Дугове зварювання: безпечно варимо своїми руками

За допомогою зварювання проводиться нероз'ємне з'єднання металевих деталей в складні конструкції. З виникненням компактних зварювальних апаратів з'явилася можливість зварювати метал самостійно в побутових умовах. Одним з незамінних інструментів в арсеналі багатьох чоловіків вже стали дугові зварювання. Але що це за пристрої і як ними правильно користуватися?

Технологія зварювальних робіт

У процесі використання дугового різновиди приладів зварювання відбувається за рахунок використання плавких і неплавких електродів. Плавиться поповнює зварювальну ванну і входить до складу шва. Плавиться не поповнюється ванну. Вона утворюється тільки з оплавлених кромок зварювальних металевих заготовок або додаткового присадочного матеріалу, який в процесі зварювання вводиться в дугу. Обидва типи електродів дозволяють варити в повітрі і в середовищі захисних газів.
Зварювальний ванна – частина зварного шва в виробі, де основний метал досяг точки плавлення і куди проникає присадний матеріал. Наявність сварочнойванни є запорукою успішного процесу зварювання.
Дугове зварювання може бути трьох видів:
  1. Ручна. Рух електрода і присадочного металу відбувається вручну.
  2. Напівавтоматична. Присадний метал рухається автоматом, а електрод вручну.
  3. Автоматична. І електрод, і присадний метал рухаються автоматично.
Найпростіший і зручний спосіб зварювання – ручний, плавиться без використання захисних газів. Чому такий спосіб найбільш зручний:
  1. Зварювання неплавким електродом вимагає високої кваліфікації і спеціального навчання, що плавиться впорається і менш досвідчений користувач.
  2. Для використання захисних газів необхідно докуповувати важкий балон з дорогим вмістом, витратомір, регулятор витрати газу, пальник з регулятором і повітряним охолодженням, перехідник для пальника, шланг для інертного газу, який підключений до витратоміра.
  3. Напівавтоматичний апарат важить більше 15 кг і має великі розміри. Автомат ще більш громіздкий і нетранспортабельний.
Сам процес відбувається наступним чином:
  1. Освіта дуги і зварювання металу відбувається, коли зварювальний апарат подає електричний струм на електрод.
  2. Коротке замикання електрода (2 на схемі вище) на заготівлю (3) викликає розігрів торця електрода.
  3. Атоми газів, парів металу і покриття електрода (6) розщеплюються на іони і електрони. Утворюється газова хмара (7) і шлаковая ванна (8).
  4. В іонізованому просторі між електродом і заготівлею виникає дуговий розряд (1). Але в атмосфері повітря горіння дуги нестійкий. Для підвищення її стійкості в покриття електрода вводять легко іонізіруемие елементи.
  5. Кромки металевих деталей розплавляються за допомогою тепла електричної дуги. Утворюється зварювальний ванна (4).
  6. Розплавлений метал електрода заповнює ванну.
  7. Після затвердіння утворюється зварювальний шов (9). На його поверхні застигає шлак (10).
Для дугового зварювання характерний крапельний перенесення розплавленого металу електрода (5) в зварювальну ванну. Частота перенесення становить кілька десятків крапель в секунду.

Відео: технологія дугового зварювання

Що необхідно для зварювальних робіт

Для зварювання потрібно придбати спеціальні інструменти та приладдя:

  1. Зварювальний апарат. Для новачка підійде інвертор. Він компактний і легкий. Його простіше перевозити і зберігати. Інвертор харчується постійним струмом, працює тихо і стабільно. Дозволяє використовувати різні типи електродів. Зварювальний інвертор найкращим чином підходить початківцям сварщикам
  2. Електроди. Їх діаметр залежить від товщини металевих заготовок. Якщо у вас немає досвіду зварювальних робіт, то спочатку потренуйтеся на відрізках металу різної товщини.Оптимальним для початку буде діаметр електродів 3 мм і відповідна товщина заготовок. Більш товсті електроди сильно навантажують мережу. А тонкі використовуються досвідченими зварниками для зварювання тонкого металу.

Електротримач повинен мати ергономічну форму і невелику вагу

  • Головний убір, куртка, штани з щільної тканини, брезентові рукавиці, товста взуття. Одяг захищає не тільки від розлітаються навколо іскор, але і від опіків, ультрафіолету, зварювальної дуги. При відбитті шлаку використовуйте захисні окуляри. Для зварювання використовуються спеціальні товсті брезентові рукавиці
  • Зварювальний маска зі світлофільтром з відповідним ступенем затемнення. Деякі моделі при опущеною масці можна виставляти заготовку по мітці, розмірами і рівню. Затемнення відбувається автоматично – в той момент, коли ви торкаєтеся електродом металу і відбувається тепловий контакт. Також маски дозволяють прямо під час роботи коліщатком налаштовувати ступінь затемнення в залежності від світіння зварювальної дуги.

    Вчимося варити зварюванням

    Перед початком зварювання потрібно врахувати кілька важливих моментів.

    Полярність: як вибрати?

    У зварювального апарату є два кабелі: кабель маси і кабель утримувача електрода. І два роз'єми: «плюс» і «мінус». Ви можете змінювати полярність підключення цих кабелів. Це відіграє велику роль. Якщо електрод підключений до мінуса, а затиск маси до плюса, то це пряма полярність. Електрони рухаються від мінуса до плюса, тобто від електрода до матеріалу. При зворотному підключенні ток тече від матеріалу до електрода.Пряма і зворотна полярність нагріває електрод по-різному. Це впливає не тільки на глибину провару, але і на кількість стерпного з плавиться електрода металу:
    • пряма полярність використовується для різання металу будь-яким типом електродів, зварювання заготовок великої товщини, зварювання металу, що має високу температуру плавлення;
    • зворотна полярність дозволяє працювати в більш м'якому режимі, електроди менше липнуть, менше ризик прожога, проварена виходить глибше.

    Відео: як вибрати полярність для зварювання

    Підбір сили струму для зварювання

    Сила струму підбирається по діаметру електрода, а електрод – по товщині заготовки. Як правило, на 1 мм діаметра електрода припадає 30 А струму.Щоб розрахувати необхідну для роботи силу струму, помножте спочатку 30, а потім 40 на діаметр електрода -так ви отримаєте інтервал зварювального струму. Наприклад: 30 * 3 = 90, а 40 * 3 = 120. Значить, діапазон струму: від 90 А до 120 А. Електроди підбирайте по таблиці.

    Таблиця: підбір електродів і зварювального струму

    Товщина металу, мм234–56–89–10
    Діаметр електрода, мм233–444–5
    Зварювальний струм, А90 – 120 (при d = 3 мм), 120 – 160 (при d = 4 мм)90–12090 – 120 (при d = 3 мм), 120 – 160 (при d = 4 мм)120–160120 – 160 (при d = 4 мм), 150 – 200 (при d = 5 мм)

    Процес зварювальних робіт

    Щоб підготувати апарат до роботи, виконайте наступні дії:
    1. При зворотному підключенні приєднайте кабель маси до гнізда «мінус» апарату.
    2. Підключіть затискач маси до деталі або зварювального столу.
    3. Приєднайте кабель електродотримача до гнізда «плюс» апарату.
    4. Вставте електрод в утримувач так, щоб він стикався з власником оголеною частиною.
    5. Для підключення приладу до мережі.
    6. Налаштуйте величину струму для зварювання.
    7. Увімкніть кнопку мережевого вимикача.
    У процесі зварювання електрод плавиться і зменшується в розмірі, тому потрібно його періодично просувати по зварюваної поверхні. При цьому треба зберігати стабільну дугу, щоб вона не переривалася. Якщо дотримуватися постійне плавлення і витримування зазору, то шов буде міцним і якісним.

    Формування зварного шва і його типи

    Для формування шва пропонується йти звивистими або круговими рухами. Варто враховувати, що в залежності від обраної траєкторії і сам шов буде виглядати по-різному.Для різних цілей траєкторії швів можна виконувати по-різному:
    • щоб зварювальний ванна прогрівається рівномірно, використовуються звивисті руху або більш плавні дугові руху з дугами різної глибини і висоти (1, 2 і 3 на схемі);
    • для сильного прогріву центральній частині шва рухаються по прямій від одного краю шва до іншого з третьою точкою в середині (4);
    • для прогріву крайок шва використовують плавні траєкторії, що нагадують вісімку (5 і 6).
    Для початку попрацюйте з одного пластиною. Запаліть дугу і потихеньку наведіть її уздовж цієї пластини. Таким чином ви виробите і стабільність горіння дуги, і відчуття висоти дуги.

    Відео: вибір сили струму і шва

    Часті помилки початківців

    Шлак утворюється в результаті плавлення електродного покриття. Він має більш темний колір. Коли горить дуга і формується зварювальний ванна, при правильному русі електрода шлак виходить на поверхню. Якщо ви все зробите правильно, то шлаковая кірка відокремиться легко. Для цього потрібно контролювати два показники:
      Тримати електрод під кутом не менше 45 градусів.
    Дотримувати постійний зазор між електродом і металом.Часто допускаються помилки:
    1. Початок зварювання на відстані від шва.
    2. Сильне збільшення кута розташування електрода до металу.
    Занурення електрода в зварювальну ванну.

  • Збільшення довжини дуги.
  • Занадто швидка швидкість руху електрода, через що шов не формується.
  • Некоректний вибір електродів.
  • Неправильні або зовсім відсутні прихвати (попередня зварювання декількох невеликих ділянок шва, яка не дозволяє зварюються частинами зміщуватися і змінювати ширину зазору для шва).
  • Прихоплювачі дозволяють закріпити матеріал, щоб ширина шва не змінюваласяВ результаті такої зварювання порушується геометрична форма шва, шлак відділяється погано. Але найголовніше: шлак може потрапити в зону між швом і металом. Таке зварене з'єднання буде ненадійним і негерметичних.Інші популярні помилки початківців:
    • пропал – коли намагаються краще розплавити кромки, збільшують силу струму або повільно ведуть електрод;
    • не утворюється зварювальна ванна – через занадто великий дуги метал електрода і заготовки розтікається по сторонам, не встигаючи розігріти заготовку до освіти зварювальної ванни;
    • кривої шов з пропалювання і несплавлення – з'являється через непостійній швидкості руху електрода і тремтіння рук. Температура нерівномірно діє на заготовку;
    • внутрішні повітряні пори – волога потрапляє в метал шва. Металеві пластини необхідно чистити від іржі та сушити від вологи, а електроди можна зберігати у вологому середовищі. На виробництві їх сушать в спеціальних печах. У домашніх умовах рятує правильне зберігання.

    Відео: основи дугового зварювання

    Техніка безпеки при роботі зі зварюванням

    Проведення електрозварювальних робіт може становити небезпеку для оператора і працюють поблизу людей. Техніку безпеки необхідно дотримуватися незалежно від рівня кваліфікації та обсягу виконуваних робіт. Зварювальні роботи представляють реальну небезпеку для здоров'я зварювальника, а ось уникнути ці небезпеки зовсім не складно:
    1. Електробезпека:
      • зварювальні апарати оснащені виделкою з заземлюючим контактом повинні включатися в розетку, відповідну євростандарту;
      • стежте за ізоляцією кабелів і електрододер;
      • не забувайте вимикати зварювальний апарат після роботи;
      • усунення несправностей робите після відключення апарату від мережі;
      • не використовуйте апарат під дощем або снігом, якщо немає навісу.
    2. Оптична безпеку:
      • користуйтеся сучасними захисними масками. Не економте на своїх очах;
    3. Пожежна безпека (сюди відноситься і захист від опіків):
      • не торкайтеся голими руками електропровідних частин апарату і деталей, що зварюються;
      • використовуйте спецодяг, спецвзуття, маску;
      • тримайте поруч ємність з водою і вогнегасник;
      • заняття не будете робити у вибухонебезпечних приміщеннях і ближче 10 метрів від вогненебезпечних матеріалів.
    При роботі з дугового зварювання потрібно обов'язково дотримуватися техніки безпеки, а також не ігнорувати важливість правильного обмундирування. При виборі зварювання враховуйте ті завдання, які ви будете ставити перед собою. Обов'язково продумуйте сам процес зварювання, а також матеріали, які вам будуть потрібні. Обов'язково практикуйтеся перед тим, як приступати до основних робіт, а також прислухайтеся до порад фахівців. І тоді результат обов'язково вас порадує!