Металлические конструкции соединяют двумя способами: разъемным – с помощью винтового крепежа, и неразъемным – с помощью сварки. Второй способ надежнее и долговечнее, его часто предпочитают первому, когда в необходимости разбирать конструкцию нет нужды. В собственном доме, особенно ещё строящемся или благоустраиваемом, потребность в сварочных работах возникает часто, поэтому многим хотелось бы знать, как правильно варить металл самостоятельно, чтобы не искать специалиста для мелких работ.
На сварку двух труб времени уйдет гораздо меньше, чем на поиск сварщика
Выбор аппарата для бытовой сварки
Видов сварки сегодня очень много. Но большинство из них предназначены для специальных работ или рассчитаны на промышленные масштабы. Для бытовых нужд вряд ли потребуется овладевать лазерной установкой или электронно-лучевой пушкой. Да и газовая сварка для начинающих – не самый лучший вариант.
Самый простой способ расплавить металл для соединения деталей – точечно воздействовать на него высокой температурой электрической дуги, возникающей между элементами с разными зарядами.
Электрическая дуга
Именно этот процесс обеспечивают аппараты для электродуговой сварки, работающие от постоянного или переменного тока:
- Сварочный трансформатор варит переменным током. Для новичка такой аппарат вряд ли подойдет, так как работать с ним сложнее из-за «скачущей» дуги, для управления которой нужен немалый опыт. К другим минусам трансформаторов можно отнести негативное влияние на сеть (вызывает скачки напряжения, которые могут привести к поломке бытовой техники), сильный шум при работе, внушительные габариты прибора и большой вес.
Сварочный трансформатор
- Инвертор имеет множество преимуществ перед трансформатором. Он вызывает электродугу постоянным током, она не «скачет», поэтому процесс сварки проходит более спокойно и контролируемо для сварщика и без последствий для домашней техники. Кроме того, инверторы компактны, легки и практически бесшумны.
Поэтому если перед вами стоит задача, как научиться варить электросваркой, то лучше всего приобрести инверторный аппарат.
Сварочный инвертор
Что ещё необходимо иметь
Сварочный аппарат без электродов – совершенно бесполезный агрегат. Электроды – это расходный материал, они тоже бывают разными: плавящимися и неплавящимися, металлическими (из стали, меди и других металлов) и неметаллическими, в виде проволоки или жесткого стержня, с разным защитным покрытием и т.д.
Тем, кто задался вопросом, как правильно варить сваркой электродами, начинать лучше всего со стальных универсальных стержней толщиной 3 мм или 4 мм. Диаметр указан на упаковке, выбрать нужные будет несложно. Освоив работу с ними, можно будет переходить на другие виды, но вряд ли они будут востребованы в быту.
Электроды для инвертора
Помимо расходных материалов для сварки обязательно потребуется маска сварщика. Работать без неё категорически нельзя, иначе можно быстро получить ожог роговицы глаз и много других проблем со зрением. Лучшими считаются маски со стеклом-хамелеоном. Вернее, с автоматическим светофильтром, реагирующим на изменения освещенности и защищающим глаза от вредного излучения.
Также желательно обзавестись подходящей одеждой, обувью и перчатками, которые не прожигаются искрами и в случае чего смогут защитить от удара током.
Из инструментов понадобится молоток для сбивания окалины со шва, а также всевозможные тиски, зажимы и магнитные уголки, с помощью которых можно фиксировать свариваемые детали в нужном положении.
Минимальный набор для начинающего сварщика
Как происходит сваривание металла
Для возникновения электрической дуги понадобится два элемента, по которым будет протекать ток. Одним элементом, по которому протекает отрицательный заряд — это металлическая заготовка. В качестве положительного заряда служит электрод. Электродом именуется расходный материал, состоящий из стального основания и поверхностного покрытия в виде специального защитного состава.
Когда подключенный электрод к оборудованию касается металлической поверхности, то имеющие разнородную полярность элементы провоцируют формирование электрической дуги. После создания дуги происходит плавление металла и электрода. Расплавляемая часть электрода поступает в зону шва, заполняя тем самым сварочную ванну. В итоге формируется сварочный шов, посредством чего соединяются металлические детали. Знать принцип сваривания металла нужно, чтобы научиться пользоваться сваркой. Если не понимать принципа работы, то будет освоить манипуляции.
- Когда образуется электрическая дуга, осуществляется плавление металла, что провоцирует возникновение паров или газов. Эти газы играют очень важную роль, так как они защищают металл от отрицательного влияния на него кислорода. Состав газов зависит от типа защитного покрытия. Получаемый шов в процессе работы заполняет сварную ванну, тем самым дает надежное и защищенное соединение
- Сварочный шов образовывается при перемещении ванны. Ванна появляется при движении зажженного электрода, поэтому очень важно контролировать не только скорость перемещения, но еще и угол расположения электрода
- После остывания металлического шва, на поверхности образуется корка — шлак. Это результаты горения газов, защищающих металл от воздействия на него кислорода. Как только металл остывает, шлак оббивается специальным молотком сварщика. При обивании происходит разлетание осколков, поэтому обязательно при работе нужно пользоваться защитными очками для сварщика
Разобравшись с технологией соединения металла посредством сварочного аппарата, следует переходить к процедуре обучения. Перед тем, как научиться работать сваркой, следует первым делом приобрести специальную амуницию. Это защитные очки или маска сварщика, перчатки, а также комбинезон и ботинки. Из инструментов кроме сварочного аппарата и электродов понадобится молоток. Если вы не занимаетесь сварочными работами профессионально, то подойдет обычный молоток.
Азы сварочных работ
Чтобы вызвать образование электрической дуги, нужно, чтобы соприкоснулись два разнозаряженных токопроводящих элемента. Одним из них, отрицательным, выступает электрод, а другим свариваемая поверхность, к которой подсоединяется металлический зажим, кабель от которого подключен положительному выходу инвертора.
Сварка электродом обусловлена расплавлением металла теплом, выделяемым дугой. Чтобы шов получился ровным, она не должна прерываться. Итак, для начала работы необходимо установить электрод, настроить инвертор, зажечь дугу и научиться её контролировать.
Установка электрода
Инверторный аппарат снабжен двумя кабелями. На конце одного из них закреплен зажим-прищепка, которым он цепляется за металлическую деталь. А второй кабель оснащен держателем для электрода, который может быть винтовым или пружинным.
Сварочные кабели
Смотрите также: Каталог проектов домов, для отделки которых использовался искусственный камень
У винтового держателя нужно открутить головку на ручке, а после установки электрода в гнездо снова закрутить её. С пружинным проще: достаточно нажать на клавишу, чтобы открыть гнездо.
Подключение сварочного аппарата
Сварочные кабели подключаются к инвертору через специальные выходы на корпусе прибора с разной полярностью. К какому из них присоединить зажим, а к какому электрод, зависит прежде всего от свариваемых материалов. С этим моментом нужно разобраться, чтобы понять, как правильно варить сваркой, и не путаться:
- Стандартное подключение для сварки стальных деталей – минус на кабель массы с электродом, а плюс на кабель с зажимом. Оно носит название прямой полярности и подходит для большинства соединений, требующихся в быту. Прямая полярность обеспечивает классическое движение электронов от минуса к плюсу, при котором они передают металлу значительную часть энергии и лучше нагревают его.
- Если выполнить подключение зажима на минус, а электрода на плюс, получим обратную полярность с меньшей степенью нагрева. Что бывает необходимо при сварке изделий из нержавеющей стали и в некоторых других случаях.
Стрелочками на схеме указано направление движения электронов
Совет! Овладевать азами сварки лучше всего на деталях из «черного» металла, используя подключение с прямой полярностью.
Теперь можно включать аппарат в сеть и приступать к работе.
Зажигание электрической дуги
Перед тем как научиться варить сваркой, нужно вызвать появление дуги, для чего осуществляют кратковременный контакт электрода с металлической деталью. Сделать это можно двумя способами: впритык и чирканьем:
- Розжиг впритык заключается в постукивании по металлу кончиком подключенного электрода.
- Зажигание дуги чирканьем выполняется аналогично тому, как зажигается спичка о коробок.
Преимуществ ни у одного из этих способов нет – каждый делает так, как ему больше нравится и удобно.
Видео описание
Наглядно способы розжига электродов показаны в видео:
Главное, чтобы движения были достаточно быстрыми, а контакт кратковременным, иначе электрод «прилипнет» к металлу. Особенно часто это случается с новыми, ещё не побывавшими в работе электродами.
В то же время частично израсходованный электрод может не зажечься сразу из-за образовавшегося на его кончике наплыва от расплавленного защитного покрытия. Его проще отбить методом постукивания.
Непосредственно к тому, как правильно варить электросваркой, можно переходить после уверенного овладения навыком возбуждения дуги. Но для начала стоит разобраться, что происходит или должно происходить в процессе. Без этого двигаться дальше не получится.
Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на работе с электросетями и соответствующее оборудование
Анализ сварочного процесса
В месте возникновения сварочной дуги температура сильно повышается, в результате чего начинает плавиться металл и свариваемых деталей, и самого стержня электрода. Жидкий расплавленный металл заполняет собой выжженное углубление, которое на профессиональном языке зовется сварной ванной.
Схематичное изображение процесса электродуговой сварки
Одновременно разрушается и защитное покрытие электрода, выполняя свою функцию: часть покрытия плавится, превращаясь в шлак, который закрывает собой свежий стык и препятствует контакту металла с кислородом, а также сохраняет под собой высокую температуру. А другая часть переходит в газообразное состояние, создавая вокруг сварной ванны защитную атмосферу, и тоже не пропуская к ней кислород воздуха.
Подготовка электродов и заготовок
Тем, кто хочет в будущем стать хорошим сварщиком, лучше всего начать с использования электродов толщиной от 2 до 3 миллиметров. Посредством таких электродов осуществляется большинство операций в домашних условиях.
Электрод нужно правильно заправить в держатель. Иметь дело лучше с новыми электродами, так как старые весьма нестабильны. После заправки нужно установить соответствующие параметры тока.
Если вы используете двухмиллиметровый электрод, то чтобы получить качественный шов, необходимо поставить переключатель на 70–80 ампер. Для трёхмиллиметровых изделий подойдёт электроток от 100 до 140 А, для четырёхмиллиметровых — 160 А.
Правильно ли был выбран силовой режим, можно понять по звуку дуговой сварки — он должен быть похож на треск, а не на гудение.
Зону будущего шва тоже необходимо очистить от грязи. При помощи специальной щётки можно удалить ржавчину, убрать с металлоизделия остатки лаков и красок.
Если толщина деталей больше 3 миллиметров, то края перед дуговой сваркой нужно особым образом обработать – снять с них фаску.
Видео описание
Все это хорошо видно на замедленной съемке:
Шлаковую корку со сварного шва отбивают постукиванием молотка после того, как он остынет.
Важные нюансы
Основной секрет, как правильно сварить две детали и получить ровный шов, заключается в том, чтобы при перемещении электрода шлак успевал покрывать всю поверхность расплавленного металла. А это зависит от скорости перемещения, угла наклона электрода и траектории его движения. Немалое значение имеет и сила тока.
Универсальный рабочий угол наклона составляет 30-60 градусов относительно вертикали. При этом:
- двигая электрод углом вперед (от себя), удобно делать любые вертикальные, горизонтальные и круговые швы;
- углом назад (к себе) – сваривать угловые соединения;
- вертикальное положение электрода допускается только при сварке в труднодоступных местах;
- угол больше 60 градусов сильно растягивает сварную ванну, а металл свариваемых деталей при этом прогревается хуже. Его обычно используют, когда нужно обрезать излишки или подправить грубый шов.
Влияние угла наклона электрода на форму сварной ванны
Скорость сварки определяется экспериментально: нужно следить, чтобы форма и размеры сварной ванны оставались стабильными, не вытягивались и не расплывались. Очень важно при этом удерживать электрод на одинаковом расстоянии от поверхности – в 3-5 мм от неё. Причем по мере выжигания и углубления ванны его необходимо чуть опускать, а при переходе на следующий участок снова приподнимать, стараясь не выходить из указанных пределов.
Чтобы соединить кромки двух деталей, нужно добиться проникновения их частиц друг в друга. Для этого электрод должен двигаться не по прямой линии, а по определенной траектории, совершая колебания из стороны в сторону. Эта траектория может напоминать елочку, лесенку, восьмерки, связанные треугольники и т.п.
Варианты движений кончика электрода во время сварки
Возможные сложности
Не нужно забывать и про зазор между электродом и металлоизделием — пока идёт дуговая сварка, он должен быть равен примерно трём миллиметрам. Это не так-то легко — электрод в процессе сварки всё время расходуется и выгорает.
Поэтому аппарат постоянно нужно немного опускать вниз. Если зазор окажется маленьким, не будет хватать металла для создания шва. А слишком большой зазор приводит к тому, что дуговая искра становится нестабильной.
Начинающему в первое время лучше выбирать прямолинейный тип движения. При желании можно попытаться сделать небольшие круговые завихрения вокруг ванночек наплавленного металла. Различные сложные фигуры типа зигзагов и восьмёрок лучше осваивать позже.
Ещё один важный параметр — скорость. Именно от того, что электрод идёт рывками или с неправильной скоростью, возникают дефекты сварки — прожиги или непроваренные места.
Чтобы избежать таких дефектов, начинающим мастерам по дуговой сварке нужно внимательно следить за оттенком поверхности под электродом и плавно двигать аппарат по выбранному направлению.
Чем тоньше электрод, тем слабее он разогревает металл и тем медленнее его ведут. В частности, поэтому начинающим желательно работать именно с тонкими электродами.
Во время дуговой электросварки обязательно нужно следить, насколько ровным и незаметным получается шов, сколько на нём дефектов. Оптимальная ширина шва — от 0,8 до 1,5 диаметра электрода.
При желании некоторые дефекты дуговой электросварки впоследствии можно устранить. Но проводить какие-либо дополнительные операции следует лишь тогда, когда шов полностью остынет и будет очищен от шлаков.
В конечной точке шва не торопитесь убирать электрод. Здесь специалисты советуют сделать круглое металлическое уплотнение. Иначе в точке отрыва электродуги может образоваться маленький кратер.
Последнее, что нужно сделать – удалить остывший и почерневший шлак со шва молотком и жёсткой щёткой. Если дуговая сварка прошла правильно, шлак будет отскакивать от металлоизделия большими кусками. А в шве включений шлака и вовсе быть не должно.
Сварка элементов
Уверенно освоив азы сварочного процесса, можно переходить к соединению элементов в единую конструкцию. И здесь тоже есть свои тонкости, связанные с реакцией металла на такое воздействие.
В первую очередь нужно правильно оценивать длину шва и добиваться того, чтобы он не тянул соединяемые детали на стыках. Для этого их обязательно фиксируют в заданном положении с помощью струбцин или другими способами. А чтобы закрепить фиксацию, прихватывают поперечными швами в нескольких местах. И лишь потом обваривают.
Порядок сварки зависит от длины стыка. В одном направлении и в один заход можно варить лишь короткие швы длиной до 300 мм. Если это расстояние больше, необходимо компенсировать возникающие напряжения, накладывая швы небольшими отрезками.
Схемы выполнения швов в зависимости от длины
Не слишком красивые швы по окончании работы можно аккуратно срезать и отшлифовать болгаркой.
