Выбор неверной длины дуги – самая частая оплошность, которую допускают новички и не очень опытные мастера. При короткой длине поверхность сплавления получается неравномерной и слишком грубой. При этом шов получается не качественным из-за большого содержания шлаков. Когда дуга наоборот, длинная, сваривание получается неравномерным, с большим количеством разбрызгиваемых капель металла. Кроме этого, большое расстояние электрода и детали способствует нестабильности дуги, что провоцирует «пробелы» в шве.
• Неправильная скорость управления аппаратом. При быстром перемещении проводника получается неравномерный валик, который содержит много шлаков. Такая электросварка долго не продержится, так как считается, что деталь сваренна плохо из-за тонкости шва. При слишком медленном перемещении, валик получается толстым и громоздким.
• Не так установленные настройки на аппарате. Важно установить ампераж, в соответствии с типом рабочего изделия и размером проводника. При низком ампераже дорога будет тонкой и неравномерной, что приводит в неполному сплавлению. Что касается чрезмерно высокого напряжения, то дорожка в итоге выходит плоская и плотная, содержащая большое количество шлака.
• Некачественная подготовка поверхности. Недостаточная очистка от остатков лакокрасочных изделий, масла, жира или пыли приводит к «пробелам» и неровностям дорожки. В результате полоса будет хлипкой, что в будущем приведет к деформации данного изделия.
• Наклон проводника также играет важную роль в создании плотного и надежного соединения. При сильном наклоне по отношению к горизонтали получается неравномерная дорожка с острыми чешуйками. Если же его поставить слишком прямо, то есть перпендикулярно, тогда чешуйки получаются слишком плотные и создают высокий валик с большим количеством шлака.

Кроме описанных технических недочетов, часто результатом неудачного совмещения становится неисправный аппарат, несоответствие тока и материала, неправильно подготовленная рабочая поверхность и другие правила сварки, которые следует учитывать.

В завершении стоит отметить, что при электродуговой сварке электродом надо учитывать ряд критериев, от которых будет зависеть результат. Самое основное – это создание качественного и ровного шва. Для этого требуется знать, как правильно варить металл и гармонично сочетать несколько факторов:

• ампераж;
• тип электрода;
• наклон рабочего изделия;
• высота дуги;
• скорость перемещения аппаратом.

При полном соответствии всех критерий получится качественное неразъемное сплавление, которое прослужит долгие годы без поломок и деформаций.

Технология сварки – это та база, которую необходимо досконально изучить. К практике рекомендуется приступать тогда, когда начинающий мастер полностью ознакомится с теоретическим фундаментом. А зная, как правильно сваривать металл, на практике остается только отточить мастерство.

Как научиться сваривать металл инвертором

Начинают обучение с розжига дуги. Для этого вам понадобится кроме аппарата, металла (толщиной 5-6 мм) и электрода еще маска и краги (плотные кожаные перчатки) сварщика, а также плотная одежда и ботинки из толстой кожи — для защиты от искр и окалины.

Начинают работу с подключения сварочных кабелей. Затем в держатель вставляют выбранный электрод (для начала возьмите МР 3 диаметром 3 мм — они легко зажигаются и хорошо варят). После включают питание, выставляют сварочный ток (смотрите таблицу). Для электрода 3 мм диаметром выставляют ток 90-120 А. Ток в процессе сварки может корректироваться. Если вы видите, что получается не валик, а просто какие-то несвязные полоски, увеличьте его. Если же наоборот, металл очень жидкий и двигать сварную ванну сложно, уменьшайте. Настройки очень сильно зависят от аппарата и выбранного электрода. Так что пробуйте, меняйте. Выставив ток надевают маску сварщика (новичкам будет проще работать в маске-хамелеоне), можно работать.

Общие рекомендации по выбору диаметра электрода в зависимости от толщины металла

Сварка инвертором для начинающих начинается с обучения розжигу дуги. Есть два метода: несколько раз стукнуть кончиком электрода по детали или чиркнуть им, как спичкой. Оба метода работают. Каким вам будет удобнее, тем и пользуйтесь. Но на будущее учтите, что чиркать нужно вдоль линии шва — чтобы следов на изделии не оставалось. Чтобы устойчиво разжигать дугу вам придется поупражняться некоторое время и сжечь несколько электродов.

Когда дуга зажигается уже без проблем, можно двигаться дальше — осваивать движения. Делают это прокладывая на толстом металле валики. На металлической пластине рисуете мелом черту, которая будет заменять вам шов. Потом зажигаете дугу. В том месте, куда она уперлась, плавится металл и покрывается пленкой жидкого шлака. Это место называют сварочной ванной. Вот ее и придется вам двигать вдоль нарисованной линии. Делают это одним из движений, показанных на рисунке выше.

Чтобы ванна двигалась, электрод нужно немного наклонить, примерно под углом 50-45°. У кого-то угол больше, у кого-то меньше. Вообще, наклоняя электрод, вы меняете размеры (ширину) сварной ванны. Можете поэкспериментировать: в сварке очень много разных техник и важно только чтобы шов был качественным, а как вы этого добьетесь — ваше дело, тем более, что работать вы будете на себя и для себя.

Есть два основных рабочих положения электрода: углом вперед, и углом назад. При сварке углом вперед получаем меньший нагрев, шов получится шире. Эту технику используют при сварке тонких металлов. Толстые сваривают, как правило, углом назад.

Положения электрода при сварке и их использование

Но угол наклона — это не все параметры, которые придется выдерживать. Есть еще длина дуги. Это расстояние от кончика электрода до поверхности детали. Средняя дуга — 2-3 мм, короткая — 1 мм или вообще впритык, длинная — 5 мм и больше — до отрыва. Практика начинается с работы на средней длине дуги. Выдерживайте до металла 2-3 мм. Тогда шов будет получатся ровнее и качественнее: при слишком большом зазоре  дуга начинает скакать, прогрев металла недостаточный, шов получается размазанным, соединение ненадежным.  При короткой дуге возникает другая проблема — шов слишком выпуклый из-за того, что зона разогрева слишком мала. Это тоже нехорошо, так как остаются подрезы — канавки вдоль шва на детали — уменьшающие прочность соединения.

Длина сварочной дуги и ее влияние на качество шва

Потренировавшись какое-то время на укладке валиков разными движениями, вы сле того как валики получаются одинаковой ширины, чешуйки наплавки имеют приблизительно одинаковые размеры, можно пробовать варить швы. Вы можете почитать о типах швов и соединений, а также их подготовке тут, а можете посмотреть еще один урок «Сварка для чайников».

Основы сварки инвертором для начинающих все. Вам осталась только практика: нужно извести не один электрод на тренировку. Даже, может быть, не один килограмм. Когда рука будет сама совершать все движения, вам все покажется совсем несложным.

Чтобы закрепить полученные знания, попробуйте для начала немного натренировать руку без электрода, отрабатывая движения держа в руке карандаш. Тоже неплохой вариант, может он вам покажется более приемлемым. В этом видео-уроке по сварке инвертором для начинающих очень толково, просто и доступно все изложено. Если остались какие-то неясности, просмотрите. Поймете, как правильно варить инверторной сваркой. Для начинающих сварщиков много полезного.

И напоследок о некоторых особенностях эксплуатации сварочных инверторов. Они очень боятся пыли, особенно металлической. Потому желательно рядом с ними не пользоваться болгаркой и проводить регулярную чистку пылесосом внутри (после того как закончен гарантийный срок). Не рекомендуется ими работать на дожде или во влажных помещениях. Особенно это касается недорогих бытовых моделей. Хоть у них есть защита от поражения электротоком, но лучше все-таки перестраховаться.

Выбирая электроды обращайте внимание на область их использования: они должны подходить для работы постоянным током. При сварке на самом большом токе или напряжении режим работы прерывистый. Он указан для каждого аппарата в паспорте.

Особенности сварки электродом

Кроме изучения, как правильно варить сваркой, нужно знать, что она имеет ряд преимуществ и недостатков. Качество работы напрямую зависит от оборудования. Чем оно дороже – тем мощнее и качественнее. Ручные аппараты должны выполнять следующие функции:

• соединять детали даже в труднодоступных местах:
• обладать возможностью сваривания во всех положениях;
• сваривать все типы металла.

Кроме этого, данный аппарат имеет и некоторые недостатки:

• низкий коэффициент полезного действия в сравнении с другими технологиями;
• качество совмещение металла напрямую зависит от умения сварщика;
• при работе возникаю вредные испарения и искры, негативно влияющие на зрение.

Касаемо последнего пункта: электродуговая сварка требует специальной формы одежды оператора и использование специальных очков и маска «хамелеон», которая защищает зрение, но при этом обеспечивает хорошую видимость.

Возможные дефекты сварочных соединений и швов

Электрическая сварка –это сложный процесс и не всегда все идет гладко.

В результате ошибок в работе швы и соединения могут иметь различные дефекты, среди которых:

• Кратеры. Небольшие углубления в валике сварочного шва. Могут появляться в результате обрыва дуги или ошибки в выполнении конечного фрагмента шва.
• Поры. Сварочный шов становится пористым в результате загрязнения кромок деталей ржавчиной, маслом и др. Кроме того, пористость может появиться при слишком быстром охлаждении шва, при высокой скорости сварки и при работе непросушенными электродами.
• Подрезы. Выглядят как небольшие углубления с обеих сторон шовного валика. Появляются при смещении электродов в направлении вертикальной стенки при сваривании угловых соединений. Помимо этого, подрезы образуются при работе длинной дугой или если значения сварочного тока слишком высоки.
• Включения шлака. Внутри сварочного валика находятся кусочки шлака. Это может случиться при загрязнении кромок, высокой скорости сварки или в том случае, если сварочный ток слишком мал.

Это наиболее часто встречающиеся дефекты сварочных швов, но могут быть и другие.

Влияние скорости подачи электродов

Скорость подачи электродов для сварки должна обеспечивать необходимое количество подаваемого расплавленного материала. Его недостаточное количество может привести к подрезу. Данный фактор очень важен как в прямой так и в обратной полярности при сварке.

Во время электродуговой сварки из-за быстрого перемещения стержня вдоль соединения, мощности дуги может не хватить, чтобы прогреть металл. В результате формируется неглубокий шов, лежащий сверху металла. Кромки при этом остаются не проплавленными.

Медленное продвижение электрода приводит к перегреву. В таком случае возможно прожигание поверхности и деформация тонкого металла.

Современные сварочные аппараты обладают широким спектром разнообразных функций и возможностей. Тем не менее на данный момент до сих пор большая часть качественно выполненной работы определяется именно мастерством человека.

Требования госстандартов

На электродуговую, как и на многие сварки плавлением, существуют свои ГОСТы, которые обязательны к выполнению на любом производстве. Они описывают классификацию сварки металлов, методы оценки качества, специфику применяемых присадок и флюсов, и многое другое.

В частности, ГОСТ 11533-75 описывает автоматическую и полуавтоматическую дуговую сварку под флюсом, ГОСТ 14771-76 — дуговую сварку в защитных газах. Сварщики, работающие на предприятии, обязаны знать требования госстандартов минимум в своей конкретной области.

Влияние силы тока

Таблица выбора сварочного тока.

Осваивая основы сварки инвертором, важно понимать, какую силу тока необходимо устанавливать в каждой отдельной ситуации. Правильно настроенный инверторный сварочный аппарат – залог успеха.

Данные о величине тока берутся из таблицы, также в ней приводится и размер электродов. Однако эти значения однако величины тока не точные, они составляют плюс-минус несколько десятков ампер.

Частые ошибки новичков

Схема дуговой сварки.

Начинающим сварщикам свойственно совершать ошибки, связанные с незнанием азов, касающихся использования сварочного оборудования. Например, новички могут не знать, как правильно выбрать полярность сварки инвертором, что приведет к некачественному формированию соединения или даже к прожигу детали.

Можно выделить следующие основные ошибки:

• пренебрежение техникой безопасности;
• неправильный выбор сварочного автомата;
• применение некачественных или неподготовленных электродов;
• работа без пробных швов.

Для новичков стоит отдельно отметить одну особенность, если варить сваркой Ресанта. Это оборудование очень популярно, однако оно имеет короткие кабели подключения, что может создавать неудобства в работе.

Подведем итоги

Научившись работать со сварочным оборудованием, станет возможно решение многих бытовых задач, часто возникающих в работе на даче или в гараже. Новичкам следует особое внимание обращать на полярность сварки инвертором деталей различной толщины.

Поняв, как правильно настраивать оборудование и выбирать электрод удастся получать качественные швы на любом изделии. Обязательно обращайте внимание на прямую и обратную полярность подключения сварочного инвертора.

При сваривании толстых деталей используется прямая полярность при сварке инвертором, а для тонких – обратная.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...