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
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.
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
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.
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.
Какие могут быть ошибки?
Сварщики, еще недостаточно знающие, как правильно пользоваться сваркой, часто допускают следующие ошибки:
- неровная линия соединения при быстром перемещении электрода;
- большое число прожогов при замедлении ведения;
- плоский шов при нарушении угла наклона стержня;
- непровары вследствие занижения (либо завышения) расстояния от кончика стержня и заготовкой.
Это лишь часть ошибок, которые делают недостаточно опытные работники. Используя инверторный источник, можно быстро научиться их избегать.
Чтобы научиться сваривать тонколистовые заготовки, профильные или водопроводные трубы, потребуется намного больше времени. Существует прием наложения на тонкие заготовки куска освобожденного от обмазки и проварки прямо по нему.
Сваривать легированные, нержавеющие и инструментальные сплавы, а также цветные и легкие металлы намного сложнее. Их сваривают в среде инертных или малоактивных газов, таких, как аргон, гелий или углекислый. Аппарат для работы представляет собой инверторный источник тока, дополненный системой подачи газа через сварочную горелку. Вместо стержневых электродов применяется сварочная проволока, подающаяся в рабочую зону с постоянной скоростью специальным механизмом. Такой аппарат называется полуавтоматом.
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
Особенности процесса
Ручная дуговая сварка имеет несколько явных плюсов:
- её можно выполнять даже в закрытых помещениях;
- благодаря большому ассортименту выпускаемых электродов, дуговая сварка подойдёт для множества различных металлов и сплавов. И если сначала вам нужно варить один металл, а потом другой, никаких проблем не возникнет. Перенастроить оборудование и поменять электроды можно достаточно быстро;
- дуговое электрооборудование имеет простую конструкцию, мало весит и легко транспортируется;
К минусам дуговой электросварки металлов следует отнести наличие вредных условий и низкий коэффициент полезного действия.
Проще всего провести дуговую сварку вручную, если металлоизделия располагаются в горизонтальном положении. В таком случае контролировать электрод и расплавленный металл очень удобно – сила тяжести не позволяет расплаву растекаться по сторонам.
Гораздо более сложна вертикальная и потолочная дуговая сварка — подобные работы выполняют только профессионалы.
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.
Основные правила стыковки деталей
После того, как освоены азы сварки, необходимо самостоятельно варить металлоконструкции, переходить к выполнению простейших операций по сборке и прихватке узлов в бытовых условиях. Как правило, домашний мастер не варит толстый металл, поэтому о разделка кромок не потребуется. Для начала можно потренироваться соединять профильную трубу. Для этого потребуется на концах деталей зарезать острые углы, для большей площади провара.
Детали вставляют в угловую струбцину и фиксируют поджимной планкой. Теперь необходимо предварительно прихватить с нескольких сторон. Для этого зажигают дугу и ставят небольшую точку.
Не требуется выдерживать большой катет, необходимо просто зафиксировать детали. После проверки диагоналей, выполняют прихватки со всех доступных сторон. Теперь снимают конструкцию и обваривают ее надежным и качественным швом.
Если хорошо усвоены уроки по углу наклона, укладке металла в расплавленную сварочную ванну, то операции по сборке металлоконструкций не вызовут затруднений даже для чайников в сварочном деле.
Изучив основы сварки и набравшись теоретических знаний, надо как можно чаще практиковаться, одевать сварочную экипировку, включать сварочный аппарат и долгое время оттачивать свое мастерство. Только практика позволит стать сварщиком высокого класса.
О каких дефектах стоит знать, чтобы сделать правильный шов?
Знания о дефектах шва необходимы даже начинающему сварщику. Их нужно вовремя определить и не начинать использовать дефектное изделие. Правильно заваренное соединение выглядит аккуратно. Типовые дефекты сварных соединений следующие:
- Непровар. Шов недостаточно заполнен металлом, обладает в этом месте недостаточной прочностью. Вызывается пониженным напряжением дуги либо превышением скорости движения держателя.
- Подрез. Углубление вдоль линии шва. Вызывается превышением расстояния от электрода до заготовки. Помогает некоторое увеличение значения рабочего тока.
- Прожог. Появление дырок в заготовках. Появляется при завышенном значении рабочего тока и при замедлении скорости ведения электрода. Бывает также при слишком большом зазоре между кромками деталей.
- Поры. Возникают при нарушении защитной среды, предотвращающей контакт сварочной ванны с воздухом. Следует принять меры к устранению сквозняков.
При недостаточно прочной фиксации заготовок или пренебрежении прихватками могут появляться трещины. Они возникают во время остывания деталей и действия на них термических напряжений.
