Главные принципы электродуговой сварки

Как правильно выбирать покрытые электроды

В первую очередь, при выборе покрытых электродов необходимо проверить будет ли металл шва соответствовать требованиям по механическим свойствам: прочности на растяжение, относительному удлинению и ударной прочности. Применительно к электродами для нелегированных сталей механические свойства могут быть определены по маркировке.

Сварочно-технологические свойства. Сварочно-технологические свойства электродов определяются, в первую очередь, видом его покрытия. Две последние цифры в обозначении электрода дают информацию о стабильности процесса в различных положениях сварки, а также о роде и полярности тока. Электродами рутилового типа выполнять сварку, как правило, легче и поэтому они применяются чаще других типов. Однако этот электродов, также как и электроды с кислым видом покрытия характеризуются достаточно высоким содержанием водорода в металле шва. Электродами с основным видом покрытия выполнять сварку значительно сложнее, так как ими трудно зажигать дугу и, к тому же, ее необходимо поддерживать очень короткой. Однако эти электроды обеспечивают прекрасные механические свойства металла шва.

Легирование металла шва. При сварке легированных сталей выбор электрода, как правило, зависит от требуемого химического состава металла шва. Обычно стремятся, чтобы металл шва имел тот же химический состав, что и основной металл. При сварке разнородных металлов легирование электрода обычно должно соответствовать менее легированному металлу. Однако, при сварке нелегированной и нержавеющей стали предпочтение должно отдаваться высоколегированным электродам с тем, чтобы снизить склонность к закаливанию металла шва, представляющего собой смесь обоих указанных сталей.

Экономические факторы. При выборе покрытых электродов немаловажным фактором является его скорость наплавки, измеряемая в кг/час. Высокопроизводительные электроды, как правило, более предпочтительные в этом отношении, однако их применение ограничено сваркой в нижнем и, иногда, в горизонтальном положениях. Оценить указанное свойство электродов можно по каталогам, которые предоставляются предприятиями изготовителями

При этом, естественно, необходимо обращать внимание на стоимость электродов от разных производителей

При сварке покрытыми электродами сварщик должен стремиться использовать электрод полностью, оставляя огарок длиной не более 50 мм. К сожалению, плохой привычкой некоторых сварщиков является выбрасывание всего лишь наполовину использованного электрода, что приводит к неоправданно высокому их потреблению и частым остановкам при выполнении сварки.

Последствия неправильного выбора

Классификация способов выполнения

Способы ЭС классифицируются по следующим основным техническим признакам:

1. По уровню механизации ЭС подразделяют на три основных вида:

• ручную ЭС, в которой операции по зажиганию дуги, поддержанию ее в устойчивом состоянии и перемещению электрода выполняются сварщиком вручную без использования каких-либо механизмов;
• полуавтоматическую ЭС, характеризующуюся автоматизированной подачей сварочной проволоки в зону сварки (сварочный полуавтомат). Остальные операции выполняются вручную;
• автоматическую ЭС, в которой все операции выполняются в полном автоматическом режиме.

На рис. ниже показан сварочный полуавтомат инверторного типа, предназначенный для бытового применения. Аппарат обладает высокими функциональными возможностями и простым обслуживанием, допускающим сварку металла для начинающих даже при сложных сварочных работах, например,  сварку тонкого листа нержавейки.

1. По типу используемого электрода:

• при ЭС плавящимся электродом сварочная ванна создается за счет плавления стержня электрода и кромок основного металла;
• при ЭС неплавящимся электродом ванну заполняет расплавленный металл свариваемых частей.

1. По варианту защиты сварочной ванны, обеспечивающей оттеснение атмосферного воздуха от зоны горения ЭД (кислород, азот и водород, содержащиеся в воздухе, существенно ухудшают качество металла шва в случае проникновения в расплав сварочной ванны):

• ЭС под флюсом;
• ЭС в газовой среде;
• ЭС на открытом воздухе.

1. По составу защитной газовой среды. Для газовой защиты применяют углекислый газ, иногда азот (при ЭС меди), аргон и гелий (для сварки легированной стали, алюминия, титана) и смеси газов.
2. По роду применяемого электротока – ЭС переменным или постоянным током.

ЭС на постоянном токе позволяет получить более качественный шов практически без разбрызгивания металла, поскольку отсутствует смена полярности электротока и, соответственно, переход через ноль.

Назначение

Техника безопасности

При работе со сваркой ни в коем случае нельзя забывать о технике безопасности.

Инструкция дуговой сварки, обычно прилагаемая в комплекте с самой сваркой, обязательно должна быть вами прочитана. Не стоит пренебрегать её указаниям. Их исполнение в точности обеспечит вам эффективную работу без травм и полностью оправдает ваши ожидания по поводу итогового результата работы.

На сварщике во время работы обязательно должны быть защитный щиток и перчатки. Снимать их недопустимо даже во время перерыва в работе. Надевать их рекомендуется до подключения сварки.

Стоит также внимательно отнестись к надежности крепления деталей, подлежащих сварки. Пренебрежение этим может повлечь попадание расплавленного метала на часть тела или на пол, что может вызвать ожог или возгорание, иными словами нанести ущерб как вашему здоровью, так и вашему имуществу.

При работе со сваркой постарайтесь исключить нахождение детей рядом со сваркой.

Сварка пучком электродов

Сущность
процесса сварки пучком электродов состоит в том, что несколько электродов
с защитным покрытием закрепляют друг с другом тонкой проволокой в трёх местах.
Оголённые от покрытия концы электродов скрепляют между собой сварочными прихватками.
Схема сварки показана на рисунке:

Сварочный ток подводят одновременно ко всем электродам. Возбуждение дуги происходит
на том электроде, который находится ближе всего к свариваемому металлу. В процессе
сварки электрическая дуга переходит от одного электрода к другому. Использование
такого способа ручной дуговой сварки позволяет избежать большого нагрева электродов,
поэтому, появляется возможность устанавливать большую силу тока.

К примеру, если используются три электрода диаметром 3мм, то силу сварочного
тока устанавливают 300А. Потери на угар и разбрызгивание металла не увеличиваются.
Такой способ сварки позволяет увеличить производительность сварочных работ на
50-100%. Из-за постоянного подогревания электродов, коэффициент их наплавки
увеличивается. Недостаток такого способа сварки состоит в том, что не получается
проварить корень сварного шва из-за большого размера пучка электродов. Поэтому,
для провара корня шва используют тонкий электрод, а затем, заплавляют шов пучком
электродов.

Особенности сварки покрытыми электродами

Первое, что вам нужно сделать — правильно выбрать диаметр электрода (в соответствии с типом и толщиной металла), а также установить оптимальную силу тока на сварочном аппарате. Сделав это вы уже существенно упростите дальнейшую работу и результат будет заметно лучше. Ниже вы можете видеть таблицу с рекомендуемыми значениями для рутиловых электродов.

Затем нужно разжечь дугу. Существует два способа, на картинке справа они промаркированы как «А» и «Б».

Метод «А» самый популярный. Нужно электродом коснуться поверхности металла и затем поднять его на несколько сантиметров. Также можно заменить касание на легкое постукивание. Метод «Б» используется реже, но его тоже нужно уметь использовать. Нужно коснуться электродом сварочной зоны и отвести его в сторону, по аналогии с тем, как вы зажигаете спичку. Этот метод также называется «чирканьем»

Также важно уметь определять правильный диаметр электрической дуги. Опытные мастера считают, что диаметр не должен превышать 0,7 – 1,0 от сечения металлического конца электрода

И мы согласны с этим. Конечно, допустимы небольшие отклонения, но все же рекомендуем придерживаться именно этого показателя. Это поспособствует образованию качественного прочного шва.

Обратите внимание на положение электрода. Оно напрямую зависит от того, в какой пространственной ориентации вы проводите сварку: горизонтальная, вертикальная, нижняя, потолочная, угловая и так далее

Если нужно сварить вертикальный шов, то электрод может располагаться параллельно свариваемой поверхности и перемещаться в любую сторону, на усмотрение сварщика. Если вы варите в нижнем положении, то электрод должен двигаться от себя. Допускается движение на себя, но только если другой вариант недоступен.

Также не забудьте о самих швах. В большинстве случаев их ширина должна быть сопоставима с диаметром электрода. Да, бывают специфичные работы, где шов очень широкий, но к ручной сварке это не относится. На рисунке ниже вы можете видеть наиболее распространенные траектории ведения шва. Они не единственно верные, но их будет достаточно для начинающего сварщика.

Еще швы могут быть однослойными и многослойными. Однослойные состоят, как не трудно догадаться, из одного слоя наплавленного металла, а многослойные — из нескольких.  В многослойных соединениях есть так называемый нижний слой (или шов) и средний слой. От качества нижнего шва напрямую зависит долговечность сварного соединения. Даже если закрыть некачественный нижний шов более качественным средним, через время все равно появится коррозия и соединение начнет разрушаться.

Часто сварщики спорят о том, какой тип шва лучше. Конечно, однослойные швы делаются гораздо быстрее многослойных, но они не обладают должной эластичностью и долговечностью. Выбирайте тип шва исходя из поставленной задачи. Если вам нужно сварить стеллаж для гаража, то многослойные швы ни к чему.

Как разместить в интерьере?

Покупая для себя тумбу под телевизор, обязательно нужно определиться с ее формой, цветом и материалом

Также надо взять во внимание само предназначение помещения, где она будет находиться

Так, например, в современную, достаточно свободную гостиную можно приобрести подставку под телевизор, которая будет выполнять сразу несколько функций. Отличным вариантом станет комод или модель модульной системы. Также можно приобрести дизайнерскую тумбу, сделанную в виде каменного камина. Это сделает комнату более уютной.

В небольшой зал лучше всего прикупить комод-тумбу. Однако этот вариант будет приемлем только в том случае, если в месте, где его установят, не будет находиться никакой другой мебели.

В спальное помещение обычно приобретают маленькие и компактные тумбы, которые не привлекают к себе особого внимания и не занимают много места. Ведь рядом обязательно будет расположена или кровать, или раскладной диван, занимающий много свободного пространства. А небольшая тумба экономит его.

В детскую комнату стоит приобретать тумбу, которая будет иметь закругленные углы и обязательно будет сделана из безопасных материалов. Это позволит избежать травм и любого вреда для здоровья.

Что касается дач, то здесь все зависит от личных предпочтений самих хозяев. Многие приобретают плетеные тумбы, которые делают помещение более уютным.

Подводя итог, можно сказать, что, приобретая классическую тумбу под телевизор, необходимо обращать внимание на все факторы. Это и материалы, и виды моделей, и, конечно же, предпочтения самих хозяев

Только в этом случае такой элемент мебели сможет вписаться в интерьер помещения.

Обзор тумбы под телевизор смотрите далее.

Техника ручной дуговой сварки. Как правильно варить сваркой

   Прежде чем приступить к практическим занятиям, хочется еще раз напомнить о технике безопасности. Никаких деревянных верстаков и горючих материалов рядом с местом работы. Обязательно поставьте на рабочем месте емкость с водой. Помните об опасности возникновения пожара.

   Для того чтобы разобраться, как правильно варить сваркой, представляем вашему вниманию подробную инструкцию и видео сварочного процесса.

   Сначала попробуйте зажечь дугу и удерживать ее в течение необходимого времени. Для этого следуйте нашим советам:

1. При помощи металлической щетки требуется очистить поверхности свариваемых деталей от грязи и ржавчины. При необходимости их кромки подгоняют друг к другу.
2. Учиться правильно варить электросваркой лучше всего прямым током, поэтому подключите «плюсовую» клемму к детали, установите в зажим электрод, а на сварочном аппарате выставьте требуемое значение силы тока.
3. Наклоните электрод по отношению к заготовке на угол около 60° и медленно проведите им по поверхности металла. При появлении искр поднимите край стержня на 5 мм для поджога электрической дуги. Возможно, добыть искры вам не удалось из-за слоя обмазки или шлака на краю электрода. В таком случае постучите кончиком электрода по детали, как это предлагают в видео о том, как правильно варить электросваркой. Появившуюся дугу поддерживают при помощи 5-мм сварочного зазора на протяжении всего сварочного процесса.
4. Если дуга загорается очень неохотно, а электрод все время липнет к поверхности металла, увеличьте на 10-20 А силу тока. При прилипании электрода покачайте держателем из стороны в сторону, возможно даже с применением силы.
5. Помните о том, что стержень все время будет выгорать, поэтому только соблюдение зазора 3-5 мм позволит держать устойчивую дугу.

https://youtube.com/watch?v=NnaJTrs2qQA

   Научившись зажигать дугу, попробуйте медленно перемещать электрод по направлению «к себе», при этом совершая движения амплитудой 3-5мм из стороны в сторону. Старайтесь направлять расплав из периферии к центру сварочной ванны. Проварив шов длиной около 5 см, уберите электрод и дайте детали остыть, после чего постучите молотком по месту стыка для того, чтобы сбить шлак. Правильный шов имеет монолитную волнистую структуру без кратеров и неоднородностей.

   Чистота шва напрямую зависит от размера дуги и правильного движения электрода во время сварки. Посмотрите видео о том, как варить сваркой, снятое при помощи защитных светофильтров. В таких роликах хорошо видно, как надо поддерживать дугу и перемещать электрод для получения качественного шва. Мы же можем дать следующие рекомендации:

• Поступательным движением стержня вдоль оси поддерживают необходимую длину дуги. Во время плавления, длина электрода уменьшается, поэтому требуется постоянно приближать держатель со стержнем к детали, соблюдая требуемый зазор. Именно на этом делают акцент и в многочисленных видео о том, как научиться варить.
• Продольным перемещением электрода создают наплавление так называемого ниточного валика, ширина которого обычно на 2-3 мм превышает диаметр стержня, а толщина зависит от скорости перемещения и силы тока. Ниточный валик – это самый настоящий узкий сварной шов.
• Для увеличения ширины шва электрод перемещают поперек его линии, осуществляя колебательные возвратно-поступательные движения. От величины их амплитуды и будет зависеть, какой ширины получится сварочный шов, поэтому величину амплитуды определяют исходя из конкретных условий.

   В процессе сварки используется комбинация из этих трех движений, образуя сложную траекторию.

   Ознакомившись с видео, как варить электросваркой и изучив схемы таких траекторий, вы сможете разобраться, какие из них можно применить для сварки внахлест или встык, при вертикальном или потолочном расположении деталей и т.д.

   Во время работы электрод рано или поздно расплавится полностью. В таком случае сварку прекращают и заменяют стержень в держателе. Для продолжения работы сбивают шлак и на расстоянии 12мм от кратера, образованного на конце шва, поджигают дугу. Затем сплавляют конец старого шва с новым электродом и продолжают работу.

Виды уплотнителей для металлических дверей по материалу изготовления

Расположение и характер шва

Оптимальная величина тока сварки зависит от пространственной ориентации свариваемого соединения и положения, из которого производится сварка, а также от того, скошены ли кромки свариваемых деталей и под каким углом. Понятнее станет, если рассмотреть примеры.

При сваривании горизонтального шва в положении сверху, значение тока можно установить более высокое, чем при сварке вертикальных или горизонтальных потолочных швов в положении снизу.

Это объясняется тем, что сварочная ванна горизонтального, свариваемого сверху шва более устойчива и не склонна к растеканию. Повышенное значение тока в этом случае обеспечивает более глубокий провар заготовок, следовательно, более прочное сплавление по всей толщине детали.

Наименьший ток должен быть выбран при сварке потолочных швов снизу. В этом случае жидкий металл под воздействием силы тяжести стремится оторваться от шва и упасть, чему до определённого момента препятствуют лишь силы поверхностного натяжения расплавленного металла.

Это обстоятельство предъявляет более высокие требования к квалификации сварщика, которому в процессе выполнения работы необходимо тщательно следить за жидкой массой сварочной ванны, предотвращая вытекание из неё металла.

Подготовленные к сварке торцевые поверхности деталей путём их скашивания, требуют несколько уменьшить величину тока сварки, так как неподготовленные кромки необходимо проваривать гораздо глубже, чем предварительно снятые. Однако и в этом случае, при наличии опыта, выбор требуемого режима может быть осуществлен изменением скорости сварочного процесса.

Некоторые нюансы при выборе сварочного тока вносит тип покрытия применяемых электродов, но влияние этого фактора существенно ниже перечисленных ранее.

Термомеханический класс

Третий класс с точки зрения физики: здесь используются оба вида воздействия на поверхности: тепло и давление. Представляем виды и способы сварки термомеханическим способом:

Диффузионная. Поверхности сдавливают, затем нагревают в высоком вакууме, добиваясь взаимной диффузии атомов. Эффективен, когда металлы для сварки плохо совмещаются друг с другом или материалы разные по своей природе, например, металл с керамикой. Способ недешевый, применяется в основном в аэрокосмической сфере, других высокотехнологических отраслях.

Разновидности сварки давлением.

Все следующие пункты – виды контактной сварки

• Контактная электрическая. Здесь все просто: перед тем, как надавить, нужно хорошенько разогреть. Поверхности разогревают током в местах соединения, затем сдавливают или осаживают. Отличный высокопроизводительный способ, хорошо поддается автоматизации. Широко применяется в строительстве, машиностроении.
• Шовная контактная – разновидность контактной сварки: шов формируется электродами внахлестку.
• Точечная контактная. Между двумя электродами размещают поверхности. Ток включается после плотного сжимания, в результате чего образуется сварная точка с диаметром, равным диаметру поверхности электрода. Чрезвычайно интересна разновидность – рельефная сварка. Контакт электродов проводят по определенным заранее выступам – рельефам, которые в итоге деформируются, поверхность выравнивается.
• Точечная конденсаторная – «сварка с запасенной энергией в конденсаторах». Отличается малым потреблением мощности, применяется в работе с мелкими деталями и при использовании оптических приборов – часовых механизмов, авиационных приборов и т.д.

Для термомеханического класса характерно комбинирование применения повышенных температур и механических изделий.

_{Кузнечная сварка}

Сварка ковкой, ручная ковка –  это одни из самых старинных способов сварки. Металл разогревается до необходимой температуры и дальнейшее его соединение происходит под действие кузнечного молота, либо гидравлическим прессом.

_{Контактная сварка}

При контактной сварке применяется электрический ток, который соединяет металлы. Данный метод предусматривает формирование электрической дуги, которая расплавляет металл. Регулирование мощности тока позволяет обрабатывать более толстые металлы.

_{Точечная сварка}

Самый распространённый вид – это точечная контактная сварка, так как данный метод может применяться и в домашних условиях. Детали зажимаются в электродах или специальных клещах, затем между электродами пускают ток, происходит разогрев металла, электроды сжимают сильнее и происходит «проковка», металл кристаллизуется под давлением.

_{Рельефная сварка}

На металлических заготовка имеются специально подготовленные выпуклости – рельефы, и сварочные поверхности контактируют только в зонах данных рельефов, происходит пластическая деформация этих самых рельефов во всем остальном принцип метода тот же – через детали пропускают ток под усилием сжатия металлов.

_{Диффузионная сварка}

Основа метода – физический процесс диффузии. Как известно, металлы, плотно прижатые друг к другу могут сливаться на молекулярном уровне.

Сварка происходит к защитной среде – вакууме, либо специальных защитных газах. Детали обрабатывают от шероховатостей, промывают ацетоном для обезжиривания, далее происходит нагрев металлов и их сжатие.

При нагреве высокочастотными токами, металл помещается в магнитное поле, в процессе этого в металле индуцируется электродвижущая сила, которая вызывает в нем ток, происходит поверхностный эффект (ток распределяется неравномерно, у поверхности он больше, благодаря этому металл греется быстрее) и эффект близости (энергия более усиленно концентрируется у поверхности за счет распространения влияния собственного переменного магнитного поля и поля других источников).

Выбираем инструмент с умом: ТОП-10 лучших электролобзиков

Способы зажигания сварочной дуги

Сварочная дуга возбуждается от прикосновением электрода к детали. Происходит короткое замыкание, конец электрода нагревается до высокой температуры. После отрыва электрода от изделия происходит ионизация газового промежутка и загорается сварочная дуга.

Зажигание сварочной дуги можно производить двумя основными способами. Тычком — электродом прикасаются к свариваемой детали и быстро отводят назад, на расстояние в несколько миллиметров, как правило равное диаметру электрода. Этот способ наиболее простой, но имеется большая вероятность «прилипания» электрода если сварщик не успел своевременно отвезти электрод от поверхности металла. Чирканьем — электродом как спичкой чиркают по металлу и также быстро отводят на расстояние в несколько миллиметров. Конец электрода трется о металл и во время движения возбуждается сварочная дуга. Недостаток этого метода в сложности точно попасть в разделку шва или ранее наплавлены валик. Как известно зажигать дугу на основном металле нельзя.

Способы зажигание сварочной дуги

Важно! Контакт электрода с металлом должен быть кратковременным иначе электрод «прилипнет». Отрывать приплавившейся сварочный электрод нужно, резким, сильным движением поворачивая его в стороны

Сварочный электрод нельзя отводить слишком далеко от свариваемого материла иначе дуга не зажжется. 

Перемещение дуги должно производится так чтобы обеспечить расплавление свариваемых кромок и плотное формирование сварного шва. Это возможно при поддержания необходимой длины дуги и правильной техники сварки.

Основной физический принцип

В основе электродуговой сварки лежит не один, а сразу два электрических принципа: явление короткого замыкания, с которым знакомы все, имеющие набор школьных знаний по электричеству, и явление пробоя

Вот на нем стоит остановиться внимание

Имеется в виду пробой диэлектрика, который происходит в результате насыщения его межатомного пространства частицами, несущими электрический заряд. Положительный заряд несут ионы, отрицательный — электроны.

Теоретически пробой возможен для любого диэлектрика (в определенных условиях), но в случае электродуговой сварки используется конкретно пробой воздушного пространства между электродом и массой (деталью).

Технологический процесс подразумевает создание на электроде заряда тока низкого напряжения, но большой силы — порядка 80-200 А, и огромной плотности — до нескольких тысяч А/см2.

Когда электродом касаются массы, то есть другого материала с высокой электропроводностью, в случае сварки металла, то возникает короткое замыкание, инициирующее мощное электрическое поле.

В этом поле и происходит пробой. Вследствие насыщения заряженными частицами прослойка воздуха превращается из диэлектрика в проводник тока.

Именно в этот момент и возникает сварочная дуга, давая название электродуговой сварке. Температура в зоне соприкосновения дуги с металлом может достигать 5000 °C.