Домашнее хозяйство: как правильно варить сваркой

Какие могут быть ошибки

При проведении сварочных работ своими руками новички могут допускать следующие ошибки:

• неправильно выбран режим работы сварочного аппарата;
• расплав в ванной сформирован не с той структурой, которая требуется;
• сила тока не соответствует металлу или его толщине, в результате чего наблюдаются проплавления или несваренные участки;
• неверно выбрана полярность подключения массового и электродного кабелей;
• сварочный аппарат запитан от нестабильной сети, в результате чего может выйти из строя и потребуется дорогой ремонт;
• сварные швы формируются без прихватов, за счёт чего стыковка элементов конструкции выполняется не в соответствии с требованиями по сборке;
• соединяются детали без зачистки до чистого металла;
• не соблюдены меры пожарной безопасности.

При отсутствии опыта сварочных работ рекомендуется использовать универсальные электроды диаметром 3,2 мм. Они позволяют обучиться азам за счёт отсутствия сложностей при регулировке аппарата, подборе скорости перемещения.

Самоучитель по розжигу дуги

Как научиться варить электросваркой можно узнать на обучающем видео. Все начинается с разогревания электрода. Чтобы возбудить электрическую дугу между массой и концом электрода, необходимо легонько постучать последним об поверхность. Рекомендуется это сделать на отдельной пластине, чтобы не оставить следов на изделии. Разогретый электрод подносят к месту соединения, и дуга возбуждается от малейшего касания с поверхностью.
Первое время, можно просто сжечь пару электродов, для того чтобы рука привыкла к дистанции и стабильном удержании дуги. Это поможет освоиться и зрительно, когда в маске перестанет все сверкать, и придет понимание происходящего процесса. Для различия расплавленного шлака и металла в сварочной ванне, стоит запомнить, что самый белый и яркий свет исходит от стали, а красноватый от шлака. Научившись различать эти составляющие можно лучше формировать швы и замечать не проваренные места.

О каких дефектах стоит знать, чтобы сделать правильный шов?

1. Непровар. Шов недостаточно заполнен металлом, обладает в этом месте недостаточной прочностью. Вызывается пониженным напряжением дуги либо превышением скорости движения держателя.
2. Подрез. Углубление вдоль линии шва. Вызывается превышением расстояния от электрода до заготовки. Помогает некоторое увеличение значения рабочего тока.
3. Прожог. Появление дырок в заготовках. Появляется при завышенном значении рабочего тока и при замедлении скорости ведения электрода. Бывает также при слишком большом зазоре между кромками деталей.
4.  Поры. Возникают при нарушении защитной среды, предотвращающей контакт сварочной ванны с воздухом. Следует принять меры к устранению сквозняков.

При недостаточно прочной фиксации заготовок или пренебрежении прихватками могут появляться трещины. Они возникают во время остывания деталей и действия на них термических напряжений.

Дефекты сварных швов

У начинающих сварщиков часто при выполнении швов встречаются ошибки, которые приводят к появлению дефектов. Некоторые из них критичны, некоторые — нет

В любом случае, важно уметь определить ошибку, чтобы затем исправить ее. Самые распространенные среди новичков дефекты — неодинаковая ширина шва и его неравномерное заполнение

Происходит это из-за неравномерных движений кончика электрода, изменении скорости и амплитуды движений. По мере накопления опыта эти недостатки становятся все менее заметными, через некоторое время вообще исчезают.

Другие ошибки — при выборе силы тока и величины дуги — можно определить по форме шва. На словах описать их сложно, проще изобразить. На фото ниже показаны основные дефекты формы — подрезы и неравномерное заполнение, прописаны причины, их вызвавшие.

Ошибки, которые могут возникнуть при сварке

Непровар

Одна из ошибок, которые допускают начинающие сварщики: непровар

Этот дефект состоит в неполном заполнении стыка деталей. Этот недостаток необходимо корректировать, так как он влияет на прочность соединения. Основные причины:

• недостаточный сварочный ток;
• высокая скорость движения;
• недостаточная подготовка кромок (при сварке толстых металлов).

Устраняется корректированием тока и уменьшением длины дуги. Подобрав правильно все параметры, от такого явления избавляются.

Подрез

Этот дефект — канавка вдоль шва на металле. Обычно возникают при слишком длинной дуге. Шов становится широким, температуры дуги для прогрева не хватает. Металл по краям быстро застывает, образуя эти канавки. «Лечится» боле короткой дугой или корректировкой силы тока в большую сторону.

Подрез в угловом соединении

При угловом или тавровом соединении подрез образуется из-за того, что электрод больше направлен на вертикальную плоскость. Тогда металл стекает вниз, снова образуется канавка, но уже по другой причине: слишком сильном нагреве вертикальной части шва. Устраняется снижением силы тока и/или укорочением дуги.

Прожог

Это сквозное отверстие в сварном шве. Основные причины:

• чересчур большой ток сварки;
• недостаточная скорость движения;
• слишком большой зазор между кромками.

Так выглядит прожог шва при сварке

Способы исправления понятны — пробуем подобрать оптимальный сварной режим и скорость движения электрода.

Поры и наплывы

Поры выглядят как небольшие отверстия, которые могут группироваться в цепочку или быть раскиданы по всей поверхности шва. Являются недопустимым дефектом, так как значительно снижают прочность соединения.

Поры появляются:

• при недостаточной защите сварной ванны чрезмерном количестве защитных газов (электроды низкого качества);
• сквозняке в зоне сварки, который отклоняет защитные газы и кислород попадает к расплавленному металлу;
• при наличии загрязнений и ржавчины на металле;
• недостаточной разделке кромок.

Наплывы появляются при сварке с присадочными проволоками при неправильно подобранных режимах и параметрах сварки. Представляют собой затекший металл, который не соединился с основной деталью.

Основные дефекты сварных швов

Холодные и горячие трещины

Горячие трещины появляются в процессе остывания металла. Могут быть направлены вдоль или поперек шва. Холодные появляются уже на холодном шве в тех случаях, когда нагрузки для этого типа шва чересчур велики. Холодные трещины ведут к разрушению сварного соединения. Эти недостатки лечатся только повторной сваркой. Если недостатков слишком много, шов срезают и накладывают повторно.

Холодные трещины ведут к разрушению изделия

Технология сварочных работ

На сегодняшний день известны следующие разновидности электродуговой сварки:

1. Сварка неплавящимся электродом.

   Вольфрамовый (или графитовый) стержень, используемый как электрод, не плавится, но поддерживает электрическую дугу. Наплавляемый металл подаётся в виде проволоки или прутка. Такой вид сварки может работать и без присадочного материала, в режиме паяльника.

2. Сварка под флюсом.

   Электрод, создающий электрическую дугу, подаётся внутрь слоя флюса, которым покрыта деталь. Таким образом создаются условия для идеального соединения металлов, не подверженного разрушающему влиянию воздуха.

3. Полуавтоматическая дуговая сварка.

   Роль электрода выполняет проволока из металла, к которой подаётся электрический ток. По мере её плавления происходит автоматическая подача (так, чтобы длинна дуги сохранялась постоянной). В тоже время к месту сварки нагнетается защитный газ — углекислый или аргон. В результате значительно повышается качество сварного шва.

В домашних условиях такие виды сварки практически не применяются. Поэтому перейдём к рассмотрению четвёртого вида сварочных работ — ручной электродуговой сварки.

Ручная дуговая сварка основана на применении специального электрода в обмазке

Электросварочные аппараты для ручной сварки разделяют на два типа — переменного тока и постоянного тока. Использование переменного тока позволяет конструировать приборы высокой производительности и мощности. Преимуществом постоянного тока, благодаря отсутствию смены полярности, является более ровный шов с меньшим количеством металлических брызг.

Ремонт подводного трубопровода

Работа сварочного аппарата основана на создании электрической дуги в месте соприкосновения двух металлических деталей. Высокая температура (до 7000о С) расплавляет материал до жидкого состояния и происходит диффузия — смешивание на молекулярном уровне.

Принципиальным отличием сварки от склеивания является отсутствие вспомогательных материалов — соединяемые детали превращаются в монолитную конструкцию.

Поэтому нужно отчётливо понимать, что для правильного применения сварки использовать можно только однородные металлы. Нельзя приварить алюминий к железу или медь к нержавейке. Температура плавления у разных материалов различная, а создание сплавов не входит в круг возможностей сварочного оборудования.

Для сварки железных конструкций существуют различные сварные аппараты.

• Трансформаторы. Служат для преобразования сетевого тока напряжением 220 В, в ток с параметрами необходимыми для создания высокотемпературной электрической дуги. Происходит это за счёт понижения напряжения (не более 70 В) и повышения силы тока (до тысяч ампер). Сегодня такие приборы постепенно уходят в прошлое, так как для бытового использования они слишком громоздки и потребляют большое количество электроэнергии. Кроме того, работа трансформатора не отличается стабильностью и негативно влияет на состояние сети в целом — при включении создаются перепады напряжения, страдает чувствительная бытовая техника. Бывают одно и трёх фазными.

• Выпрямители.

  Преобразуют переменный ток потребительской сети в постоянный. Принцип работы таких приборов основан на использовании выпрямляющих кремниевых диодов, которые также называются вентилями. Характерным отличием сварочного аппарата постоянного тока от сварочного переменного тока, является сильный нагрев электрода на плюсовом полюсе. Это даёт возможность контролировать процесс сварки: осуществлять «щадящую сварку», манипулируя настройками ощутимо экономить электроды при резке металла.

• Инверторы.

  Довольно долгое время (до 2000 г.) были недоступны для широкого применения в быту в силу высокой стоимости. Но в последствии приобрели большую популярность. Принцип действия инвертора состоит в преобразовании сетевого переменного тока в постоянный, а затем — снова в переменный, но уже высокочастотный ток. Отличие данной схемы от трансформаторной сварки в том, что дуга, полученная от преобразованного постоянного тока, более устойчивая.

Главным преимуществом инверторной сварки является улучшение динамики электрической дуги, а также ощутимое снижение веса и габаритов установки (по сравнению с прямыми трансформаторами). Кроме того, появилась возможность плавной регулировки выходящего тока, что заметно повысило КПД агрегата и обеспечило лёгкость зажигания дуги во время работы.

Но есть и недостатки:

• временные ограничения в использовании, что связано с нагревом электронной схемы преобразования;
• создание электромагнитного «шума», высокочастотных помех;
• негативное влияние влажности воздуха, что приводит к образованию конденсата внутри прибора.

Пошаговая инструкция по проведению сварочных работ

Перед началом сваривания необходимо проверить место проведения работ на соответствие технике безопасности. На участке не должно быть лишних предметов, особенно легковоспламеняющихся, луж с водой, разлитого масла.

Следует проверить на исправность и подключить оборудование. Плита должна быть заземлена. На деталь цепляется зажим с соответствующим значением тока. Заготовка подготовлена к сварке, если выполнены следующие действия:

• места соединений зачищены;
• заготовка установлена на сборочную плиту или стеллаж и закреплена;
• детали соединены между собой прихватами или зажаты в специальном устройстве.

Начинать варить следует после полной подготовки места, оборудования и инструмента.

Инструменты и средства защиты

Кроме зажима для электродов у сварщика всегда должен быть с собой тонкий металлический молоток, чтобы отбивать шлак. Шов проверяется на наличие непроваров, подрезов, волчков. При необходимости режим работы можно изменить.

Сварка относится к числу вредных и опасных работ

Соблюдение техники безопасности особенно важно для начинающих работников, которые еще не имеют практических навыков. При проведении сварочных работ можно получить повреждения разного типа: поражение током, ожоги, поражение глаз, отравление парами при сгорании флюса

Обязательные средствами защиты для сварщика при работе являются:

• маска;
• рукавицы или перчатки;
• штаны и куртка;
• рабочие ботинки;
• брезент.

Маска с темным стеклом защищает глаза от слепящего света, возникающего при сваривании. Рукавицы и костюм из негорючих материалов закрывают кожу от брызг металла и искр.

Инструменты и средства защиты

Какие электроды использовать

Толщина металла и количество накладываемых швов определяют диаметр электрода. При сварке деталей большой толщины корневой шов прокладывается тонким электродом 2–3 мм. В дальнейшем используют четверку. При толщине листа более 20 возможно применение электрода диаметром 6 мм.

Для сваривания конструкций из низколегированных сталей, применяют электроды с обмазкой марок: УОНИ, ОЗС, АНО. Они широко используются в создании строительных конструкций, при прокладке трубопроводов и сварке других деталей, к которым предъявляются высокие требования в прочности соединений.

При сварке высоколегированных и углеродистых старей специалисты рекомендуют использовать хромоникелевые электроды марки ЭА 395.

Качественную сварку цветных металлов производят с помощью рутиловых электродов серии МР 3С. Вольфрамовые неплавящиеся марки WC 20 подходят для соединения деталей из сплавов цветных металлов.

Хромоникелевые и рутиловые электроды рекомендуют для обучения процессу сварки. Они легко зажигаются, хорошо держат дугу.

Подготовка

Перед началом работы следует провести подготовку металла под сварку. Поверхность заготовки должна быть очищена от грязи, масел, ржавчины. Пленки окислов удаляются химическим путем непосредственно перед сваркой.

Если толщина шва превышает 3–5 мм, следует разделать кромки на станке, сняв их под углом 45⁰.

Свариваемые детали соединяются прихватами. При массовом производстве могут использоваться специальные приспособления.

Зачистка места соединения

Подключение

Перед работой проверяется состояние оборудования и заземление. Затем к детали подключается 0 или минус, в зависимости от типа применяемого тока. Оборудование включается в сеть и производится настройка режимов. После этого вставляется электрод, включается сварочный аппарат.

Сварочный процесс

Перед тем как варить аппарат настраивается на нужный режим работы в соответствии с толщиной, материалом детали и рекомендованными для электродов токами. После этого можно приступить непосредственно к сварке.

1. Зажечь дугу.
2. Нагреть сварочную ванну.
3. Электродом перемещать расплавленный металл вдоль шва, обеспечивая соединение кромок.

Во время проведения работ следует следить, чтобы флюс не оставался в шве, а расплавлялся и всплывал.

Подробности

Типы аппаратов для сварки

На строительном рынке есть множество моделей сварочных аппаратов, и среди всего разнообразия стоит выделить следующее:

• Выпрямители.
• Плазменные.
• Трансформаторы.
• Автоматы.
• Инверторы.
• Полуавтоматы.

В условиях дома или мастерской обычно используют трансформаторы из-за малой стоимости, а также инверторы из-за удобства и простоты выполнения работ. Остальные потребуют либо особые условия для работы, которые можно создать лишь на производстве, или потребуется длительное приобретение навыков и особое обучение.

Трансформаторные

Устройство подобных автоматов самое обычное – это понижающий и мощный трансформатор, причем именно в его вторичную обмотку и включают электрическую рабочую цепь. Достоинства такого устройства заключаются в его простоте, неприхотливости, живучести и дешевизне. А из недостатков выделим большой вес и размеры, низкий уровень стабильности дуги, работа на переменном токе и создание бросков напряжения в сети питания. Подобный аппарат потребует от сварщика большого опыта и мастерства. Для обучения начинающего мастера устройство плохо подходит.

Инверторы

Кроме того, устройство не вызывает напряжения бросков в сети питания. Но есть пару недостатков – высокая стоимость и малая степень устойчивости к морозу. Обучение начать стоит именно с инвертора, потому что стабильность параметров души и наличие дополнительных функций облегчат старт и предотвратят залипание, а также дадут возможность новичкам сосредоточиться на шве и как можно скорее освоить новую для них технологию.

Что нужно для выполнения работ начинающим мастерам

Для того, чтобы приступить к обучению, потребуется выбрать соответствующую экипировку и оборудование

Особое внимание стоит уделять собственным средствам защиты, потому что сварочные работы представляют собой вредный процесс для органов дыхания и зрения. Потребуется организовать рабочее место, а если оно находится в мастерской, то комнату потребуется снабдить эффективной вытяжной системой и прекрасным освещением

Чтобы правильно варить металл инвертором или другим приспособлением, немаловажную роль  будет играть и место. Если вы желаете начать обучение на свежем воздухе, то делать это следует на сухом основании и под навесом, который будет защищать вас и оборудование от дождя. Рабочее место должно получится просторным, не быть захламленным, а также не стеснять движения сварщика. Кабели следует прокладывать так, чтобы вы на них не наступили и не запнулись при перемещении вокруг заготовок. В качестве заготовки для отработки навыков стоит выбирать обрезки проката и стальные листы, а начинать с важных конструкций не рекомендуется.

Средства защиты и инструменты

Из инструментария, оборудования и материалов нужно:

• Болгарка (УШМ) для нарезания заготовок и зачистки швов.
• Набор ручных слесарных инструментов – зубила, молотки, пассатижи и прочее.
• Щетка из металла для зачистки заготовок.
• Струбцины и зажимы для того, чтобы заготовки были соединены между собой.
• Электроды.

И, конечно же, вам потребуется инвертор.

Какие выбрать электроды

Чтобы научиться хорошо варить металл, потребуется выбрать сварочные материалы по типу свариваемых материалов и их толщиной. В качестве задания для учебы стоит выбирать стандартные низкоуглеродные конструкционные стали. Для них прекрасно подойдут популярные электроды с обмазкой. Обычно требуется учить на электродах с диаметром 1.6, 2 и 3 мм (это для тонкостенных конструкций), а с толщиной от 4 до 6 мм для сваривания заготовок с толстыми стенками.

Чаще всего для домашних условиях применяют электроды с диаметром в 3 мм, а более тонкие подойдут для сваривания деталей с тонкими стенками. Мощность устройства обязательно должна соответствовать диаметру электрода, а  в руководстве пользователя есть табличка для определения рабочего тока по номера электрода.

Подготовка рабочего места

Как научиться варить электросваркой в сжатые сроки? За один день этого сделать не получиться, но применяя советы из разнообразных видео и подготовив все необходимое на рабочем месте, можно быстро приступить к практике.

Чтобы научиться варить сварочным инвертором нужна пластина для розжига электрода. Не всегда можно присоединить массу на изделие, поэтому потребуется небольшой металлический столик или основание

Под рукой у сварщика должен быть молоток для корректировки правильности фиксации металлических частей, шлакоотделитель, и средство для тушения огня (песок или огнетушитель).
Сваривать металл инвертором важно, будучи хорошо защищенным от вредных воздействий. Независимо от места выполнения работ (домашние или производственные условия) у каждого сварщика должны быть:

• защитная маска со светофильтром, соответствующим освещению на рабочем месте (в фильтре №5 будет плохо видно в помещении, в №3 будет очень слепить глаза на улице);
• рукавицы из брезентовой ткани для защиты от температуры и брызг;
• толстая, не воспламеняющаяся одежда, не заправленная за пояс;
• ботинки;
• головной убор для защиты от летящих капель шлака.

Сварка трубопровода

С помощью дуговой электрической сварки можно сделать горизонтальный шов, который проходит по окружности трубы и вертикальный, который проходит сбоку, А также верхний и нижний швы. Самым удобным вариантом является нижний шов.

Трубы из стали нужно проваривать встык, сваривая при этом все кромки по высоте стенок. Во время работы электрод нужно установить под углом 45 градусов — это делается для того, чтобы снизить наплывы внутри изделий. Ширина шва должна составлять 2−3 мм, высота — 6−8 мм. Если сварка идет внахлест, то здесь уже необходимая ширина 6−8 мм, а высота — 3 мм.

Непосредственно перед началом работ нужно провести подготовительные процедуры:

• Нужно очистить деталь.
• Если края трубы деформированы, то выровнять их или отрезать углошлифовальной машинкой, или по-простому болгаркой.
• Кромки, где будет проходить шов, необходимо зачистить до блеска.

После подготовки можно приступать к работе. Необходимо сваривать все стыки непрерывно, полностью проваривая. Стыки труб с шириной до 6 мм свариваются в 2 слоя, при ширине 6−12 мм в 3 слоя и при ширине стенок больше 19 мм в 4 слоя. Главная особенность заключается в постоянной очистке труб от шлака, т. е. после каждого выполненного слоя необходимо очищать его от шлака и только потом варить новый. Особую внимательность нужно проявлять при работе над первым швом, необходимо сплавить все притупления и кромки. Первый слой тщательно проверяют на наличие трещин, если они присутствуют, то необходимо их выплавить или вырубить и наварить заново.

Все последующие слои привариваются при медленном поворачивании трубы. Последний слой приваривают с ровным переходом на основной металл.

Ошибки начинающих сварщиков

Чтобы узнать, как правильно варить электросваркой, нужно рассмотреть основные ошибки, которые допускают новички:

1. Слишком быстрое перемещение электрода, при этом образуется неровный шов.
2. Слишком медленное перемещение шва, при этом в металле образуются дырки и прожоги.
3. Слишком неровный и плоский шов. Главная ошибка здесь в угле наклона электрода.
4. Непроварка металла. Это происходит потому что не был соблюден 5 мм зазор между металлом и электродом, т. е. зазор был слишком маленький.
5. В обратном случае, когда зазор слишком велик — металл не проваривается.

Все вышеперечисленные ошибки — это только самые грубые. Есть еще много нюансов, разобраться в которых можно только с опытом.

При сварке тонкостенного металла или профиля необходим тщательный подход к работе. Тонкие детали можно сваривать, наложив очищенный электрод и варить прямо поверх него.

Разительно отличается сварка по цветным металлам, т. к. требует других электродов. Еще необходима специальная защитная среда. Сейчас можно купить универсальные аппараты, которые варят практически любые металлы.

Также существуют полуавтоматические аппараты для работы с тонкостенными металлами. Суть его заключается в наплавлении специальной проволоки.

Как варить профильные трубы

• сваривание осуществляется током от 10 до 60 А;
• диаметр электродов составляет от 0,5 до 2 мм.
• соединение выполняется в один проход;
• качество шва зависит от скорости сваривания; исполнителю нужно успеть произвести сварку прежде, чем рабочие кромки начнут остывать (хотя некоторыми марками, например, рутиловыми можно варить с отрывом).

Также существуют общие сведения (для изделий со стенками любой толщины), которые помогут исполнителю понять, как сваривать профильные трубы:

• при воздействии высоких температур трубы профильного сечения в большей мере подвержены деформации, чем круглые;
• расплавление металла может привести к заполнению и перекрыванию внутреннего пространства. Поэтому в тех случаях, когда пустотелость важна, следует следить за отсутствием капель металла внутри изделия;
• торцевое соединение способствует появлению высокого напряжения на углах, которые возникает из-за неравномерного нагрева и неправильного формирования валиков.