Как правильно варить металл

Дефекты сварных швов

У начинающих сварщиков часто при выполнении швов встречаются ошибки, которые приводят к появлению дефектов. Некоторые из них критичны, некоторые — нет

В любом случае, важно уметь определить ошибку, чтобы затем исправить ее. Самые распространенные среди новичков дефекты — неодинаковая ширина шва и его неравномерное заполнение

Происходит это из-за неравномерных движений кончика электрода, изменении скорости и амплитуды движений. По мере накопления опыта эти недостатки становятся все менее заметными, через некоторое время вообще исчезают.

Другие ошибки — при выборе силы тока и величины дуги — можно определить по форме шва. На словах описать их сложно, проще изобразить. На фото ниже показаны основные дефекты формы — подрезы и неравномерное заполнение, прописаны причины, их вызвавшие.

Ошибки, которые могут возникнуть при сварке

Непровар

Одна из ошибок, которые допускают начинающие сварщики: непровар

Этот дефект состоит в неполном заполнении стыка деталей. Этот недостаток необходимо корректировать, так как он влияет на прочность соединения. Основные причины:

• недостаточный сварочный ток;
• высокая скорость движения;
• недостаточная подготовка кромок (при сварке толстых металлов).

Устраняется корректированием тока и уменьшением длины дуги. Подобрав правильно все параметры, от такого явления избавляются.

Подрез

Этот дефект — канавка вдоль шва на металле. Обычно возникают при слишком длинной дуге. Шов становится широким, температуры дуги для прогрева не хватает. Металл по краям быстро застывает, образуя эти канавки. «Лечится» боле короткой дугой или корректировкой силы тока в большую сторону.

Подрез в угловом соединении

При угловом или тавровом соединении подрез образуется из-за того, что электрод больше направлен на вертикальную плоскость. Тогда металл стекает вниз, снова образуется канавка, но уже по другой причине: слишком сильном нагреве вертикальной части шва. Устраняется снижением силы тока и/или укорочением дуги.

Прожог

Это сквозное отверстие в сварном шве. Основные причины:

• чересчур большой ток сварки;
• недостаточная скорость движения;
• слишком большой зазор между кромками.

Так выглядит прожог шва при сварке

Способы исправления понятны — пробуем подобрать оптимальный сварной режим и скорость движения электрода.

Поры и наплывы

Поры выглядят как небольшие отверстия, которые могут группироваться в цепочку или быть раскиданы по всей поверхности шва. Являются недопустимым дефектом, так как значительно снижают прочность соединения.

Поры появляются:

• при недостаточной защите сварной ванны чрезмерном количестве защитных газов (электроды низкого качества);
• сквозняке в зоне сварки, который отклоняет защитные газы и кислород попадает к расплавленному металлу;
• при наличии загрязнений и ржавчины на металле;
• недостаточной разделке кромок.

Наплывы появляются при сварке с присадочными проволоками при неправильно подобранных режимах и параметрах сварки. Представляют собой затекший металл, который не соединился с основной деталью.

Основные дефекты сварных швов

Холодные и горячие трещины

Горячие трещины появляются в процессе остывания металла. Могут быть направлены вдоль или поперек шва. Холодные появляются уже на холодном шве в тех случаях, когда нагрузки для этого типа шва чересчур велики. Холодные трещины ведут к разрушению сварного соединения. Эти недостатки лечатся только повторной сваркой. Если недостатков слишком много, шов срезают и накладывают повторно.

Холодные трещины ведут к разрушению изделия

Инструменты и средства защиты для сварки

Для ручной сварки понадобятся: сварочный аппарат, расходники, в виде электродов, металлическая щётка, молоток, зубило и маска со светофильтром (маска сварщика).

Сварочные аппараты для ручной дуговой сварки:

Трансформаторы – работают с переменным током. Они тяжелые по весу, сильно шумят, образуют нестабильную дугу и влияют на электросеть, вызывая скачки напряжения. На трансформаторе выполнить ровный шов сможет только опытный сварщик. Однако, если научиться сварочному делу на трансформаторе, то с остальными аппаратами будет гораздо легче.

Выпрямители – преобразуют переменный ток в постоянный, работают на основе полупроводниковых диодов. Выпрямитель универсален, с помощью него варят самые разные металлы и используют любые электроды. В отличие от трансформатора, выпрямитель даёт стабильную дугу, что облегчает процесс сварки.

Сварочные инверторы – имеют компактные размеры, автоматизированные настройки, они работают тише, чем трансформаторы. Этот аппарат преобразует переменный ток в постоянный высокой мощности.

Преимущества:

• точность настроек;
• многофункциональный;
• образует стабильную дугу;
• не зависит от скачков напряжения;
• работает с любыми видами электродов.

Все эти преимущества обеспечивают ровный высокого качества шов.

Недостатки:

• нужно часто чистить от пыли;
• нельзя работать при температуре ниже -15°С.

Ряд полезных советов:

• Если в только начинаете изучать сварку на практике, то лучше начать с инвертора. С ним гораздо проще и удобнее работать
• Не забудьте про молоток и зубило, которые понадобятся вам для сбивания шлака со шва. Далее шов очищают металлической щёткой.
• Нельзя забывать и о средствах защиты.Обязательно должна быть сварочная маска со светофильтром, защищающим глаза.
• Костюм должен быть брезентовым, с длинным рукавом. Брюки гладкие, без отворотов. Обувь лучше выбрать максимально закрытую, например, кожаную.
• Еще один атрибут – брезентовые или замшевые перчатки или рукавицы достаточной длины.
• Также не помешает позаботиться о пожарной безопасности, например, приготовить ведро воды.

Движения электродом

Невозможно варить электродами качественно, не освоив технику движения. Как самостоятельно научиться варить электросваркой и правильно формировать шов? Главный критерий в понимании особенностей технологии. Частицы со стержня электрода вплавляются туда, куда направлен конец. Поэтому умелое манипулирование электродом — залог правильной структуры и крепкого шва.
Кроме миллиметрового железа, большинство свариваемых изделий соединяются многопроходными слоями. Это обеспечивает герметичность и хорошие свойства на разрыв. Первый шов называется корневым и ведется ровно, строго по месту стыка. Это позволяет расплавленному металлу заполнить щель между пластинами.
Последующие слои, имеющие под собой основу, выполняются колебательными движениями. Это могут быть любые манипуляции из перечня ниже, с продвижением вперед:

• зигзаги;
• овалы;
• восьмерки;
• треугольники.

Периодически, опытные сварщики делают короткий рывок концом электрода назад, чтобы отогнать слой шлака, мешающий наблюдению за формированием шва.

Что нужно знать новичку

1. Подготовка поверхности свариваемых деталей.
2. Подключение сварочного аппарата и массы.
3. Поджигание дуги.
4. Сварка.

Стоит знать, что существует три основных вида сварочных швов:

• Горизонтальный. Получается вследствие сваривания деталей в горизонтальном положении. Наиболее простой шов и с него стоит начинать обучение.
• Вертикальный. Детали располагаются вертикально.
• Потолочный. Самый сложный из вариантов и стоит тщательно потренироваться, прежде чем проводить такие сварочные работы.

Итак, как пользоваться сварочным аппаратом?

 Подготовка

Обязательно стоит уделить внимание одежде. Сварочные работы чреваты брызгами и искрами. Лучше всего — это огнеупорный костюм сварщика, но за неимением такового можно использовать плотную не синтетическую одежду и перчатки

Лучше всего — это огнеупорный костюм сварщика, но за неимением такового можно использовать плотную не синтетическую одежду и перчатки.

Обязательно наличие хорошей защитной маски, молотка для сбивания шлака, и защитных очков для глаз.

 Подключение

Современные инверторы работают от бытовой сети. Для этого достаточно вставить вилку в розетку.

Кабель массы нужно закрепить к одной из свариваемых деталей. Место, где будет присоединен зажим, желательно зачистить от всякого загрязнения до металла.

Электрод нужно вставить оголенным концом в держатель. Обязательно на аппарате нужно выставить силу тока. Для варки третьим электродом оптимальный показатель в 70 Ампер. Но он может варьироваться. Слишком высокая сила тока будет резать металл, а низкая — не способствует образованию качественной дуги.

Поджигание

При чиркании в месте начала сварочного шва концом электрода нужно провести несколько раз по принципу поджигания спички.

Постукиванием кончиком стучат в точке, где начнется сваривание.

Если дуга не зажигается, большая вероятность того, что кабель массы плохо подключен к детали. Также для быстрого поджигания можно плоскогубцами очистить кончик электрода от обмазки.

При постоянном прилипании нужно повысить силу тока, но без особого фанатизма.

Сварочный процесс

Но, если происходит сваривание вертикальных деталей, то шов обязательно ведут снизу вверх.

После поджигания дуги электрод ведут под углом в 30-60 градусов до поверхности. Расстояние зависит от сварочной ванны, образуемой при плавлении, обычно 2-3 миллиметра.

При движении электродом нужно контролировать несколько параметров:

• Постепенно вести шов выдерживая расстояние от свариваемой поверхности.
• Следить за сварочной ванной и ускорять или замедлять ведение шва.
• Двигать электрод нужно по непрямой траектории, а, например, в виде «елочки».
• Следить за направление сварочного шва.

Для лучшего ведения шва вначале лучше всего наметить место сварки мелом.

Когда процесс завершен, нужно сбить шлак и осмотреть место сварки на предмет зашлакованности шва или пропусков.

Как правильно варить сварочным аппаратом ручной дуговой сварки штучными электродами (MMA)

Сварочные работы по металлу являются чрезвычайно распространенными в настоящее время. Однако, для того чтобы правильно их выполнять, необходимы соответствующие навыки. И необходимость получения данного опыта является очень актуальной, поскольку от того, насколько качественно выполняются сварочные работы, зависит долговечность и надежность соединения отдельных частей различных предметов из металла, в том числе и кованых элементов.

В настоящее время, для того чтобы узнать, как правильно варить сварочным аппаратом, можно воспользоваться специальной литературой. Кроме того, существуют курсы для обучения сварочным работам. При освоении правил того, как осуществлять сварочные работы самостоятельно, необходимо достаточно четко представлять алгоритм их выполнения и технику безопасности.

Прежде всего, очевидно, необходимо начинать с изучения правил техники безопасности. Она начинается с того, что нужно знать, как выбирается специальная одежда и защитные приспособления для сварочных работ. Самым главным предметом, конечно, является защитная маска, либо сварочный щиток. Маска должна быть максимально надежной и защищать от излучения электрической дуги сетчатку глаз. Также потребуется защитная куртка и брюки для того, чтобы защитить одежду от повреждений искрами, которые образуются во время сварочных работ.

Далее необходимо переходить к изучению непосредственно самого алгоритма выполнения сварочных работ. Вначале необходимо установить зажим заземления на свариваемой детали.

Затем выбирается режим электрического тока в соответствии с типом электрода и его диаметром.

Далее можно будет попробовать сам процесс. Вначале нужно провести электродом по металлической заготовке. Касание должно быть кратковременным, и если все нормально с электрической цепью, привести к вспышке искр. А далее нужно поднести электрод к детали, сделать ту же процедуру и отдалить его на расстояние 3-5 мм. Этого достаточно, чтобы электрическая дуга возникла между электродом и свариваемой деталью. Самое сложное, это удерживать электрическую дугу и не давать ей погаснуть, допустив слишком большой или маленький зазор между свариваемой поверхностью и электродом.  При этом нужно сваривать между собой металл детали и электрода в одно целое в виде аккуратного сварного шва. Практиковаться можно на каких-либо ненужных металлических изделиях. И только, когда будет получаться, можно переходить к свариванию настоящих деталей.

Небольшое видео, где дилетант-самоучка делится опытом с новичками:

И еще один ролик о том, с чего начинать учиться варить.

Также может быть полезным просмотреть следующие материалы:

• Сварочные швы
• Техника выполнения сварочных швов

Технология сварочных работ

На сегодняшний день известны следующие разновидности электродуговой сварки:

1. Сварка неплавящимся электродом.

   Вольфрамовый (или графитовый) стержень, используемый как электрод, не плавится, но поддерживает электрическую дугу. Наплавляемый металл подаётся в виде проволоки или прутка. Такой вид сварки может работать и без присадочного материала, в режиме паяльника.

2. Сварка под флюсом.

   Электрод, создающий электрическую дугу, подаётся внутрь слоя флюса, которым покрыта деталь. Таким образом создаются условия для идеального соединения металлов, не подверженного разрушающему влиянию воздуха.

3. Полуавтоматическая дуговая сварка.

   Роль электрода выполняет проволока из металла, к которой подаётся электрический ток. По мере её плавления происходит автоматическая подача (так, чтобы длинна дуги сохранялась постоянной). В тоже время к месту сварки нагнетается защитный газ — углекислый или аргон. В результате значительно повышается качество сварного шва.

В домашних условиях такие виды сварки практически не применяются. Поэтому перейдём к рассмотрению четвёртого вида сварочных работ — ручной электродуговой сварки.

Ручная дуговая сварка основана на применении специального электрода в обмазке

Электросварочные аппараты для ручной сварки разделяют на два типа — переменного тока и постоянного тока. Использование переменного тока позволяет конструировать приборы высокой производительности и мощности. Преимуществом постоянного тока, благодаря отсутствию смены полярности, является более ровный шов с меньшим количеством металлических брызг.

Ремонт подводного трубопровода

Работа сварочного аппарата основана на создании электрической дуги в месте соприкосновения двух металлических деталей. Высокая температура (до 7000о С) расплавляет материал до жидкого состояния и происходит диффузия — смешивание на молекулярном уровне.

Принципиальным отличием сварки от склеивания является отсутствие вспомогательных материалов — соединяемые детали превращаются в монолитную конструкцию.

Поэтому нужно отчётливо понимать, что для правильного применения сварки использовать можно только однородные металлы. Нельзя приварить алюминий к железу или медь к нержавейке. Температура плавления у разных материалов различная, а создание сплавов не входит в круг возможностей сварочного оборудования.

Для сварки железных конструкций существуют различные сварные аппараты.

• Трансформаторы. Служат для преобразования сетевого тока напряжением 220 В, в ток с параметрами необходимыми для создания высокотемпературной электрической дуги. Происходит это за счёт понижения напряжения (не более 70 В) и повышения силы тока (до тысяч ампер). Сегодня такие приборы постепенно уходят в прошлое, так как для бытового использования они слишком громоздки и потребляют большое количество электроэнергии. Кроме того, работа трансформатора не отличается стабильностью и негативно влияет на состояние сети в целом — при включении создаются перепады напряжения, страдает чувствительная бытовая техника. Бывают одно и трёх фазными.

• Выпрямители.

  Преобразуют переменный ток потребительской сети в постоянный. Принцип работы таких приборов основан на использовании выпрямляющих кремниевых диодов, которые также называются вентилями. Характерным отличием сварочного аппарата постоянного тока от сварочного переменного тока, является сильный нагрев электрода на плюсовом полюсе. Это даёт возможность контролировать процесс сварки: осуществлять «щадящую сварку», манипулируя настройками ощутимо экономить электроды при резке металла.

• Инверторы.

  Довольно долгое время (до 2000 г.) были недоступны для широкого применения в быту в силу высокой стоимости. Но в последствии приобрели большую популярность. Принцип действия инвертора состоит в преобразовании сетевого переменного тока в постоянный, а затем — снова в переменный, но уже высокочастотный ток. Отличие данной схемы от трансформаторной сварки в том, что дуга, полученная от преобразованного постоянного тока, более устойчивая.

Главным преимуществом инверторной сварки является улучшение динамики электрической дуги, а также ощутимое снижение веса и габаритов установки (по сравнению с прямыми трансформаторами). Кроме того, появилась возможность плавной регулировки выходящего тока, что заметно повысило КПД агрегата и обеспечило лёгкость зажигания дуги во время работы.

Но есть и недостатки:

• временные ограничения в использовании, что связано с нагревом электронной схемы преобразования;
• создание электромагнитного «шума», высокочастотных помех;
• негативное влияние влажности воздуха, что приводит к образованию конденсата внутри прибора.

Самоучитель по розжигу дуги

Как научиться варить электросваркой можно узнать на обучающем видео. Все начинается с разогревания электрода. Чтобы возбудить электрическую дугу между массой и концом электрода, необходимо легонько постучать последним об поверхность. Рекомендуется это сделать на отдельной пластине, чтобы не оставить следов на изделии. Разогретый электрод подносят к месту соединения, и дуга возбуждается от малейшего касания с поверхностью.
Первое время, можно просто сжечь пару электродов, для того чтобы рука привыкла к дистанции и стабильном удержании дуги. Это поможет освоиться и зрительно, когда в маске перестанет все сверкать, и придет понимание происходящего процесса. Для различия расплавленного шлака и металла в сварочной ванне, стоит запомнить, что самый белый и яркий свет исходит от стали, а красноватый от шлака. Научившись различать эти составляющие можно лучше формировать швы и замечать не проваренные места.

О технических приемах формирования шва

Перед тем, как самостоятельно научиться варить электросваркой, следует освоить различные сварочные техники соединения металлических деталей. Грамотное поддержание и перемещение электрической дуги — залог качественного шва. Если дуга чересчур длинная, то металл окисляется и насыщаться азотом, разбрызгиваться каплями, и формировать пористую структуру.

Шов внахлест

Сварочная дуга перемещается поступательно, вдоль оси электрода. Таким образом поддерживается нужная длина дуги, на которую влияет скорость плавления электрода. Длина электрода уменьшается постепенно, так же, как между ним и сварочной ванной увеличивается расстояние. Чтобы это предотвратить, электрод полагается двигать вдоль оси, соблюдая синхронность его укорачивания и движение в направлении сварочной ванны.

Потолочный шов

Диаметр электрода зависит от толщина свариваемого сеталла

Еще одна разновидность валика именуется ниточной. Такой валик формируется в процессе перемещения электрода по оси свариваемого шва. Что касается толщины валика, то она зависит от диаметра электрода и скорости, с которой он перемещается.

Про ширину валика можно сказать, что она обычно на 2-3 мм превышает диаметр электрода. Таким образом получается достаточно узкий сварочный шов. Его прочность недостаточно высока для создания крепкой конструкции. Как это исправить? Достаточно при движении электрода вдоль оси сварочного шва совершать дополнительное перемещение его — поперек оси.

Тавровый шов (с односторонней разделкой)

Поперечное смещение электрода в процессе работы дает возможность получить достаточную ширину шва. Это делается возвратно-поступательными колебаниями электрода, ширина которых определяется для каждого конкретного случая индивидуально. Здесь нужно принимать в расчет положение шва, его размер, форму разделки, особенности материалов, а также список требований, выдвигаемых к конструкции. Принято считать нормальной ширину шва от 1.5 до 5.0 диаметров электрода.

Сварочный шов с опиранием электрода

Формируется при достаточно сложных, тройных движениях электрода. Существует в нескольких вариациях. Траектория движения при классической дуговой сварке должна быть такой, чтобы проплавлялись кромки деталей, которые требуется соединить, и при этом должно образовываться достаточно количество расплавленного металла, чтобы сформировать шов заданной формы.

Технология сварочных работ

Сварочные работы — соединение металлических деталей расплавлением кромок и добавлением присадочного металла. В итоге образуется сварочный шов, кромки прочно соединены.

Признаки качественного шва:

• Провар. Металл сварочного шва должен проникнуть на всю толщину. В процессе сварки равномерно расплавляются кромки, если расплавлять одну сторону, валик получится неравномерным.
• Однородность. Стык должен состоять из сплошного металла, без включения шлака или раковин. Пропуски и непроплавы не допускаются.
• Прочность. После остывания шва могут образовываться микротрещины.
• Отсутствие подрезов. Слишком сильная дуга «подрезает» края деталей, ослабляя их.
• Выпуклая равномерная форма. Браком считается как излишне толстый валик, так и вогнутый. Это свидетельствует о неправильно выбранной силе тока.

Шов должен быть однородным, без излишних «чешуек», наплывов, изгибов. Ширина шва определяется из толщины свариваемых деталей. Слишком узкий окажется непрочным, широкий — ослабит изделие.

Перед соединением деталей нужно:

1. Определить вид соединения — встык, внахлест, угловое, тавровое соединения.
2. Определить пространственное положение — вертикальное, горизонтальное, потолочное.
3. Оценить толщину свариваемых деталей.
4. Выбрать электрод. Толщина зависит от глубины шва.
5. Определить силу тока. На пачках приводятся примерные рекомендуемые таблицы, но ориентироваться стоит на личные ощущения. Силу тока лучше выбирать максимально возможную, но не прожигать металл. Сила тока на потолочных соединениях ниже, чем на горизонтальных.
6. Подготавливаем детали — на толстых делаем фаску, выставляем зазор прихватками. Очищаем детали от ржавчины и краски.

Подробности

Типы аппаратов для сварки

На строительном рынке есть множество моделей сварочных аппаратов, и среди всего разнообразия стоит выделить следующее:

• Выпрямители.
• Плазменные.
• Трансформаторы.
• Автоматы.
• Инверторы.
• Полуавтоматы.

В условиях дома или мастерской обычно используют трансформаторы из-за малой стоимости, а также инверторы из-за удобства и простоты выполнения работ. Остальные потребуют либо особые условия для работы, которые можно создать лишь на производстве, или потребуется длительное приобретение навыков и особое обучение.

Трансформаторные

Устройство подобных автоматов самое обычное – это понижающий и мощный трансформатор, причем именно в его вторичную обмотку и включают электрическую рабочую цепь. Достоинства такого устройства заключаются в его простоте, неприхотливости, живучести и дешевизне. А из недостатков выделим большой вес и размеры, низкий уровень стабильности дуги, работа на переменном токе и создание бросков напряжения в сети питания. Подобный аппарат потребует от сварщика большого опыта и мастерства. Для обучения начинающего мастера устройство плохо подходит.

Инверторы

Кроме того, устройство не вызывает напряжения бросков в сети питания. Но есть пару недостатков – высокая стоимость и малая степень устойчивости к морозу. Обучение начать стоит именно с инвертора, потому что стабильность параметров души и наличие дополнительных функций облегчат старт и предотвратят залипание, а также дадут возможность новичкам сосредоточиться на шве и как можно скорее освоить новую для них технологию.

Что нужно для выполнения работ начинающим мастерам

Для того, чтобы приступить к обучению, потребуется выбрать соответствующую экипировку и оборудование

Особое внимание стоит уделять собственным средствам защиты, потому что сварочные работы представляют собой вредный процесс для органов дыхания и зрения. Потребуется организовать рабочее место, а если оно находится в мастерской, то комнату потребуется снабдить эффективной вытяжной системой и прекрасным освещением

Чтобы правильно варить металл инвертором или другим приспособлением, немаловажную роль  будет играть и место. Если вы желаете начать обучение на свежем воздухе, то делать это следует на сухом основании и под навесом, который будет защищать вас и оборудование от дождя. Рабочее место должно получится просторным, не быть захламленным, а также не стеснять движения сварщика. Кабели следует прокладывать так, чтобы вы на них не наступили и не запнулись при перемещении вокруг заготовок. В качестве заготовки для отработки навыков стоит выбирать обрезки проката и стальные листы, а начинать с важных конструкций не рекомендуется.

Средства защиты и инструменты

Из инструментария, оборудования и материалов нужно:

• Болгарка (УШМ) для нарезания заготовок и зачистки швов.
• Набор ручных слесарных инструментов – зубила, молотки, пассатижи и прочее.
• Щетка из металла для зачистки заготовок.
• Струбцины и зажимы для того, чтобы заготовки были соединены между собой.
• Электроды.

И, конечно же, вам потребуется инвертор.

Какие выбрать электроды

Чтобы научиться хорошо варить металл, потребуется выбрать сварочные материалы по типу свариваемых материалов и их толщиной. В качестве задания для учебы стоит выбирать стандартные низкоуглеродные конструкционные стали. Для них прекрасно подойдут популярные электроды с обмазкой. Обычно требуется учить на электродах с диаметром 1.6, 2 и 3 мм (это для тонкостенных конструкций), а с толщиной от 4 до 6 мм для сваривания заготовок с толстыми стенками.

Чаще всего для домашних условиях применяют электроды с диаметром в 3 мм, а более тонкие подойдут для сваривания деталей с тонкими стенками. Мощность устройства обязательно должна соответствовать диаметру электрода, а  в руководстве пользователя есть табличка для определения рабочего тока по номера электрода.