Тема: Сварочные работы и всё о них. Теория, практика.

Похоже назрела тема.
начнем.

Сварка — это процесс получения неразъемного соединения деталей из твердых материалов и изделий из них путем расплавления краев соединяемых деталей. Сваривают как однородные материалы (например, металл с металлом), так и разнородные (металл с керамикой). Существует множество методов сварки, из которых в домашних условиях наиболее широкое распространение получила дуговая сварка, при которой расплавление краев соединяемых деталей осуществляется электрической дугой. Эта дуга представляет собой электрический разряд между двумя электродами или электродом и изделием. Температура плазмы дуги составляет 6—7 тысяч градусов, что дает возможность плавить практически все металлы.

Сварочный агрегат состоит из сварочного аппарата с двумя соединительными кабелями. На конце одного из них находится зажим, укрепляемый на детали, на другом — держатель, в который вставляется электрод. Электрическая дуга возникает между кончиком электрода и деталью за счет сильного электрического поля, создаваемого сварочным аппаратом: оно пробивает воздушный промежуток между электродом и деталью, и в результате возникает мощный электрический ток, при протекании через деталь выделяющий большое количество тепла. Для возбуждения дуги надо коснуться детали кончиком (торцом) электрода и тотчас отвести его назад на 3—4 мм. Сварочный электрод представляет собой металлический стержень, плавящийся при сварке и дающий тем самым дополнительный металл для сварного шва. Наиболее распространенными являются электроды рубилового типа, используемые при сварке с помощью и постоянного, и переменного тока. Электроды обычно бывают длиной — 30 или 35 см, толщиной 1,5: 2,25; 3,25; 4; 5 мм и более. Для сварки более толстых деталей применяют и более толстые электроды, и большие токи. Таблица 10 конкретизирует это условие.


--------------------------------------------------------------------------------

Таблица 10

Соотношение диаметра электрода и толщины свариваемого изделия
Толщина листов, мм               1-2 3       4-5        6-12           13   и более
Диаметр электрода, мм      1,5-2,25    3,25     3,25-4       4-5 5  и более

--------------------------------------------------------------------------------


Соединение двух или более деталей, полученное с помощью сварки, называется сварным. По форме такие соединения подразделяют на стыковочные, угловые, нахлесточные, тавровые (рис. 74) и другие; по положению сварного шва в пространстве — на нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные (рис. 75). Сварной шов — это участок сварного соединения, непосредственно связывающий свариваемые детали. По способу выполнения сварные швы бывают однопроходные, многослойные, непрерывные (сплошные, прерывистые, угловые, стыковые, точечные и некоторые другие) (рис. 76.)


Рис. 74. Сварные соединения:
а - стыковое; б - угловое; в - нахлесточное; г - тавровое


Рис. 75. Пространственные положения швов:
а - нижние; б - горизонтальные; в - вертикальные; г - потолочные


Рис. 76. Некоторые типы сварных швов:
а - стыковой непрерывный однопроходный; б - стыковой непрерывный многослойный; в - угловой прерывистый



Особенности сварочной дуги.
В процессе горения дуги под электродом, т. е. в детали, образуется углубление, заполненное жидким металлом, которое называется кратером. Часть этого металла испаряется, и при гашении дуги кратер оказывается «сухим», т. е. просто представляет собой выемку, ямку в металле. Кратер снижает качество сварного шва, и его необходимо заполнить, т. е. заварить. Глубина кратера, или, как ее называют, глубина провара тем больше, чем больше сварочный ток и меньше скорость перемещения дуги. Заваривают кратер так. На основном металле зажигают дугу, после чего перемещают ее через кратер к валику шва и, заполнив кратер, вновь двигают вперед. Наилучшее качество шва обеспечивает так называемая нормальная (или короткая) дуга, т.е. дуга, длина которой не превышает диаметра стержня электрода. Если эта длина больше, то дуга называется длинной. Надо иметь в виду, что слишком длинная дуга дает швы низкого качества. Существует еще один «нехороший» эффект, который надо устранять, — отклонение разрядной дуги под действием магнитного поля разрядного тока, или явление так называемого магнитного дутья (рис. 77).


Рис. 77. Явление магнитного дутья:
а, б - отклонения дуги; в - компенсация отклонения дуги наклоном электрода

Чтобы уменьшить отклонение дуги, применяют ряд мер: меняют месторасположение токоподвода, наклоняют электрод в сторону отклонения дуги, уменьшают ее длину. Хотя дуга переменного тока менее устойчива, чем дуга, питаемая постоянным током, сварка ею имеет преимущество в простоте и меньшей стоимости сварочного оборудования. Сварку дугой постоянного тока можно проводить при соединении «+» источника питания со свариваемой деталью (прямая полярность) или с электродом (обратная полярность) (понятно, что при сварке на переменном токе это неважно). При горении дуги прямой полярности больше нагревается свариваемая деталь, а обратной полярности — электрод. Кроме того, скорость плавления электродов, изготовленных из низкоуглеродистых сталей, при обратной полярности на 10—40% больше, чем при прямой. Это обстоятельство учитывают, выбирая прямую либо обратную полярность в зависимости от вида сварочных работ (прихватка или сварка), толщины свариваемых изделий, материала электродов (углеродистый, хромоникелевый). Сварка с обратной полярностью применяется также при соединении тонких листов металла.

Техника дуговой сварки.
Прежде чем приступать к собственно сварке, необходимо очистить края соединяемых деталей от грязи, ржавчины, масла, краски и шлака. Выбрав соответствующий виду сварного шва электрод, следует вставить его свободным от обмазки концом в электрододержатель, после чего установить переключатель силы тока в положение, соответствующее нормальному режиму сварки. Как зажечь дугу, уже объяснялось выше. В местах ее контакта со свариваемой деталью металл плавится мгновенно, поэтому сварку надо начинать тотчас по зажигании дуги. Процесс плавления происходит в двух зонах, металл в которых смешивается: одна на электроде, другая на краях деталей. Зона смешивания при удалении электрода быстро застывает за счет хорошего теплоотвода из нее. Образующийся при остывании шов называется наплавленным валиком.

Электрод при сварке перемещают по весьма замысловатой траектории: в направлении его оси (для сохранения определенной дуги), вдоль и поперек сварного шва. При слишком быстром движении электрода шов получается узким, неплотным и неровным. Медленное движение может привести к перегреву и пережогу металла. Колебательное (зигзагообразное) перемещение конца электрода не только вдоль, но и поперек шва приводит к образованию широкого валика. Ширина широкого шва должна равняться 6—15 мм, а узкого («ниточного») — на 2—3мм шире диаметра электрода. Легче всего осуществить сварку в нижнем положении (см. рис. 75а).

Надежность такого шва можно повысить подваркой ниточным швом с обратной стороны. Многослойные сварные швы выполняют путем наложения друг на друга многих валиков; при этом перед наплавкой очередного валика надо молотком и металлической щеткой тщательно счистить шлак с предыдущего валика. Качество сварки существенно зависит от аккуратности выполнения первого слоя. Это особенно важно для тех конструкций, где нет возможности сделать подварку обратной стороны стыка. При сварке горизонтальных швов обычно скос делают только у верхней детали соединения (см. рис. 75б). Дугу сначала зажигают на нижней горизонтальной кромке, после чего переходят на скошенную верхнюю кромку. Сложнее сваривать потолочные швы (см. рис. 75г), так как необходимо удержать металл от стекания из кратера вниз. Этого можно добиться только при сварке короткой дугой. Ток дуги и диаметр электрода при сварке этого типа швов должны составлять на 15—20% больше, чем при сварке швов в нижнем положении. Сварные швы заполняют двумя способами: по длине и по сечению. В первом способе их выполняют «напроход» и обратно ступенчатым способом. Швы, длина которых не более 300 мм, напроход ведут от начала до конца в одном направлении. Швы длиной 300—1000 мм сваривают либо напроход от середины к краям, либо обратно-ступенчатым способом. Последним способом варят и швы большой (более 1000 мм)длины. Обратноступенчатый способ состоит в том, что длинный шов делят на участки длиной 100—300 мм и проваривают их в направлении, противоположном общему направлению шва. Конец каждого участка при этом сваривают с началом предыдущего.

Как уже отмечалось, по способу выполнения различают однослойные (однопроходные), многослойные и др. швы. В многослойном каждый слой выполняется за один либо за два-три прохода. В любом случае применяется обратноступенчатый способ сварки. Стыковое соединение (см. рис. 74а) их элементов толщиной 4-8 мм выполняют однопроходным швом (см. рис. 76а), а более толстые детали сваривают многослойным (многопроходным) швом. В последнем случае сварку производят ниточными валиками-электродами одного диаметра (рис. 76б). В месте поворота шов заваривают без отрыва дуги. Для сварки встык деталей разной толщины диаметр электрода и ток подбирают по нижним параметрам режима сварки, рекомендуемого для детали большей толщины. На нее же при выполнении сварки направляют электрическую дугу. Стыковое сварное соединение обладает рядом преимуществ по сравнению с соединениями других типов: возможность сварки деталей любой толщины; более высокая прочность; минимальный расход металла; надежность и удобство контроля. Имеются следующие стыковые соединения: без скоса кромок, с отбортовкой, с односторонним скосом (V-образные), с двусторонним скосом (Х-образные). Тавровые соединения бывают нескольких видов (рис. 78): под прямым углом без скоса кромок (рис. 78a); под углом со скосом одной кромки (б); под прямым углом со скосом одной кромки (в); под прямым углом с двусторонним скосом (г).


Рис. 78. Тавровые соединения сваркой:
а - под прямым углом без скоса кромок; б - под углом со скосом одной кромки; в - под прямым углом со скосом одной кромки; г - под прямым углом с двусторонним скосом кромок

Угол скоса в соединениях под прямым углом обычно равен 55—60°. В этом способе соединений внахлестку (рис. 78б) деталь накладывают на деталь и выполняют шов по кромке верхнего элемента. Преимуществами этого соединения являются простота подготовки деталей под сварку и их сборки в конструкцию; небольшие усадки и коробления. К недостаткам можно отнести повышенный расход металла, необходимость сварки с двух сторон, вероятность возникновения коррозии, трудоемкость и большой расход электродов. Соединения внахлестку обычно применяются для сварки деталей толщиной 1—10 мм из низкоуглеродистых и коррозиестойких сталей. Процесс собственно сварки узлов и деталей начинают с их взаимной фиксации прихватками (или «клепками») — точечными «швами», иначе соединяемые элементы при сваривании могут «разбежаться» в разные стороны. Прихватки запрещается делать в острых углах, на окружностях малого радиуса, в местах резких переходов, а также вблизи отверстий и на расстоянии менее 10 мм от них или от края детали.

Фланцы, цилиндры, шайбы, трубчатые соединения фиксируют, располагая прихватки симметрично. Если необходимо делать двустороннюю прихватку, эти точечные «швы» надо располагать в шахматном порядке. В любом случае последовательность расположения прихваток должна сводить до минимума коробление листов. Кроме того, при выполнении прихваток сварочный ток должен быть на 20—30% больше, необходимого для сварки тех же материалов; электроды, напротив, следует выбрать тоньше; длина дуги при выполнении прихваток должна быть малой — не более диаметра электрода; дуга отрывается не в момент образования кратера, а после полного его заполнения.

Трудности при выполнении сварочных работ.
1. Прилипание электрода — это, по существу, короткое замыкание, в результате которого сварочный аппарат испытывает перегрузку. Прилипший электрод удаляют из шва резким рывком.
2. Другим дефектом, часто возникающим при сварке, является увод дуги от сварного шва: методы борьбы с ним описаны выше.
3. Швы получаются непрочными в следующих случаях: при сваривании многопроходного шва не полностью удален шлак с поверхности наплавленных валиков; слишком большой или малый разрядный ток.

Техника безопасности при дуговой сварке.
Пря проведении сварочных работ всегда существует вероятность получения травм той или иной степени тяжести: удар током, ожог электродом или раскаленными частицами металла, ожог сетчатки световым излучением дуги и др., поэтому при выполнении таких работ строжайшее выполнение правил электробезопасности становится не только условием успешного их проведения, но и выживания сварщика. Прежде всего необходимо тщательнейшим образом проверить целостность изоляции электрических цепей. Корпус источника питания обязательно должен быть заземлен, а еще лучше — «занулен» (рис. 79). Любые работы с источником — перемещения, ремонт и т.д.— должны производиться при отключении его от сети. Особенно важно обращать внимание на провода с сечением, выбранным из расчета 5—7А/мм2. Электрододержатели (рис. 80) должны соответствовать всем предъявляемым к ним требованиям.


Рис. 79. Схемы заземления (1) и зануления (2)

И последнее: неплохо ознакомиться (в том числе и практически) с основными приемами оказания помощи при электротравмах. Обратим особое внимание на то, как обращаться с собственно электрической дугой, которая представляет собой наибольшую опасность для глаз, и при сильном воздействии вызывает катаракту (помутнение хрусталика). Ясно, что без защитной маски сваркой заниматься нельзя. Здесь проблема состоит в подборе светофильтра. Для этого рекомендуется провести пробную сварку; если в свете дуги через фильтр виден подлежащий сварке стык, т.е. на 1—2 см видно, куда вести электрод, — фильтр годится. Если видимость хуже, значит, фильтр слишком темный, а если видно очень далеко — слишком светлый. Но даже при правильном подборе светофильтра маски неопытные сварщики частенько «налавливают зайчиков» от излучения дуги. Вечером или ночью после работы со сварочным агрегатом человек начинает ощущать, что его глаза словно наполнены движущимся крупнозернистым песком. Помимо «зайчиков», можно получить ожоги открытых частей тела. Для предотвращения подобных травм следует надевать одежду сварщика, состоящую из брюк и куртки из брезентовой ткани, а также сапоги или ботинки. Брюки надо надевать поверх обуви, с тем чтобы уберечь ноги от ожогов брызгами металла и горячими огарками.

про сварку "полуавтоматом" поговорим чуть позже, когда я отсканерю книгу по теории.

вопрос - Ответ.

Чем отличается сварка штучным электродом и полуавтоматом?
   Принципиальной разницы нет. Основное различие в толщине свариваемого металла. Для провара более тостого металла требуется электрод большего диаметра. Чем тоньше металл, тем и меньше должен быть диаметр электрода. Электроды менее 1,8-2,0 мм не изготавливаются, т.к. они будут просто гнуться и сложно нанести на них обмазку. Электродом "двоечкой" можно работать с металлом не толще 3-4 мм.
   А если металл тоньше? Тогда здесь необходим полуавтомат. В нем такой же электрод, но более тонкий. Но т.к. такой электрод сгорит очень быстро, то к месту сварки его стали подавать с помощью устройства протяжки. А из-за отсутствия на электроде-проволоке обмазки, подают инертный газ (углекислый, аргон) к месту сварки. Т.к. проволка постоянно движется через держак, то для обеспечения хорошего контакта проволоку омедняют.

На какие параметры обращать внимание при выборе аппарата?
   Вес и габариты аппарата не определяют его возможности. Чем тяжелей и больше - подход не совсем верный. Например, применяя тороидальный сердечник для трансформатора, можно получить выигрыш в весе и габаритах раза в 1,5 - 2. Диапазон сварочного тока определяет его возможности. В быту для сварки электродами диамметром до 3 мм достаточно 120-140 А. Такими электродами можно сварить любую металлоконструкцию: забор,калитку,ворота,решетки,парник,трубопровод и т.д. Обязательно надо обратить внимание на такой параметр, как ПВР или ПВ (процент времени работы) при данном сварочном токе. Для отсчета времени берут 15 минутный интервал. Например,в паспорте указано,что для тока 120 А ПВР (ПН)=20%. Это значит, что без боязни перегрева аппарата можно работать 15мин. х 20%=3 минуты, а на 15-3=12 минут надо сделать перерыв. С таким аппаратом производительность работ будет низкая. Аппараты со встроенным вентилятором имеют больший ПВ. Обычно он не ниже 40%. Чем выше напряжение холостого хода Uх.х., тем легче зажигается дуга. Обычно оно составляет 35-80 В. Многие аппараты имеют устройства поджига дуги, что удобно. Аппараты с выпрямлением сварочного тока делают более качественный шов, и как правило, имеют дополнительные функции: пуск двигателя, заряд аккумулятора, нагрев и рихтовку металла с помощью угольного электрода.

Как правильно зажечь дугу?
Дугу можно зажечь двумя способами: "чирканием" или прямым.
   Первый способ напоминает чиркание спички о коробок. При втором, электрод перпендикулярен месту сварки и движется вверх-вниз. В обоих способах движение должно быть кратковременным, иначе электрод "залипнет". Отводить электрод нужно быстро и стараться удерживать его на расстоянии, не превышающем диаметр электрода. Положение электрода должно быть немного наклонным: градусов 15-25 от вертикальной оси.

Большое человеческое спасибо!Тема очень интересна.

Для сварки кузовов нужен полуавтомат, сварка проволокой...электродом можно варить толстый металл

электродом можно варить толстый металл

да будет тебе известно, что профессиональный сварщик может сложить две крышки от жестяных консервных банок и сварить их по периметру ЭЛЕКТРОДОМ !!!! так что не надо говорить, что эелектрод только для толстого металла

электродом можно варить толстый металл

да будет тебе известно, что профессиональный сварщик может сложить две крышки от жестяных консервных банок и сварить их по периметру ЭЛЕКТРОДОМ !!!! так что не надо говорить, что эелектрод только для толстого металла

тут все почти любители, да и варить машину электродом неудобно, еще окалина будет от сварки электродом. Может выразился не так...конечно варить электродом можно любой металл.

на днях допетрил как варить быстро, качественно и... красиво

Полуавтомат Бимакс 152,
ставишь "подачу" на 3,5
ток - макс + 1
газ - примерно 5 л/мин,
проволока 0,8мм
газовый наконечник КОНУСОМ.

варишь так сказать какбы назад, т.е. шажочками примерно по 3..4мм:
допустим надо шов тебе направо вести.
- отступил от начала на 3мм вправо, проварил ВЛЕВО эти 3мм,
- шагнул ВПРАВО от начала предыдущей варки на 3мм (т.е. в общей сумме на 6), проварил ВЛЕВО, а так как предыдущая варка не остыла, то она сплавится с новой.
- и так далее.
действовать надо быстро на грани прожига металла/остывания предыдущей варки.
шов получается красивый, металл проварен насквозь.

я ставлю металл встык, так вот в идеальном случае шов выглядит одинаково с 2х сторон.
если металл внахлест, то гораздо проще.

вчера таким методом даже залил трещину 1..2мм шириной.

у меня п\автомат телвин 4.135 , что можно сказать про него хорошего?

ну что можно сказать...
он легче, меньше и дешевле моего, но сварочный ток тоже ниже: 50-120 А против 30-145 А (у bimax 152).
думаю, что для варки авто нормально.

теперь, то что мне НЕ нравится в моем (вроде в других бюджетных Бимаксах тоже самое) - слабый проволокопротяжный механизм: проволока идет рывками, на плавность и скорость подачи очень сильно внияет распрямленность шланга держака.
подумываю переделать в будущем  механизм на более мощный, возможно с обратной связью по оборотам.

Мне не нравиться в моем телвине,что напряжение постоянно на проволке, а не при нажатии на кнопку протяжке проволки....

о как!!!
у меня только при нажатии!!
сначала включается газ, потом начинается подача, выключается в обратном порядке.
ВОТ и еще отличие нашлось.

хотя так не д.б. - это неправильно с точки зрения теории сварки. может у тебя что неисправно?

может быть ,что я без газа работаю, а с газом может быть наоборот..

а возможно...
там ведь обратная полярность (при без газа)

хотя нет, ерунда, не может быть такого

остается тока прикупить баллон и попробывать

Пипец!!! Пробил картер((( подскажите чем и как варить. Азаодно  где защиту купить)))

Подскажите насчет газовых баллонов, какие они есть чтоб небольшого размера? может кто подскажет поточнее марку, где купить и тд, чтоб не изобретать велосипед.

Стоят около 600-700рублей(заправка углекислоты)! Сам балон найти легко за рублей 200-700! А размер видел тока большой!

Есть десяти литровые...заправка стоит 250 руб сам балон гдето 1500 руб

балоны:
5л
10л
25л
50л (или 40)

у меня 4л (кислородный). заправка 5л углекислоты стоит 80ры.

начал варить газом. Возникли вопросы.
Итак: почему когда открываю баллон при завернутом до упора редукторе, давление все равно прыгает до небес?
У баллона есть кран его, там "открыто - закрыто",  я правильно понимаю, что этим краном ничего регулировать нельзя, а он либо полностью открывает либо полностью закрывает?
При сварке с газом, при зажигании дуги какие то хлопки идут - это нормально?

кран на балоне - просто открывает балон.
вертушок на редукторе надо не заворачивать, а ОТВАРАЧИВАТЬ!!! чем сильнее ты его заворачиваешь, тем большая пропускная способность у редуктора (большее давление на его выходе). Установи расход примерно 5..7 литров в минуту.

Хлопки... если их так можно назвать, скорее треск - это нормально. Но треск должен быть непрерывным, ну примерно как если рвать газетный лист - такой непрерывный равномерный звук. А вот есть происходит "тр..тр..тр..тр" или же "щелк...щелк..щелк", то это неправильно выбран режим сварки: например мал ток или много газа или мало газа или быстро ведешь держак (не прогреваешь "ванну" сварки). Короче играйся с настройками.