Как научиться электросварке самостоятельно в домашних условиях: сварка для начинающих

Современный рынок электрооборудования предлагает широкий ассортимент сварочной аппаратуры, которую можно с успехом применять в бытовых условиях. С ростом популярности компактных сварочных трансформаторов и инверторов возрастает количество доморощенных сварщиков, желающих собственноручно сваривать нехитрые металлоконструкции для дома и дачи.

Обучение на специальных курсах доступно не всем, поэтому основы сварочных работ для начинающих домашние Самоделкины получают из Интернета, используя многочисленные советы и рекомендации в качестве самоучителя, чтобы на практике реализовать полученные знания под собственные потребности.

Физические принципы процесса

До того, как научиться сварке самостоятельно в домашних условиях, новичок-электросварщик обязан получить представление  о базовых принципах электродуговой сварки (далее по тексту – ЭС) и усвоить теоретические азы сварки инвертором или сварочным трансформатором, чтобы не варить «в слепую», не понимая сути выполняемой работы. Электросварка это одна из наиболее распространенных технологий создания неразъемного монолитного соединения металлических деталей способом сплавления.

Аналогичный способ сплавления в настоящее время широко применяется при соединении полипропиленовых труб. Разница только в температурах плавления свариваемых металлов и полипропилена и типе соответствующего оборудования, из-за чего сварку полипропиленовых элементов нередко называют пайкой, а используемые нагревающие устройства паяльниками.

Данная методика основывается на расплавлении кромок соединяемых элементов за счет температуры электрической дуги (далее по тексту – ЭД), загорающейся в пространстве между электродом и основным металлом. ЭД представляет собой длительный разряд высокой мощности в газовой среде между электродом и основным металлом. Температура горения ЭД достигает 7000 град. Ц, что превосходит параметры плавления существующих конструкционных металлов и их сплавов.

Инициирование и горение ЭД протекают в следующей последовательности:

1. При соприкосновении стержня сварочного электрода с подготовленной кромкой изделия под воздействием электромагнитного поля создается режим короткого замыкания в сварочной электрической цепи.
2. При отводе электрода от кромки изделия на 2-4 мм под воздействием электромагнитного поля зажигается ЭД. Горящая дуга обеспечивает преобразование электрической энергии в тепловую, мощности которой достаточно для расплавления конца электродного стержня и кромки свариваемого металла.
3. При устойчивом режиме горения ЭД происходит стабильное плавление материала электродного стержня и металла детали/заготовки. Капли расплавленных металлов образуют в зоне плавления так называемую сварочную ванну, представляющую собой слой расплавленного металла на поверхности изделия.
4. Вместе со стержнем электрода плавится покрытие электрода, создавая газовую либо газошлаковую защитную оболочку вокруг сварочной ванны и самой ЭД, изолирующую их от воздействия атмосферного азота и кислорода.
5. После твердения и кристаллизации сварочной ванны образуется прочное неразъемное сварное соединение.

Важно! При сварке двух деталей в сварочной ванне перемешиваются материалы обеих деталей. Данная смесь наделена такими же показателями прочности, как и металлы соединяемых изделий, что создает определенное преимущество этого способа по сравнению с другими методами соединений изделий, исключающих расплавление материала.

6. По мере продвижения ЭД и кристаллизации сварочной ванны образуется сварной шов, непосредственно связывающий обе детали.

• поз. 1 – покрытие электрода, обеспечивающее газовую защиту сварочной ванны,
• поз. 2 – сварочный электрод,
• поз. 3 – газозащитная оболочка, образованная при испарении покрытия электрода,
• поз. 4 – локальная зона расплава стержня электрода и металла заготовки,
• поз. 5 – заготовка,
• поз. 6 и 7 – поверхности сварного шва. Темным оттенком поз. 7 выделена застывающая, более холодная, часть сварного шва

На практике электросварка для начинающих реализуется следующим образом:

• зажигается ЭД с последующим поддержанием ее определенной длины,
• выполняются манипулирования электродом, чтобы придать шву нужную форму,
• электрод перемещается по направляющей линии наложения сварного шва,
• прекращение сварочного процесса.

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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.
5. 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.

Особенности ручной

Ручная ЭС является наиболее распространенным способом электросварочных работ в бытовых условиях. Доступность сварочной аппаратуры  бытового класса открывает широкие возможности применения ручной сварки электродом для начинающих мастеровых, возжелавших собственноручно сварить ажурные решетки для окон дачного домика или подварить крыло старого автомобиля.

Отличительной особенностью ручной сварки для начинающих является необходимость поддержания процесса устойчивого горения дуги, в ходе которого ЭД непрерывно горит без преобразования в другие виды электромагнитных разрядов.

Электросварка для чайников, как опытные мастера-профи иронично называют «сварных», лишь недавно взявших в руки держатель электродов, осложнена отсутствием практических навыков и приемов, необходимых для формирования  стабильно горячей дуги и получения качественного соединения деталей.

И хотя в большинстве случаев бытовое применение ручной ЭС не требует особо высокого качества шва, новичку не следует работать по сборке водопровода в квартире, сварке трубы топливной системы дома, ферм перекрытия и других ответственных конструкций.

Способы соединения и ориентирования деталей

При всем многообразии сварных конструкций, собираемых с применением ручной ЭС, конструктивные элементы изделий свариваются между собой всего лишь четырьмя способами соединения, установленными ГОСТ 5264-80 для этого типа сварки:

Ручная ЭС допускает любые пространственные положения накладываемых сварных швов. В зависимости от ориентирования деталей, типа шва и его  пространственного расположения зависит техника выполнения сварки, которой необходимо пользоваться сварщику. Выделяют следующие пространственные положения швов при ориентировании заготовок:

• поз. а нижнее положение, когда сварочный шов расположен на горизонтальной поверхности. Такое положение является наиболее удобным для заполнения сварочной ванны и контроля ее состояния, качество швов в нижнем положении самое высокое.

Важно! При стыковой сварке трубопроводов используют поворотный способ, в процессе которого окружность стыка разделяют на четыре равных сектора (по 90 0) и проваривают по два сектора, поворачивая трубу таким образом, чтобы обеспечить наибольшее количество швов нижнего положения.

• поз. б – горизонтальный шов на вертикальной плоскости, для выполнения которого размер сварочной ванны стараются выполнять минимальной, а дугу поддерживают максимально короткой,
• поз. в – вертикальный шов, который варят движением снизу вверх, хотя на тонком металле предпочтительнее движение сверху вниз, чтобы он меньше прогревался во избежание прожига,
• поз. г – потолочный шов, самый сложный по исполнению. Стекание расплавленного металла вниз составляет основную проблему сварки для начинающих исполнителей. Образно выражаясь, у сварщика должна быть «набита рука», чтобы быстро проварить шов на увеличенном токе.

Возможные дефекты сварных швов и соединений

Ручная сварка для новичков изобилует разнообразными дефектами сварных швов из-за отсутствия опыта и пробелов в познании нехитрых секретов сварочной работы. Наиболее опасными дефектами по своим негативным последствиям являются продольные и поперечные трещины, представляющие собой локальные разрывы шва. Их различают по размерам (микротрещины и макротрещины), они могут появиться в ходе сварки либо после нее. Трещины присутствуют как в металле шва, так и в основном металле, что может привести к разрушению сваренной конструкции. На рис. ниже показана продольная макротрещина, из-за которой дефектное соединение подлежит исправлению.

Работа по удалению трещины весьма трудоемкая и проводится в следующей последовательности:

• металл в начале и конце трещины рассверливается, чтобы исключить ее дальнейшее распространение,
• дефектный участок шва удаляется (вырубается или вырезается),
• расчищенный участок соединения заново заваривается.

В числе других дефектов сварки, ослабляющих сварные швы и сами соединения,  выделяют следующие:

• кратеры, представляющие собой углубления на месте обрыва ЭД,
• подрезы – углубления на границе перехода основного металла к сварному шву, ослабляющие соединение за счет уменьшения сечения шва и возникновения очагов концентрации внутреннего напряжения,
• поры – газовые пузырьки в металле шва,
• непровары – участки с несплавленными между собой слоями шва либо основного металла с наплавленным. Характеризуются незаполненным сечением шва,
• прожоги – сквозные проплавления шва, через которые жидкий расплавленный металл вытекает из сварочной ванны,
• шлаковые включения, приводящие к образованию очагов концентрации напряжения.

Основные ошибки начинающих

Первые попытки самостоятельной работы доморощенных «сварных», получающих сведения о способах ведения сварки только со страниц Интернета, сопровождаются типовыми ошибками,  характерными для всех новичков:

1. Неправильный выбор сварочного оборудования

В этом случае неопытному работнику не удается определиться с оптимальным режимом сварки и настроить сварочный аппарат таким образом, чтобы получить удовлетворительные результаты. Не обеспечивается нужная полярность для работы с выбранными электродами, не удается выставить ток нужной силы. Элементы конструкции либо не провариваются в нужной степени, либо прожигаются.

2. Работа без пробных швов

Практика накладывания нескольких пробных швов распространена среди опытных сварщиков, чтобы проверить правильность настройки аппарата и не испортить собираемые детали. В процессе сварки пробных швов регулируют силу тока и определяются с типом и размером электрода.

3. Отсутствие практических навыков, соответствующих сложности работы

Отсутствие опыта сопровождается применением электродов, не соответствующих данному виду сварки, и неправильным исполнением определенных манипуляций, сопровождающих ручную ЭС:

• вместо электродов, предназначенных для сварки переменным током, применены электроды для аппаратуры постоянного тока,
• применены электроды несоответствующего диаметра, например, вместо так называемой «двойки» (электроды диаметром 2 мм) использованы электроды диаметром 3-4 мм,
• не соблюдается правильный наклон электрода,
• не поддерживается постоянная скорость сварки,
• излишне длинная дуга,
• не обеспечивается устойчивое горение ЭД.

Техническое оснащение домашнего сварщика

Для формирования дуги ручной ЭС необходим источник электротока, обеспечивающий стабильную подачу электрической энергии для питания ЭД. Для ручной ЭС одинаково применимы как источники переменного тока, так и устройства, работающие на постоянном  электротоке. В условиях домашнего применения сварочной аппаратуры важную роль играет состояние электропроводки, к которой будет подключен приобретенный сварочный агрегат. От этого будет зависеть тип оборудования, которым сможет пользоваться начинающий «сварной».

Важно! Сварочный аппарат способен работать от бытовой электросети в пределах параметров ее защитно-регулирующих устройств – пробок и плавких предохранителей, автоматов и т.п. При несоответствии рабочих характеристик «сварочника» требованиям защитной системы электросети возможны мигания света, отключения автоматов, выходы из строя бытовой техники по всему дому из-за резких колебаний напряжения.

Домашний сварщик должен быть оснащен в следующей комплектации:

1. Источник тока.

В настоящее время сварочную аппаратуру для применения в бытовых условиях нередко обозначают как оборудование для ММА (от англ. Metal Manual Arc – ручная ЭС штучными покрытыми электродами). Рынок электрооборудования предлагает для домашнего пользования три вида источников тока:

• сварочные трансформаторы, работающие на переменном токе,
• сварочные выпрямители, преобразующие переменное напряжение сети в постоянный ток,
• инверторы, способные работать от домашней розетки.

2. Комплект силовых кабелей и подводящих проводов с переносками.
3. Держатели электродов (пружинные или рычажные), в обиходе называемые «держаками».
4. Средства индивидуальной защиты сварщика:

• термоустойчивая одежда, обувь, перчатки либо рукавицы,
• защитная маска.

Заключение

Приобретение собственного сварочного оборудования и методичное освоение правил работы с ним открывает широкие возможности для делового человека не только в плане обустройства собственного жилища, но и открытия собственного бизнеса с использованием имеющихся навыков и аппаратуры.

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Загрузка...