Просто о сложном: азы сварочных работ для новичков

Технология сварки

Когда к изделию подсоединяется положительный полюс анода, осуществляется прямополярная ручная сварка. Если же подключить отрицательный полюс, мы получим обратнополярную сварку. Расплавление металлического «тела» электрода, его покрытия и самого изделия происходит под воздействием дуги. Расплавляясь, электродный металл превращается в капли, которые покрыты шлаком. Эти капли идут в сварочный резервуар, где происходит смешивание с главным металлом и выведение шлака наружу.
Габариты сварочного резервуара зависят от положения аппарата в пространстве и режима работы. Также на это влияет конструкция, форма и размер обрабатываемых кромок, скорость хода дуги и т.д. Обычно габариты варьируются в определенных пределах: ширина составляет от 8 до 15 мм, глубина не превышает 6 мм, в длина от 10 до 30 мм.

Длина дуги – это пространство между двумя активными пятнами, причем одно находится на поверхности резервуара сварки, а другое расположено на раскаленной поверхности электрода. Когда электрод плавится над сварочным резервуаром или рядом с дугой, выделяется газ, который выталкивает воздух из сварочного пространства и предотвращает его попадание на жидкий металл.
Шлак, который покрывает всю поверхность сварочного резервуара и капли раскаленного электрода, не позволяет металлу взаимодействовать с кислородом, тем самым очищая их от примесей.
Постепенное удаление дуги кристаллизует металл в сварочном резервуаре. Таким образом образуется шов, который соединяет металлические детали, а на его поверхности можно наблюдать слой затвердевшего шлака.
Чтобы всегда проводить качественную сварку, необходимо научиться правильно поддерживать и перемещать электрическую дугу. Слишком большая дуга спровоцирует окисление и насыщение азотом расплавленного металла, он будет разбрызгиваться, а структура шва станет пористой и не достаточно прочной.

Секреты профессиональных сварщиков

Залогом хорошей работы является стабильное поддержание и передвижение электрической дуги. Чересчур большая дуга окисляет и азотирует жидкий металл, его капли разбрызгиваются, а шов становится пористым и не достаточно прочным.

Устойчивый ход дуги и фиксированные размеры могут осуществляться темя способами:

1. Поступательный – движение вдоль электродной оси. Это движение позволит поддержать нужную длину, которая напрямую зависит от быстроты плавления электрода. В процессе длина будет сокращаться в то время, как расстояние между ним и резервуаром для сварки будет расти. Чтобы избежать этого, перемещайте электрод вдоль оси, удерживая стабильную длину дуги. Не забудьте синхронизировать укорочение электрода с его движением к сварочному резервуару.
2. Продольный – электрод перемешается по оси обрабатываемого шва продольно, тем самым формируя ниточный сварочный валик. Толщина этого валика напрямую зависит от диаметра используемого электрода, а также скорости, с которой он передвигается. Обычно его ширина составляет около 2-3 мм. Он представляет собой уже готовый, но довольной узкий шов. Для создания прочного и долговечного сварочного соединения одного только ниточного валика будет не вполне достаточно. Для усиления шва во время хода электрода по оси шва выполните еще одно движение, направив его поперек.
3. Поперечный – использование этого движение дает возможность сделать шов необходимой ширины. Выполнять его следует, делая колебательные возвратно-поступательные движения. Их ширину следует определять «на месте», исходя из индивидуальных особенностей и назначения конструкции. На параметры колебания также влияет расположение шва, характеристики свариваемых металлов и т.д. Обычно ширина такого шва составляет 1,5-5 диаметров используемого электрода.

Со временем вы выработаете собственные навыки выбора траектории для перемещения электрода, но в любом случае движения должны обеспечивать расплавление кромок соединяемых деталей и образование нужную массу наплавляемого металла и необходимую форму шва.

Пошаговый процесс создания сварочного соединения

Когда все настройки выставлены правильно можно начинать сварку инвертором. Предварительно следует надеть защитную одежду из плотной ткани. Края куртки должны находиться поверх брюк, равно как и края штанин поверх ботинок. Это не даст горячим окалинам залететь в эти места и причинить ожоги. Маску для новичка лучше выбрать хамелеон, чтобы яснее видеть свои действия до розжига дуги. На руки одеваются перчатки из прочной ткани.

Пошаговый процесс создания сварочного соединения выглядит так:

Кончиком электрода постукивают о черновую поверхность. Это может быть квадрат металла или пластина 100х100 мм, прикрепленная к массе. Такой прогрев запускает движение электронов в присадочном металле и улучшает чувствительность к следующим возгораниям. Две стороны необходимо прихватить между собой, чтобы при сварке они не разъехались. Прихватки ставят минимум в двух местах для стыкового положения и добавляют еще две с обратной стороны при тавровом или угловом. После этого дуга переносится на начало шва. Достаточно лишь слегка прикоснуться к металлу. Дуга горит очень ярко, поэтому первое время лучше тренироваться на черновых деталях, чтобы привыкнуть к свету. Это позволит рассматривать ее не как одно белое пятно, а различать происходящие в ней процессы. При удержании дуги на месте начнет образовываться лужица металла. Ее называют сварочной ванной. Она создается за счет плавления основной стали и присадочного железа. Ширина ванны определяет границы будущего шва. Кроме расплавленной стали в ванне будет жидкий шлак. Его пары создают изолированную среду для защиты шва от воздействия воздуха

Начинающему сварщику при работе с инвертором важно научиться отличать жидкий металл от жидкого шлака. Первый имеет белый цвет, а второй — красный

Если принять шлак за железо, то можно оставить много мест не проваренными

Хотя шлак защищает жидкую сталь от газовых включений, своими наплывами он изрядно мешает, поэтому сварщику необходимо кончиком электрода периодически отгонять затекающий шлак в сторону. Это образует разводы на поверхности, которые легко отбить после застывания. Ведется шов различными движениями кончика присадочного элемента, что требует более детального рассмотрения и описано ниже. На завершающей стадии нужно выполнить «замок» — так называется окончание шва. Если просто убрать электрод, то в конце образуется кратер, который так и застынет. При запуске воды он даст течь. С него начнется трещина при нажиме. Завершается шов отводом кончика на цельный металл (в сторону) или заходом на уже созданное соединение

Если принять шлак за железо, то можно оставить много мест не проваренными. Хотя шлак защищает жидкую сталь от газовых включений, своими наплывами он изрядно мешает, поэтому сварщику необходимо кончиком электрода периодически отгонять затекающий шлак в сторону. Это образует разводы на поверхности, которые легко отбить после застывания. Ведется шов различными движениями кончика присадочного элемента, что требует более детального рассмотрения и описано ниже. На завершающей стадии нужно выполнить «замок» — так называется окончание шва. Если просто убрать электрод, то в конце образуется кратер, который так и застынет. При запуске воды он даст течь. С него начнется трещина при нажиме. Завершается шов отводом кончика на цельный металл (в сторону) или заходом на уже созданное соединение.

Получение шва

Отрабатывать навыки этого непростого искусства рекомендуется на толстых кусках металла. При сваривании тонкостенных изделий слишком большая возможность их прожогов.

Чтобы овладеть техникой, как правильно работать сваркой, чтобы получить правильный шов, лучше вначале потренироваться на небольших кусочках ненужного металла. Такая практика позволит получить необходимые навыки того, как делать сварку, чтобы получить хороший результат.

Следует отработать навыки контроля расстояния между кончиком электрода и поверхностью изделия, слежения за состоянием сварной ванночки. Начинающий сварщик научится двигать электродом по выбранной им траектории. Для этого можно взять толстый кусок металла, нарисовать на нем мелом линию, символично изображающую шов, и совершать вдоль нее различные колебательные движения. Классификация швов разделяет их согласно тому, какое положение они занимают.

Сварка в каждой ситуации не будет одинаковой, а имеет свои собственные нюансы. Каждое из положений имеет свое обозначение. Понятие о том, как правильно сваривать, включает знание этих особенностей.

Самым трудным для выполнения является потолочное. Горизонтально расположенный шов находится наверху. Шов в горизонтальном направлении может располагаться в центре или любом другом положении вертикально поставленного изделия. При вертикальном положении и сами детали расположены вертикально.

Азбука для начинающего сварщика

Разобраться в процессах, которые происходят внутри инвертора во время сварки поможет приведенная ниже схема.

Дуга образуется в момент соприкосновения электрода и свариваемого металла. Образуется высокая температура, которая плавит сердечник электрода и металлическую поверхность заготовки. Расплавленная среда – это так называемая «ванна», которая впоследствии станет швом. Чтобы он получился качественным, на первых порах необходима защита от активного кислорода, содержащегося в воздухе.

С этой задачей справляется обмазка электрода. Она образует пары и поверхностную корочку, препятствующих свободному перемещению молекул кислорода. После завершения сварочного процесса и снижения температуры шва на его поверхности образуется шлак – остатки защитного покрова, созданного обмазкой электрода. После полного остывания его необходимо отбить, используя специальный молоток.

Дуга, которая плавит металлы, должна поддерживаться сварщиком. Суть задачи сводится к тому, чтобы стабильно выдерживать определенное расстояние между свариваемой поверхность и электродом. При этом необходимо вести электродом строго по стыку между двумя заготовками.

Как работать сварочным инвертором

Сварка инвертором происходит тогда, когда образовавшаяся между металлом и электродом дуга начинает плавить стержень электрода, а также часть металла. В образовавшейся ванне металлы смешиваются и формируют шов. Защитить от окисления и разбрызгивания расплавленного металла в ванне, помогает слой специального покрытия, нанесенного на электрод.

Розжиг дуги

История о том, как правильно варить инвертером начинается – розжигом дуги. Для этого применяется один из двух способов:

1.  чирканье;
2. постукивание.

Чиркая (как спичкой) электродом, к месту начала сварки мы провоцируем запуск дуги. Если точно, то мы касаемся электродом металла, затем ведем его касаясь поверхности и плавно поднимаем электрод на установленное расстояние. При этом, если розжига не произошло, на металле могут оставаться части расплавленного электрода. Поэтому чиркать нужно непосредственно в месте соединения или вблизи него.

Практически так же разжигается электрод постукиванием. Отличие состоит в том, что мы не ведем его по поверхности металла, а просто касаемся краем сварочного кабеля, места начала сварного шва и отводим электрод.

Способы зажигания дуги

Как передвигать электродом во время сварки

Все процессы, описанные ранее, не представляли никакой сложности для новичка, но теперь переходим к более сложным задачам. Первая сложность, с которой сталкивается начинающий сварщик – схема передвижения электрода, для формирования ровного шва. Если вы зажгли дугу, а затем просто ровно ведете электрод вдоль места соединения, то вероятность получить хороший провар и ровный шов – минимальная. Исключение составляют тонкие металлы, для которых применяется такой способ сваривания.

Три столпа, удерживающих красивый шов это:

1.  угол наклона электрода;
2.  схема продольных и поперечных передвижений;
3. скорость движения электрода.

Как научиться сваривать металл ровно

Начнем по порядку, с угла наклона. Оптимальным, для сварки вперед и назад, считается угол от 30 до 40 градусов. Для труднодоступных мест, можно использовать работу под прямым (90 градусов) углом.

Угол наклона электрода при сварке

Как мы уже говорили, шов кладется не линейным движением, а комбинированными продольными и поперечными. Существуют специальные узоры, с помощью которых можно тренироваться двигать электродом. Начать можно с простых завитушек в обе стороны, затем практиковать более замысловатые и угловатые схемы. Каждый сварщик самостоятельно подбирает для себя удобную схему. Вы можете тренировать руку в домашних условиях и без сварки, рисуя схемы на бумаге.

Способы выполнения сварочных швов

Скорость отчасти тренируется при рисовании схем. Каждая линия, должна быть четко выведена, поэтому все движения происходят плавно и умеренно. Со временем, смотря на состояние ванночки, вы сможете регулировать свою скорость.

Контроль дугового промежутка

Последний, но не по важности пункт – расстояние от электрода, до металла или дуговой промежуток. Малый промежуток, до 2-х мм приводит к тому, что образуется короткая дуга

Она не может достаточно прогреть место соединения, поэтому провар получается неглубокий и часть расплавленного электрода сильно выступает над поверхностью. Большой промежуток, больше 3-х миллиметров приводит к тому, что дуга получается сильно большой. Большая дуга нестабильна, постоянно меняет направление плавления. Также при таком большом расстоянии плавильная ванна не полностью покрывается защитным слоем, а значит увеличивается разбрызгивание.

Чтобы хорошо варить инвертором нужен правильно подобранный промежуток. Оптимальный дуговой промежуток для начинающего сварщика  2-3 мм. При таком расстоянии дуга достаточно прогревает металл, чтобы получить глубокий и широкий провар, плюс полноценно работает защитный слой.

В зависимости от модели инвертора и наличия в нем различных функций, облегчающих сварку выдерживать расстояние между электродом и металлом  порой не требуется. Достаточно будет вести электрод по поверхности металла.

Полезным дополнением к описанному выше будет просмотр следующего видео:

Способы сварки

На данный момент существует множество методов, используемых для сварки. Их разделяют по различным критериям. Данная информация будет полезна для новичка, поэтому с ней обязательно следует ознакомиться.

В зависимости от нагрева кромки изделия могут полностью расплавляться или же находиться в пластическом состоянии. Первый способ требует также прикладывать к соединяемым деталям определенные усилия – сварка давлением.

Во втором – соединение формируется в результате образования сварочной ванны, в которой находится расплавленный металл и электрод.

Существуют и другие способы сварки, при которых изделие не нагревается вовсе – холодная сварки, или не доводятся до пластического состояния – соединение с помощью ультразвука.

Способы и разновидности сварки.

Ниже перечислены остальные виды сварки:

1. Кузнечная. В данном методе концы соединяемых изделий нагреваются в горне, а затем проковываются. Подобный способ является одним из самых древних и в настоящее время практически не применяется.
2. Газопрессовая. Кромки изделий нагреваются ацетиленокислородным племенем по всей плоскости и доводятся до пластического состояния, после чего подвергаются сжатию. Подобный метод отличается высокой эффективностью и производительностью. Используется в строительстве газопроводов, железной дороги, машиностроении.
3. Контактная. Детали включаются в электрическую цепь сварочного оборудования и через них пропускают ток. В месте контакта деталей происходит короткое замыкание, в результате которого в месте соединения выделяется большое количество теплоты. Ее достаточно, чтобы расплавить и соединить металл.
4. Стыковая, точечная и шовная – разновидности контактного метода скрепления изделия.
5. Роликовая. Используется в соединении листовых конструкций, требующих качественных и надежных швов.
6. Термитная. Металл скрепляется в результате сжигания термита – смеси из порошка железной окалины и чистого алюминия.
7. Атомно-водная. Кромки изделия расплавляются по действием дуги, горящей между двумя вольфрамовыми электродами. Электроды подсоединяются в специальные держатели, по которым подается водород. В результате дуга и жидкий металл сварочной ванны защищены водородом от вредного воздействия таких атмосферных газов, как кислород и азот.
8. Газовая. Суть способа заключается в применении пламени для нагрева и плавления деталей. Пламя получается в результате сжигания горючего газа в атмосфере кислорода. Газокислородную смесь получают с помощью специальных горелок.

Под действием дуги атомно-водородного вида сварки молекулы водорода расщепляются на атомы, а затем при контакте с холодным металлом соединяются обратно. В результате такого процесса выделяется большое количество теплоты. Метод применяется для сварки металлов небольшой толщины, меди и сплавов на ее основе.

Метод газовой сварки относится к сварке плавлением. Зазоры между изделиями заполняются с помощью присадочной проволоки. Этот способ широко используется в различных областях человеческой жизнедеятельности. Наиболее часто встречается при соединении тонкостенных изделий, цветных металлов, чугуна.

При работе с инверторным аппаратом немаловажное значение имеет полярность электродов. В зависимости от схемы меняется интенсивность нагрева детали, что позволяет создавать различные условия сваривания

Основные правила стыковки деталей

После того, как освоены азы сварки, необходимо самостоятельно варить металлоконструкции, переходить к выполнению простейших операций по сборке и прихватке узлов в бытовых условиях. Как правило, домашний мастер не варит толстый металл, поэтому о разделка кромок не потребуется. Для начала можно потренироваться соединять профильную трубу. Для этого потребуется на концах деталей зарезать острые углы, для большей площади провара.

Детали вставляют в угловую струбцину и фиксируют поджимной планкой. Теперь необходимо предварительно прихватить с нескольких сторон. Для этого зажигают дугу и ставят небольшую точку.

Не требуется выдерживать большой катет, необходимо просто зафиксировать детали. После проверки диагоналей, выполняют прихватки со всех доступных сторон. Теперь снимают конструкцию и обваривают ее надежным и качественным швом.

Если хорошо усвоены уроки по углу наклона, укладке металла в расплавленную сварочную ванну, то операции по сборке металлоконструкций не вызовут затруднений даже для чайников в сварочном деле.

Изучив основы сварки и набравшись теоретических знаний, надо как можно чаще практиковаться, одевать сварочную экипировку, включать сварочный аппарат и долгое время оттачивать свое мастерство. Только практика позволит стать сварщиком высокого класса.

Владение электросваркой является навыком, который всегда пригодится в строительстве и быту. В настоящий момент нет другого способа соединения металлических элементов как сварка. Научиться этому ремеслу можно самостоятельно, освоив начальные навыки сварщика и производя несложные сварочные работы. Рассмотрим, с чего стоит начать обучение электросварке для начинающих и что для этого понадобится.

Обучение электросварке представляет практический процесс, который требует определенной подготовки. В первую очередь необходимо позаботиться о безопасности. Работа сварщика достаточно опасна:

• Возможность ожогов брызгами расплавленного металла;
• Отравление токсическими выделениями при высоких температурах;
• Возможность поражения электрическим током;
• Травмирование глаз при несоблюдении требования надевать защитные очки.

Правильный выбор экипировки и оборудования для электросварки является залогом безопасности процесса. Для проведения сварочных работ потребуется:

Костюм из плотной ткани, полностью закрывающий тело, руки и ноги; Для защиты глаз могут применяться специальные очки, но рекомендуем обратить внимание на маски. Они также защитят лицо и более безопасны при сварочном процессе; Качественное оборудование для сварки; Электроды; Ведро воды для устранения возможных возгораний; Правильно выбранное место для сварки. Предпочтительно разместиться на открытом воздухе и убрать все близлежащие возгораемые предметы

Предпочтительно разместиться на открытом воздухе и убрать все близлежащие возгораемые предметы.

Современный рынок представляет широкий выбор электросварочных аппаратов, разнообразие которых сводится к трем основным видам:

• Трансформатор, который преобразует переменный ток для сварочных работ. Данный вид сварочных аппаратов часто не дает стабильную электрическую дугу, но съедает много напряжения;
• Выпрямитель преобразует в постоянный ток из потребительской сети. Данные аппараты позволяют получить электрическую дугу высокой стабильности;
• Инвертор позволяет преобразовать ток из бытовой сети в постоянный для сварки. Данные агрегаты характеризуются легкостью при зажигании дуги и высокой производительностью.

Cварка для начинающих: видео уроки — смотрите и изучайте нюансы.

Новичкам рекомендуется выбирать электроды типа твердых стержней, которые покрыты плавящимся составом. Такими электродами начинающему сварщику будет проще сделать ровный шов. Размер стержней для новичка составляет 3 мм.

Последовательность действий

Пошаговая инструкция предусматривает выполнение нескольких видов работ. Сначала потребуется оснастить сварочный инвертор. От него отводят 2 кабеля. Один предназначен для подключения провода массы.

На другой, достаточной длины, подключают промышленный или самодельный держатель. Процесс обучения электросварке – дело достаточно сложное и требует большого времени.

Начало сварки: зажигаем дугу

Когда все собрано и подключено, надев маску, можно начинать розжигать электрическую дугу. Используйте для тренировки черновой кусок металла. Возбуждение дуги осуществляется постукиванием по поверхности или чирканьем о нее, как спичкой.

Новый электрод имеет оголенный кончик и зажигается достаточно быстро. Электрод, которым уже варили, если он успел остыть, поджигается труднее, поскольку у него на конце образовался «козырек» из обмазки. Нужно ударить 3-4 раза, чтобы ее отбить. Но не перестарайтесь, иначе без обмазки стержень начнет прилипать к изделию.

Наклон электрода

Когда дуга загорелась, не паникуйте. Привыкните к специфическому свету. Ваша задача — сперва научиться держать зазор между электродом и изделием в пределах 3-5 мм. Не пытайтесь сразу варить стык. Просто учитесь держать дугу, чтобы она не тухла (при чрезмерном удалении) и электрод не прилипал (при чрезмерном приближении).

Задача осложняется тем, что длина плавящегося электрода постоянно укорачивается, поэтому приходится приближать руку к изделию. «Твердая рука» приходит со временем, поэтому придется спалить не один электрод, прежде чем привыкните.

Когда уже освоили удержание электрической дуги, можно переходить к сварке. Прежде всего держите правильно электрод. Обычно варят, наклонив его на себя в пределах 30-60º. Некоторые сварщики выбирают оптимальное положение наклона 45º. Сварка углом назад обеспечивают хорошую видимость сварочной ванны, металл прогревается глубже. Сварка углом вперед (когда шов ведут от себя) содействует уменьшению прогрева. Это подойдет для соединения тонких металлов 1-2 мм.

Варить можно справа-налево или слева-направо, наклоняя электрод по разные стороны сварочной ванны. Здесь все зависит от доступа к месту соединения.

Движения электрода

На тонких металлах 1-2 мм, где две стороны плотно приставлены друг ко другу, никаких дополнительных движений не требуется. Возбуждается дуга, электрод выставляется на начало стыка, и медленно ведется вдоль линии соединения. Шов получится узкий, чешуйчатый.

На толстых металлах предусматривают зазор 1-2 мм, чтобы жидкий металл проник глубже. Если толщина пластины свыше 5 мм, необходима разделка кромок под углом 45 градусов. Тогда первый шов (называется корневой) прокладывается без дополнительных движений. А последующие нужны для заполнения ширины и требуют поперечных колебательных манипуляций. Это могут быть движения:

• полумесяцем;
• по круглой, треугольной спирали;
• зигзагами.

В идеале располагать деталь под небольшим наклоном, чтобы жидкий шлак не затекал в сварочную ванну. Если такой возможности нет, периодически делайте резкое движение кончиком электрода в сторону, откидывая шлак. Иначе возникнут непровары.

Как варятся угловые швы

Расплавленный металл при этой сварке, будет стекать вниз. Оптимальным способом сварки подобных швов из нижнего положения, считается «в лодочку». Деталь устанавливается таким образом, чтобы не происходила течь шлака прямо перед дугой. (Смотри рисунок. 68, а).

Когда сваривается угловой шов, при горизонтальном расположении нижней плоскости, иногда плохо провариваются вершины угла.

Причиной образования такого непровара может стать начало сварочного процесса с листа, стоящего вертикально. Расплавленный металл начинает стекать вниз, на лист, не успевший хорошо прогреться. Именно поэтому варить такие швы нужно с нижней плоскости. Причем дуга должна зажигаться в определенной точке (А). Движение должно осуществляться согласно схеме рисунка 68 б.

Электрод наклоняется под 45 градусов, по отношению к свариваемым деталям. Во время сварки нужно электрод немного наклонять в разные стороны. (Смотри рисунок 68 в).

Если угловые швы варятся не «в лодочку», сварка делается однослойной, с катетом шва менее 8 мм. Если величина катета превышает это значение, выполняют несколько слоев.

Для сварки нескольких слоев углового шва, нужно сначала создать узкий валик. Для этого пользуются 3-4 мм электродом. Такой диаметр позволяет полностью проварить корень.

Чтобы определить количество проходов, учитывают размер площади поперечного сечения, имеющегося шва. Обычно эта величина равна 30—40 кв. миллиметров. Рисунок 68 г наглядно показывает, как должны выглядеть угловые швы с разным количеством слоев, имеющие разделку кромок, полностью проваренные.