7 правил, как научиться варить электросваркой тонкий металл

Особенности сварки чугуна.

Данный материал представляет собой соединение железа(F), углерода (C) и примесей: кремния (Si), марганца (Mn), фосфора (P), серы (S) и др.

В обозначении маркировки: первые цифры – предел прочности при растяжении в кг/мм2, а вторые – при сером чугуне, предел прочности при изгибе, при ковком и высокопрочном, относительное удлинение в %.

Отжигом при высокой температуре – 1000º C, за счет графитизации, белый превращается в ковкий чугун.Для повышения износостойкости добавляется хром (Cr), никель (Ni), вольфрам (W) и др. Такой металл называется легированным.

Для легированных марок – буквы указывают легирующие элементы, а цифры, их среднее процентное содержание. Например: ЧН19Х3 – чугун, содержащий 19% никеля и 3% хрома. Если присутствует шаровая форма графита в конце маркировки ставится буква Ш.

Из-за повышенной хрупкости и твердости, процесс усложняется. Но сварка чугуна электродом в домашних мастерских возможна при определенных условиях. Соблюдая технологию и, обладая некоторыми навыками, можно добиться качественного результата, при этом структура шва будет сильно различаться от структуры основного материала.

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.

Технология сварки инвертором

После подготовки изделия, как сварить чугун обычным электродом, чтобы шов получился без изъянов. Прежде всего, надо правильно выбрать тип электрода и технологию выполнения работ.

В основном сварку чугунов проводят тремя методами:

• горячий – перед сваркой детали нагревают до 600º-650º;
• полугорячий – нагрев до 300º-350º;
• холодный – без подогрева изделий.

Горячий способ – трудоемкий и сложный процесс. Применяется на производстве для работы с крупными и сложными заготовками.

Вначале вся поверхность детали хорошо прогревается во избежание перепада температур. На производстве чугунные изделия нагревают с помощью горна, индукционной печи или в яме, выложенной огнеупорным кирпичом.

Чугун начинает плавиться при температуре 750º, поэтому нагрев не должен превышать 600º-700º. Нагревание проводится со скоростью 150º в час. Чугун становится как пластилин и с ним легко работать.

После окончания сварки, заготовку необходимо медленно охладить. Для этого детали засыпают песком, укрывают асбестовым покрывалом или нагревают, постепенно понижая температуру.

При таком способе трещин и пор практически не образуется, швы получаются без дефектов.

Полугорячий метод аналогичен горячему, но предварительный нагрев понижает скорость остывания после сварки. Отбеливание металла в меньшей степени, а значит уменьшается риск возникновения трещин.

Технология дуговой сварки

Электродуговая сварка выполняется по определенной технологии для обеспечения хорошего, гладкого и прочного соединения изделий.

Существует несколько способов поджога дуги:

• точечный, при котором сварщик точечно бьет проводником по изделию;
• способ чирканья.

Свойства проводников также могут быть разными при различных методах поджога. Это связано от покрытия на нем. Некоторые поджечь легче, некоторые сложнее, но каждый вид материала имеет свои достоинства и недостатки.

Создать дугу новым электродом намного проще. Достаточно ним коснуться металла, и сразу поднять на расстояние 2-3 миллиметра. Когда проводник поджигался многоразово, на его конце возникает шлаковая пленка. В таком случае нужно точечно ударить материалом несколько раз до образования искры.

Длина дуги – это величина, которая указывает на промежуток электрода и детали, между которыми происходит электрический разряд. Этот показатель напрямую зависит от диаметра электрода и выбирается от 0,5 до 1,2 его диаметра. Для получения качественного шва, электрод нужно держать максимально близко к детали.

Подготовительный этап

Прежде, как варить сваркой электродами металл, нужно все подготовить. Во-первых, подключить аппарат. Во-вторых, зачистить детали и надежно их закрепить, чтобы они не «гуляли» под аппаратом. В-третьих, сварщик должен надеть защитную маску.

Для начала рекомендуется потренироваться, как на металле зажигается материал, чтобы ориентироваться, каким способом лучше будет работать.

Образование дуги

При сварке для начинающих рекомендуется поддерживать короткую дугу, чтобы создать идеальную дорожку, без изъянов. С первого раза это не получиться – нужно некоторое время тренироваться.

Чем короче дуга, тем меньше металлических капель она дает и легче создавать качественное сплавление. При этом проводник расплавляется равномерно и плавно, обеспечивая достаточную глубину проплавления. Длину дуги новичок сможет контролировать по звуку оборудования. При короткой – он равномерный, при длинной – громкий и резкий.

Теоретически, как сваривать металл, знает каждый, но на практике необходимо долго учиться создать качественную дугу. Если она обрывается, ее нужно заново возбуждать и «запаивать» пробелы в швах. От силы тока зависит качество дуги, а от нее – качество шва.

При ошибочном подходе, можно образовать ожог на изделии, где в дальнейшем материал начнет портиться.

Формирование шва

Чтобы соединить металл электросваркой, важно создать надежный и качественный сплав между материалами. Различают несколько видов основных швов:

Ниточный – это самый простой способ, который может создать даже начинающий мастер. Он характеризуется продольными поступательными движениями и шириной, не более 3 мм. Он не создает надежное крепление и может быть использован на тонких и незначительных деталях. С такой дорожки рекомендуется начинать обучения для молодых мастеров, чтобы потом перейти к более сложным технологиям.
Продольно-поперечный тип создается в соответствии с названием. То есть, при этом нужно обладать знаниями и умениями, как правильно вести электрод в нескольких направлениях – вертикально и горизонтально. Такая дорожка намного прочнее предыдущего. Он отличается долговечностью и имеет ширину 1-1,5 сантиметра. Самая распространенная технология для такого шва – зигзаг, при котором проводник ведется от края до края по 10-15 мм в каждую сторону

При этом, очень важно соблюсти длину дуги, чтобы получить идеальную дорожку с минимальными примесями шлака.
При движении рабочего элемента в трех разных направлениях создается крепкий, «мертвый» и надежный шов. Изначально он начинается, как продольно-поперечный, но потом нужно создать возвратные движения, которые позволяют повторно проработать заваренную линию для большей надежности скрепления материалов

Здесь необходимо верно держать прибор, иначе под слишком большим наклоном соединительная дорожка получится толстой и неравномерной.

По завершению работы обязательно нужно сбить шлак с соединения, чтобы оставить идеально ровную полосу сваривания. При ошибочной работе, дорожка будет неровной, с пробелами и деформациями. Кроме эстетического вида, такое качество варки может отразиться на дальнейшей эксплуатации данных изделий.

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.

Виды электросварки

Выделяют несколько основных направлений:

1. MMA. Сварка электродом в защитной обмазке. Универсальная технология, позволяющая получить отличный шов в любых пространственных положениях. Используются простые аппараты преобразования переменного тока в постоянный, трансформаторного или инверторного типа. Сила тока зависит от толщины сплавляемого металла и используемого электрода, колеблется от 30 до 200 Ампер. Электрод — пруток металла, покрытый обмазкой. При сварке обмазка расплавляется и защищает расплав от воздуха.
2. MIG. Сварка в среде защитного газа. В качестве электрода используется проволока, подаваемая в сварочную ванну с постоянной скоростью. В зону сварки через шланг подается углекислый газ или смесь газов. Они вытесняют кислород и защищают сварочный шов. Преимущества такого вида сварки — отсутствие шлака, высокое качество шва, возможность варить тонкий металл.
3. TIG. Сварка цветных металлов в среде защитного газа при помощи неплавящегося электрода. Широко применяется для соединения цветных металлов и сплавов.

Есть несколько видов различных технологий, применяемых в автомобилестроении или судостроении. Они требуют особой квалификации сварщика. Навыки наплавления или ручной подачи проволоки в сварочную ванну специфичны и доступны сварщикам высших разрядов.

Влияние скорости подачи электродов

Скорость подачи электродов для сварки должна обеспечивать необходимое количество подаваемого расплавленного материала. Его недостаточное количество может привести к подрезу. Данный фактор очень важен как в прямой так и в обратной полярности при сварке.

Во время электродуговой сварки из-за быстрого перемещения стержня вдоль соединения, мощности дуги может не хватить, чтобы прогреть металл. В результате формируется неглубокий шов, лежащий сверху металла. Кромки при этом остаются не проплавленными.

Медленное продвижение электрода приводит к перегреву. В таком случае возможно прожигание поверхности и деформация тонкого металла.

Современные сварочные аппараты обладают широким спектром разнообразных функций и возможностей. Тем не менее на данный момент до сих пор большая часть качественно выполненной работы определяется именно мастерством человека.

Особенности и порядок сваривания

Дуговая сварка для начинающих сварщиков считается самой простой и доступной в обучении. Начинать процесс сваривания нужно с розжига дуги, который осуществляется двумя методами:

• касание. Под углом 60° размещается электрод, концом которого нужно слегка коснуться металлической поверхности и сразу же поднять его на 3-5 мм. Если все сделать правильно, то должна дуга образоваться;
• чиркание. По подготовленному металлу быстро нужно провести самим кончиком электрода и без замедлений поднять его на расстояние 2-3 мм.

Лучше всего зазор выдерживать в среднем 0,5 см, поскольку при его уменьшении электрод будет залипать. Контролировать длину дуги можно также по присутствующему звуку. Наличие резких звуков указывает на то, что зазор чрезмерно большой. Если звук ритмичный и размеренный, то длина дуги постоянная и нормальная.

Начинать сваривать детали нужно сразу же как поймана оптимальная дуга. Плавно и медленно с незначительными колебаниями в стороны электрод перемещается по направлению создаваемого стыка. Когда еще до окончания шва электрод сгорел, то следует вставить второй, отступить примерно 10-12 мм от образовавшего в оборвавшемся шве кратера, повторно зажечь дугу и продолжать процесс, двигаясь вперед.

Обычно стыковые соединения в несколько слоев выполняет:

• двумя — элементы, толщина которых не превышает 6 мм;
• тремя — детали с диапазоном толщины от 6 до 12 мм;
• четырьмя — изделия, у которых больше 12 мм составляет толщина.

Различают также разные траектории движения дуги и выполнять их нужно одновременно:

• поперечная. Ширина движений должна отвечать заданной ширине шва;
• продольная. Формирует тоненький валик ниточного шва;
• поступательная. Способствует поддержанию однообразной дуги, сам электрод при этом перемещается вдоль линии сварного соединения.

Сплошным швом сваривать не рекомендовано, поскольку произойдет перекос металла. При слишком быстрых движениях электродом стык получится неровным и на нем останутся непроваренные участки. Слишком медленно также нельзя электрод вести, потому в металле возникнут дырки от прожига.

Следить необходимо за зазором между свариваемой поверхностью и электродом. Если он очень маленький, то металл попросту не прогреется. Непрочный и неровный шов получится чрезмерно большом зазоре.

Хоть с первого взгляда довольно сложной кажется ручная дуговая сварка для начинающих, но если изучить технологию и следовать инструкции, то научиться сварочному мастерству может каждый.

Где можно овладеть специальностью сварщика

Сегодня у тех, кто хочет заниматься сваркой, есть много возможностей. Главное понимать, что этому нельзя научиться, освоив только теорию. Обязательно нужна практика.

Чтобы её получить, начинающим следует записаться на соответствующие курсы, которые длятся несколько месяцев, или прикрепиться к опытному знакомому сварщику, который будет готов поделиться азами и показать, как правильно варить тот или иной металл.

А школьникам, которые думают о будущей профессии, ещё проще — после девятого класса можно пойти в колледж или училище, где дуговой ручной и автоматической сварке обучают целых три года, а потом выдают соответствующий диплом.

После одиннадцатого класса обучение на сварщика длится один год, и для кого-то из начинающих именно такой вариант может оказаться самым оптимальным.

В конечном счёте никто не мешает стать кустарём-самоучкой. В интернете без труда можно найти текстовые инструкции, самоучители и учебники, а также уроки дуговой и прочих видов сварки в формате видео. А если у вас есть, допустим, гараж и сварочное оборудование, практиковаться вы можете самостоятельно.

Как варить тонкий металл инвертором

Сварочные аппараты, выдающие постоянный ток хороши тем, что мы можем варить на обратной полярности. Для этого к  «+» подключаем кабель с держателем электрода, а «-» цепляем к детали. При таком подключении больше греется электрод, а металл прогревается минимально.

Варить необходимо с использованием самых тонких электродов: от 1,5 мм до 2 мм. При этом выбирать нужно с высоким коэффициентом расплавления: тогда даже при малых токах шов будет качественным. Ток выставляется маленький. Для электродов размером 1,5 мм он должен быть порядка 30-45 ампер, для «двойки» — 40-60 ампер

 Реально ставят иногда и ниже: важно чтобы вы смогли работать

Чтобы металл меньше нагревался, детали ставят в вертикальном или хотя-бы наклонном направлении. Тогда варят сверху-вниз, двигая кончик электрода строго в этом направлении (не отклоняя и не возвращая).  Угол наклона — углом вперед, при этом его величина 30-40°. Так прогрев металла будет минимальным, а это для сварки тонких металлов — одна из самых важных задач.

Положения электрода при сварке и их использование

Общая рекомендация по выбору электродов для сварки тонких металлов: купите для такой работы качественные импортные электроды. Проблем будет в разы меньше.

Азы электросварки

Сварочный шов соединяет две металлические заготовки в единое целое. Для этого их кромки требуется нагреть до температуры плавления. Это делают за счет электродуги. Между кромками образуется зона расплавленного металла, после остывания она кристаллизуется, соединяя обе детали воедино.

Виды

Электродуга может поддерживаться как постоянным, так и переменным током. Источником переменного тока служит сварочный трансформатор, понижающий сетевое напряжение 220 или 380 вольт и соответственно повышающий силу тока. Трансформаторы — морально устаревший вид сварочного оборудования, они громоздки, весят несколько десятков и даже сотни килограммов.

Стабильность электродуги сильно зависит от параметров электросети, кроме того, работа сварочного трансформатора вызывает скачки напряжения в сети. Такая техника требует от сварщика высокой квалификации и солидного опыта.

Начинать обучение лучше со сварочным инвертором. Этот источник выполняет двойное преобразование входного напряжения. Благодаря использованию высокочастотного генератора габариты инверторного аппарата начального уровня доведены до размеров обувной коробки, а вес- до нескольких килограммов. Устройство не зависит от колебаний входного напряжения и не влияет на электросеть. Оно нетребовательно к уровню подготовки сварщика и имеет подсистемы стабилизации дуги и облегчения ее розжига.

Технология работ

Для возбуждения электродуги требуется создать разность потенциалов между заготовкой и кончиком электрода. Электрод состоит из прямого отрезка сварочной проволоки, покрытой флюсовой обмазкой. Когда электрод подносят к заготовке на расстояние в несколько миллиметров, между ними проскакиваете разряд.

Такой постоянно действующий разряд и называют электрической дугой. Она выделяет большое количество тепла, от которого плавится сердечник электрода и кромки заготовок. Образуется зона расплавленного металла, называемая сварочной ванной. По мере ведения электрода вдоль линии шва сварочная ванна перемещается вслед за дугой. Расплавленный металл, остывая, кристаллизуется и образует сварной шов, соединяющий две заготовки воедино.

Покрытие электрода плавится и испаряется, и образует газовое облако, защищающее сварную ванну от контакта с воздухом и образования оксидов.

На поверхности остывающего шва возникает шлаковый слой. Это отходы от горения обмазки. После остывания этот слой удаляют механической обработкой.

Сущность сварочного процесса

От правильности действий и умений человека непосредственно зависит, насколько надежным и качественным будет сварное металлоизделие. Поэтому в первую очередь следует изучить основы дуговой сварки.

Место, в котором происходит соединение электрода с металлом называют сварочной ванной. Перед тем как варить дуговой сваркой необходимо знать параметры ванны. Стандартные размеры следующие:

• 5-6 мм — глубина;
• 10-32 мм — длина;
• 7-15 мм — ширина.

Это условные параметры, конкретные размеры зависят от формы кромок соединяемых элементов, режима сварки, скорости движения электрода и других факторов.

Чтобы четко понимать, как правильно варить дуговой сваркой начинающим мастерам сперва необходимо досконально разобраться в происходящих при сваривании процессах:

• электрическая дуга возникает в момент, когда электрод соприкасается с металлической поверхностью;
• металл вместе образования дуги расплавляется;
• одновременно с металлом сам электрод также плавится и при этом расплавившиеся частички перемещаются в сварную ванну;
• плавке подвергается и защитное покрытие электрода. Оно образует газовое облако, которое защищает ванну от воздействия кислорода и обеспечивает поддержание необходимой для плавления металла температуры в месте сварки;
• в процессе сварки образуется шлак, который также способствует подержанию оптимального температурного режима и не допускает перегревания сварной ванны;
• сварочный шов образуется в результате движения электрода и перемещения ванны;
• после остывания металла на соединении остается шлаковая корочка, которую с помощью молотка необходимо аккуратно отбить.

Если вы никогда ранее не видели держатель электрода и общие понятия сварочного процесса вам незнакомы, то следует пройти уроки дуговой сварки, которые в открытом доступе есть в интернете на многих сайтах.

Обратите внимание! Только при наличии двух проводящих ток элементов с противоположными зарядами возможно возникновение электрической дуги. Такими элементами являются металл и электрод

Начинающим мастерам лучше всего использовать стандартный электрод, у которого центральный элемент выполнен из металла.

Как научиться?

Как научиться варить электросваркой самостоятельно? Для обучения понадобится правильно приготовить рабочее место. Оно должно быть просторным, хорошо освещенным и снабжено вытяжной вентиляцией. Потребуются также и средства индивидуальной защиты сварщика:

• одежда и обувь из не воспламеняющихся материалов;
• спилковые краги;
• маска сварщика с адаптивным светофильтром, защищающая глаза от вспышек дуговой сварки;
• респиратор для защиты органов дыхания;
• защитные очки или прозрачный лицевой щиток для зачистки заготовок и шва.

Из инструментов потребуется проволочная щетка, молоток, угловая шлифмашина.

Как подключать электрод?

Начинать освоение сварочной технологии лучше с электродами диаметром 3 мм. Стержень вставляется в держатель очищенным от обмазки концом и надежно фиксируется винтом или пружиной. Кабель от держателя подключают к клемме инвертора. Второй кабель, имеющий на конце зажим, подключают ко второй клемме. Черные металл варят на так называемой прямой полярности- положительный провод зажимом соединяют с заготовкой, а отрицательный- с электродом.

Два типа полярности подключения.

Обратная полярность используется для сварки нержавейки и других материалов.

Начало: зажигаем дугу

Разжигают дугу одним из двух основных методов:

• чиркая электродом вдоль будущего шва;
• постукивая по заготовке.

Для новичков рекомендуется первый способ. Если электродом уже варили, постукивание помогает сбить с кончика стержня тонкий слой шлака.

Наклон электрода

Угол наклона стержня к вертикали зависит от вида шва

Чаще применяется положение «углом назад». Рабочая зона следует за кончиком стержня, в этом случае получается наибольший прогрев металла. Если наклонить стержень в противоположную сторону, прогрев уменьшается. Такое положение применяют в конце шва и при ручной сварке тонколистовых конструкций, чтобы избежать появления прожогов и кратеров.

Движения

Сварщик должен поддерживать зазор между кончиком электрода и заготовкой в пределах 2-3 мм. Если требуется обеспечить ширину шва, большую, чем толщина электрода, используют сложные траектории его ведения.

Начинающему мастеру нужно освоить мягкое и ровное прямолинейное ведение с постоянной скоростью. После того, как начнут получаться ровные валики, можно переходить к более сложным траекториям.

Основная задача на этапе обучения — научиться «чувствовать» и контролировать состояние сварочной ванны, не перегревая и не остужая ее чрезмерно.

Траектории ведения электрода.

Учиться лучше на заготовках толщиной 4-5 мм. После освоения наварки валиков на пластине можно приступать к сварке двух деталей.