Как правильно варить электродом: инструкция и советы

СОДЕРЖАНИЕ

• Принцип сварки электродом
• Виды электросварки
• Необходимый инструментарий для начала сварки электродом
• Инструкция, как правильно варить электродом вертикальный шов
• Советы, как правильно варить тонкий металл тонким электродом инвертором
• Устанавливаем на инверторе обратную полярность
• Как правильно варить тонкими электродами
• Пониженный сварочный ток
• Выдерживание короткой дуги
• Как правильно варить чугун электродами
• Особенности сварки чугуна электродами
• Подготовка чугуна к сварке
• Способы сварки чугуна
• Холодная сварка чугуна специальными электродами

Принцип сварки электродом

Электрическая сварка представляет собой сплавление металлических массивов посредством поддерживаемой электрической дуги между электродом и деталями. В месте образования дуги температура металла достигает 5000 градусов Цельсия (почти столько, сколько на поверхности Солнца). Под воздействием такой гигантской температуры металл расплавляется и спаивается, за счет чего и происходит прочное соединение деталей.

Соединение металлических деталей происходит подобно сшиванию ткани; поэтому оно так и называется – сварной шов. У шва есть свои параметры, по которым измеряется его качество, и для его улучшения меняются технические параметры сварочного процесса, например амплитуда и скорость движения электрода.

Виды электросварки

Любая сварка представляет собой замыкание электрической цепи в месте контакта свариваемой детали и электрода. Фактически деталь оказывается подключенной к минусовому полюсу электросети, а электрод – к плюсовому. Проскакивающая искра, благодаря обмазке электрода, а также другим факторам, является довольно длительной, так что ее возможно удерживать вручную.

Наиболее простая технология сварки – с помощью сварочного трансформатора. У него присутствует первичная и вторичная обмотки, которые осуществляют преобразование подаваемого электрического напряжения до 36 Вольт.

Это напряжение является безопасным для человека – его естественные покровы в сухом состоянии пробиваются напряжением от 40 В и выше. Плюс к тому для процесса расплавления металла гораздо большее значение имеет сила тока, которая, согласно закону Ома, возрастает пропорционально уменьшению абсолютного значения уровня напряжения при неизменности сопротивления и подаваемой мощности.

Простейшие трансформаторы преобразовывают напряжение, но не выпрямляют переменный ток – он остается переменным. В результате такие преобразователи издают сильный гул, а образованная дуга такова, что процесс сварки сопровождается треском и большим количеством брызг расплавленного металла. В итоге это сказывается на качестве шва: он отличается неравномерностью провара по высоте, ширине и глубине.

Читайте также: «Оборудование для сварочных работ»

Кроме того, такие трансформаторы потребляют изрядную мощность, поэтому в локальной сети могут вылететь пробки или перегореть входящие предохранители. Еще хуже, если начнет перегреваться и плавиться проводка. Во избежание пожара сварочные работы необходимо незамедлительно останавливать.

Другая технология подачи мощности предусматривает наличие инвертора, то есть выполняется постоянным током, у которого предварительно, еще на стадии переменного, для повышения подаваемой энергии увеличивается частота (ведь энергия волны пропорциональна частоте в четвертой степени!). В итоге это обеспечивает:

• более стабильное горение дуги (сопровождающееся характерным шипением);
• расплавленный металл перестает брызгаться;
• шов получается равномерным по всем измерениям;
• проварка и прочность соединения характеризуются однородностью.

Читайте также: «Оборудование для СТО»

Инверторные аппараты компактнее трансформаторов, легче по весу, а также оказывают намного меньшее влияние на сеть. На рынке присутствуют модели, рассчитанные на 220 и 380 вольт. Использование данного прибора позволяет новичку разобраться, как правильно варить сваркой электродами. Вообще, начинающему сварщику лучше набираться опыта именно с помощью инвертора ручной дуговой сварки. Такие инверторы имеют обозначение ММА.

При других способах сварки используются полуавтоматы или же вольфрамовые электроды. Здесь также присутствует классическая электрическая дуга, однако задействуются иные способы предохранения сварочной ванны с расплавом. Кроме того, тут реализуются иные методы внесения присадочного металла.

Необходимый инструментарий для начала сварки электродом

Чтобы производить сварочные работы инвертором в домашних условиях, вам потребуются:

• сами электроды;
• сварочный щиток (маска);
• защитные перчатки – краги;
• защитная амуниция: курка, штаны и обязательно закрытая обувь;
• молоток – им сварщик отбивает окалину и шлак, поэтому он также является обязательным инструментом, который должен находиться под рукой.

Инструкция, как правильно варить электродом вертикальный шов

У процесса формирования вертикального сварного шва есть множество особенностей. Например:

1. Капли расплавленного металла, находясь в жидком состоянии, стремятся скатываться вниз. Как следствие, сварочная ванна не образуется и нет возможности укреплять шов непосредственно в месте сварки.
2. При создании вертикального сварочного шва нужно формировать короткую дугу, буквально погружая электрод в кратер с расплавом. На помощь сварщику в этом случае приходят силы поверхностного натяжения, которые не позволяют жидкому металлу проливаться вниз.
3. Одной из технологических уловок является маневрирование тепловым воздействием. Периодически отводя электрод в сторону, сварщик дает образованному расплаву кристаллизоваться. При этом создается основа для формирования дальнейшего участка шва.
4. Кристаллизация ускоряется в зоне соединения, при этом наверху металл расплавляется быстрее. Универсальным способом является проход вертикального шва снизу вверх. В этом случае создается основа для формирования сварочной ванны на каждом этапе.
5. Очень важно корректно установить уровень силы тока. Следует делать выбор в пользу более низкого диапазона.
6. Еще одной универсальной технологией сварки неудобных стыков является точечная сварка. Однако ее особенность состоит в низкой степени прочности образующегося шва.

Вообще, вертикальные швы крайне сложны для неопытных новичков, но этот тип сварки востребован и производится довольно часто. Объясняется такая нужда тем, что с помощью вертикальных швов исправляются различные дефекты стальных конструкций – завариваются трещины и производятся различные усиления.

Разумеется, для того чтобы получить качественный вертикальный шов, требуется соблюдать все правила проведения сварочных работ, а также технику безопасности. Однако предотвратить стекание капель металла реально может помочь только наличие навыков и опыта.

Читайте также: «Металлические стеллажи для склада»

Так как правильно варить электродом вертикальный шов? Главные рекомендации следующие:

1. Образуйте исключительно короткую дугу. Длинная неизбежно будет приводить к масштабному расплавлению металлического массива, при котором жидкий металл станет активно стекать вниз.
2. Рабочая часть электрода при поджиге дуги должна располагаться перпендикулярно обоим свариваемым поверхностям. Это залог высокого качества обработки.
3. При сварке отклоняйте электрод вниз. Найдите такой угол наклона, при котором металл не будет стекать вниз, удерживаемый силой поверхностного натяжения и самим электродом.
4. Иногда избежать стекания расплава не представляется возможным даже чисто теоретически. В этом случае следует поднять силу тока и быстрее перемещать рабочую часть электрода. При этом нужно внимательно следить за равномерностью дуги – она не должна увеличиваться. Также специалисты рекомендуют применять технику волновой сварки.

Швы, создаваемые с применением электроинвертора, имеют широкую классификацию. Здесь нужно учитывать тип самих соединяемых деталей, а точнее, их особенности. Самыми популярными являются следующие соединения:

• стыковые;
• тавровые;
• внахлест;
• угловые.

Начинать процесс сварки следует с очистки поверхностей спаиваемых деталей от любых загрязнений. Далее нужно подобрать электрод правильной толщины. Она должна быть определенно меньше ширины шва для обеспечения возможности волновой сварки.

Разберем главные условия техники сварки «сверху вниз»:

• Электрод должен давать очень малое количество шлака.
• Более тонкий электрод, не дающий никаких побочных продуктов, в итоге образует сварочную ванну, где расплав кристаллизуется быстрее. Таким образом можно избежать стекания металла.
• Лучше всего применять электроды, имеющие пластмассовое и целлюлозное покрытие. К примеру, можно использовать ЛНО-9 и ВСЦ-2.

Это очень производительная технология, которая весьма популярна у руководителей сварочных участков.

Советы, как правильно варить тонкий металл тонким электродом и инвертором

Сваривание тонких листов и деталей с тонкими стальными элементами конструкции (менее 4 мм) является показателем профессиональной квалификации сварщика. Если теоретических знаний недостаточно, то на практике данные пробелы оставят сквозные прожиги.

Устанавливаем на инверторе обратную полярность

Вообще, на аппаратах-инверторах присутствует 2 вида полярности: обратная и прямая.

• Прямая — сварочный держак в данном случае подключен к минусовому полюсу, а масса (свариваемые детали) — к плюсовому.
• Обратная — наоборот.

Плюсовая клемма отвечает за нагрев, поэтому присоединенный к ней элемент будет греться больше. Это знание нужно использовать в процессе сварки.

Если варить на прямой полярности, то это даст лучшее проваривание шва на глубину. Иными словами, больше всего будет нагреваться не электрод, а свариваемые детали. Прямая полярность применяется, если нужно произвести резку металла, а также если нужно спаять детали с толстыми стенками.

Читайте также: «Гибочные прессы»

При обратной полярности детали нагреваются существенно меньше электрода. При этом обеспечивается:

• снижение вероятности прожига тонкостенных свариваемых металлических деталей;
• формируется более качественный шов за счет ускоренного плавления электрода.

Как правильно варить тонкими электродами

Вообще, все конструкции из тонкого металла лучше варить тонкими электродами с диаметрами 1,6-2 мм. Кроме того, тонкий металл не нуждается в сильных токах (это, в принципе, понятно даже на интуитивном уровне). Использование электродов большего диаметра подчас невозможно – малый ток не позволит в данном случае зажечь стабильную электрическую дугу. Причина здесь в том, что просто не хватит энергии.

Если же мощности (то есть силы тока) добавить, то энергии станет через край, и тонкостенные детали начнут банально прогорать. Так что правильнее всего использовать электроды с диаметрами именно 1,6-2 мм.

Пониженный сварочный ток

Исключить прогорание можно, лишь понизив подаваемый ток. Нормативы здесь примерно такие:

• при сваривании деталей из металла толщиной 1-2 мм ток должен составлять 25-50 А;
• если толщина 2-3 мм, сила тока должна быть 40-80 А;
• при толщине 3-4 мм ток должен составлять 80-160 А.

Выдерживание короткой дуги

Помимо выбора соответствующих электродов, а также установления малого тока, нужно также применять подходящий способ сварки. Прогар осуществляется на длинной дуге. При этом электрод отводится от свариваемых поверхностей вверх. Именно в этот момент образуется так называемая длинная дуга, которая как раз и ответственна за образование прогара. Близкое расположение электрода – так называемая короткая дуга – существенно снижает шансы образования дырки.

Читайте также: «Обработка металла на токарном станке»

Все указанные методы помогут эффективно избежать прожигания деталей с тонкими металлическими элементами.

Как правильно варить чугун электродами

Особенности сварки чугуна электродами

Как правильно варить чугунный шов электродом? Это не так просто. В первую очередь, причина в плохой свариваемости чугуна, обусловленной:

• Его химической структурой.
• Содержанием большого количества примесей; к примеру, в сварочной ванночке очень быстро окисляется кремний. Образующийся оксид является крайне тугоплавким – он поглощает значительную долю энергии, и в итоге шов получается непроваренным на различных участках.
• Высокой теплопроводностью чугуна: шов и околошовное пространство охлаждается быстро, в результате чего образуются участки цементита, особенностью которого является повышенная твердость – шов получается неоднородным не только по химической, но и по своей физической структуре.
• Высокой текучестью расплавленного чугуна – крайне трудно удержать этот жидкий металл в сварочной ванночке.
• Неравномерным нагревом/остыванием: с учетом повышенной хрупкости чугуна этот факт приводит к образованию трещин.
• Выделением из расплава чугуна газообразного углерода – его пузырьки, застывая, образуют поры.

Трудности при сваривании чугуна налицо. Однако сформировать качественный шов вполне возможно, если правильно подобрать расходники.

Подготовка чугуна к сварке

Перед тем как подключать массу и вставлять электрод в держак, нужно осуществить подготовительные мероприятия.

Внимательно осмотрите поверхность свариваемых деталей. Если обнаружите трещины, то их необходимо раскрыть по всей длине, а кроме того, нужно засверлить их по краям. Альтернативой засверливания является закругление концов.

Сварочную зону нужно тщательно очистить от любых помех и посторонних включений с помощью напильника, болгарки, пескоструя или наждачки. Все жирные загрязнения должны быть удалены при помощи эффективных растворителей или даже с помощью паяльной лампы или горелки.

Способы сварки чугуна

Основных методов сварки три. Они различаются температурами предварительного подогрева свариваемых деталей:

• Горячая сварка. Это наиболее эффективный способ. Здесь металл предварительно прогревается до 600-650 °C.
• Полугорячая сварка. Производится предварительное нагревание свариваемых чугунных элементов до 300-350 °C.
• Холодная сварка. Никакой нагрев рабочих изделий не предусматривается.

При указанных видах сварки нужно выбирать и разные электроды.

Холодная сварка чугуна специальными электродами

Это самый простой тип сварки. Электроды, применяемые при этом, содержат никель и/или медь. Самыми известными и широко распространенными марками таких электродов являются следующие:

• ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6. Структура электрода: медный стержень покрыт обмазкой с включением порошка из железа.
• ОЗЖН-1; ОЗЧ-3 и ОЗЧ-4. Это никелевые или железно-никелевые электроды. Сварка с их помощью осуществляется на постоянном токе.
• МНЧ-2. Это электроды, которые в своей структуре содержат железо, медь и никель. Данные электроды обеспечивают высочайшее качество шва при сваривании чугуна. Он обладает коррозионной стойкостью как в жидких средах, так и в газообразных. Минусом данных электродов является их высокая цена. Поэтому они используются только при осуществлении ответственных работ, а также в тех случаях, когда к шву предъявляются высокие требования.

Читайте также: «Что такое фреза»

Все электроды по чугуну позволяют производить сварку как в вертикальном, так и в нижнем пространственных положениях. Чугун требует постоянного тока. С точки зрения методики сварки здесь нужно аккуратно осуществлять проплавление основного массива металла. Помните – чем глубже проплав, тем больше будет выходить газообразных примесей, и все они будут застывать, образуя поры.

Поэтому нужно устанавливать небольшой ток, а также правильнее варить электродом малых диаметров, не больше 2,5 мм. Надо формировать короткие швы, не давая чугуну как следует прогреться и расплавиться. После каждого отдельного прохода (шва) следует делать перерыв, пока деталь не охладится до 50-60 °С.

Что касается выбора полярности, то здесь нужно следовать техническим рекомендациям, изложенным на этикетках расходных материалов.

В случае если при сварке чугунных деталей применяются электроды общего назначения, то наиболее уязвимым местом здесь является зона у границы спаивания. Именно там металл становится более всего хрупким с появлением трещин. В итоге наплав часто отслаивается. Для того чтобы не допускать такого разделения, вдобавок к сварке нужно укреплять соединение болтами или шпильками.

Читайте также: «Как подключить сварочный аппарат»

Шпильки в данном случае предпочтительны, так как, обладая резьбой, они вкручиваются в сварной массив металла. Вот требования к шпилькам, используемым в таком соединении:

• диаметр – 30-40 % от толщины укрепляемой детали, но не превышает 12 мм;
• глубина вворачивания – 150 % от диаметра самой шпильки, но не более ½ толщины укрепляемого изделия;
• высота выступающей части шпильки —75-120 % от диаметра.

Располагать шпильки нужно в скошенных кромках сваренных деталей в шахматном порядке на удалении 4-6 диаметров. Все выступающие части шпилек надлежит обваривать, заполняя швы расплавом. Сначала нужно приварить все шпильки, используя методику формирования кольцевых швов. Здесь будет правильно варить электродом диаметром 3 мм. В данном случае нужна минимальная мощность, так что на регулируемом сварочном аппарате следует выставить самый низкий уровень напряжения. 

Сваривать шпильки нужно не подряд, а вразброс, чтобы массив металла не перегревался. Затем вокруг несущего сварного шва производится кольцевой провар, чтобы вся поверхность в итоге оказалась покрыта наплавом. Да, варить чугун обычными электродами – это весьма трудоемкая процедура.

Читайте также: «Станочные приспособления»

Следуйте перечисленным советам и методикам, и у вас обязательно получится выполнить сварные работы на высоком качественном уровне!