Все о электросварке для начинающих. Основы сварочных работ

Ручная дуговая сварка при помощи инвертора – это один из самых доступных для обучения методов сварки металла . Для этого требуется минимум оборудования, а бюджетные стали очень дешевы. Но одновременно с этим ручная сварка инвертором для начинающих сварщиков является более сложной по сравнению со сваркой .

Ряд нюансов, незаметных на первый взгляд, играют большую роль в итоговом качестве шва.

Итак, что потребуется начинающему сварщику?

Непосредственно . Не нужно гнаться за дорогими моделями – цена сварочного аппарата значит на самом деле гораздо меньше, чем мастерство сварщика. Но и откровенно дешевые модели – не лучший выбор: отсутствие в них контуров облегчения розжига затруднит первые уроки, а меньшая надежность способна привести к быстрой поломке в неопытных руках.
Основной параметр инвертора – это диапазон регулировки сварочного тока. В принципе, аппарат с максимальным током до 160 А может использоваться и для сварки, и для резки металла, но будет заметно перегружаться на таком режиме.
Длительность непрерывной работы инвертора определяется так называемым коэффициентом ПВ (постоянного включения), который определяет процентное соотношение времени работы и охлаждения инвертора. Так как при уменьшении тока ПВ увеличивается, на одном и том же токе более мощный сварочный аппарат сможет проработать без перегрева дольше.
Следовательно, наилучшим выбором для новичка будет сварочный аппарат с максимальным током в 180-200 А. Желательно, чтобы он имел функцию облегчения розжига или по крайней мере максимальное напряжение холостого хода – это значительно облегчит отработку навыка розжига и удержания дуги.
Сварочная маска – главный защитный элемент экипировки сварщика. Она защищает не только от брызг металла и яркого света, но и от незаметного мощного потока ультрафиолета, создаваемого дугой. Начинающему сварщику лучше всего подойдет автоматическая маска-«хамелеон» с регулируемым затенением.
Брезентовые краги и роба защищают тело от брызг металла. Если робу в какой-то мере может заменить плотная хлопчатобумажная одежда, то краги нужно использовать обязательно.

Нужно четко усвоить правила техники безопасности. Удалите в районе места сварки все легковоспламеняющиеся или способные тлеть предметы : раскаленные капли металла зачастую улетают непрогнозируемо далеко и могут привести к пожару. Недаром правила техники безопасности требуют прекращать сварочные работы за час до конца рабочего дня , чтобы иметь возможность обнаружить начавшееся тление. Приобретите и храните в доступном месте углекислотный огнетушитель.

Розжиг дуги начинайте только после того, как наденете маску. Даже кратковременная вспышка может вызвать сильный ожог сетчатки глаз, особенно при сварке нержавеющей стали. Коварство ожога сетчатки в том, что его симптомы проявляются спустя некоторое время. Например, воспользовавшись инвертором вечером, можно по утру проснуться со слипшимися веками и сильным жжением слизистой глаз, открыть которые станет очень трудно. В этом случае быстро поможет народное средство – пакетики заваренного чая, положенные на глаза. От ожога («нахватать зайчиков») не застрахован и профессиональный сварщик, поэтому иметь в запасе капли для глаз.

Не забывайте, что при сварке металла используются крайне высокие температуры . Прикасаться к шву можно только после его полного остывания – ожог можно получить даже сквозь краги.

Предлагаем посмотреть видеоурок про сварку для начинающих, необходимое оборудование и все нюансы

Сегодня в домашней мастерской все чаще появляются современные сварочные инверторы, при использовании которых можно положить качественный шов. Даже новичок сможет быстро обучиться азам того, как правильно варить сваркой.

В этой статье Вы сможете разобрать волнующие начинающего сварщика вопросы. Какие основы сварки нужно знать и что может понадобиться? А также понять значение силы тока в таком виде работ.

В домашних условиях используются два вида : трансформаторные и инверторные. В чем между ними разница и какие есть недостатки и преимущества в этих типах?

Трансформаторные

Исходя из названия, можно понять, что принцип работы таких аппаратов построен на трансформаторе. Электрический ток подается на прибор и в процессе работы повышается его сила. Сам сварочный агрегат не преобразовывает электричество и работает от переменного тока в сети.

Это усложняет обучение и сварочный процесс новичку. В сети напряжение постоянно скачет и, чтобы положить качественный шов, сварщику нужно контролировать свои движения и дугу в частности.

Но большим преимуществом таких аппаратов будет их неприхотливость и живучесть, а также их дешевизна.

Инверторы

Сварочный инвертор намного сложнее трансформатора. Он преобразовывает электрический ток с переменного на постоянный. И опять в переменный, повышая его частоту.

Обучение сварке лучше начать при наличии такого прибора, он более предпочтительный. Дополнительные функции (такие, как антиприлипание и горячий старт) позволяют быстро освоить поджигание дуги и ведение шва. При этом дополнение в виде синергического управления выравнивает электрический ток и сварщику не нужно постоянно контролировать расстояние электрода от свариваемой поверхности.

Сравнение преимуществ и недостатков трансформаторов и инверторов можно рассмотреть в таблице.

Исходя из таблицы, можно понять, что современные инверторы больше подходят для урока по теме сварка для начинающих.

Какие электроды использовать

Часто в самодельных трансформаторных агрегатах не хватает мощности для использования электродов выше третьего номера.

Что нужно знать новичку

Весь сварочный процесс можно провести по такому алгоритму:

Подготовка поверхности свариваемых деталей.
Подключение сварочного аппарата и массы.
Поджигание дуги.
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

Две детали нужно хорошо очистить от загрязнения и ржавчины. Также нужно подогнать требуемый размер заранее.

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.

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

В сварочных работах поджигание дуги можно сделать двумя способами: чирканием по поверхности металла или обычным постукиванием.

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.

Удобство электросварки в том, что шов можно положить в различных положениях: от себя, на себя, слева направо. Зависит от того, как удобно.

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.

Какие могут быть ошибки

Чтобы понять, как правильно пользоваться сварочным аппаратом, нужно также знать основные ошибки, допускаемые при сваривании.

Если образовался неровный шов, то движение электрода было слишком быстрым.
В случае образования прожогов (дырок) в металле - была слишком медленная скорость ведения шва.
Если шов получился плоским и неровным - был неправильно выдержан угол электрода к поверхности (в таком случае угол наклона составлял почти 90 градусов при оптимальных 30-60).
Когда при сбивании шлака оказалось, что металл не проварен, то в таком случае был слишком маленький зазор между электродом и поверхностью. Такой дефект образовывается от «всплывания» шва.
Как и в предыдущем варианте, при слишком большом зазоре детали также не проварятся и шов будет непрочным.

Указанное выше - это только основы. Их можно быстро освоить, особенно пользуясь для обучения инверторными аппаратами.

Они, имея функции выпрямления и контроля сварочного процесса, позволяют при минимальных навыках положить качественный шов.

Для сваривания тонкостенных деталей или профильных труб понадобится более тщательный подход к делу. Очень тонкие детали можно сваривать путем наложения стержня электрода, очищенного от обмазки, и варки прямо по нему. Но здесь нужен опыт, так как можно попросту расплавить металл по верху деталей и не обеспечить достаточное крепление.

Сварочные работы по алюминию или других цветных металлов и сплавов требуют использования специальных электродов. Как правило, такие работы проводят с использование защитной среды (аргон или углекислота). Сегодня можно приобрести универсальные сварочные аппараты с возможностью варки таких материалов.

Отдельно от обычных работ по сварке, применяются полуавтоматические агрегаты для работ с тонкостенными деталями. Здесь процесс соединения идет за счет плавления сплошной проволоки.

Также более сложными являются вертикальный и потолочный швы.

Для самостоятельного обучения можно воспользоваться видео и другими материалами. Лучше всего, чтобы уроки сварки дал опытный сварщик, который покажет разные виды швов.

На сегодняшний день в промышленности научились создавать очень крепкие неразъёмные соединения при помощи различных техник сварки. Этот процесс изобрели в начале прошлого столетия, и за довольно короткий срок он не только прочно утвердился в промышленном производстве, но и нашёл огромное применение во всех отраслях нашей жизни.

В данном материале в доступной форме рассматриваются основы сварочных работ на примере одного из видов сварки - ручной электрической дуговой, так как она - самый популярный способ сварки в домашней хозяйстве. Естественно, это и наиболее доступный способ для освоения большинством желающих.

Что такое сварка?

Классическое определении сварочного процесса звучит так: «Процесс создания неразрывных соединений через установление межатомных взаимосвязей между частями, которые соединяют в процессе их нагревания или (и) пластической деформации» . Помня явление диффузии, известно, что в горячей воде процесс взаимопроникновения ускоряется. Сварка очень напоминает диффузию, только нагревание двух деталей происходит с помощью высокотемпературной электродуги, вырабатываемой сварочным аппаратом. Под её воздействием происходит плавление и взаимопроникновение материалов деталей. Появляется сварной шов, который состоит из материалов обеих деталей и других химических веществ, которые привнёс плавящийся электрод (элемент сварочного аппарата). О прочности этого шва ходит много версий, кто-то считает, что 1 см сварочного шва выдерживает 100 кг, кто-то утверждает, что больше, но все согласны в одном: прочность сварочного шва не уступает прочности основных металлов деталей. Кроме определения главного понятия, теоретические основы сварочных работ также включают физико-химические процессы, происходящие во время сварки.

Что же происходит во время сварки с точки зрения химии и физики?

Рассмотрим схему сварочного процесса на примере электрической дуговой сварки.

Электрическое напряжение подается на электрод и на деталь, но только разной полярности. Как только электрод подносится к детали, сразу зажигается электродуга, плавящая всё в своём поле действия. В это время материал электрода покапельно перемещается в сварочную ванну. Для того чтоб процесс не останавливался, а это произойдёт при неподвижном положении электрода, необходимо двигать электродом сразу в трёх направлениях: поперечном, поступательном и стабильно вертикальном (рис.2).

После всех манипуляций сварщик убирает сварочный аппарат и сварочная ванна, застывая, образует тот самый сварочный шов. Вот такая химия и физика происходит во время электрической дуговой сварки. Естественно, при других видах сварки, механизмы будут другие. Например, в упомянутом виде главное - механизм плавления, а при сварке давлением свариваемые поверхности не только нагревают, но ещё и сдавливают при помощи осадочного давления. Рассмотрим подробнее классификацию разновидностей сварки.

Разновидности сварки.

Существует три основных класса сварочных работ, каждый из которых имеет множество подвидов.

Первый класс - тепловая сварка. К ней относятся:

лучевая сварка;
электро-лучевая;
плазменная;
электрошлаковая;
газопламенная;
электрическая дуговая.

Второй класс - это термомеханическая сварка. В её составе следующие разновидности:

сварка высокочастотным током;
кузнечная;
диффузионная;
контактная.

Третий класс - механическая сварка. К ней относятся:

холодная сварка;
ультразвуковая;
сварка взрывом;
сварка трением.

Каждый из видов применим к разным металлам и деталям, например, сваркой трением сваривают свёрла, резцы и разнородные металлы, а холодной сваркой (ковкой) - пластичные металлы: медь, олово, алюминий и др. Каждый из трёх классов сварки также имеет свою специфику, например, для каждого типа электрической сварки нужны разные электроды. Они бывают:

плавящиеся (стержни из меди, никеля, сплавов алюминия, стали);
неплавящиеся (вольфрамовые, графитовые и угольные стержни).

Также они различаются по типам обмазки: рутиловые, целлюлозные, основные и кислые. Все они актуальны для сварки различных материалов и для работы в различном пространственном положении самого сварщика.

В повседневной жизни в собственном доме, на дачном участке или в гараже всегда найдется немало дел, требующих навыков сварщика. Этот навык особенно полезен при строительстве, которое производится собственными руками. В природе нет более надежного способа соединить две детали из металла, чем сварка. И обучиться этому мастерству вполне возможно самостоятельно и с пользой применять полученный навык. Сегодня разберемся, как научиться варить электросваркой и самостоятельно освоить азы этой специальности.

Чтобы понять, как правильно варить электросваркой, предварительно нужно ознакомиться с теорией сварочного процесса.

Соединение металлических деталей в монолит при помощи сварки является на сегодняшний день самым надежным и прочным методом. Это достигается благодаря получению высокой температуры. Подавляющая часть аппаратов для сварки применяет для расплавления металлов электрическую дугу: это так называемая электродуговая сварка металлов. В месте воздействия она нагревает металл до температуры его плавления и делает это на ограниченной территории.

Появление электрической дуги происходит благодаря току – постоянному или переменному. Первый характерен для инверторных сварочных агрегатов, второй – для трансформаторов. Рассмотрим их подробнее.

Трансформатор значительно затрудняет сварочный процесс. Из-за переменного тока сварная дуга постоянно скачет, процесс сварки довольно шумный. Еще один значительный минус подобных аппаратов заключается в сильном воздействии на электрическую сеть, в результате которого возникают скачки напряжения;
Инвертор проще и тише в работе, питается от 220В. Из-за постоянного тока электродуга легче контролируется и перемещается. Если есть необходимость научиться варить электросваркой, то урок № 1 лучше взять на инверторном аппарате.

Образование электрической дуги становится возможным при наличии двух элементов, которые проводят ток и имеют противоположные заряды. При сварке это металл и электрод. Начинающему сварщику рационально использовать традиционный электрод с центральным элементом из металла.

Чтобы понять, как правильно варить металл, необходимо четко понимать происходящие процессы:

Электрическая дуга появляется в момент соприкосновения металлической детали и электрода;
В месте образования дуги свариваемый металл расплавляется;
Вместе с металлом подвергается плавке сам электрод, его расплавленные частицы перемещаются в сварную ванну;
Защитное покрытие, которым покрыт стержень электрода, также горит и образует газовое облако. Оно оберегает ванну от воздействия кислорода. Это обеспечивает поддержание в месте сварки температуры плавления металла;
Поддержанию температуры способствует и образуемый при сварке шлак. Необходимо контролировать, что шлак ограждает сварную ванну;
Шов при сварке образуется в момент движения электрода и перемещения ванны;
Когда металла после сварки остывает, на нем остается шлаковая корка. Ее отбивают при помощи молотка.

Это теория сварочных работ. Понять, как правильно сваривать металл без опыта невозможно, поэтому обратимся к практике.

Готовим инструменты

Перед тем, как варить электросваркой, необходимо подготовить все инструменты и обмундирование для защиты:

Сварочный аппарат и электроды к нему. Рекомендуем запастись достаточным количеством электродов для практики. Пословица «первый блин комом» в области обучения сварочной профессии работает без исключений;
Защита: маска для сварки, защитная одежда и перчатки из плотных материалов. Пренебрегать защитой во время сварочных работ нельзя. Это вопрос здоровья и безопасности!
Подсобные инструменты – молоток и щетка по металлу – для удаления сварного шлака;
Объект для тренировок – металлические элементы;
Ведро с водой. В прямом смысле на всякий пожарный случай.

Выбор электродов производится в соответствии с толщиной свариваемого металла, а выставление тока зависит от электрода. 1 мм электрода берет около 30-40 А, важно не превышать данные значения, иначе дуга будет не варить, а резать металл.

Приступим к сварке

Итак, разберемся пошагово, как правильно варить сваркой металл. Вероятно, для получения приемлемого результата, придется повторить этот алгоритм не один раз. Но научившись, Вы быстро освоитесь в роли сварщика и сможете выполнять довольно сложные операции.

В первую очередь помещаем электрод в специальный держатель. Теперь нужно зажечь дугу. Электрод нужно держать под углом примерно 70° к поверхности, такое положение является оптимальным.

Выставив угол между электродом и металлом, прочертите быструю линию, двигаясь около 10 см в секунду. При правильном положении появятся искры и треск – это верный признак.
Оставив оптимальный угол наклона электрода, нужно им коснуться металла и тут же поднять электрод так, чтобы образовалась дорожка в 3-5 мм. Если все проделано верно, то дуга станет гореть и металл начнет плавиться.
Нередки случаи, когда электрод прилипает к основе. В этом случае надо его слегка раскачать и оторвать, а далее опять разжечь дугу. Частое залипание электрода может говорить о чересчур малой силе тока. Попробуйте повысить ее и сравнить результаты.
Как только зажигание дуги и ее удерживание в стабильном состоянии усвоены, можно приступить к наплавлению валика. Зажатая дуга плавно перемещается по сварному шву. При этом совершаются движения, которые как бы загребают расплавленный металл. Это достигается равномерными колебательными движениями с амплитудой около 2-3 мм. Чем размереннее движение, тем красивее получится заваренный шов. Кстати, равномерность шва свидетельствует о его высоком качестве и прочности.

На первом этапе лучше всего тренироваться на толстом куске металла и пытаться вывести дугой различные дорожки – от простых размеренных движений с небольшой амплитудой до более сложных и узорчатых швов. Эти навыки пригодятся в последующей работе и позволят хорошо прочувствовать, как варить и какой угол наклона электрода лучше выбирать.

После окончания сварки необходимо дождаться пока металл остынет. Сварной шов будет закрыт шлаков. Чтобы он отлетел достаточно постучать по детали молотком или пройтись щеткой по железу.

Некоторые моменты сварочной работы

Конечно, сварка не заключается в выписывании на куске металла замысловатых узоров. Все вышеописанное – это только подготовка и обучение этому довольно непростому ремеслу. Основное назначение сварки заключается в надежном скреплении металлических элементов и к нему необходимо стремиться в своем обучении.

Сварка металлических элементов имеет множество нюансов, знакомство и понимание которых придет с опытом. Но есть некоторые теоретические моменты, знать которые необходимо до практики:

Соединять две детали сразу сплошным и длинным швом неверно. В большинстве случаев это перекашивает металл, так как шов начинает стягивать элементы;
Перед выполнением основного шва необходимо прихватить детали друг к другу. Для этого выполняются маленькие точечные швы на стыках двух деталей в шагом 8-25 см в зависимости от размеров скрепляемых элементов.
Скрепляющие швы лучше исполнять с обеих сторон сварочной поверхности, так минимизируется возможное напряжение металла.
После выполнения прихватов делается основной шов.

Подведем итоги

Сварочная работа требует особых знаний, навыков и специального оборудования. Обратим внимание, что это довольно сложный и опасный процесс, требующий строго соблюдения техники безопасности.

Навыки сварщика требуют определенного времени и практики. Нет ничего зазорного в тренировке на куске ненужного металла. Это позволяет набить руку и понять суть сварочного процесса.

Прежде чем приступить к сварке деталей, следует отточить владение сварочным аппаратом и умение наваривать швы на заготовках и затем перейти к более сложным элементам.

Сварку применяют во многих отраслях экономики РФ. Сварщики работают на строительных площадках, при этом занимаясь созданием подземных и наземных конструкций. Они работают на автомобильных заводах, энергетических комплексах, сельском хозяйстве и на нефтеперерабатывающих предприятиях.

Многие мужчины время от времени используют сварку при решении ремонтных работ в своих жилищах, сварочный шов считается одним из надежнейших способов для соединения деталей

Кроме того, оцинкованные трубы имеют приятный внешний вид, поэтому их часто используют при создании оригинального дизайна того или иного здания или сооружения.

Таким же образом делается сварка оцинкованного металла, который применяют в строительстве.

Самостоятельная сварка считается сложным занятием. Прежде чем приступить к такой работе, надо изучить правила сварочного процесса и научиться выполнять лёгкие сварочные работы для начинающих специалистов в этом деле.