Техника сварки тонкого металла электродом: особенности оборудования

Сварка тонкого металла инвертором может стать реальной проблемой не только для неопытного сварщика, но и для некоторых мастеров с приличным опытом в данной области. При выполнении сварной операции приходится придерживаться иных правил, нежели при сварке толстостенных конструкций, что осложняет подбор режима и вида электродов. Но если не учитывать специфику сваривания тонколистового металла при работе, получить высококачественные швы не получится.

Проблемы тонкостенных изделий

Технология сварки тонкого металла покрытыми электродами требует от исполнителя внимания к деталям и точности в работе. Новичкам не следует приступать к соединению тонколистовых изделий без достаточного опыта в области сваривания элементов средней толщины. Обучающие центры выпускают специализированную литературу, способную облегчить выполнение этой задачи.
Сложности в работе вызваны следующими причинами:

1. Опасность прожогов. Это наиболее распространенная ошибка начинающих сварщиков, которые не могут подобрать оптимальные рабочие параметры и скорость движения электрода.
2. Слабая проварка шва. Еще одна проблема неопытных специалистов, причина которой вытекает из первой. Пытаясь избежать прожогов, оператор выбирает слишком высокую скорость движения электрической дуги. Это приводит к тому, что зона расплава не успевает как следует прогреться. В результате соединение не обладает необходимой крепостью и герметичностью.
3. Наплывы. Они появляются с обратной стороны соединения. Примечательно, что с наружной части шов может не иметь визуальных дефектов, тогда как на противоположной части изделия могут образовываться многочисленные выступы, которые вызваны проседанием расплавленного металла под действием силы тяжести.
4. Деформация поверхности. Металл обладает высокой теплопроводностью. Тонколистовая поверхность нагревается очень быстро, а перегрев чреват изменению структуры на молекулярном уровне: вокруг зоны контакта под действием температуры металл расширяется, тогда как на других участках поверхность холодная. В результате поверхность заготовки деформируется.

При выполнении работ в домашних условиях возможна рихтовка поверхности молотками с резиновой ударной частью. В противном случае сваривание выполняет не сплошной полосой, а с чередованием в определенной последовательности мест наложения шва.

Выбор режимов и электродов

При сваривании тонкостенных конструкций рекомендуем использовать аппараты инверторного типа. Если сравнивать с агрегатами трансформаторного типа, инверторы создают более стабильную дугу, а диапазон регулировки сварочного тока при этом гораздо выше. Дополнительные функции, типа «антизалипание электрода», способны облегчить выполнение работ.

Рабочие параметры устанавливают исходя из толщины изделия, при этом зависимость имеет прямой характер – чем тоньше заготовка, тем меньше должна быть величина сварочного тока.

В технических справочниках указано, что тонкостенным считают такое изделие, толщина стенок которого не превышает 5 мм. Практика показывает, что определенные проблемы начинаются при работе с металлом толщиной менее 3 мм.

В качестве примера приведем рекомендуемое сечение электрода и силу сварочного тока, в зависимости от толщины заготовки:

Как видите, амперные характеристики невозможно указать точно, по причине различия характеристик различных сортов металла. Оптимальные параметры подбираются опытным путем.

Функция регулировки режима розжига дуги поможет избежать прогаров на стартовом участке. Это позволит приступить к работе непосредственно в зоне стыковки. В противном случае рекомендуем производить розжиг на толстом участке с последующим переносом дуги в рабочую область.

Следует помнить, что тонкие электроды плавятся гораздо быстрее, чем обычные. При сварке участков равной длины расход тонких стержней будет выше. Требования к материалам изготовления электродов не отличаются от стандартных требований при выполнении сварочных работ – основа электрода должна соответствовать базой поверхности изделия.

Некоторые агрегаты имеют функцию выполнения работ в импульсном режиме, который прекрасно справляется с тонким металлом – прерывистая дуга не дает поверхности перегреваться.

Практические советы

Перед процессом опытные сварщики рекомендуют ознакомиться с полезными советами:

1. Изначально следует тренироваться на лишних остатках и бракованных изделиях.
2. При инверторном способе выбирается небольшая мощность, потому что запрещено разрывать работу между электродом и железным листом.
3. Для любой операции необходимо надевать защитную одежду и дополнительные аксессуары, например, термоустойчивые перчатки, невоспламеняющуюся куртку, прочный шлем, очки.
4. Специальная подкладка уменьшает вероятность прожечь отверстия, поэтому варить тонкий металл легче.
5. Меньшая дуга исключает перегревание обрабатываемого места.

Качественная сварка тонкого листового металла осуществляется на специализированном оборудовании. Главное подготовить изделия, отвести лишнюю температуру, выставить ток.

Правильная технология

Чтобы понять, как правильно варить тонкое железо инверторами, необходимо тщательно изучить технологическую цепочку. Ее этапы не отличаются от схемы сваривания стандартных изделий:

1. Предварительная подготовка поверхности.
2. Рабочий цикл.
3. Финишная обработка шва.

Рассмотрим каждую стадию подробнее.

Подготовка

На данном этапе необходимо очистить зону соединения от следов старой краски и очагов коррозии. После этого поверхность обезжиривается с помощью любого доступного растворителя. Особое внимание необходимо уделить месту монтажа массы сварочного агрегата. Некачественная обработка места крепления может нарушить контакт.

Сварка

Порядок выполнения работ электросваркой следующий:

1. Подготовьте электроды исходя из толщины заготовки. Наконечник следует очистить от флюсового покрытия на длину 5-6 мм для облегчения розжига дуги.
2. Вдоль линии будущего шва рекомендуем сделать точечные прихваты с интервалом 100-120 мм. Это позволит избежать смещения элементов конструкции в процессе выполнения работ.
3. Процесс розжига дуги осуществляется двумя способами. В первом случае необходимо провести стрежнем по поверхности. Движение должно напоминать поджигание спички. Альтернатива – постукивание электродом по поверхности. Данный способ применяют при работе в труднодоступных метах. Длина сварочного дуги не должна превышать диаметр сечения электрода. В этом случае она будет обладать достаточной плотностью и стабильностью.

1. Скорость движения электрода подбирается индивидуально, исходя из текущих условий работ. Зона расплава должна иметь несколько удлиненную форму – это свидетельствует о том, что металл прогревается на нужную глубину.
2. Следите за плавностью движения дуги и избегайте резких движений. Несмотря на то, что современные модели сварочных аппаратов оснащено вспомогательными функциями, колебание дуги может привести к дефектам шва.

Дополнительными функциями, которые упрощают процесс соединения, являются:

1. Форсаж дуги. При удлинении разряда рабочий параметры автоматически повышаются, стабилизируя дугу.
2. Антизалипание электрода. При контакте электрода с поверхностью автоматика сбрасывает напряжения, препятствуя залипанию стержня.

В процессе выполнения работ важно обеспечить визуальный контроль над сварочной ванной. При этом угол наклона электрода должен находиться в диапазоне 60-90º. При уменьшении угла наклона шов будет иметь наружные выпуклости, свидетельствующие о том, что металл не прогрелся только на поверхности.

Специалисты рекомендуют использовать зигзагообразное направление движения присадочного материала для получения наилучших результатов.

После кристаллизации соединения его очищают от шлака и проводят первичный осмотр на наличие дефектов.

Как правильно выбрать инвертор

При выборе аппарата нужно руководствоваться правилами:

• инвертор должен выдавать стабильный сварочный ток, не бояться перепадов в сети, которые часто случаются за городом;
• не рекомендуется использовать старые аппараты («переменники»): они потребляют больше энергии, а работать с ними сложнее. Современное сварочное оборудование на выходе дает постоянный ток;
• регулировка должна производиться плавно, точный подбор параметров облегчит процесс.

Примерная стоимость инверторов для сварки на Яндекс.маркет
Инверторы часто имеют опцию «Форсирование дуги». При включении соответствующего тумблера сварка облегчается за счет автоматического повышения и понижения значения силы тока, что важно при работе на минимальных его значениях. В результате электрод будет меньше «залипать».

«Горячий старт» облегчает поджиг дуги: кратковременно повышается сила тока в момент касания электрода заготовки. После этого параметр автоматически возвращается к исходному значению.

Приемы

Для получения качественного неразъемного соединения используют следующие приемы:

1. Внахлест. При наличии запаса длины соединяемых изделий, данный способ позволит надежно соединить их, благодаря большей площади контакта. При этом необходимо тщательно следить за прогревом поверхности, во избежание прожогов.
2. Точками. Метод позволяет избежать перегрева поверхности. Применяется при соединении особо тонких листов. Рекомендуемый шаг точки – три величины сечения электрода.
3. С дополнительным электродом. В этом случае необходимо очистить анод от флюсового покрытия и уложить вдоль линии сварки. Места укладки тщательно проваривают. Технология подходит для заделки одиночных отверстий.
4. Обратной полярностью. Применение способа предусматривает подключения держателя к плюсу, а массы – к минусу. При этом поверхность нагревается быстрее, чем электрод, что снижает риск прожога.
5. При сварке металлов разной толщины применяют следующий способ: розжиг дуги выполняют на более толстом элементе, а затем переносят ее на более тонкую часть.

Сварка листового металла встык осуществляется двумя способами:

• с отбортовкой кромок;
• на подкладке.

Кроме того, медную пластину рекомендуют подкладывать с целью отвода тепла от стали, ввиду большей теплопроводности. Это позволяет избежать прожогов изделий.

Сварка внахлест

Если нужно соединить два тонких листа, то рекомендуется (по возможности) накладывать один на другой. Такое соединение позволит избежать прожогов и добиться получения красивого шва.

Процесс выглядит так:

1. Очистка деталей.
2. Монтаж с минимальными зазорами – рекомендуется использовать струбцины или специальные зажимы.
3. Поджиг дуги на одном из листов.
4. Электрод следует вести вдоль кромок с минимальными поперечными колебаниями.
5. Угол удержания электрода – 45 градусов или меньше.

В процессе можно производить продольные колебания, это снизит риск прожогов. Если сварка проводится в вертикальном положении, то рекомендуется метод «с отрывом» электрода.

Основные способы соединения

Техника выполнения работ зависит от применяемого сварочного оборудования и расходных материалов. Рассмотрим особенности соединения в зависимости от технологии, за исключением сварки плавящимися электродами, которая была рассмотрена выше.

Неплавящимися графитовыми электродами

Данный способ получил особое распространение при работе с тонкостенными изделиями профессиональными сварщиками. Существует два способа достижения цели:

• Использование присадочной проволоки;
• Метод оплавления с последующим стыкованием.

Второй способ применяется чаще, поскольку оплавление исключает использование дополнительных присадочных материалов, что влияет на себестоимость работ. Суть метода заключается в температурной обработке соединяемых кромок до изменения агрегатного состояния поверхности. При этом создаются условия для соединения материала. Обладая определенными навыками можно создать герметичное соединение без выгорания отдельных участков.

Проволоку используют в качестве наполнителя для различных полостей и пустот. Величина сечения материал изготовления должны соответствовать характеристикам обрабатываемой детали.

Очень тонкий металл

В этой проблемой чаще всего сталкиваются работники станций технического обслуживания, при ремонте элементов кузова автомобилей. Современные производители транспорта используют листы, толщина которых не превышает 0,8 мм. Таким образом, использование аппаратов инверторной сварки не представляется возможным, за исключением аварийных случаев.

Основным способом решения проблемы считают использование накладок из более толстого материала, который играет роль каркаса будущего соединения.

Особенности работы с оцинкованной сталью

При работе с оцинковкой рекомендуем снять защитное покрытие ручным или механическим способом. В противном случае цинк будет выгорать в процессе соединения, что может привести к отравлению работника его парами.

На промышленных предприятиях для подготовки изделия используют направленное пламя, выжигающее цинковый слой.

Ввиду незначительной толщины специалисты рекомендуют применять точечный метод соединения.

Альтернативные методы

Надежной альтернативой инвертору считают применение полуавтоматов для соединения тонких металлических элементов. Использование проволоки позволяет увеличить производительность работ, за счет отсутствия пауз для замены электродов. Ассортимент расходных материалов позволяет подобрать идеальный вариант для конкретного случая.

Недостаток полуавтомата заключается в повышенных требованиях к квалификации работника – начинающий сварщик не способен за короткий срок освоит все навыки работы с данным оборудованием.