Текущая страница: 1 (всего у книги 17 страниц)
Евгений Максимович Костенко
Сварочные работы: Практическое пособие для электрогазосварщика
Введение
В условиях научно-технического прогресса особенно важно развитие определяющих его областей науки, техники и производства. К ним могут быть отнесены сварка и резка металлов, которые во многих отраслях промышленности являются одними из основных факторов, определяющих темпы технического прогресса, и оказывают существенное влияние на эффективность общественного производства. Практически нет ни одной отрасли машиностроения, приборостроения и строительства, в которой не применялись бы сварка и резка металлов.
Сварное исполнение многих видов металлоконструкций позволило наиболее эффективно использовать заготовки, полученные прокаткой, гибкой, штамповкой, литьем и ковкой, а также металлы с различными физико-химическими свойствами. Сварные конструкции по сравнению с литыми, коваными, клепаными и т. п. являются более легкими и менее трудоемкими. С помощью сварки получают неразъемные соединения почти всех металлов и сплавов различной толщины – от сотых долей миллиметра до нескольких метров.
Основоположниками электрической дуговой сварки металлов и сплавов являются русские ученые и изобретатели.
По уровню развития сварочного производства СССР являлся ведущей страной в мире. И впервые осуществил эксперимент по ручной сварке, резке, пайке и напылению металлов в открытом космосе.
Успешно ведутся работы в специализированном институте сварочного профиля – Институте электросварки им. Е. О. Патона АН Украины (ИЭС).
Рост технического прогресса – введение в эксплуатацию сложного сварочного оборудования, автоматических линий, сварочных роботов и т. д. – повышает требования к уровню общеобразовательной и технической подготовки кадров рабочих-сварщиков. Цель настоящей книги – помочь учащимся профессионально-технических училищ, учебно-курсовых комбинатов, а также учащимся при подготовке на производстве освоить профессию электрогазосварщика.
Раздел первый
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СВАРКЕ, СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ И ШВАХ
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ВИДОВ СВАРКИ
1. Общие сведения об основных видах сварки
Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их нагревании или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого (в соответствии с существующими стандартами).
Различают два основных наиболее распространенных вида сварки: сварку плавлением и сварку давлением.
Сущность сварки плавлением состоит в том, что металл по кромкам свариваемых частей оплавляется под действием теплоты источника нагрева. Источником нагрева могут быть электрическая дуга, газовое пламя, расплавленный шлак, плазма, энергия лазерного луча. При всех видах сварки плавлением образующийся жидкий металл одной кромки соединяется и перемешивается с жидким металлом другой кромки, создается общий объем жидкого металла, который называется сварочной ванной. После затвердевания металла сварочной ванны получается сварной шов.
Сущность сварки давлением состоит в пластическом деформировании металла по кромкам свариваемых частей путем их сжатия под нагрузкой при температуре ниже температуры плавления. Сварной шов получается в результате пластической деформации. Сваркой давлением хорошо свариваются только пластические металлы: медь, алюминий, свинец и др. (холодная сварка).
Среди большого разнообразия различных видов сварки плавлением ведущее место занимает дуговая сварка, при которой источником теплоты является электрическая дуга.
В 1802 г. русский ученый В. В. Петров открыл явление электрического дугового разряда и указал на возможность использования его для расплавления металлов. Своим открытием Петров положил начало развитию новых отраслей технических знаний и науки, получивших в дальнейшем практическое применение в электродуговом освещении, а затем при электрическом нагреве, плавке и сварке металлов.
В 1882 г. ученый-инженер Н. Н. Бенардос, работая над созданием крупных аккумуляторных батарей, открыл способ электродуговой сварки металлов неплавящимся угольным электродом. Им был разработан способ дуговой сварки в защитном газе и дуговая резка металлов.
Ученый-инженер Н. Г. Славянов в 1888 г. предложил производить сварку плавящимся металлическим электродом. С именем Славянова связано развитие металлургических основ электрической дуговой сварки, создание первого автоматического регулятора длины дуги и первого сварочного генератора. Им были предложены флюсы для получения высококачественного металла сварных швов. (В Московском политехническом музее имеется подлинный сварочный генератор Славянова и экспонируются образцы сварных соединений.)
В 1924-1935 гг. применяли в основном ручную сварку электродами с тонкими ионизирующими (меловыми) покрытиями. В эти годы под руководством академика В. П. Вологдина были изготовлены первые отечественные котлы и корпуса нескольких судов. С 1935-1939 гг. стали применяться толстопокрытые электроды. Для электродных стержней использовали легированную сталь, что позволило использовать сварку для изготовления промышленного оборудования и строительных конструкций. В процессе развития сварочного производства, под руководством Е. О. Патона (1870-1953), была разработана технология сварки под флюсом. Сварка под флюсом позволила увеличить производительность процесса в 5-10 раз, обеспечить хорошее качество сварного соединения за счет увеличения мощности сварочной дуги и надежной защиты расплавленного металла от окружающего воздуха, механизировать и усовершенствовать технологию производства сварных конструкций. В начале 50-х годов Институтом электросварки им. Е. О. Патона была разработана электрошлаковая сварка, что позволило заменить литые и кованые крупногабаритные детали сварными; заготовки стали более транспортабельными и удобными при сборке-монтаже.
Промышленное применение с 1948 г. получили способы дуговой сварки в инертных защитных газах: ручная – неплавящимся электродом, механизированная и автоматическая – неплавящимся и плавящимся электродом. В 1950-1952 гг. в ЦНИИТмаше при участии МВТУ и ИЭС им. Е. О. Патона была разработана сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей в среде углекислого газа – процесс высокопроизводительный и обеспечивающий хорошее качество сварных соединений. Сварка в среде углекислого газа составляет около 30 % объема всех сварочных работ в нашей стране. Разработкой этого способа сварки руководил доктор наук, профессор К. Ф. Любавский.
В эти же годы французскими учеными был разработан новый вид электрической сварки плавлением, получивший название электроннолучевой сварки.
Этот способ сварки применяется и в нашей промышленности. Впервые в открытом космосе была осуществлена автоматическая сварка и резка в 1969 г. космонавтами В. Кубасовым и Г. Шониным. Продолжая эти работы, в 1984 г. космонавты С. Савицкая и В. Джанибеков провели в открытом космосе ручную сварку, резку и пайку различных металлов.
К сварке плавлением относится также газовая сварка, при которой для нагрева используется тепло пламени смеси газов, сжигаемой с помощью горелки (в соответствии с существующими стандартами). Способ газовой сварки был разработан в конце прошлого столетия, когда началось промышленное производство кислорода, водорода и ацетилена. В этот период газовая сварка являлась основным способом сварки металлов и обеспечивала получение наиболее прочных соединений. Наибольшее распространение получила газовая сварка с применением ацетилена. С развитием сети железных дорог и вагоностроения газовая сварка не могла обеспечить получение конструкций повышенной надежности. Большее распространение получает дуговая сварка. С созданием и внедрением в производство высококачественных электродов для ручной дуговой сварки, а также разработкой различных методов автоматической и механизированной дуговой сварки под флюсом и в среде защитных газов, контактной сварки газовая сварка вытеснялась из многих производств. Тем не менее, газовая сварка применяется во многих отраслях промышленности при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали, сварке изделий из алюминия и его сплавов, меди, латуни и других цветных металлов и их сплавов; наплавочных работах. Разновидностью газопламенной обработки является газотермическая резка, которая широко применяется при выполнении заготовительных операций при раскрое металла.
К сварке с применением давления относится контактная сварка, при которой используется также тепло, выделяющееся в контакте свариваемых частей при прохождении электрического тока. Различают точечную, стыковую, шовную и рельефную контактную сварку.
Основные способы контактной сварки разработаны в конце прошлого столетия. В 1887 г. Н. Н. Бенардос получил патент на способы точечной и шовной контактной сварки между угольными электродами. Позднее эти способы контактной сварки, усовершенствованные применением электродов из меди и ее сплавов, стали наиболее распространенными.
Контактная сварка занимает ведущее место среди механизированных способов сварки. В автомобилестроении контактная точечная сварка является основным способом соединения тонколистовых штампованных конструкций. Кузов современного легкового автомобиля сварен более чем в 10 000 точек. Современный авиалайнер имеет несколько миллионов сварных точек. Стыковой сваркой сваривают стыки железнодорожных рельсов, стыки магистральных трубопроводов. Шовная сварка применяется при изготовлении бензобаков. Рельефная сварка является наиболее высокопроизводительным способом сварки арматуры для строительных железобетонных конструкций.
Особенность контактной сварки – высокая скорость нагрева и получение сварного шва. Это создает условия применения высокопроизводительных поточных и автоматических линий сборки узлов автомобилей, отопительных радиаторов, элементов приборов и радиосхем.
Контрольные вопросы:
1. Что называется сваркой и какие основные два вида сварки вы знаете?
2. Расскажите о сущности сварки плавлением и сварки давлением.
3. Расскажите о новых видах сварки.
4. Что вы знаете о применении газовой сварки?
5. Что вы знаете о контактной сварке и ее достоинствах?
2. Классификация сварки плавлением
Сварку плавлением в зависимости от различных способов, характера источников нагрева и расплавления свариваемых кромок деталей можно условно разделить на следующие основные виды:
электрическая дуговая, где источником тепла является электрическая дуга;
электрошлаковая сварка, где основным источником теплоты является расплавленный шлак, через который протекает электрический ток;
электронно-лучевая, при которой нагрев и расплавление металла производится потоком электронов;
лазерная, при которой нагрев и расплавление металла происходит сфокусированным мощным лучом микрочастиц – фотонов;
газовая, при которой нагрев и расплавление металла происходит за счет тепла пламени газовой горелки.
Более подробную классификацию можно провести и по другим характеристикам, выделив сварку плавящимся и неплавящимся электродом, дугой прямого и косвенного действия; открытой дугой, под флюсом, в среде защитного газа, дуговой плазмой.
Классификация дуговой сварки производится также в зависимости от степени механизации процесса сварки, рода и полярности тока и т. д.
По степени механизации различают сварку ручную, механизированную (полуавтоматом) и автоматическую. Каждый из видов сварки в соответствии с этой классификацией характеризуется своим способом зажигания и поддержания определенной длины дуги; манипуляцией электродом для придания свариваемому шву нужной формы; способом перемещения дуги по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.
При ручной сварке указанные операции выполняются рабочим-сварщиком вручную без применения механизмов (рис. 1).
При сварке на полуавтомате плавящимся электродом механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются сварщиком вручную (рис. 2).
При автоматической сварке механизируются операции по возбуждению дуги и перемещению ее по линии наложения шва с одновременным поддержанием определенной длины дуги (рис. 3). Автоматическая сварка плавящимся электродом производится, как правило, сварочной проволокой диаметром 1-6 мм; при этом режимы сварки (сварочный ток, напряжение дуги, скорость перемещения дуги и др.) более стабильны. Этим обеспечивается качество сварного шва по его длине, однако требуется более тщательная подготовка к сборке деталей под сварку.
Рис. 1. Схема ручной сварки покрытым электродом: 1 – сварочная дуга; 2 – электрод; 3 – электрододержатель; 4 -сварочные провода; 5 – источник питания (сварочный трансформатор или выпрямитель); 6 – свариваемая деталь, 7 – сварочная ванна; 8 -сварной шов; 9 – шлаковая корка
Рис. 2. Схема механизированной (полуавтоматом) сварки под слоем флюса: 1 – держатель; 2 – гибкий шланг, 3 – кассета со сварочной проволокой; 4 – подающий механизм; 5 -источник питания (выпрямитель), 6 – свариваемая деталь; 7 – сварной шов; 8 – шлаковая корка; 9 -бункер для флюса
Рис. 3. Схема автоматической дуговой сварки под слоем флюса: 1 – дуга; 2 – газовый пузырь (полость); 3 – сварочная головка; 4 – тележка (сварочный трактор); 5 – пульт управления; 6 -кассета со сварочной проволокой; 7 – свариваемая деталь; 8 – сварочная ванна; 9 – сварной шов; 10 – шлаковая корка; 11 – расплавленный флюс; 12 – нерасплавленный флюс
Контрольные вопросы:
1. Назовите основные виды сварки плавлением.
2. Что вы знаете о механизированных способах сварки?
3. Каковы особенности автоматической сварки?
3. Сущность основных способов сварки плавлением
При электрической дуговой сварке энергия, необходимая для образования и поддержания дуги, поступает от источников питания постоянного или переменного тока.
В процессе электрической дуговой сварки основная часть теплоты, необходимая для нагрева и плавления металла, получается за счет дугового разряда (дуги), возникающего между свариваемым металлом и электродом. При сварке плавящимся электродом под воздействием теплоты дуги кромки свариваемых деталей и торец (конец) плавящегося электрода расплавляются и образуется сварочная ванна. При затвердевании расплавленного металла образуется сварной шов. В этом случае сварной шов получается за счет основного металла и металла электрода.
К плавящимся электродам относятся стальные, медные, алюминиевые; к неплавящимся – угольные, графитовые и вольфрамовые. При сварке неплавящимся электродом сварной шов получается только за счет расплавления основного металла и металла присадочного прутка.
При горении дуги и плавлении свариваемого и электродного металлов необходима защита сварочной ванны от воздействия атмосферных газов – кислорода, азота и водорода, так как они могут проникать в жидкий металл и ухудшать качество металла шва. По способу защиты сварочной ванны, самой дуги и конца нагреваемого электрода от воздействия атмосферных газов дуговая сварка разделяется на следующие виды: сварка покрытыми электродами, в защитном газе, под флюсом, самозащитной порошковой проволокой и со смешанной защитой.
Покрытый электрод представляет собой металлический стержень с нанесенной на его поверхность обмазкой. Сварка покрытыми электродами улучшает качество металла шва. Защита металла от воздействия атмосферных газов осуществляется за счет шлака и газов, образующихся при плавлении покрытия (обмазки). Покрытые электроды применяются для ручной дуговой сварки, в процессе которой необходимо подавать электрод в зону горения дуги по мере его расплавления и одновременно перемещать дугу по изделию с целью формирования шва (см. рис. 1).
При сварке под флюсом сварочная проволока и флюс одновременно подаются в зону горения дуги, под воздействием теплоты которой плавятся кромки основного металла, электродная проволока и част флюса. Вокруг дуги образуется газовый пузырь, заполненный парами металла и материалов флюса. По мере перемещения дуги расплавленный флюс всплывает на поверхность сварочной ванны, образуя шлак Расплавленный флюс защищает зону горения дуги от воздействия атмосферных газов и значительно улучшает качество металла шва Сварка под слоем флюса применяется для соединения средних и больших толщин металла на полуавтоматах и автоматах (см. рис. 3).
Сварку в среде защитных газов выполняют как плавящимся элек тродом, так и неплавящимся с подачей в зону горения дуги присадоч ного металла для формирования сварного шва.
Сварка может быть ручной, механизированной (полуавтоматом и автоматической. В качестве защитных газов применяют углекислый газ, аргон, гелий, иногда азот для сварки меди. Чаще применяются смеси газов: аргон + кислород, аргон + гелий, аргон + углекислый газ + ккислород и др. В процессе сварки защитные газы подаются в зон горения дуги через сварочную головку и оттесняют атмосферные газы от сварочной ванны (рис. 4). При электрошлаковой сварке тепло, идущее на расплавление металла изделия и электрода, выделяется под воздействием электрического тока, проходящего через шлак. Сварк осуществляется, как правило, при вертикальном расположении свариваемых деталей и с принудительным формированием металла шв (рис. 5). Свариваемые детали собираются с зазором. Для предотвращения вытекания жидкого металла из пространства зазора и формирования сварного шва по обе стороны зазора к свариваемым деталям прижимаются охлаждаемые водой медные пластины или ползуны. По мере охлаждения и формирования шва ползуны перемещаются снизу вверх.
Рис. 4. Схема сварки в среде защитных газов плавящимся (а) и неплавящимся (б) электродом. 1 – сопло сварочной головки; 2 – сварочная дуга; 3 – сварной шов; 4 – свариваемая деталь; 5 – сварочная проволока (плавящийся электрод); 6 – подающий механизм
Рис. 5. Схема электрошлаковой сварки:
1 – свариваемые детали; 2 – фиксирующие скобы; 3 – сварной шов; 4 – медные ползуны (пластины); 5 – шлаковая ванна; 6 – сварочная проволока; 7 – подающий механизм; 8 – токоподводящий направляющий мундштук; 9 – металлическая ванна; 10 – карман – полость для формирования начала шва, 11 – выводные планки
Обычно электрошлаковую сварку применяют для соединения деталей кожухов доменных печей, турбин и других изделий толщиной от 50 мм до нескольких метров. Электрошлаковый процесс применяют также для переплава стали из отходов и получения отливок.
Электронно-лучевая сварка производится в специальной камере в глубоком вакууме (до 13-105 Па). Энергия, необходимая для нагрева и плавления металла, получается в результате интенсивной бомбардировки места сварки быстро движущимися в вакуумном пространстве электронами. Вольфрамовый или металлокерамический катод излучает поток электронов под воздействием тока низкого напряжения. Поток электронов фокусируется в узкий луч и направляется на место сварки деталей. Для ускорения движения электронов к катоду и аноду подводится постоянное напряжение до 100 кВ. Электронно-лучевая сварка широко применяется при сварке тугоплавких металлов, химически активных металлов, для получения узких и глубоких швов с высокой скоростью сварки и малыми остаточными деформациями (рис. 6).
Лазерная сварка – эта сварка плавлением, при которой для нагрева используется энергия излучения лазера. Термин «лазер» получил свое название по первым буквам английской фразы, которая в переводе означает: «усиление света посредством стимулированного излучения».
Современные промышленные лазеры и системы обработки материалов показали существенные преимущества лазерной технологии во многих специальных отраслях машиностроения. Промышленные СО2-лазеры и твердотельные снабжены микропроцессорной системой управления и применяются для сварки, резки, наплавки, поверхностной обработки, прошивки отверстий и других видов лазерной обработки различных конструкционных материалов. С помощью СО2-лазера производится резка как металлических материалов, так и неметаллических: слоистых пластиков, стеклотекстолита, гетинакса и др. Лазерная сварка и резка обеспечивают высокие показатели качества и производительности.
Рис. 6. Схема формирования пучка электронов при электронно-лучевой сварке: 1 – катодная спираль; 2 – фокусирующая головка; 3 – первый анод с отверстием; 4 – фокусирующая магнитная катушка для регулирования диаметра пятна нагрева на детали; 5 – магнитная система отклонения пучка; 6 – свариваемая деталь (анод); 7 – высоковольтный источник постоянного тока; 8 – сфокусированный пучок электронов; 9 – сварной шов
Контрольные вопросы:
1. Что такое сварочная ванна?
2. Из чего состоит металл сварного шва при сварке плавящимся и неплавящимся электродами?
3. Какие функции выполняют плавящиеся и неплавящиеся электроды?
4. Для чего необходима защита сварочной ванны, дуги и конца нагретого электрода?
5. На какие виды подразделяется электрическая сварка плавлением по способу защиты?
6. Расскажите, в чем сущность сварки покрытыми электродами?
7. За счет чего осуществляется защита зоны горения дуги при сварке под слоем флюса?
8. В чем сущность сварки в защитных газах?
9. Кратко охарактеризуйте электрошлаковую сварку.
10. Каковы достоинства электронно-лучевой и лазерной сварки?
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
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.
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 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, посмотрите видео-урок по сварке.
В повседневной жизни в собственном доме, на дачном участке или в гараже всегда найдется немало дел, требующих навыков сварщика. Этот навык особенно полезен при строительстве, которое производится собственными руками. В природе нет более надежного способа соединить две детали из металла, чем сварка. И обучиться этому мастерству вполне возможно самостоятельно и с пользой применять полученный навык. Сегодня разберемся, как научиться варить электросваркой и самостоятельно освоить азы этой специальности.
Чтобы понять, как правильно варить электросваркой, предварительно нужно ознакомиться с теорией сварочного процесса.
Соединение металлических деталей в монолит при помощи сварки является на сегодняшний день самым надежным и прочным методом. Это достигается благодаря получению высокой температуры. Подавляющая часть аппаратов для сварки применяет для расплавления металлов электрическую дугу: это так называемая электродуговая сварка металлов. В месте воздействия она нагревает металл до температуры его плавления и делает это на ограниченной территории.
Появление электрической дуги происходит благодаря току – постоянному или переменному. Первый характерен для инверторных сварочных агрегатов, второй – для трансформаторов. Рассмотрим их подробнее.
- Трансформатор значительно затрудняет сварочный процесс. Из-за переменного тока сварная дуга постоянно скачет, процесс сварки довольно шумный. Еще один значительный минус подобных аппаратов заключается в сильном воздействии на электрическую сеть, в результате которого возникают скачки напряжения;
- Инвертор проще и тише в работе, питается от 220В. Из-за постоянного тока электродуга легче контролируется и перемещается. Если есть необходимость научиться варить электросваркой, то урок № 1 лучше взять на инверторном аппарате.
Образование электрической дуги становится возможным при наличии двух элементов, которые проводят ток и имеют противоположные заряды. При сварке это металл и электрод. Начинающему сварщику рационально использовать традиционный электрод с центральным элементом из металла.
Чтобы понять, как правильно варить металл, необходимо четко понимать происходящие процессы:
- Электрическая дуга появляется в момент соприкосновения металлической детали и электрода;
- В месте образования дуги свариваемый металл расплавляется;
- Вместе с металлом подвергается плавке сам электрод, его расплавленные частицы перемещаются в сварную ванну;
- Защитное покрытие, которым покрыт стержень электрода, также горит и образует газовое облако. Оно оберегает ванну от воздействия кислорода. Это обеспечивает поддержание в месте сварки температуры плавления металла;
- Поддержанию температуры способствует и образуемый при сварке шлак. Необходимо контролировать, что шлак ограждает сварную ванну;
- Шов при сварке образуется в момент движения электрода и перемещения ванны;
- Когда металла после сварки остывает, на нем остается шлаковая корка. Ее отбивают при помощи молотка.
Это теория сварочных работ. Понять, как правильно сваривать металл без опыта невозможно, поэтому обратимся к практике.
Готовим инструменты
Перед тем, как варить электросваркой, необходимо подготовить все инструменты и обмундирование для защиты:
- Сварочный аппарат и электроды к нему. Рекомендуем запастись достаточным количеством электродов для практики. Пословица «первый блин комом» в области обучения сварочной профессии работает без исключений;
- Защита: маска для сварки, защитная одежда и перчатки из плотных материалов. Пренебрегать защитой во время сварочных работ нельзя. Это вопрос здоровья и безопасности!
- Подсобные инструменты – молоток и щетка по металлу – для удаления сварного шлака;
- Объект для тренировок – металлические элементы;
- Ведро с водой. В прямом смысле на всякий пожарный случай.
Выбор электродов производится в соответствии с толщиной свариваемого металла, а выставление тока зависит от электрода. 1 мм электрода берет около 30-40 А, важно не превышать данные значения, иначе дуга будет не варить, а резать металл.
Приступим к сварке
Итак, разберемся пошагово, как правильно варить сваркой металл. Вероятно, для получения приемлемого результата, придется повторить этот алгоритм не один раз. Но научившись, Вы быстро освоитесь в роли сварщика и сможете выполнять довольно сложные операции.
В первую очередь помещаем электрод в специальный держатель. Теперь нужно зажечь дугу. Электрод нужно держать под углом примерно 70° к поверхности, такое положение является оптимальным.
- Выставив угол между электродом и металлом, прочертите быструю линию, двигаясь около 10 см в секунду. При правильном положении появятся искры и треск – это верный признак.
- Оставив оптимальный угол наклона электрода, нужно им коснуться металла и тут же поднять электрод так, чтобы образовалась дорожка в 3-5 мм. Если все проделано верно, то дуга станет гореть и металл начнет плавиться.
- Нередки случаи, когда электрод прилипает к основе. В этом случае надо его слегка раскачать и оторвать, а далее опять разжечь дугу. Частое залипание электрода может говорить о чересчур малой силе тока. Попробуйте повысить ее и сравнить результаты.
- Как только зажигание дуги и ее удерживание в стабильном состоянии усвоены, можно приступить к наплавлению валика. Зажатая дуга плавно перемещается по сварному шву. При этом совершаются движения, которые как бы загребают расплавленный металл. Это достигается равномерными колебательными движениями с амплитудой около 2-3 мм. Чем размереннее движение, тем красивее получится заваренный шов. Кстати, равномерность шва свидетельствует о его высоком качестве и прочности.
На первом этапе лучше всего тренироваться на толстом куске металла и пытаться вывести дугой различные дорожки – от простых размеренных движений с небольшой амплитудой до более сложных и узорчатых швов. Эти навыки пригодятся в последующей работе и позволят хорошо прочувствовать, как варить и какой угол наклона электрода лучше выбирать.
После окончания сварки необходимо дождаться пока металл остынет. Сварной шов будет закрыт шлаков. Чтобы он отлетел достаточно постучать по детали молотком или пройтись щеткой по железу.
Некоторые моменты сварочной работы
Конечно, сварка не заключается в выписывании на куске металла замысловатых узоров. Все вышеописанное – это только подготовка и обучение этому довольно непростому ремеслу. Основное назначение сварки заключается в надежном скреплении металлических элементов и к нему необходимо стремиться в своем обучении.
Сварка металлических элементов имеет множество нюансов, знакомство и понимание которых придет с опытом. Но есть некоторые теоретические моменты, знать которые необходимо до практики:
- Соединять две детали сразу сплошным и длинным швом неверно. В большинстве случаев это перекашивает металл, так как шов начинает стягивать элементы;
- Перед выполнением основного шва необходимо прихватить детали друг к другу. Для этого выполняются маленькие точечные швы на стыках двух деталей в шагом 8-25 см в зависимости от размеров скрепляемых элементов.
- Скрепляющие швы лучше исполнять с обеих сторон сварочной поверхности, так минимизируется возможное напряжение металла.
- После выполнения прихватов делается основной шов.
Подведем итоги
Сварочная работа требует особых знаний, навыков и специального оборудования. Обратим внимание, что это довольно сложный и опасный процесс, требующий строго соблюдения техники безопасности.
Навыки сварщика требуют определенного времени и практики. Нет ничего зазорного в тренировке на куске ненужного металла. Это позволяет набить руку и понять суть сварочного процесса.
Прежде чем приступить к сварке деталей, следует отточить владение сварочным аппаратом и умение наваривать швы на заготовках и затем перейти к более сложным элементам.
Итак, если Вы новичок в сварке и благодаря ТД «Дока» только что приобрели отличный сварочный аппарат инверторного типа и замечательную маску «хамелеон», тогда это статья для Вас.
Прежде чем приступать к выполнению сварочных работ, хотелось бы поговорить о правилах безопасности при работе со сварочным оборудованием. Не стоит игнорировать данный момент. Настоятельно рекомендуем изучить ПУЭ (Правила эксплуатации электроустановок) глава 7.6 «Электросварочные установки». Будьте уверены, что из этого документа Вы почерпнете много полезной информации не только о правилах безопасности при обращении со сварочным оборудованием, но и о электробезопасности всего Вашего загородного дома, дачи.
Далее Вам определенно потребуется качественные перчатки сварщика (краги) и одежда из негорючего материала. Многие пытаются варить в хозяйственных (садовых) перчатках и иногда даже в одежде без рукавов. Поверьте - ожоги от брызг сварки весьма болезненны и заживают очень долго. Также обязательно застегивайтесь на все пуговицы и одевайте качественную обувь. Особенно памятные случаи были с залетанием раскаленного металла и шлака за шиворот и в сапоги с заправленными в них штанами. Крики, танцы, чудеса ловкости начинающих сварщиков.
Старайтесь избегать по возможности использование длинных переносок, так как это ведет к существенным потерям мощности сварочных аппаратов. Если вы все же используете такую переноску, разматывайте кабель с катушки до конца.
Электроды обязательно должны быть просушены, при необходимости прокалены. Вам как новичку и так возможно будет непросто разжигать сварочную дугу, делать это непрокаленными электродами в разы труднее. Режимы (температура и время) прокалки указываются на упаковке электродов. В нашем магазине найдется все для сварки , поэтому если Вы решите купить печь или пенал для прокалки электродов то мы будем рады Вам помочь в выборе.
Маска «хамелеон» должна быть настроена под конкретный вид работы и величину сварочного тока. Обязательно внимательно прочтите паспорт или инструкцию по эксплуатации к сварочной маске. Не начинайте сварку, не убедившись в том, что светофильтр исправен. Некоторые забывают перевести его из положения Grind (зачистка) - получают приличного «зайца».
Сварочный ток должен быть подобран в соответствии с типом выполняемого сварочного соединения, не забывайте что в нижнем положении он всегда выше на 20-30% чем в потолочном и на 10-20% чем в вертикальном. Ориентировочная сила тока указывается на коробке с электродами.
Для новичков желательно начинать варить с рутиловых электродов типа МР3-С.
Не стоит сразу пытаться варить изделие: бак для бани, либо ставить забор и т.д., несмотря на то, что это в общем-то не очень и трудно. Помните, что главным оружием солдата-новобранца является лопата, а начинающего сварщика - угловая шлифовальная машинка, она же «болгарка». Поэтому для того, чтобы свести использование главного орудия к минимуму в дальнейшем, начинать нужно с наложения (наплавки) пробных валиков, чтобы «почувствовать сварку».
Желательно для первых тренировок найти толстую пластину металла достаточного размера. Зачистите болгаркой до металлического блеска поверхность металла и наложите пробный валик в нижнем положении углом вперед без колебаний электрода слева направо если вы правша и справа налево если левша.
Поэкспериментируйте с величиной сварочного тока и манипуляциями электродом.
Далее наплавляйте валики, производя колебательные поперечные движения. Обычно геометрия манипуляций электродом представляет собой варианты, представленные на рисунке ниже. Валик должен получаться ровным с равномерными чешуйками. Общее правило у профессионалов: сварочный ток должен быть максимально возможным для качественного провара и внешнего вида.
Старайтесь держать короткую дугу, т.е. электрод должен быть постоянно в 2-3 мм от сварочной ванны, для этого его нужно постепенно плавно подавать в зону сварки, исходя из скорости и величины тока. Это тоже надо прочувствовать.
Клемму заземления или «массу» старайтесь крепить как можно ближе к месту сварки. Электрод зажимайте в держаке плотно. Следите за тем, чтобы огарок был не менее 10 см, не стоит дальше жечь электрод.
Наблюдайте за сварочной ванной. Научитесь отличать металл от шлака. Шлак через сварочную маску, выглядит как темные пятна на солнце.
После окончания сварки аккуратно обстучите специальным молоточком шлак. Подчеркиваю аккуратно, не стоит долбить со всей дури, случаев попадания не остывшего шлака на открытые участки кожи и в глаза предостаточно, причем, как правило, страдают именно новички. Если у Вас маска «хамелеон» тогда желательно ее вообще не поднимать при данной операции.
Зажигайте сварочный электрод либо легким постукиванием, либо «чирком» как спичку.
Если электрод прилип и после того как вы его оторвали, не зажигается, то необходимо потихоньку обломать обмазку руками, так как в таких случаях обычно сгорает стержень электрода. Если вы будете стучать электродом, что есть мочи, то наоборот обмазка отлетит больше, чем надо и останется голый стержень, и снова вероятность залипания увеличится в геометрической прогрессии.
Также рекомендуем поэкспериментировать с крутилкой Arc Force (форсаж дуги) на сварочном аппарате . Она предназначена для регулировки «жесткости дуги». «Мягкая дуга» обеспечивает малое разбрызгивание при мелкокапельном переносе, а «жесткая» позволяет получить глубокое проплавление сварного шва. Также регулировку Arc Force многие сварщики «в теме» используют для предотвращения залипания электрода. Обычно в таких случаях при начале сварки выкручивают ее на полную, а после розжига дуги возвращают в требуемое положение.
Следующий этап курса молодого бойца - вертикальные валики.
Прихватываем пластину, например к заборному столбу, и пробуем положить вертикальный шов. Направление сварки снизу вверх. Если электроды рутиловые, то сварка производится в «отрыв», иначе сварочная ванна «потечет».
В принципе если Вы успешно выполнили наплавку в вертикальном положении, то можно потихоньку приступать к «заборостроению». Для начинающих любителей этого будет достаточно, а остальному научитесь «в бою».
Но для особо пытливых можно попрактиковаться в горизонтальных и потолочных положениях.
Конечно, мало у кого сразу получится хорошо наплавить валик в потолочном положении, однако это даст Вам пищу для размышлений как формируется сварной шов, как себя ведет металл при сварке и т.д.
Для успешного «заборостроения» необходимо не только владение сваркой, но правильной подгонкой, подготовкой под сварку.
Учтите что при сварке металл всегда «сжимается», также его ведет в ту сторону, с которой вы варите. Учитывайте поводки и стягивание при сварке, так как это может сильно сказаться на размерах Ваших конструкций. Рекомендуем по возможности собирать конструкцию на прихватках, применять специальные приспособления (струбцины и т.д.), далее после этого как следует еще раз проверить размеры и геометрию, а обваривать «намертво» конструкцию в самом конце. Если шов длинный, то настоятельно советую варить его от центра к концам короткими швами «в разбежку», в шахматном порядке, если шов двусторонний. Принцип «семь раз отмерь, один отрежь» - в случае сварочных работ актуален как никогда. Это поможет избежать проблем описанных выше.
Если что-то не получается, не отчаивайтесь - обязательно получится позже. Сварка любит терпеливых и настойчивых, учит быть таковыми. В любом случае, ТД «ДОКА» желает Вам удачи!
В данный момент необходимость имеется практически в любой отрасли промышленности. И сложно вспомнить хотя бы одну отрасль, где не применялся бы труд сварщика. Сварочные работы проводятся на стройплощадках, в нефтеперерабатывающей промышленности, энергетике, кораблестроении, сельском хозяйстве и т. п.
Легко ли научиться варить? Обучение сварке видео может дать только теоретическую информацию и некоторые навыки, учиться всё же необходимо на своём личном опыте. От сварщика в первую очередь требуется подготовка оборудования и выявление всевозможных неисправностей. В целом же, сварщик должен в совершенстве владеть технологией сварочных работ, начиная от подготовительных работ и заканчивая зачисткой сварочного шва.
Обучение сварочным работам, как показывает практика, не совсем простое. Сложность заключается в том, что изменение любых параметров во время сварки (скорость работы, сила тока, скорость подачи проволоки или электрода, напряжение и т. п.) может отрицательно сказаться на итоговом результате.
Профессиональные же сварщики знают, как обращаться с различными видами металла (стали, сплавы, цветные металлы) и с помощью могут сваривать любые самые сложные металлоконструкции.
Как научиться варить ручной электросваркой?
Если нет желания или возможности проходить обучение в профессионально-технических училищах, можно научиться варить сваркой, видео или печатная информация помогут в этом. Ведь самое главное – разобраться, как правильно пользоваться ручной электросваркой и научиться основным приёмам работы.
Прежде всего, начинающему сварщику понадобится и электроды. Электродов желательно купить как можно больше (для начинающих лучше использовать электроды диаметром 3 мм), так как их будет испорчено достаточное количество до тех пор, пока начнёт получаться.
Сварка самоучитель – ход выполнения работ:
- Заранее необходимо подготовить ведро воды, так как даже небольшие остатки электрода могут вызвать воспламенение.
- Необходимо закрепить зажим с заземлением на свариваемой детали.
- Проверить, чтобы кабель был надёжно вставлен в держатель и хорошо изолирован.
- Выставить значение силы тока на панели управления сварочного аппарата (мощность тока должна соответствовать диаметру применяемого электрода).
- Пробовать зажечь дугу, установив электрод под углом примерно 60 о к изделию.
- Провести электродом медленно по поверхности, а после того, как появится искра, необходимо приподнять электрод примерно на 5 мм от поверхности металла.
- Зазор в 5 мм нужно держать на протяжении всего времени сварочных работ.
ВАЖНО: нужно стараться получить устойчивую дугу в 3-5 мм между концом электрода и металлическим изделием. Если не удаётся зажечь дугу в 2-3 мм, можно попробовать увеличить силу тока на панели управления сварочного агрегата.
Сварка обучающее видео также может помочь научиться наплавлять валик. Дугу при этом нужно плавно перемещать по горизонтали с помощью колебательных движений. Если получится расплавленный металл всё время направлять в центр дуги, то должен получиться в итоге красивый ровный шов.
Технология ручной дуговой сварки
Благодаря поступлению сварочного тока от источника питания , образуется электрическая дуга. Ручная сварка для начинающих может происходить как с подключением положительного полюса к изделию, так и с подключением отрицательного.
Металлический стержень электрода за счёт действия электрической дуги плавится, и электродный металл, покрытый шлаком, попадает в сварочную ванну, после чего происходит его смешивание с металлом изделия. Так происходит образование сварочного шва.
Величина сварочной ванны обычно составляет 10-30 мм в длину, 8-15 мм в ширину и до 6 мм в глубину. Так как мы только учимся сварке, то такой разброс в значениях объясняется разными показателями: скоростью перемещения дуги на поверхности металла, конструкцией сварного изделия, выбранного режима сварки, формой и размерами кромок и т. п.
Обучение сварке (видео) объясняет, куда девается воздух при плавлении электрода. Около дуги и над сварочной ванной образуется газовая атмосфера, из которой впоследствии и вытесняется воздух из сварочной зоны. После удаления сварочной дуги от ванны металл начинает кристаллизироваться, после чего образуется шов, а его поверхность покрывается застывшим шлаком.
Преимущества и недостатки ручной дуговой сварки
Преимущества:
- простота, лёгкая транспортабельность сварки;
- возможность исполнения сварочных работ в труднодоступных местах;
- возможность быстрого перехода от одной операции к другой;
- возможность сварки практически в любом пространственном положении;
- возможность сварки любых разновидностей сталей.
Обработка различных видов металла ― один из самых перспективных видов коммерческой деятельности, поскольку именно обработка всегда востребована. Металлические конструкции и изделия используются повсеместно, в самых...
Принцип аргонодуговой сварки заключается в плавлении цветного металла при помощи плавящегося или неплавящегося электрода под действием инертного газа. Наиболее частым инертным газом выступает аргон, благодаря...
Если невнимательно отнестись к сварочному процессу и неграмотно подготовить свариваемые элементы, их прочность будет недолговечной, и в какой-то момент конструкция разрушится. Особого подхода и профессионализма...
Загрузка...