Сварочные швы как правильно варить. Техника правильной сварки электродом

Прошло уже несколько сот лет, как люди впервые соединили две металлические поверхности воедино, используя для этого процесс расплавления металлического стержня при помощи электрического тока. Этот стержень и есть электрод.

Состав электрода и его значение

Обмазка, или его поверхность, состоит из смеси металлов - никеля, марганца, железа и минералов - глинозема, магнезии, известняка, которые находятся в порошкообразном состоянии. Металлы плавятся, а минералы являются своеобразной защитой от действия кислорода. Такая защита необходима для усиления соединения. В данную смесь дополнительно добавляют краситель, который облегчает их распознавание по видам.

Основой для обмазки служит тонкая металлическая проволока. Вид которой, зависит от того, для каких работ предназначается использовать данное изделие. В основном для этого используют проволоку изготовленную из нержавеющей стали или углеродную проволоку.

По изделию идет передача электрического тока, предназначенного для нагрева и плавления поверхности металла.

Каждый человек рано или поздно в жизни сталкивается с такой ситуацией, когда нужно в быту что- то сварить при помощи электрической сварки и аппарата. Прежде всего, для этого необходимо иметь сварочный аппарат и, естественно, навыки работы, ведь обязательно нужно знать, как правильно варить электродами.

Принцип процесса электрической сварки

Если варить электросваркой в домашних условиях, используют любой аппарат для сварки, максимальная мощность которого составляет 160 Амп. Во время работ происходит возбуждение дуги между плоскостью детали и электродом. Для успешного работы необходимо соблюдение некоторых правил:

• К плоскости деталей, которые нуждаются в сварке необходимо прикрепить один провод, который отходит от трансформатора - масса, а другой провод, к которому прикреплен электрод в держатель, нужно поднести к плоскости места приварки и по нему вести торцом изделия. При этом будет возникать дуга.
• Для того чтобы правильно провести сварку, необходимо правильно варить при помощи электродов. Это достигается в результате выбора нужного удаления от поверхности соединения. Оптимальным считается расстояние от 2 до 6 мм. В результате действия высокой температуры дуги, плавится металл на сварочной поверхности и заполняется канавка, которая образовалась в момент воздействия дуги на металлическую поверхность. Если правильно и аккуратно вести электрод по длине места соединения, эта канавка заполняется расплавленным металлом.
• Большое значение для эффективного и качественного результата имеет выбор самих элетродов. Для проведения работ используют такие его виды: стальной, медный, чугунный, биметаллический, латунный. Также их подразделяют на марки, например, 332, 350 и другие. Для обозначения их маркировки, применяют своеобразный индекс, обозначающий параметр вязкости сварочного шва, а числа на индексе указывают на уровень твердости металла. Главное правило, которым необходимо пользоваться при их подборе - расчет на толщину металла.
• Для того, чтобы сварка прошла удачно, необходимо уметь правильно удерживать сварочный электрод. Должен быть наклон приблизительно 80 градусов, по направлению к дуге. Возникновение дуги можно добиться двумя методами: черканием (изделие нужно держать, как спичку во время поджигания) и подъемом (им постукивают по поверхности и во время появления дуги поднимают).

горизонтальный шов

Важно не только правильно держать сварочный электрод, но и подобрать необходимую силу тока. Если она будет слишком маленькой, дуга будет постоянно тухнуть.

Умение держать электрод во время сварки, дает возможность набить руку и варить на более высоком уровне и с большей скоростью.

движение торцом электрода при сварке

Выбор нужного количества

Важной операцией при подготовке к работе является подсчет необходимого количества электродов. При этом нужно учитывать такие факторы: толщина и масса металла, длина шва. Эта процедура позволяет вести работы эффективно и экономно, если при этом вести электрод равномерно. Для подсчета их количества используется несколько способов. Наиболее популярным является подсчет по весу выплавленного металла. Единица измерения, в которой исчисляют их количество - килограмм. Покупка - это довольно значительные траты. Для того, чтобы хоть немного сэкономить на покупке, необходимо учитывать их вид, силу тока во время правильной сварки электродом.

Можно также использовать автоматический или полуавтоматический вид сварочного процесса. Эти способы заключаются в том, что необходимо водить электродом по кругу, они дают возможность намного уменьшить их количество, необходимое для того, чтобы варить плоскости деталей и металлов.

Инструкция

Прихватите листы друг к другу.
Прихват осуществляется короткими перемычками шва (около 5-10 мм) с расстоянием между ними 50-100 мм на всем протяжении стыка. Ведите сварку с периодическим прерыванием – гася дугу (отдергиванием электрода) и быстро зажигая ее снова, чтобы металл не успел остыть. Время непрерывного горения дуги зависит от толщины листа и силы тока. Для листа толщиной 1 мм и тоньше оно должно составлять 1-3 секунд.

Сварите листы полностью
Варите стык прерывистым швом, время от времени перемещая электрод в новую (холодную) зону стыка. Это позволит избежать сильного коробления металла – особенно в том случае, если длина стыка сравнительно велика (больше 200-250 мм). Чем меньше длина непрерывного шва, тем меньше коробление. Начните варить с одного края стыка, затем перейдите на другой край, потом переместитесь в центр и т.д.

Сварка тонкого металла встык
Добейтесь минимального зазора между кромками стали по всей длине стыка. Идеальным случаем является полное отсутствие зазора. Для сварки тонкого металла встык воспользуйтесь вспомогательной подкладкой, которая укладывается под стык. Варить тонкую (1 мм и тоньше) сталь встык без подкладки довольно сложно, хотя при наличие сварочного инвертора и хороших (импортных) электродов вполне возможно. Технология самой сварки (подбор сварочного тока, использование прихватов, прерывистость и пошаговость сварки) остается точно такой же, как и при сварке внахлест.

Сварка со стальной неубирающейся подкладкой
Если конструкция детали допускает наличие неубирающейся подкладки, подложите под стык полоску стали такой же толщины, как и основной лист шириной 13-15 мм. Обеспечьте плотное прилегание к ней свариваемого металла. Такая подкладка позволит сварить деталь, даже если в стыке будет зазор несколько миллиметров. Подкладка в этом случае приваривается к детали.

Сварка с медной подкладкой
Если наличие неудаляющейся подкладки недопустимо, подложите под стык полоску из меди (чем толще, тем лучше). Медь будет отводить тепло и предотвратит прожигание листов. После окончания сварки удалите подкладку.

Сварка со стальной убирающейся подкладкой
Если неудаляющаяся подкладка недопустима, а медной полосы нет, сварите деталь со стальной подкладкой и аккуратно удалите ее углошлифовальной машиной .

Сварка – это процесс образования неразъемных соединений вследствие возникновения между свариваемыми материалами межатомных связей при их нагреве или деформировании. Свариваться могут не только металл ы, но и пластики. Чаще всего приходится сталкиваться с электросваркой сталей и термосваркой пластиков.

Вам понадобится

• - сварочный аппарат для дуговой электросварки;
• - газосварка;
• - сварочные электроды;
• - сварочный аппарат для пластиковых труб;
• - нагревательный прибор (утюг, электроплита и пр.).

Инструкция

Нужно знать, что разрешается применять лишь те принадлежности, которые предназначены для механической обработки проката из нержавеющей стали. Это шлифовальные круги и ленты, щетки из «нержавейки», дроби при дробеструйной обработке. Обратите внимание, что иногда нельзя обрабатывать с помощью стальных и стеклянных дробей другие материалы , например, углеродистую сталь.

Одним из наиболее эффективных способов последующей обработки сварных швов считается травление. При правильном применении травление способно устранить вредный оксидный слой, а также зону со сниженным содержанием хрома.

В зависимости от конкретных условий выполняется травление путем погружения, нанесения на поверхность или же покрытия изделий пастой. Чаще всего применяется смешанная кислота в сочетании с водой. Время травления нержавеющего проката зависит от концентрации кислот, толщины окалины, температурного режима и сорта нержавеющего проката.

Последний этап обработки при сварке «нержавейки» - доведение степени шероховатости сварного шва до соответствующего показателя основного листа. Достигается это путем шлифования и полирования уже после выполнения травления. Такая обработка обычно усиливает стойкость конструкции к коррозии.

Источники:

• Сварка нержавеющей стали, особенности сварки.

Для того чтобы разобраться как правильно сварить металл электросваркой, надо понять, что речь идет о сварке, а не о металлургическом процессе выплавки и для чего необходимы такие знания. Освоить сварочное производство с нынешним количеством обучающих материалов можно и в домашних условиях, но и только для собственных бытовых нужд. Если речь идет об оказании услуг, то это влечет за собой определенную ответственность за качество работ и потому знания и опыт лучше получать в специализированных учебных заведениях.

Сварка предметов, находящихся в твердом состоянии, путем нагрева и расплавления с применением эклектической энергии называется электросваркой.

Процесс происходит под непосредственным воздействием электрической дуги, температура которой превосходит температуру плавления любого из известных металлов и их сплавов и составляет 7000 0 С.

Сваривание нержавейки электросваркой требует специальных электродов

Дуга образуется от подачи электрической энергии постоянного или переменного напряжения от сварочного трансформатора к электроду и свариваемому предмету. Под воздействием возникающей высокой температуры металлы плавятся и образуют сварочную ванну, в которой перемешиваются, а входящие в них примеси в виде шлаков всплывают на поверхность и создают защитную пленку. Металлы остывают, затвердевают и образуют сварное соединение или шов. Застывший шлак убирают. Для сварки применяют плавящиеся и неплавящиеся электроды, а также присадочные проволоки и защитные газы и смеси.

По степени механизации сварку разделяют на:

• ручную;
• полуавтоматическую;
• автоматическую.

Электрическая дуга может образовываться при помощи постоянного тока прямой полярности, когда отрицательный полюс подводиться на электрод, и обратной полярности – на электроде положительный полюс. Также она может создаваться переменным током. Дуга может образовываться не только между изделием и электродом, но и между электродами. Такая дуга называется косвенного действия или независимая. Дуга при сварке может быть открытой для наблюдения, закрытой и полуоткрытой. Это различие особенно важно учитывать при соблюдении правил техники безопасности и защите органов зрения специальными светофильтрами от ожогов ультрафиолетовым излучением.

Уделять внимание защите от окружающего воздуха надо и зоне сварки. Защитой может быть шлак, выделяющийся при плавлении, газ и флюс.

Флюс – это специальное вещество или смесь из различных материалов, которым защищают от атмосферного воздействия, для стабилизации горения дуги и придаче сварочному шву дополнительных свойств. Как правило, эту смесь наносят на электрод.

Технология и обучение

Процесс варки металла как электросваркой, так и другими способами, начинается с подбора рабочей одежды и оборудования. Для электросварки необходимы:

• маска или очки для защиты глаз со специальным светофильтром;
• перчатки, предпочтительнее из замши;
• одежда с длинными рукавами;
• закрытая обувь.

Из оборудования:

• сварочный аппарат;
• трансформатор для преобразования переменного тока в постоянный;
• электроды в комплекте;
• молоток и другой инструмент для сбивания шлака и зачистки шва.

Научиться и правильно сваривать металл электросваркой как раз зависит от подбора оборудования, и, в первую очередь, электродов. От их покрытия или обмазки зависит качество сваривания. Под воздействием температуры, обмазка превращается в газовую зону над ванной расплавленных металлов основания и электрода, которая предотвращает воздействие воздуха на процесс их сплавления.

Опыт сварочных работ лучше получать под руководством профессионального наставника, потому что часто выбор оборудования, режима его работы, расходных материалов, размещение соединяемых элементов, скорость перемещения дуги и так далее происходит эмпирическим, то есть пробным путем. С опытом придут навыки, равномерность движения, качество кромки и шва.

Особенности работы с тонким металлом

Металл толщиной до 3 мм. или тонкий очень часто применяется для производства изделий, используемых в повседневной жизни. Потому их ремонт, в том числе и сварка, — вопрос, который часто возникает и, по общему мнению, не требует обращения к специалистам, а может быть выполнен в «домашних» условиях. Однако это не так просто, как кажется на первый взгляд.

Если нужно сварить электросваркой тонкий металл, то к выбору оборудования, его мощности, вида электрода и сварного шва требуется подход со знанием дела и опытом.

Особенностей его сварки несколько. Основная, что совершенно очевидно, его толщина. При любом неосторожном движении и в изделии может появиться новое и совершенно ненужное прожженное отверстие. С другой стороны, излишняя «деликатность» не создаст необходимого сварного шва и соединение распадется.

Для работы с тонким металлом применяют «малые» токи, потому электрод необходимо держать максимально близко к изделию, иначе пропадет сварная дуга и плавка прекратиться. Кроме того, для каждого металла необходимо специально подготавливать свариваемые кромки, применять разного вида и расположения сварные швы и так далее.

Перед началом работ необходимо правильно подобрать электрод. Его диаметр напрямую зависит от толщины свариваемого металла. Чем тоньше металл, тем меньше диаметр. Применяемый для сварочных работ ток должен соответствовать параметрам металла и электрода. Например, толщина листа 3 мм., диаметр электрода – 3 мм., сила тока от 140 до 180 А. Чем меньше ширина и диаметр, тем меньшей силы ток. Применение «низких» токов не дает возможность использовать электроды с любыми видами покрытия. Необходимо подбирать лишь те, которые дадут легкое возбуждение и устойчивое горение дуги, а также будут иметь замедленное плавление жидкотекучим металлом.

При наличии знаний, компенсировать недостаточный опыт или его отсутствие, можно с помощью используемого оборудования. Полуавтоматическим сварочным аппаратом работать гораздо легче и продуктивнее, чем ручным. Прежде всего, это сказывается на качестве сварного шва. Его можно накладывать несколькими способами, от чего он получается сплошной, точечный или внахлест. Для сплошного шва необходимо правильно выбрать силу тока. Начать рекомендуется с 40 – 60 А. Затем подобрать скорость ведения сварки. Если она будет слишком быстрой, то шов не провариться и не будет соединения, а если медленно, то возможно возникновение прожигов и дырок.

• Например, для сварки листа толщиной 0,5 мм применяются электроды диаметром 1 мм и ток силой 10-20 А.
• Металл в 1,2 мм сваривается электродом 1,6 – 2 мм при токе 30-35 А.
• Для толщины в 2 мм нужны электроды в 2,5 мм и ток до 65 А.
• Для швов внахлест силу тока рекомендуется увеличить на 15%, а для сплошных при тавровом соединении на 20%.

Покрытие может существенно отличаться по составу входящих в него элементов. Основу его, как правило, составляет титановый концентрат. В остальном составы существенно отличаются. В них может быть:

• марганец;
• калиевая селитра;
• полевой шпат;
• декстрин и т. д.

Накладывать шов можно в направлении удобном для работника либо исходя из расположения свариваемых поверхностей.

Однако практика показала, что сварка в направлении «сверху вниз» дает максимально лучший результат.

Сварочные работы проводят с помощью плавящихся и не плавящихся – графитовых электродов. Соединение при помощи графитовых производится методом оплавления кромок деталей либо с использованием присадочной проволоки.

Проведение сварочных работ зависит от влияния многочисленных факторов и обстоятельств. Каждый конкретный случай требует своего подхода, метода, оборудования и расходных материалов. Подбор всего необходимого производится экспериментальным путем. С опытом время на проведения пробных соединений, подбор оборудования и материалов уменьшится, а качество и равномерность шва – улучшится.

Нержавеющая сталь

Свои особенности есть и при сварке легированных видов стали. Если в ее состав входит от 12 до 20% хрома, то такую сталь называют нержавеющей. Наряду с хромом в состав этой стали входят другие вещества, которые формируют ее специфические физико-химические свойства. Именно от них зависит ее способность к свариванию и способ, которым можно соединить элементы, из нее изготовленные.

У «нержавейки» теплопроводность снижена в 1,5 – 2 раза. Отчего она легче плавится, а значит, при сварке необходимо использовать токи меньшей силы. С этой же целью, чтобы электроды с хромоникелевыми стержнями не перегревались, их изготавливают длинной не более 350 см. Эта сталь, в силу высокого коэффициента линейного расширения, может трескаться после сварки при остывании, если при соединении краев не будет выдержан достаточный зазор. Надо иметь в виду, что после термической обработки хромсодержащие стали могут терять свое антикоррозионное свойство. Для того чтобы такого «неприятного» эффекта избежать, место нагрева необходимо быстро охладить.

Электросваркой «нержавейку» сварить можно несколькими способами. Существует три способа:

• покрытыми электродами;
• в газово-аргонной среде;
• с использованием нержавеющей проволоки.

В любом случае перед проведением сварочных работ, кромки поверхностей, планируемых к соединению, необходимо обработать: зачистить и промыть растворителем.

Способ сварки выбирают в зависимости от толщины металла, требований к качеству шва и имеющегося в наличии оборудования, а также с обязательным учетом особенностей легированных сталей.

Сварка нержавеющих сталей и «черного» металла возможна при условии применения специальной присадочной проволоки и электродов.

Времена, когда обладателей сварочного оборудования в домашних мастерских можно было по пальцам пересчитать, прошли. Сегодня производители предлагают потребителям аппараты для сварки самых различных типов. Эти устройства существенно облегчают жизнь мастерам-любителям. Многие из них методом проб и ошибок уже освоили науку сварки электродами, но некоторым еще предстоит пройти этот путь. Конечно, чтобы сварка велась на высоком профессиональном уровне, нужно учиться не один месяц и годами нарабатывать практический опыт. Но знание, как правильно варить электродами, поможет выполнять дома, в гараже или на даче большую часть сварочных работ, не прибегая к услугам дипломированного специалиста. Соорудить мангал, ворота, забор, беседку и многое другое вы точно сможете самостоятельно уже через несколько недель практики.

Рисунок 1. Схема устройства сварочного электрода.

Типы электродов, их строение и состав

Большинство домашних сварщиков строение электрода и состав веществ в нем совершенно не волнуют. Они делят электроды на «чернуху» и «нержавейку». Что же, производители маркируют свои изделия, а на коробках с электродами подробно написано, для каких металлов они предназначены. Даже существует колерование их обмазки, чтобы отличать электроды по назначению. Тем не менее, чтобы в дальнейшем в достаточной мере овладеть мастерством работы с электродом, необходимо ознакомиться и с их типами:

• для сварки углеродистых и низколегированных сталей;
• для сварки высоколегированных сталей;
• для сварки теплоустойчивых легированных сталей;
• для сварки чугуна;
• для сварки цветных металлов;
• для сварки сплавов и неоднородных сталей;
• для наплавки;
• для резки металла.

Рисунок 2. Схема расположения электрода при сварке.

Вне зависимости от предназначения, электроды имеют общее строение. Они состоят из стержня и защитного покрытия (обмазки), которое обеспечивает горение дуги и защиту свариваемого шва от воздействия атмосферы. С одной стороны стержень оголен на 2-5 см для подключения к держателю, с противоположного торца электрод очищен от обмазки для создания контакта со свариваемой поверхностью (рис. 1).

Стержневая проволока изготавливается из углеродистых, легированных или высоколегированных сталей, а обмазка делается из 3-х типов покрытий:

• руднокислых;
• рутиловых;
• фтористо-кальциевых.

Материалы, применяемые при производстве электродов, определяют и область их применения.

Как правильно подобрать электродный стержень и силу тока?

Чтобы правильно варить электродами, нужно уметь их выбирать в зависимости от толщины свариваемых изделий, ведь тонкий металл может быть прожжен, если будет применяться толстый сварочный стержень. Выбор его сечения выглядит так:

• если толщина металла составляет от 1,1 до 2 мм, то диаметр проволоки – 1,5-2 мм;
• 3-миллиметровый металл – 2,5- и 3-миллиметровый стержень;
• толщина в 4-5 мм проваривается электродами в 3 и 4 мм;
• стали толщиной от 6 до 8 мм варятся «четверками»;
• от 9 до 12 мм – электродами 4 и 5 мм;
• с толщиной от 13 до 15 мм должны справляться уже 5-миллиметровые стержни.

Рисунок 3. Схемы движения электрода при сварке.

Здесь уместен вопрос о том, почему же нельзя для сварки тонких листов использовать, к примеру, «четверку» или «пятерку»? Дело в том, что надежное горение дуги при работе стержней различного сечения может быть обеспечено разной силой тока. 2-миллиметровый электрод при токе 50-60 А прекрасно справится с задачей, а 5-миллиметровый, если не залипнет, просто будет «высекать искры». С другой стороны, «пятерка» отлично работает на 160 А, но из-за слишком сильной дуги тонкий металл просто превратится в капли. Далее показаны диапазоны силы тока для работы с электродами разных диаметров сечения:

• 1,6 мм – 35-60 А;
• 2 мм – 30-80 А;
• 2,5 мм – 50-110 А;
• 3 мм – 70-130 А;
• 4 мм – 110-170 А;
• 5 мм – 150-220 А.

Они несколько приблизительны, так как каждый сварочный аппарат «уникален». Кроме того, они зависят от напряжения в сети. А разброс значений связан с тем, что при наименьшем токе металл сваривается, а при наибольшем – режется. Стоит отметить, что большинство сварочных работ в быту проводится 2- и 3-миллиметровыми электродами, а «пятерки» на непрофессиональном уровне применяются крайне редко. Поэтому не стоит переплачивать при покупке сварочного аппарата за лишнюю силу тока, которую выставлять вряд ли когда придется. Оборудования, поддерживающего 160 А, для домашних условий будет вполне достаточно.

Как держать электрод?

Правильный выбор электрода и регулирование силы тока в аппарате еще не значат, что вы сможете качественно сварить вместе 2 уголка или стальных листа. Конечно же, вы не забыли подсоединить к одному из них массу, но нужно еще и уметь держать электрод под необходимым углом к свариваемым поверхностям и верно вести его, чтобы не допускать перегрева, прожига или непроварки кромок.

Во-первых, начальное прикосновение электродного стержня к металлу должно напоминать легкое прикосновение спички к обмазке спичечного коробка. Во-вторых, можно замкнуть цепь постукиванием электрода. Выбор способа остается за вами, но как только дуга образовалась, не нужно прижимать проволоку к месту сварки, если, конечно, вы не хотите растопить электрод или прокатную сталь. Слегка поупражнявшись, вы научитесь после появления дуги держать конец стержня в 2-5 мм от шва. Сам электрод надо располагать перпендикулярно плоскости шва (рис. 2 а), но с наклоном в 105 градусов к уже проваренному участку (рис. 2 б). Не нужно вести электрод вдоль сварного шва, как карандаш вдоль линейки. Расслабьте кисть и делайте так, чтобы кончик стержня выполнял челночные движения (рис 3.).

При таком движении тело проволоки, расплавляясь, будет качественнее соединять кромки свариваемых заготовок. На первых порах вы сможете освоить наиболее простое зигзагоподобное движение электрода, а в дальнейшем вам под силу уже будет применять и более сложные, но надежные швы. Они будут ложиться более красиво, а скорость сварки заметно увеличится.

Прокалка в духовке

Тем не менее следует упомянуть о факторе, из-за которого вы не сможете начать как следует варить, даже набив руку, правильно подобрав электроды и отрегулировав необходимую силу тока. Этот фактор – отсыревание обмазки. Выпуская электроды, изготовители их тщательно просушивают, но не всегда условия дальнейшего хранения соответствуют требованиям. Это касается и оптовых складов, и магазинов, и домашних мастерских. Иногда производители упаковывают свою продукцию в полиэтиленовую упаковку, но после вскрытия она уже не может обеспечить защиту от влаги гигроскопичной обмазки. Используя отсыревшие электроды, вы сталкиваетесь со следующими проблемами:

• залипанием стержня и увеличением времени сварки;
• образованием свищей в свариваемом металле;
• образованием пор (раковин) в самом шве.

Все же способы борьбы с излишней влагой в защитном покрытии электродов есть. Их нужно прокалить в течение некоторого времени в духовке. Зачастую производители пишут на пачках со своей продукцией о времени и температуре прокалки. В зависимости от типа изделий, просушка может занимать от 1 до 5 часов при температуре от 250 до 350 градусов.

После прокалки обмазка теряет влагу, но остается такой же гигроскопичной, поэтому хранение оставшихся после работы электродов лучше организовать в сухом месте, а еще лучше поместить их в полиэтилен.

Пожалуй, сведений для начала освоения увлекательного дела, которым является сварка электродами, достаточно.