Ослепительно голубой свет и впечатляющий фонтан искр, характерные для дуговой сварки, получаются, когда мощный электрический ток вынужден перемыкать, образуя дугу, маленький разрыв в электрической цепи, создаваемой сварочным аппаратом. По мере прохождения тока между металлическим электродом и деталью сопротивление воздуха создает температуры от 3800 до 5500 °С, которые сплавляют и кончик электрода, и часть детали. Сварной валик получается таким же прочным, как и оригинальный металл.
Для успешной электродуговой сварки вам сначала необходимо научиться прикладывать правильную силу тока к правильному месту за правильный промежуток времени — действию, известному как поджиг, или зажигание, дуги. Дуга должна перемещаться со скоростью, которая позволяет сварке затвердевать ровным валиком, который пронизывает рабочий металл. Ads by
Как выбрать сварочный аппарат
Различные сварочные аппараты на рынке различают по двум параметрам. Первый — это максимальный ток, который они обеспечивают. Второй — продолжительность включения* или цикл работы, что выражается количеством минут из 10, в течение которых аппарат может выдавать максимальный ток без перегрева (некоторые изготовители могут вместо этого параметра давать величину тока (меньше максимального), при которой аппарат может работать 100% времени — к примеру, 150 А из 225 А). Сварочный аппарат
Например, аппарат на 225 А с длительностью включения 60% не должен варить при выставленном токе 225 ампер дольше 6 минут из каждых десяти. В остающиеся 4 минуты аппарат должен остывать. Аппарат дуговой сварки редко используется на полную мощность длительное время. Для домашних работ хорошим выбором будет установка на 225 А с продолжительностью включения 20%. Выбирайте аппарат с плавной регулировкой тока — это поможет более точно подбирать рабочие параметры дуги. Продавец должен вместе с собственно аппаратом дать вам соответствующие его току электрододержатель, зажим заземления и провода с клеммами. Позаботьтесь о том, чтобы установить аппарат в хорошо защищенном от пожара месте. Гараж или хорошо вентилируемый подвал с каменными стенами подойдут лучше всего. Но можно варить и на огнеупорных кирпичах на каменном полу или вне помещения. Однако ваше рабочее место должно иметь электросеть на 220 В с заземлением и собственной защитой — автоматом, плавким предохранителем и т. п.
Сварочные электроды
Последним шагом перед зажиганием дуги и началом сварки будет выбор электрода для металла, с которым вы работаете. Электроды — это металлические стержни, покрытые флюсом, который во время сварки испаряется и защищает расплавленный металл от кислорода и азота воздуха, ослабляющих сварку. Сварочные электроды
Часть флюса также смешивается с металлом сварки, вытесняет примеси на поверхность и образует изолирующее покрытие, которое называется окалиной, или шлаком. Тип флюса на электроде влияет на то, как ведет себя дуга и как глубоко дуга проваривает деталь. Это интересно: существуют сотни разновидностей электродов. В РФ они должны соответствовать ГОСТ 9466-75. А в США они категорированы Американским обществом специалистов по сварке. Первые две цифры, умноженные на 1000, показывают предел прочности на разрыв металла сердцевины (например, 60 000 фунтов на кв. дюйм). Третья цифра относится к положению сварочного шва в пространстве, на которое рассчитан электрод — нижнее, горизонтальное или вертикальное на вертикальной поверхности или потолочное (1 — любое положение, 2 — для горизонтального или горизонтального на вертикальной поверхности, 3 — только для горизонтального). Последняя цифра обозначает тип тока, с которым следует использовать электрод — переменный или постоянный. В качестве общего правила: выбирайте электрод, диаметр которого равен толщине свариваемого металла — до 3 мм. Трехмиллиметровый электрод используется и для более толстого металла — в этом случае сделайте скосы на свариваемых кромках и наплавляйте сварку слоями. Диаметр электрода должен быть равен толщине свариваемого металла
В качестве вашей первой сварки потренируйтесь с электродом Е6013 диаметром 1/8 дюйма (3,2 мм) и полосой из мягкой стали толщиной 3/16 дюйма (4,7 мм). Потом поэкспериментируйте с электродами, которые вам посоветовал продавец для планируемой вами работы. Следует помнить, что выбранный вами электрод должен соответствовать диапазону токов, который будет использован при сварке.
Техника безопасности при электродуговой сварке
Интенсивность яркости и температуры в процессе сварки требует специальных предохранительных мер по защите кожи и глаз. Сварочная маска и перчатки
Устройство аппарата, создающего температуры более 3870 °С
Устройство аппарата дуговой сварки
Когда шнур этого аппарата дуговой сварки переменным током включен в розетку сети 240 В, трансформатор внутри снижает напряжение домашней сети примерно до 80 В, увеличивая в то же время возможный ток до 230 А.
Два гнезда для провода электрода позволяют выбирать диапазоны малых или больших токов. Внутри этих диапазонов можно выполнять тонкую настройку тока с помощью ручки регулятора тока. Третье гнездо предназначено для провода с зажимом заземления. При работе заземляющий зажим крепится на детали, включается выключатель и электрод в электрододержателе приближается почти к самой детали. Ток из трансформатора проходит по электроду и создает электрическую дугу к детали, нагревая металл более чем до 3800 °С. Цепь тока замыкается в трансформаторе, проходя к нему через заземляющий зажим и его провод.
Тренируем выполнение валика сварного шва
Поджиг дуги
- Выставьте ток 115 А и закрепите заземляющий зажим на бросовом обрезке мягкого металла, а затем вставьте оголенный конец электрода в электрододержатель под углом 90°.
- Включите аппарат. Расположите кончик электрода на расстоянии 25 мм над деталью, надвиньте на глаза защитную маску и приближайте электрод к заготовке, немного покачивая его — чиркая им по металлу, как длинной спичкой.
- Как только появится дуга, приподнимите электрод на 3 мм от детали, удерживая его перпендикулярно к поверхности металла.
- Когда у кончика появится ванна расплавленного металла, отведите электрод, чтобы погасить дугу. Если электрод будет касаться заготовки, то он приварится к металлу, но обычно его можно оторвать быстрым вращательным движением. Однако иногда может возникнуть необходимость высвободить электрод из держателя рубильным молотком.
Тренируем выполнение валика сварного шва
Формирование сварочного валика
- Зажгите дугу около одного конца полосы 6 мм из мягкой стали. Когда за сварочной ванной рядом с кончиком электрода начнет накапливаться сваренный металл, слегка наклоните держатель, так чтобы верхний конец электрода оказался наклонен примерно на 15° в направлении движения, и перемещайте электрод по детали со скоростью примерно 50 мм за минуту. Слушайте звук дуги: когда электрод наклонен на правильный угол и движется с правильной скоростью, вы будете слышать резкий треск, похожий на треск жарящегося бекона.
- По мере расходования электрода равномерно и уверенно пускайте электрододержатель, чтобы сохранять длину дуги 3 мм. Если вы закончите сварку до того, как остаток электрода уменьшится до 50 мм, зачистите шов. Если сварка не закончена до момента образования такого остатка, замените электрод новым, зачистите шов и продолжайте формировать сварочный валик.
- Для завершения неоконченного валика зажгите дугу на расстоянии 13 мм от углубления в конце валика, который еще называется кратером, или ванной (см. выше врезку на рисунке справа). Перемещайте электрод назад через кратер, чтобы сплавить новый металл сварки со старым, затем снова поменяйте вектор движения и продолжайте в первоначальном направлении.
Удаление шлака молотком и проволочной щеткой
Надежно удерживайте горячую деталь плоскогубцами или клещами и ослабьте шлак, покрывающий сварочный валик; простучите шов по длине квадратной частью рубильного молотка (см. рисунок слева). Затем пройдитесь заостренным обушком молотка по границе валика и детали, чтобы удалить шлак. Удаление шлака молотком и проволочной щеткой
Завершайте очистку сварочного шва жесткой проволочной щеткой (см. рисунок справа). С усилием трите вдоль длины валика, а потом прочистите поперек шва, чтобы удалить остатки шлака.
Как оценить сварочный валик
Здесь, на виде сверху и в разрезе семи сварочных валиков, показано влияние трех основных параметров дуговой сварки: силы тока, длины дуги и скорости перемещения электрода. Оценка сварного шва
Стыковые и угловые соединения — два основных вида сварки
Прихватка
Для того чтобы соединяемый металл не покоробился под воздействием жара от дуги, сначала временно скрепите две металлические детали прихватками — короткими сварными швами. Располагайте прихватки около концов соединения, а для длинных швов делайте дополнительные прихватки через каждые 150 мм. Прихватка и усиление сварки встык
Усиление сварки встык
При стыковой варке металла менее 6 мм толщиной используйте ту же технику, что и при формировании сварочного валика, перемещая электрод вперед по мере того, как он плавит всю толщину металла обеих деталей (верхняя врезка на рисунке справа). При стыковой сварке металла 6 мм и толще работайте слоями (нижняя врезка на рисунке справа).
Угловой шов
Держа электрод так, чтобы он делил угол пополам (обычно это 45° от горизонтальной детали), зажгите дугу и медленно перемещайте электрод вдоль шва, наклонив его примерно на 20° в сторону движения. Темп движения электрода должен быть такой, чтобы его кончик всегда был над передней кромкой ванны расплавленного металла. Выполнение углового шва
При необходимости отрегулируйте ток так, чтобы получался треугольный в сечении шов с примерно равными сторонами (верхняя врезка). Толщина/высота шва должна равняться толщине свариваемого металла.