Сварка электродами, как правильно варить начинающим

Возможные дефекты сварочных соединений и швов

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

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

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

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

Выбор маски

Каким бы способом не производилась сварка, это является небезопасным процессом, который может нанести существенный ущерб здоровью, в частности зрению сварщика. Необходимой принадлежностью является маска, которая защитит от возможного попадания искр на лицо, шею и глаза и появления ожогов.

Маска защищает от ультрафиолетового и инфракрасного излучений. Она также защитит от возможности попадания на кожный покров и в глаза раскаленных частичек металла и от вредных испарений газа. Маска является неотъемлемой составляющей экипировки сварщика независимо от того, имеется ли у него многолетний опыт или он взялся за такую работу в первый раз.

В продаже имеется большой выбор масок. Однако помимо типа этого вида защиты, необходимо правильно выбрать размер. Маска должна сидеть на голове плотно и не сваливаться в самый неподходящий серьезный момент. Иначе вместо защиты она станет вещью, которая представляет дополнительную опасность.

Не подойдет и маска, которая для конкретного человека является маленькой. Маска в идеальном варианте должна сидеть на голове плотно и не сваливаться. Поэтому имеет смысл приобретать ее не по интернету, а при личном визите в магазин.

В сварочной маске находится прозрачное смотровое окно, через которое имеется возможность наблюдать за процессом сварки. Это окно имеет покрытие из пластика или тонированного стекла. К самым элементарным видам маске относятся сварочные очки.

Открытый вид похож на обычные очки, имеющие особые стекла. Закрытий тип имеет возможность фиксации с помощью резинки. Для покрытия окна используются минеральное стекло или поликарбонат. В большинстве моделей имеется защита стекол от запотевания. Недостатком являются открытые участки лица и шеи. Для того, чтобы научиться сварке, рекомендуется приобретать другие виды защиты лица. Хорошим вариантом защиты являются защитные маски.

Преимущество сварочной маски — полная защита лица, глаз и шеи. Предпочтение следует отдавать тем видам, которые имеют крепление на голове, а не тем, которые приходятся держать в руке.

Необходимо учитывать, что во время сварки время от времени приходится осматривать промежуточные результаты работы или заменить сгоревший электрод. Для этого приходится освобождать лицо от маски, что является крайне неудобным. Эту проблему решает такой вид защитной маски, как «Хамелеон».

Это можно считать прорывом в области экипировки сварщика, и дарит ему массу удобств, являясь наиболее удобным вариантом, при котором используется автоматическая регулировка затемнения стекол. Светофильтр на основе кристаллов пропускает только видимые лучи, а ультрафиолетовые и инфракрасные задерживает. Имеется основательная защита шеи. Маска сидит на голове плотно, но без лишнего напряжения, благодаря регулятору расположения. Наличие вентиляции предохраняет стекла от запотевания.

Основную важную функцию выполняет регулятор автозатемнения. Благодаря его наличию сварщик может не снимать маску с головы или приподнимать ее. Маска сама отслеживает уровень освещенности благодаря наличию поляризационных фильтров. Когда происходит сваривание, стекла приобретают максимальное затемнение, а при прекращении воздействия яркого света они становятся более прозрачными. Светофильтр также отреагирует на изменение яркости горения дуги.

Маски подобного класса имеют небольшой вес. К преимуществам относится возможность широкого обзора. Сварочные работы для начинающих рекомендуется производить в таких универсальных масках, что будет обеспечивать максимальную безопасность.

Нельзя ничего оставлять незащищенным, поэтому кроме маски следует позаботиться о плотной одежде, брезентовых рукавицах, крепкой обуви и прочном головном уборе. Идеальным вариантом будет приобретение специального костюма, изготовленного для защиты во время сварки.

Возбуждение сварочной дуги

Чтобы возбудить дугу, существует несколько способов.

Вариант 1. Сварщик кончиком электрода должен прикоснуться к металлической поверхности, затем быстро отвести его назад на несколько миллиметров (2 – 4). Как результат появится дуга. Её длина поддерживается медленным опусканием электрода. Все зависит от величины расплавления. Перед тем как образуется дуга, лицо работника обязательно должно быть закрыто защитным щитком.

Вариант 2. Возбудить сварочную дугу можно и другим способом. Кончиком электрода сварщик быстро проводит по металлической поверхности, затем также быстро поднимает его на пару миллиметров. Между электродом и поверхностью металлом появится дуга. Во время сварки необходимо стремиться поддерживать очень короткую дугу. Возле шва будут образовываться небольшие капли металла. Плавление электрода будет плавным и спокойным. Шов получается глубоким и прочным.

Если размер дуги будет слишком длинным, основной металл недостаточно хорошо проплавится. Металл электрода при сварке начнет окисляться, появятся сильные брызги. Шов после такой сварки будет неровным, с многочисленными окисными вкраплениями.

Длину дуги можно легко определить по звуку её горения. Если длина имеет стандартные значения, звук будет однотонным и равномерным. Очень длинная дуга начнет издавать резкие звуки, которые будут постоянно сопровождаться сильными хлопками.

Если дуга оборвалась, ее возбуждают снова. Кратер, на котором оборвалась дуга, тщательно заваривают. Если необходимо сварить очень важный узел, который будет эксплуатироваться при знакопеременной нагрузке, а также возможно появление «усталости», категорически запрещается возбуждать дугу прямо на поверхности основного металла. Если возбуждение будет происходить не по шву, возможно появление «ожога» металла. В этом месте шов может просто разрушиться при эксплуатации детали.

Сварка труб электродом

Отдельного внимания заслуживает сварка труб электродом. Считается, что если сварщик научился варить трубы, то он получил весь необходимый опыт и может называться «гуру».

Вот несколько секретов сварки труб, которые помогут вам быстрее освоить данный навык и стать успешным в сварочном деле:

• По возможности используйте сварку труб встык. Обязательно тщательно подготавливайте и выравнивайте кромки свариваемых изделий;
• Чтобы уменьшить наплыв металла внутри трубы, старайтесь варить трубы под небольшим углом, не более чем в 45°;
• Выдерживайте минимально возможную ширину и высоту сварочного шва. Высота должна быть в пределах 3 мм, а ширина 8 мм.

Как варить инвертором тонкий металл. РДС- Ручная дуговая сварка.

Основная сложность у новичков бывает зажигание сварочной дуги. Если опыта и практики недостаточно, то прожега не избежать. Необходимо тренироваться, больше никак.

Полярность, применяемая при сварке тонкого металла инвертором – обратная. За счет этого детали будут меньше греться и прогорать.

В самом начале необходимо прокалить электроды по данным завода-изготовителя их пишут на пачке. Без прокалки процесс будет идти не стабильно и будут газовые поры в шве.

Первый способ, при котором используется отбортовка.

Тип соединения С1 по ГОСТу 5264.

На заготовках делается отбортовка. Высота ее от 1 до 4.5 мм. Загнуть ее можно как в тисках с помощью молотка, так и на специальных гибочных устройствах. Далее зачищаем кромки от любых загрязнений, а также от влаги. Будет просто шикарно если еще и обезжирить. Для этого подойдет специальный обезжириваетесь, ацетон или растворители типа 646 и др. Все детали подготовили.

Теперь нужно настроить аппарат для тонкого металла.

Электроды берем диаметром от 1,6…2,0 до 2.5 мм. Электроды можно взять, с основным покрытием (к примеру УОНИ 13-55), или с рутиловым (МР-3, Esab ОК-46 и прочие).

Ток предварительно настраиваем на пробной заготовке. Необходимо выставить такое значение тока, чтобы металл не прожигался, а дуга устойчиво горела. Для изделий из тонкого железа значения сварочного тока 30 А – 48 А (в принципе можно до 60 А) при использовании электрода диаметром 2 мм. Для каждого аппарата значение будет индивидуально. Именно поэтому рекомендуем предварительно настроить сварочный ток на пробной заготовке.

Теперь заготовки необходимо собрать на прихватки. Собираем детали без зазора и ставим прихватки по краям изделия. Для того чтобы уменьшить нагрев, электрод ведем углом вперед.

Начинаем варить на прихватке. Электрод ведем без колебательных движений, просто вперед

Важно как можно реже останавливаться. Если необходимо прервать процесс, к примеру для смены электрода, то зажигать дугу и начинать варить необходимо на сварочном шве

Предварительно зачистив его от шлака и уже с него переходить на кромки. Иначе будет прожег.

Таким способом получается хороший сварочный шов с дополнительной жесткостью от отбортовки.

Рассмотрим еще один способ как правильно варить тонкий металл электродом.

Если необходимо сваривать детали с толщиной стенки 1 мм без отбортовки, то нужно сделать теплоотвод.

Для теплоотвода подойдет кусок алюминия или еще лучше меди. На теплоотвод укладываем детали.

Теперь необходимо настроить ток. Значение те же 35-45 А. Полярность – обратная. Варим углом вперед. Устанавливаем прихватки отступив 5-10 мм от края. Если этого не сделать, железо на краю очень быстро нагреется и прогорит. Теплу просто некуда будет уходить. Электроды как у в предыдущем способе диаметром от 1.6 — 2.5 мм.

Все готово, можно начинать варить.

1. Начинаем варить не от края, а на прихватке.
2. Провариваем короткий участок 4-6 мм и обрываем дугу. Длину провариваемого участка оценивать по цвету металла. Как края стали красными – обрываем дугу.
3. Повторно зажигаем дугу только после того, как металл остынет, и краснота спадет. Начинать необходимо на сваренном участке.
4. Провариваем 4 – 6 мм и обрываем дугу. Так повторяем данный процесс до конца стыка. Процесс представляет собой как бы множество сварочных точек.
5. После того как проварили шов, необходимо доварить небольшой участок, который оставили вначале.

Завершение процесса.

В данном случае очень важен теплоотвод, если опыта мало. Вертикальная сварка инвертором для начинающих или выполнение на весу дадутся не просто. В этом случае длинна сварочной «точки» будет очень короткая. Также во многом важен опыт.

При выполнении сварки тонкого металла важно  удержание короткой дуги. Не более 1/2 диаметра электрода

Данным способом можно заварить тонкий металл автомобиля глушитель или кузовные детали.

Преимущества

К достоинствам полуавтоматической сварки относятся:

• легкость применения;
• высокая производительность;
• возможность сваривания во всех пространственных положениях;
• деформации шва являются минимальными;
• возможность сварки тонких соединений;
• небольшая чувствительность по отношению к загрязнениям и ржавчине;
• цинковые покрытия не повреждаются при сварке с медной проволокой;
• получение шва высокого качества.

Недостатком является улетучивание газовой защиты на сквозняке. Относительная легкость управления процессом делает возможной сварку полуавтоматом для начинающих.

Какие виды сварочных инструментов бывают

Перед тем, как научиться пользоваться сваркой в домашних условиях, рассмотрим виды электросварочных инструментов. Дуга, возникающая при плавлении металла, может формироваться двумя способами — при помощи постоянного и переменного тока. Если сварка производится переменным током, то это говорит о применении трансформаторов. Постоянным током варят инверторные аппараты.

Трансформаторы для сварки применяются все реже, так как их вытесняют более эффективные, надежные, недорогие и легкие по весу инверторы. Трансформаторные виды аппаратов варят при помощи переменного тока, в результате чего происходит возникновение «скачков» дуги. Трансформаторные устройства имеют большой вес, так как их основу составляют металлические сердечники с медной обмоткой.

Если говорить о других недостатках трансформаторных сварочных аппаратов, то у них их очень много:

• Издает шум при работе
• «Садит» сеть при выполнении работ, поэтому наблюдаются перепады напряжения, негативно влияющие на работы бытовых приборов
• Новичкам очень трудно освоить технику соединения трансформаторной сваркой

Если говорить о преимуществах, то они также есть у трансформаторных устройств. Они не прихотливы в применении, служат практически вечно и стоят не дорого.

Инверторные аппараты работают от переменной сети 220В. Главное их отличие от трансформаторных устройств в размерах и весе. Вместо громоздкого трансформатора, в конструкции инверторных устройств используется плата с полупроводниковыми элементами. Они не только имеют малые габариты и вес, но еще и просты в применении. Если собираетесь научиться работать сварочным аппаратом, то делать это рекомендуется с применением инверторного устройства. Именно на примере инверторных сварочных устройств рассмотрим принцип нанесения сварочных швов с целью объединения двух металлических деталей.

Основы ручной сварки

При сварке плавящимся электродом он является источником и плавящей металл дуги, и вносимого в шов металла. Для защиты зоны расплавленного металла (сварочной ванны) используется специальная флюсовая обмазка, покрывающая электрод. В зависимости от назначения электрода состав обмазки изменяется. Также от него очень сильно зависит характер горения электрода, легкость поддержания дуги и качество шва.

• Кислое покрытие содержит в качестве базового компонента оксиды железа и кремния. При его использовании металл в сварочной ванне активно кипит, что позволяет удалять газовые поры из шва. Сварка электродами с кислым покрытием может вестись на переменном и постоянном токе любой полярности. Шов хорошо идет даже по загрязненному металлу, так как посторонние включения окисляются и выводятся из ванны со шлаком. Главный недостаток этого типа обмазки – склонность шва к растрескиванию, из-за чего электроды такого типа применяют только на неответственных соединениях деталей из вязких низкоуглеродистых сталей.
• Для обмазки электродов с основным покрытием используется в основном фторид и карбонат кальция. При горении электрода с основным покрытием активно образуется углекислый газ, защищающий сварочную ванну от окисления атмосферой. Не раскисляющийся шов получается прочным, без склонности к кристаллизации и растрескиванию. Обратная сторона этого плюса – высокие требования к чистоте поверхностей, так как шлак при сварке электродами с основным покрытием отделяется плохо. Сварка ведется постоянным током с обратной полярностью.
• Электроды с рутиловым и рутилово-целлюлозным покрытием наиболее универсальны, могут использоваться на всех видах тока (некоторые составы обмазок при работе на постоянном токе требуют определенной полярности). Сварочная ванна раскисляется умеренно, что позволяет отделять шлаки и газовые включения, но при этом сохраняется и достаточная прочность шва.

Толщина электрода определяет необходимый для стабильного горения дуги ток, а, следовательно, и тепловую мощность дуги. Поэтому сварку тонкого металла (листового железа, тонкостенных труб) производят тонкими (1,6-2 мм) электродами на небольшом токе. Точное значение тока зависит от многих параметров: типа электрода, направления ведения шва и указывается в виде таблицы на упаковке с электродами. Существует следующая классификация швов:

• Нижний шов – самый простой. Свариваемые детали лежат горизонтально, сварочная ванна стабильна, так как сила тяжести направлена вниз. Это наиболее простой вид шва, с которого начинается обучение любого сварщика.
• Горизонтальный шов ведется в том же направлении, но при этом требуется гораздо большее мастерство сварщика, чтобы удердать металл в ванне.
• Вертикальный шов еще сложнее. При этом электрод ведется снизу вверх, чтобы не давать расплавленному металлу вытекать из сварочной ванны. В противном случае шов получается неравномерный, с наплывами и неглубоким проваром.
• Самый сложный шов – это потолочный, так как во время сварки шов сварочная ванна находится над электродом. Отработанная техника сварки потолочным швом – признак высокой квалификации электросварщика.

Для многих сварщиков становится серьезным испытанием сварка труб – ведь при этом нижний шов плавно переходит в вертикальный, а затем в участок потолочного. Следовательно, нужно иметь хорошую практику во всех этих видах швов.

В тексте упоминалось уже такое определение как «полярность тока». Она сильно влияет на процесс сварки постоянным током, а при использовании ряда электродов должна быть строго определенной.

Что нужно для сварки в домашних условиях?

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

Определимся, какому из них отдать предпочтение.

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

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

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

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

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

К недостаткам инверторов можно отнести более высокую, чем у других приборов, стоимость, чувствительность к попаданию пыли, влаги и к скачкам напряжения

При выборе инвертора для домашней сварки обращают внимание на диапазон значений сварочного тока. Минимальное значение –  160-200 А. Дополнительные функции оборудования могут облегчить работу для новичка

Дополнительные функции оборудования могут облегчить работу для новичка.

Из таких приятных «бонусов» стоит отметить:

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

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

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

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

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

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

Принцип работы инвертора и его подключение

Сварка инвертором основана на принципе создания электрической дуги путем замыкания двух контактов. Для этого используют компактные аппараты, где в середине размещен понижающий трансформатор. В нем напряжение опускается до безопасных значений (36-70 В), а сила тока возрастает до показателей, способных плавить металл. Температура сварочной дуги может достигать 5000 градусов.

После трансформатора ток попадает на диодный мост и выпрямляется. Прохождение через ключи аппарата и транзисторы содействует обратному преобразованию напряжения в переменное, но с возросшей частотой. Вместо 50 Гц оборудование выдает 20-50 кГц. Потом оно выпрямляется повторно.

Такое напряжение позволяет формировать более гладкие швы с мелкой чешуей и обеспечивает полное перемешивание молекулярной структуры металлов. Прочные соединения выдерживают повышенные нагрузки на преломление и разрыв, а при испытании давлением, показывают должную герметичность.

Из-за малого веса инверторы очень популярны у частных мастеров и различных строительных бригад. Научившись варить таким аппаратом можно не только решать текущие задачи в частном доме, но и начать зарабатывать на этом.

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.

Выводы

Задача первоначального обучения выполнена. Мы рассказали о базовых основах и технологиях сварочного дела инвертором для домашних мастеров. Повторим, возможность сделать красивые, ровные и качественные швы есть у каждого. Они получаются только при регулярной практике и сожжённых нескольких кг электродов.

Советы начинающим сварщикам:

Перед сваркой не забывайте о применении средств защиты

Очень важно! Не варите без маски, краг и специальной одежды – сварочного костюма, материал которого не прожжёт искрами и брызгами раскалённого металла, иначе вы можете повредить глаза или получить ожёг открытых участков тела.
Электроды храните в сухом месте. Не варите отсыревшими электродами или электродами с отбитой обмазкой

Высушить электроды можно в электрической печи или в бытовой духовке.
Чем больше вы тренируетесь и используете металла и электродов, тем качественнее получаются сварные швы. Начав со сварки забора из профнастила, со временем, вы перейдете к более сложным работам. Сварке арок, теплиц, откатных и распашных ворот, калиток, козырьков над домом, самодельных инструментов и приспособлений, которые применяются в домашней мастерской.
Особенно сварка пригодится при строительстве дома, если предполагается работа с металлоконструкциями и используются трубопрофиль, арматура, уголок, швеллер и т.д.