Как правильно варить сваркой: полное руководство для начинающих

24.01.2022 Автор: VT-METALL

Из этого материала вы узнаете

:

• Требования к сварным швам
• Отличия сварных швов от соединений
• Типы сварных соединений
• Основные типы сварных швов
• Контроль качества сварных швов

Различные типы сварных швов используются в определенных условиях для специфического соединения деталей. Пренебрежение к выбору наиболее подходящего варианта влечет за собой неизбежную потерю качества соединения вплоть до его полной отбраковки. Чтобы этого не произошло, нужно понимать отличия между сварными швами.

Не менее важным будет знание о том, чем отличается сварной шов от сварного соединения. В нашей статье мы расскажем об этом, приведем типологию соединений и швов и обозначим требования к качеству, которые обеспечиваются нормативными актами.

Типы сварочных аппаратов

Для правильного выбора сварочного аппарата необходимо учесть все плюсы и минусы различных типов и моделей сварочников.

Трансформаторы – самые простые и традиционные аппараты, довольно тяжелые по весу, сделанные на основе понижающего трансформатора, который доводит значение напряжения до необходимого для работы. Особенность трансформаторов состоит в работе на переменном токе, что создает нестабильную дугу. В сочетании с увеличенным количеством шлаков и газовых примесей такая дуга способствует разбрызгиванию металла и портит вид шва. Качественный шов таким аппаратом может сделать опытный сварщик с навыками работы на трансформаторе.

Простой аппарат, работающий на переменном токе

Выпрямители – сварочники, которые могут преобразовывать переменный ток в постоянный и понижать напряжение сети с помощью полупроводниковых диодов. Постоянный ток дает стабильную дугу и позволяет сделать сварочный шов однородным и герметичным, крепким и красивым. Выпрямитель универсален, к нему подходят все виды электродов, варить таким аппаратом можно все виды металлов: нержавеющую сталь, алюминий, медь, титан, разные сплавы.

Универсальный сварочный аппарат, к которому подходят все типы электродов

Инверторы – очень популярны, так как имеют небольшой вес, отличную функциональность, автоматизированные настройки. Такие технические характеристики позволяют работать на нем новичкам. В конструкцию аппарата входит ряд блоков, преобразующих переменный ток сети в постоянный ток высокой мощности. Достоинством этого вида сварочников является:

• возможность точных настроек;
• выполнение широкого спектра задач;
• стабильная дуга;
• устойчивость к скачкам напряжения;
• высокое качество сварки, ровный шов;
• работа всеми видами электродов;
• соединение всех видов металлов любой толщины и положения в пространстве.
• обладает дополнительными функциями, предотвращающими залипание электрода и капли отрыва;
• возможность поджигания электрода при максимальной подаче тока;

Из минусов можно отметить:

• необходимость частой очистки от пыли;
• ограниченная длина кабеля, равная 2,5 м;
• невозможность работы при температуре воздуха ниже – 15 градусов.

Инвертор подходит для работы сварщикам-новичкам

Полуавтоматы – бывают двух типов. Первые повышают производительность сварочных работ за счет непрерывной подачи проволоки. В этом случае не нужно постоянно менять электроды. Шов получается ровный, сплошной и без дефектов. Вторые работают в газовой среде, для этого используют кислород, азот и углекислый газ, а также аргон и гелий. У газовой сварки есть следующие преимущества:

• один аппарат сконструирован для работы и с газом и с проволокой;
• прекрасное качество и эстетичность шва;
• стабильная ровная дуга;
• высокая функциональность;
• возможность сварки сложных соединений.

С помощью этого аппарата можно сделать качественный сварной шов

Сварочный шов: как перемещать электрод?

Перемещать электрод при производстве сварных работ следует по одной из трех траекторий.

• Поступательное — электрическая дуга направляется вдоль оси соединяемых элементов. Это позволяет не только поддерживать ее постоянное горение, но и формировать довольно тонкий и прочный сварной шов.
• Продольное — позволяет обеспечить получение ниточного шва различной высоты, которая будет напрямую зависеть от того, с какой скоростью происходит перемещение электрода. По сути, соединение получается весьма прочным, но для его усиления придется совершать некоторые поперечные движения.
• Поперечное — обеспечивает формирование требуемой ширины сварного соединения. Оно подразумевает выполнение колебательных движений. Ширина шва выбирается на основе толщины соединяемых элементов, их размеров и ряда других параметров.

Обычно при проведении работ применяют все эти движения, которые при сочетании друг с другом образуют конкретную траекторию. Она обычно своя у каждого сварщика. В принципе сама по себе траектория не слишком важна, главное, чтобы кромки заготовок были как можно лучше проплавлены и, соответственно, получился шов с заранее заданными параметрами.

Что потребуется для работы начинающему сварщику

Прежде всего нужно подготовить оборудование и спецодежду.

Инструменты и средства защиты

Обязательно понадобится сварочный аппарат, комплект электродов, молоток и зубило для сбивания шлака, металлическая щётка для очистки швов. Электродержатель служит для зажима, удержания электрода и подведения к нему тока. Нужен и набор шаблонов для проверки размеров шва. Диаметр электрода подбирается в зависимости от толщины листа металла. Не нужно забывать о защите. Готовим сварочную маску со специальным светофильтром, который не пропускает инфракрасные лучи и защищает глаза. Эту же функцию выполняют экраны и щитки. Брезентовый костюм, состоящий из куртки с длинным рукавом и гладких брюк без отворотов, кожаную или валяную обувь для защиты от брызг металла и перчатки или рукавицы, брезентовые или замшевые с напуском на рукава. Такая прямая закрытая одежда предохраняет сварщика от попадания расплавленного металла на тело.

Существуют средства специальной защиты, которые применяются для работы на высоте и внутри металлических объектов, при работе в положении лежа. В таких случаях понадобятся диэлектрические сапоги, шлем, перчатки, коврик, наколенники, подлокотники, а для высотной сварки нужен предохранительный пояс с лямками.

Зачистка

А на Ваших сварных швах часто бывают дефекты?

Никогда!Редко, но бывают

После выполнения сварки рекомендуется зачистить шов.

Этот процесс выполняется в 3 этапа:

1. Чистка зоны, ближайшей к шву – часто сюда попадают капли металла. Их отбивают при помощи молотка или зубила.
2. Полировка шва – чтобы шов не бросался в глаза, его полируют при помощи шлифмашинки.
3. Лужение шва – этот этап нужен, если варились мягкие металлы. На шов наносят тонкий слой расплавленного олова.

Перед тем как проводить зачистку, нужно проверить шов на наличие следующих дефектов:

• Трещины на шве.
• Лунки, которые образуются от искрения.

• Окалина от электродов.
• Непроваренные участки.

Всех этих погрешностей легко избежать, если соблюдать технологию сварки, использовать качественные и чистые электроды, и контролировать состояние шва в процессе работы.

Таким образом, существует множество видов сварочных швов. Каждый из них применяется в зависимости от сварочного соединения, положения в пространстве, и других факторов. Ключевое при выборе вида шва – его целесообразность и оправданность будущей конструкцией.

Виды сварных швов

Соединительные сварные швы подразделяются по расположению, прочности, технологии, конструктивным особенностям. Виды расположения швов:

• Нижний. Самый простой и удобный, благодаря силе тяжести металл заполняет промежуток между деталями. Это самый прочный и экономичный шов.
• Горизонтальный. Заготовки расположены перпендикулярно электроду и шов идет по горизонтали. Часть металла уходит из сварочной зоны и электрод расходуется быстрее.
• Вертикальный. В этом случае заготовки расположены также перпендикулярно электроду, но формирование шва идет по вертикали. Расплавленный металл стремится вниз, расход электрода значителен.
• Наклонный. Движение руки сварщика происходит по наклонной. Применяется для угловых и тавровых соединений.
• Потолочный шов расположен над мастером.

Разделение по конструктивному признаку:

• Встык. Стыковое соединение довольно прочное и экономичное, оно не искажает поверхность соединения. Это универсальное соединение.
• Внахлест сваривают детали, когда не хватает пространства для стыкового шва. Толщина заготовок не должна быть более 8-10 мм.
• Угловой шов рекомендуется обваривать с обеих сторон, заготовки при этом располагаются под углом друг к другу. Этот шов непрост в исполнении из-за увеличения зоны термического влияния и большого расхода электрода.
• Тавровый шов представляет собой угловой шов, где плоскости деталей привариваются перпендикулярно. Шов формируется с двух сторон, он довольно сложен.
• Шов под электрозаклепки используется, когда нет необходимости в герметичном шве, он самый экономичный и незаметный.

Сварку можно вести как в один слой, так и в несколько слоев для толстых заготовок.

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.

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.

Как научиться варить сваркой — руководство для начинающих

Сварка – высокотемпературный процесс. Для его осуществления образуется и удерживается электрическая дуга от электрода к свариваемому изделию. Под ее воздействием происходит расплавление материала основы и металлического стержня электрода. Образуется, как говорят специалисты, сварочная ванна, в ней перемешивается основной и электродный металл. Величина образующейся ванны напрямую зависит от выбранного режима сварки, пространственного положения, скорости перемещения дуги, формы и размеров кромки и т. д. В среднем ее ширина составляет 8-15 мм, длина 10-30 мм и глубина – порядка 6 мм.

Покрытие электрода, так называемая обмазка, при расплавлении образует особую газовую зону в районе дуги и над ванной. Она вытесняет весь воздух из области сварки и препятствует взаимодействию расплавленного металла с кислородом. Кроме того в ней находятся пары как основного, так и электродного металлов. Поверх шва образуется шлак, который так же препятствует взаимодействию расплава с воздухом, что отрицательно сказывается на качестве сварки. После постепенного удаления электрической дуги металл начинает кристаллизоваться и образуется шов, объединяющий свариваемые детали. Поверх него расположен защитный слой шлака, который впоследствии убирается.

В процессе выполнения сварочного шва обмазка электрода расплавляется, образуя особую газовую зону. Внутри нее происходит смешивание металла основания и электрода

Начинающим сварщикам лучше всего получать первый опыт под руководством специалиста, который сможет исправить возможные ошибки и дать полезный совет. Приступать к работе следует, надежно закрепив деталь. В целях пожарной безопасности около себя нужно поставить ведро с водой. По этой же причине нельзя выполнять сварочные работы на деревянном основании и небрежно относиться даже к очень небольшим остаткам использованного электрода.

Подключение сварочного аппарата

Чтобы сварка работала безопасно, нужно подключить аппарат к сети, соблюдая следующие правила:

• Сначала необходимо проверить напряжение и частоту тока. Эти данные должны быть одинаковыми в сети и на корпусе аппарата.
• Выставляем на сварочном аппарате расчетное значение мощности тока, которое должно соответствовать выбранному диаметру электрода. Если блок настроек сварочника позволяет выбирать напряжение – нужно выставить его сразу. Подключение делается через специальную вилку и наконечник с заземлением.
• Надежно крепим зажим «заземление». Проверяем, чтобы кабель был изолирован и аккуратно заправлен в специальный держатель.
• Обязательно проверяем все соединения, кабели, штепсели.
• Можно использовать специальный удлинитель, который подключается без промежуточных соединений.
• В старых домах со слабой проводкой возможно падение напряжения. Оно останавливает процесс работы и может вывести из строя сварочное оборудование. В этом случае нужен электрогенератор, который обеспечит напряжение на рабочем уровне.

Сварочный аппарат устроен просто

Как выбрать нужный ток

Сварочный ток является важным показателем сварки и определяет вид и характер шва и производительность работы. Чем выше ток – тем стабильнее дуга и больше глубина проплава. Сила тока зависит от расположения заготовок в пространстве и от размера электрода. Наибольшее значение выставляется для сварки горизонтальных заготовок. Для вертикальных швов значение силы тока применяется меньше на 15%, а при потолочных – на 20%.

Сила тока зависит от расположения заготовок и от размера электрода

Как зажечь дугу

Первый способ — касание. Для этого устанавливаем электрод под углом порядка 60° относительно изделия. Медленно проводим им по поверхности. Должны появиться искры, теперь прикасаемся электродом к металлу и приподнимаем его на высоту не более 5 мм.

Если операция была выполнена верно, зажжется дуга. Пятимиллиметровый зазор необходимо удерживать на протяжении всей сварки. Нужно учитывать, что при правильном сваривании металла электросваркой электрод будет постепенно выгорать, поэтому его постоянно слегка приближаем к металлу. Перемещать электрод следует медленно, если он вдруг залипнет, придется слегка качнуть им в сторону. В случае если дуга не зажигается, возможно, нужно увеличить силу тока.

Второй способ – чирканье. Нужно поднести электрод к поверхности заготовки и чиркнуть им по детали, как будто зажигаешь спичку. Облегчить розжиг электрода можно, обстукав с его края обмазку.

Наклон и движение электрода

После того, как без проблем получается зажечь и поддержать дугу, пора переходить к наплавлению валика. Зажигаем дугу, медленно и плавно перемещаем по горизонтали электрод, выполняя им легкие колебательные движения. Расплавленный металл при этом как будто «подгребается» к самому центру дуги. В результате должен получиться крепкий шов с небольшими волнами, образованными наплавленным металлом.

Угол наклона электрода для начинающего сварщика лучше соблюсти около 70 градусов, то есть с небольшим отклонением от вертикали. Ниже показана схема дуговой сварки.

Угол наклона электрода около 70 градусов

Если в процессе сваривания деталей электрод выгорел практически полностью, а шов еще не завершен, работу временно прекращаем. Меняем использованный элемент на новый, удаляем шлак и продолжаем работу. На расстоянии порядка 12 мм от образовавшегося в конце шва углубления, которое еще называют кратером, зажигаем дугу. Электрод подносим к углублению так, чтобы образовывался сплав из металла старого и вновь установленного электрода, после чего сварка шва продолжается.

В процессе сварки электрод совершает определенные движения, в основном поступательные, продольные и поперечные. Из их комбинаций составляются различные виды швов, самые распространенные приведены на схеме

Траектория движения дуги в процессе сваривания деталей может производиться по трем направлениям:

• Поступательное. Предполагает перемещение дуги вдоль оси электрода. Таким образом достаточно легко поддерживать стабильную длину дуги.
• Продольное. Формирует ниточный сварочный ролик, высота которого зависит от скорости, с которой перемещается электрод, и его толщины. Это обычный шов, но очень тонкий. Чтобы его закрепить, в процессе движения электрода вдоль свариваемого шва выполняют еще и поперечные перемещения.
• Поперечные. Позволяют получать нужную ширину шва. Выполняется путем колебательных движений. Их ширина подбирается исходя из размеров и положения шва, формы его разделки и т. п.

На практике используются все три основных движения, которые накладываются один на другой и образуют определенную траекторию. Существуют классические варианты, однако у каждого мастера обычно «просматривается» собственный почерк. Главное, чтобы в ходе работы хорошо проплавлялись кромки соединяемых элементов, и получался шов заданной формы.

Как правило, применяются все три направления, они могут накладываться друг на друга и образовывать траекторию

Выполнение сварных швов

Потолочный сварочный шов

Этот шов считается самым сложным, так как ванна сварки перевернута вверх дном и расположена над сварщиком. Электрод выбирают не более 4 мм и отводят его немного в сторону, чтобы металл не растекался. Используют короткую дугу и полностью сухие электроды, шов при потолочной сварке должен быть тонким. Движение происходит на себя, так сварщику легче контролировать качество шва. Существует несколько способов его выполнения:

• лесенкой;
• полумесяцем;
• обратнопоступательно.

Потолочный шов считается самым сложным

Видео: выполнение потолочного шва

Вертикальный

При выполнении такого шва можно вести электрод сверху вниз или снизу вверх. Чтобы металл не стекал, электрод следует располагать под наклоном 45-50 градусов вниз от перпендикулярного положения. Опытные сварщики рекомендуют делать этот шов одним проходом.

При выполнении вертикального шва электрод располагается по углом 45-50 градусов

Видео: вертикальный шов

23.03

Выполнение горизонтального шва

При выполнении такого шва основная сложность заключается в стекании металла вниз. Чтобы решить эту проблему, сварщик должен подобрать угол наклона электрода и скорость прохода. Сварка ведется слева направо или справа налево.

При выполнении горизонтального шва нужно правильно подобрать угол наклона электрода и скорость прохода

Угловой

При формировании угловых или тавровых швов детали располагаются под разными углами лодочкой так, чтобы расплавленный металл стекал в угол. Затем прихватываются сваркой с обеих сторон, один край конструкции должен быть немного выше другого. Движение электрода начинается из нижней точки.

При угловой сварке движение электрода начинается из нижней точки

Основы сварки с помощью электрической дуги

Чтобы сделать надежное сварное соединение и правильно положить расплавленный материал электрода, необходимо пристальное внимание уделить началу проведения работ. Лучше всего начинать осваивать данную работу под присмотром опытного сварщика, который позволит избежать наиболее типичных ошибок и посоветовать в случае необходимости.

Соединяемые между собой детали должны быть жестко закреплены. В связи с тем, что работа производится при высокой температуре, необходимо предусмотреть все меры, касающиеся противопожарной безопасности. Поблизости от себя необходимо установить ведро с водой. Не следует выполнять работы на основании из древесины.

Заземляющий зажим закрепляют на свариваемых элементах. Перед этим следует внимательно проверить качество его изоляции. Если она повреждена, пользоваться данным кабелем не следует. Кроме того, он должен быть надежно закреплен в специальном зажиме.

Грамотно выбранные настройки оборудования позволяют накладывать электрод плавно и равномерно, за счет чего производится наплавление металла на свариваемые элементы.

Когда все эти подготовительные работы завершены, осторожно зажигают дугу. Делать это нужно следующим образом: электрод держат под углом к заготовкам примерно 60 градусов, его медленно ведут по поверхности металла вплоть до появления искр. Затем им слегка касаются заготовок и отводят от них на расстояние примерно 5 мм, образуя тем самым электрическую дугу.

Такой зазор придется выдерживать в течение всего времени работы. Если все было сделано правильно, электрод начнет постепенно расплавляться и выгорать, поэтому его придется медленно подводить к заготовкам, сохраняя тем самым требуемое расстояние. Ближе подводить его не следует, так как он может прилипнуть. Если дуга не возникла, придется увеличивать силу тока на оборудовании.

Методы контроля качества сварных соединений

Контроль сварных швов является важным ключевым компонентом для обеспечения надёжного и качественного соединения деталей и работоспособности конструкции. После окончания сварочных работ проводится обязательная проверка качества сварных швов. Контрольная процедура дает возможность выявить дефекты, влияющие на прочность соединения и эксплуатационные характеристики готового изделия. Своевременное обнаружение дефектов позволяет избежать аварийных ситуаций и повысить безопасность эксплуатации конструкции.

На крупных производственных предприятиях контроль сварочных швов проводит отдельный специалист-контролер. Но на небольших производствах в штате часто такая единица отсутствует и проверку проводит сам сварщик.

1. Предварительный контроль – здесь происходит проверка поверхности металла, качества электродов, флюсов, присадочной проволоки и газовых смесей. Затем, непосредственно перед тем как приступить к сварке, происходит контроль качества сборки, подготовки рабочего места и осмотр состояния сварочной аппаратуры.

2. Контроль сварки – это проверка правильности выбранного режима и соблюдения технологии в процессе сваривания деталей.

3. Контроль качества – он происходит по окончании процесса сваривания, который осуществляется различные способами, приведенные ниже.

4. Внешний осмотр – здесь происходит визуальный осмотр деталей на наличие видимых дефекты.

Процедура проверки качества сварных соединений проводится в соответствии с ГОСТ и другими нормативными документами. В них указаны допустимые погрешности. По завершению измерений составляется акт и протокол испытаний, в котором указываются результаты. Зачастую, визуального осмотра сварного шва недостаточно, так как дефекты могут быть скрытыми. Поэтому на практике применяют различные способы контроля качества сварных швов, которые подробно описаны ниже.

Области применения сварочных работ

Сварка используется для решения очень широкого круга технологических и конструкционных задач. Рассмотрим несколько типовых применений этого способа обработки металлов:

• изготовление металлоконструкций. С помощью сварки можно создавать цельные металлические конструкции практически любой сложности и размеров, например, пандусы, ограждения, несущие элементы зданий, корпуса транспортных средств, спортивные снаряды, ангары и боксы, различные рамы и каркасы;
• производство ворот. Используя сварку, можно изготавливать не только прочные, но и эстетичные конструкции. Технология позволяет изготавливать откатные и распашные ворота из профнастила, который является одним из самых популярных материалов для ограждения загородных участков, территорий промышленных предприятий. При этом сварка может осуществляться не только в заводских условиях, но и непосредственно на объекте монтажа;
• изготовление лестниц. Пути эвакуации при пожаре или других чрезвычайных ситуациях должны отвечать очень жестким стандартам. Обеспечить необходимую прочность и надежность могут только сварные пожарные лестницы. Они устанавливаются внутри или снаружи жилых высотных домов, деловых и торговых центров, промышленных и общественных зданий.

Для выполнения сварочных работ используется разнообразное оборудование – от простых и компактных бытовых трансформаторов тока до мощных промышленных автоматизированных линий.
Поделиться: