Сегодня профессия электросварщика довольно редкая. Для аккуратного выполнения сварочных работ требуется усидчивость, огромное терпение и, конечно, ответственный подход со стороны работника. Уроки сварки должно происходить в специализированных учебных заведениях, где студентам в подробностях описывают всю технологическую часть и проводят практические занятия.

Сварщик обязательно должен хорошо разбираться в , ведь чтобы шов получился надежным и прочным потребуется соблюдать множество условий. Сварка для начинающих в первую очередь должна начинаться с техники безопасности.

Во работ образуется настолько мощный яркий свет, что можно легко прожечь сетчатку глаза. Поэтому прежде чем приступать к сварочным работам, необходимо обязательно позаботиться о защитной маске. Фильтр для маски подбирается в зависимости от того, какой величины ток будет использоваться во время сварочных работ. Кроме того, варить метал намного проще, когда отчетливо видишь весь фронт работ.

Чтобы избежать ожогов рук и всего тела необходимо обязательно пользоваться защитной одеждой. Обучение сварке всегда начинается с азов. Чтобы разобраться со сварочным аппаратом, необходимо хорошо изучить принцип его действия.

Существуют агрегаты переменного и постоянного тока

Именно вторым видом предпочитают пользоваться сварщики-профессионалы. В сварочном аппарате имеются два отвода, которые имеют разную полярность. От того, какая полярность будет выбрана для обрабатываемого изделия, зависит вся дальнейшая работа. Правильно подключать положительный полюс к изделию, а отрицательный к электроду, тогда будет соблюдена прямая полярность.

С чего начать

Перед началом работ необходимо закрепить зажим «заземления» на детали, которую требуется варить. Далее на сварочном аппарате устанавливается ток нужной величины. Его размер напрямую зависит от того, насколько глубокий и прочный шов необходимо выполнить, а также какой вид и толщину металла требуется варить. На сварочном аппарате всегда имеется специальный тумблер, поворачивая который, можно добиться нужных параметров тока.

Также особого подхода требует выбор электрода для сварочных работ. Высококвалифицированному специалисту приходится пользоваться электродами различной длины и диаметра в зависимости от сложности предстоящих работ. Обычно на упаковке всегда имеется таблица с достоверной информацией о том, какая сила тока нужна для каждого отдельного вида электрода.

Для того чтобы начать работу необходимо правильно зажечь дугу. Необходимо поднести электрод к месту будущего шва и как бы чиркнуть им об поверхность. После того, как загорелось пламя, следует обязательно приподнять конец электрода на расстояние не более 5 миллиметров от поверхности. Теперь можно начинать работать. Если держать электрод на большом расстоянии от поверхности, можно получить слишком выпуклый шов, который плохо соединяет свариваемые поверхности. Размер дуги не должен также быть маленьким, так как шов будет слишком вдавлен в поверхность, а, значит, будет достаточно хрупким. Кроме того, на протяжении всей работы, правильно держать электрод на одинаковом расстоянии от поверхности металла, иначе шов будет неравномерным и со временем начнет деформироваться.

Правильней всего варить метал под углом 60 градусов к поверхности. Однако далеко не всегда сварщик может соблюдать такие условия, ведь часто сварочные работы проводятся в весьма труднодоступных местах. Однако именно от угла наклона электрода напрямую зависит глубина шва, а значит и его надежность. Именно поэтому в технических университетах практикуется обучение сварки в труднодоступных местах. , прежде всего, зависит от правильного перемещения зажженной дуги. Существует несколько способов, как правильно перемещать электрод вдоль шва.

Обучение сварке, как правило, требует определенных умений и долгой практики. Двигать электрод можно по серповидной, петлевидной, зигзагообразной и некоторым другим траекториям. Начинающему специалисту легче всего пользоваться обыкновенным зигзагом. Однако при этом правильно будет учитывать положение в пространстве свариваемых между собой поверхностей. Варить можно горизонтально, вертикально, а также создавать трапециевидный, стыковой, угловой внешний или внутренний шов. Поэтому в каждом отдельном случае схема движения электрода подбирается индивидуально.

Чтобы хорошо усвоить уроки сварки необходимо, прежде всего, разобраться в . Под действием тока заданной величины происходит расплавление самой поверхности, внутреннего стержня электрода и его покрытия. Покрытие электрода при горении образует газовое облако, внутри которого полностью отсутствует кислород. Таким образом, металл перестает контактировать с воздухом и под электродом образуется сварочная ванна, где накапливаются расплавленные остатки обрабатываемой поверхности и самого электрода. Покрытие электрода образует так называемый шлак, который после застывания шва, его покрывает. Для очищения шлака с поверхности шва необходимо пользоваться специальным молотком.

Многие начинают пугаться внешнего вида проделанной работы. Однако если правильно отбить остатки покрытия электрода, под шлаком можно обнаружить красивый, равномерный шов. Именно он говорит о качестве выполненной работы и профессионализме сварщика. Вскоре варить металл станет намного проще, ведь каждая следующая работа будет намного лучше предыдущей.

Владение техникой получения прочного сварного шва – отличный навык, приносящий настоящему хозяину немало пользы. Хорошо изученный процесс может настолько увлечь, что после изготовления простенького каркаса для теплицы, печки для гаража или бака на дачу захочется создать нечто сложное и оригинальное типа ажурной изгороди, скамейки, мангала. Но перед реализацией планов необходимо выяснить все вопросы о том, как научиться варить электросваркой, ознакомиться с информацией и учебным видео. Освоив азы, можно смело приступать к созданию уникальных шедевров из металла.

С прочностью сварных швов вряд ли смогут состязаться другие виды соединения деталей из металла, если состыковка их должна быть неразъемной. Нагрев металлических сплавов электрической дугой вызывает пластическую деформацию материалов. В результате взаимного проникновения частиц электрода и соединяемых элементов формируются сверхпрочные межмолекулярные связи.

Электросварка залог прочности соединения деталей из металла

Внедрение прогрессивных технологий позволяет сейчас выполнять сварку с применением лазерного и электронного излучения, металлы сваривают ультразвуком и газовым пламенем. Чаще всего источником энергии служит электрическая дуга, создаваемая инвертором или сварочным аппаратом. С простейших и наиболее распространенных способов сварки и стоит начать обучение.

Подготовка к практическим занятиям

Навыками сварщика овладевают в основном на практике. Потому необходимо знать, чем нужно запастись начинающему сварщику, получившему теоретические сведения и желающему применить знания.

Внимание. Сварка сопряжена с опасностью получения ожогов от брызг расплавленных металлов, с отравлением токсичными выделениями, с вероятностью поражений электротоком. Излучение может вызвать ожог роговицы глаз. Тщательно подготовьтесь без экономии на экипировке и оборудовании.

Работа сварщика сопряжена с угрозой травмирования, отравления газом, получением ожогов

Выбор правильного оборудования

Для практических занятий можно сделать сварочный агрегат собственноручно. Но если и в этом деле нет практики, желательно взять в аренду или купить сварочное оборудование с устройством плавной регулировки показателей силы тока, максимальные значения которого около 160 А. Научиться мастерству сварщика помогут:

• Сварочный трансформатор, осуществляющий преобразование переменного тока, поставляемого сетью, в переменный ток сварочного процесса. У простого в обслуживании, производительного, дешевого агрегата есть недостатки: он не обеспечивает высокую стабильность дуги, «просаживает» напряжение, отличается излишней тяжестью.
• Сварочный выпрямитель, действие которого основано на получение постоянного тока сварки за счет преобразования переменного тока сети. В отношении набора недостатков и достоинств агрегат аналогичен предыдущему варианту, но лучше поддерживает стабильность дуги, благодаря чему у сварочных швов повышается качество.
• Сварочный инвертор, поставляющий для сварки постоянный ток и напряжение, полученное в результате преобразования переменного тока. Это легкий компактный аппарат с плавной регулировкой параметров тока, быстродействующее и производительное оборудование с легким зажиганием.

Выбор сварочного оборудования должен производится исходя из нужд

Бывалые сварщики советуют купить инвертор. Он и места много не займет и в обучении лучше поможет. Посмотрите ролик о том, как подобрать аппарат, как подготовиться и как научиться варить электросваркой – видео поможет наглядно представить начало практического курса.

Чем различаются электроды?

Дуговая сварка выполняется с использованием плавящихся электродов. Их функция заключается в подведении тока ко шву. Основным компонентом автоматической или полуавтоматической сварки может служить порошковая проволока, механизированным способом поставляемая в зону плавления по мере использования. Однако большинство обучающих курсов рекомендуют начать с электродов, выпускаемых в виде твердых стержней со специальным плавящимся покрытием. С ними можно быстрее «набить» руку и получить навыки в формировании четких ровных наплавленных линий.

Сварочные электроды в виде металлических стержней — оптимальный выбор для начинающих

Оптимальными для начинающих признают электроды-стержни с диаметром 3 мм. Для работы с более «толстыми» электродами потребуется мощное оборудование. Стержни с сечением 2 мм используют для сварки деталей из тонколистового металла. Не стоит использовать старые, завалявшиеся у кого-то компоненты дуговой сварки, а если они к тому же отсырели, вообще толку не будет.

Экипировка сварщика – обеспечение безопасности

Будущему сварщику обязательно нужен защитный щиток или маска сварщика. Они оберегут глаза от ожогов, получаемых из-за воздействия яркого излучения, и кожу лица от раскаленных металлических брызг.

Для практических занятий потребуется защитный щиток или маска сварщика

Кожу рук тоже нужно защитить от попадания обжигающих брызг расплавленного металла. Нужны рабочие брезентовые рукавицы или замшевые перчатки (трикотажные и х/б не подойдут).

Костюм или халат со штанами должны быть из плотного материала, лучше всего из толстого брезента высокой плотности.

Важно. Рядом с местом работы нужно поставить наполненное водой ведро, запастись старым плотным пледом для возможности погасить возгорание от случайной искры.

Для практических занятий предпочтительно, но необязательно расположиться на улице. Все возгораемые предметы в районе работ и вероятной досягаемости искры нужно убрать.

Первые шаги будущего хорошего сварщика

Первоначально каждый из обучающихся мастерству делает на ненужных кусках металла валики, просто расплавляя материал без создания соединительных швов. Поверхность нужно очистить от ржавчины и загрязнений.

Начало практических занятий: как сделать валики

• Электрод вставляется в держатель сварочного аппарата.
• Инициировать поставку тока в зону плавления можно, чиркая по металлу концом стержня, словно спичкой, или касаясь заготовки постукивающими движениями.
• После создания электрической дуги электрод нужно направить на заготовку. Зазор между электродугой и металлом должен быть постоянным, не меньше 3х, но не больше 5-ти мм.

Обратите внимание. От умения поддерживать постоянный зазор зависит качество будущего шва. При изменении расстояния дуга прервется, шов получится с дефектами.

• Стержень держат под углом к плоскости заготовки. Удобным считается наклон в 70º, причем электрод может быть наклонен вперед или назад, как удобней исполнителю. В будущем размер наклона можно поменять в зависимости от предпочтений сварщика и от специфики выполняемой операции.

На данном этапе практических занятий необходимо научиться подбирать силу тока для его стабильной подачи. При недостатке тока дуга будет гаснуть, слишком мощный поток проплавит металл. Навыки выставления режима сварки можно получить только путем экспериментов.

Учимся делать сварные соединения

Убедившись в том, что валики выходят ровные и почти красивые, можно попрактиковаться в выполнении соединительных швов. Это уже действия для уверенной руки почти опытного практиканта, знающего, как правильно научиться варить электросваркой, и реализующего полученные сведения.

Второй шаг обучения: выполнение имитации сварного шва на заготовке

Все первоначальные действия по зажиганию электрода аналогичны описанным выше процессам. Только рука сварщика, соединяющего детали, движется не по прямой, а совершает колебательные движения, как-бы перераспределяя расплавленный металл одной детали на соседний элемент и наоборот. Траектория движения может быть зигзагообразной, петлевидной, напоминать череду елочек или серпов.

Несколько типов швов, выполняемых дуговой электрической сваркой

Потренироваться нужно снова на куске ненужного металла, прочертив на ней мелом линию, заметную через затемняющее стекло маски. Вдоль нее и нужно прокладывать своеобразный шов, вычерчивая сплошную неширокую полосу по одной из вышеуказанных траекторий.

От остывшего шва молоточком нужно отбить шлак, после чего перед взором предстанет произведение сварщика.

Шлак с остывшего шва нужно сбить небольшим молотком

После получения первых навыков можно приступить к производству соединительных швов. Они бывают тавровые, стыковые, угловые, внахлест, выполняются по горизонтали или по вертикали снизу вверх и в противоположном направлении. Чтобы рука двигалась уверенно, нужно немало потренироваться и лишь затем приступать к изготовлению полезных красивых самоделок.

Типы сварных соединений и их внешний вид

Видео руководство для начинающих

Навыки работы со сварочным аппаратом помогут сделать массу полезных металлических конструкций для дачи, гаража, бани, хранилища. Наверняка после первых шагов захочется сделать что-нибудь потрясающее. Только чтобы овладеть всеми нюансами мастерства, нужно немало потрудиться для получения сноровки. Ну и, конечно, для более сложных приемов сварки потребуется более углубленная информация типа профессиональных пособий с описанием сложных процессов и перечнем технических регламентов.

Текущая страница: 1 (всего у книги 17 страниц)

Евгений Максимович Костенко

Сварочные работы: Практическое пособие для электрогазосварщика

Введение

В условиях научно-технического прогресса особенно важно развитие определяющих его областей науки, техники и производства. К ним могут быть отнесены сварка и резка металлов, которые во многих отраслях промышленности являются одними из основных факторов, определяющих темпы технического прогресса, и оказывают существенное влияние на эффективность общественного производства. Практически нет ни одной отрасли машиностроения, приборостроения и строительства, в которой не применялись бы сварка и резка металлов.

Сварное исполнение многих видов металлоконструкций позволило наиболее эффективно использовать заготовки, полученные прокаткой, гибкой, штамповкой, литьем и ковкой, а также металлы с различными физико-химическими свойствами. Сварные конструкции по сравнению с литыми, коваными, клепаными и т. п. являются более легкими и менее трудоемкими. С помощью сварки получают неразъемные соединения почти всех металлов и сплавов различной толщины – от сотых долей миллиметра до нескольких метров.

Основоположниками электрической дуговой сварки металлов и сплавов являются русские ученые и изобретатели.

По уровню развития сварочного производства СССР являлся ведущей страной в мире. И впервые осуществил эксперимент по ручной сварке, резке, пайке и напылению металлов в открытом космосе.

Успешно ведутся работы в специализированном институте сварочного профиля – Институте электросварки им. Е. О. Патона АН Украины (ИЭС).

Рост технического прогресса – введение в эксплуатацию сложного сварочного оборудования, автоматических линий, сварочных роботов и т. д. – повышает требования к уровню общеобразовательной и технической подготовки кадров рабочих-сварщиков. Цель настоящей книги – помочь учащимся профессионально-технических училищ, учебно-курсовых комбинатов, а также учащимся при подготовке на производстве освоить профессию электрогазосварщика.

Раздел первый

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СВАРКЕ, СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ И ШВАХ

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ВИДОВ СВАРКИ

1. Общие сведения об основных видах сварки

Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их нагревании или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого (в соответствии с существующими стандартами).

Различают два основных наиболее распространенных вида сварки: сварку плавлением и сварку давлением.

Сущность сварки плавлением состоит в том, что металл по кромкам свариваемых частей оплавляется под действием теплоты источника нагрева. Источником нагрева могут быть электрическая дуга, газовое пламя, расплавленный шлак, плазма, энергия лазерного луча. При всех видах сварки плавлением образующийся жидкий металл одной кромки соединяется и перемешивается с жидким металлом другой кромки, создается общий объем жидкого металла, который называется сварочной ванной. После затвердевания металла сварочной ванны получается сварной шов.

Сущность сварки давлением состоит в пластическом деформировании металла по кромкам свариваемых частей путем их сжатия под нагрузкой при температуре ниже температуры плавления. Сварной шов получается в результате пластической деформации. Сваркой давлением хорошо свариваются только пластические металлы: медь, алюминий, свинец и др. (холодная сварка).

Среди большого разнообразия различных видов сварки плавлением ведущее место занимает дуговая сварка, при которой источником теплоты является электрическая дуга.

В 1802 г. русский ученый В. В. Петров открыл явление электрического дугового разряда и указал на возможность использования его для расплавления металлов. Своим открытием Петров положил начало развитию новых отраслей технических знаний и науки, получивших в дальнейшем практическое применение в электродуговом освещении, а затем при электрическом нагреве, плавке и сварке металлов.

В 1882 г. ученый-инженер Н. Н. Бенардос, работая над созданием крупных аккумуляторных батарей, открыл способ электродуговой сварки металлов неплавящимся угольным электродом. Им был разработан способ дуговой сварки в защитном газе и дуговая резка металлов.

Ученый-инженер Н. Г. Славянов в 1888 г. предложил производить сварку плавящимся металлическим электродом. С именем Славянова связано развитие металлургических основ электрической дуговой сварки, создание первого автоматического регулятора длины дуги и первого сварочного генератора. Им были предложены флюсы для получения высококачественного металла сварных швов. (В Московском политехническом музее имеется подлинный сварочный генератор Славянова и экспонируются образцы сварных соединений.)

В 1924-1935 гг. применяли в основном ручную сварку электродами с тонкими ионизирующими (меловыми) покрытиями. В эти годы под руководством академика В. П. Вологдина были изготовлены первые отечественные котлы и корпуса нескольких судов. С 1935-1939 гг. стали применяться толстопокрытые электроды. Для электродных стержней использовали легированную сталь, что позволило использовать сварку для изготовления промышленного оборудования и строительных конструкций. В процессе развития сварочного производства, под руководством Е. О. Патона (1870-1953), была разработана технология сварки под флюсом. Сварка под флюсом позволила увеличить производительность процесса в 5-10 раз, обеспечить хорошее качество сварного соединения за счет увеличения мощности сварочной дуги и надежной защиты расплавленного металла от окружающего воздуха, механизировать и усовершенствовать технологию производства сварных конструкций. В начале 50-х годов Институтом электросварки им. Е. О. Патона была разработана электрошлаковая сварка, что позволило заменить литые и кованые крупногабаритные детали сварными; заготовки стали более транспортабельными и удобными при сборке-монтаже.

Промышленное применение с 1948 г. получили способы дуговой сварки в инертных защитных газах: ручная – неплавящимся электродом, механизированная и автоматическая – неплавящимся и плавящимся электродом. В 1950-1952 гг. в ЦНИИТмаше при участии МВТУ и ИЭС им. Е. О. Патона была разработана сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей в среде углекислого газа – процесс высокопроизводительный и обеспечивающий хорошее качество сварных соединений. Сварка в среде углекислого газа составляет около 30 % объема всех сварочных работ в нашей стране. Разработкой этого способа сварки руководил доктор наук, профессор К. Ф. Любавский.

В эти же годы французскими учеными был разработан новый вид электрической сварки плавлением, получивший название электроннолучевой сварки.

Этот способ сварки применяется и в нашей промышленности. Впервые в открытом космосе была осуществлена автоматическая сварка и резка в 1969 г. космонавтами В. Кубасовым и Г. Шониным. Продолжая эти работы, в 1984 г. космонавты С. Савицкая и В. Джанибеков провели в открытом космосе ручную сварку, резку и пайку различных металлов.

К сварке плавлением относится также газовая сварка, при которой для нагрева используется тепло пламени смеси газов, сжигаемой с помощью горелки (в соответствии с существующими стандартами). Способ газовой сварки был разработан в конце прошлого столетия, когда началось промышленное производство кислорода, водорода и ацетилена. В этот период газовая сварка являлась основным способом сварки металлов и обеспечивала получение наиболее прочных соединений. Наибольшее распространение получила газовая сварка с применением ацетилена. С развитием сети железных дорог и вагоностроения газовая сварка не могла обеспечить получение конструкций повышенной надежности. Большее распространение получает дуговая сварка. С созданием и внедрением в производство высококачественных электродов для ручной дуговой сварки, а также разработкой различных методов автоматической и механизированной дуговой сварки под флюсом и в среде защитных газов, контактной сварки газовая сварка вытеснялась из многих производств. Тем не менее, газовая сварка применяется во многих отраслях промышленности при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали, сварке изделий из алюминия и его сплавов, меди, латуни и других цветных металлов и их сплавов; наплавочных работах. Разновидностью газопламенной обработки является газотермическая резка, которая широко применяется при выполнении заготовительных операций при раскрое металла.

К сварке с применением давления относится контактная сварка, при которой используется также тепло, выделяющееся в контакте свариваемых частей при прохождении электрического тока. Различают точечную, стыковую, шовную и рельефную контактную сварку.

Основные способы контактной сварки разработаны в конце прошлого столетия. В 1887 г. Н. Н. Бенардос получил патент на способы точечной и шовной контактной сварки между угольными электродами. Позднее эти способы контактной сварки, усовершенствованные применением электродов из меди и ее сплавов, стали наиболее распространенными.

Контактная сварка занимает ведущее место среди механизированных способов сварки. В автомобилестроении контактная точечная сварка является основным способом соединения тонколистовых штампованных конструкций. Кузов современного легкового автомобиля сварен более чем в 10 000 точек. Современный авиалайнер имеет несколько миллионов сварных точек. Стыковой сваркой сваривают стыки железнодорожных рельсов, стыки магистральных трубопроводов. Шовная сварка применяется при изготовлении бензобаков. Рельефная сварка является наиболее высокопроизводительным способом сварки арматуры для строительных железобетонных конструкций.

Особенность контактной сварки – высокая скорость нагрева и получение сварного шва. Это создает условия применения высокопроизводительных поточных и автоматических линий сборки узлов автомобилей, отопительных радиаторов, элементов приборов и радиосхем.

Контрольные вопросы:

1. Что называется сваркой и какие основные два вида сварки вы знаете?

2. Расскажите о сущности сварки плавлением и сварки давлением.

3. Расскажите о новых видах сварки.

4. Что вы знаете о применении газовой сварки?

5. Что вы знаете о контактной сварке и ее достоинствах?

2. Классификация сварки плавлением

Сварку плавлением в зависимости от различных способов, характера источников нагрева и расплавления свариваемых кромок деталей можно условно разделить на следующие основные виды:

электрическая дуговая, где источником тепла является электрическая дуга;

электрошлаковая сварка, где основным источником теплоты является расплавленный шлак, через который протекает электрический ток;

электронно-лучевая, при которой нагрев и расплавление металла производится потоком электронов;

лазерная, при которой нагрев и расплавление металла происходит сфокусированным мощным лучом микрочастиц – фотонов;

газовая, при которой нагрев и расплавление металла происходит за счет тепла пламени газовой горелки.

Более подробную классификацию можно провести и по другим характеристикам, выделив сварку плавящимся и неплавящимся электродом, дугой прямого и косвенного действия; открытой дугой, под флюсом, в среде защитного газа, дуговой плазмой.

Классификация дуговой сварки производится также в зависимости от степени механизации процесса сварки, рода и полярности тока и т. д.

По степени механизации различают сварку ручную, механизированную (полуавтоматом) и автоматическую. Каждый из видов сварки в соответствии с этой классификацией характеризуется своим способом зажигания и поддержания определенной длины дуги; манипуляцией электродом для придания свариваемому шву нужной формы; способом перемещения дуги по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.

При ручной сварке указанные операции выполняются рабочим-сварщиком вручную без применения механизмов (рис. 1).

При сварке на полуавтомате плавящимся электродом механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются сварщиком вручную (рис. 2).

При автоматической сварке механизируются операции по возбуждению дуги и перемещению ее по линии наложения шва с одновременным поддержанием определенной длины дуги (рис. 3). Автоматическая сварка плавящимся электродом производится, как правило, сварочной проволокой диаметром 1-6 мм; при этом режимы сварки (сварочный ток, напряжение дуги, скорость перемещения дуги и др.) более стабильны. Этим обеспечивается качество сварного шва по его длине, однако требуется более тщательная подготовка к сборке деталей под сварку.

Рис. 1. Схема ручной сварки покрытым электродом: 1 – сварочная дуга; 2 – электрод; 3 – электрододержатель; 4 -сварочные провода; 5 – источник питания (сварочный трансформатор или выпрямитель); 6 – свариваемая деталь, 7 – сварочная ванна; 8 -сварной шов; 9 – шлаковая корка

Рис. 2. Схема механизированной (полуавтоматом) сварки под слоем флюса: 1 – держатель; 2 – гибкий шланг, 3 – кассета со сварочной проволокой; 4 – подающий механизм; 5 -источник питания (выпрямитель), 6 – свариваемая деталь; 7 – сварной шов; 8 – шлаковая корка; 9 -бункер для флюса

Рис. 3. Схема автоматической дуговой сварки под слоем флюса: 1 – дуга; 2 – газовый пузырь (полость); 3 – сварочная головка; 4 – тележка (сварочный трактор); 5 – пульт управления; 6 -кассета со сварочной проволокой; 7 – свариваемая деталь; 8 – сварочная ванна; 9 – сварной шов; 10 – шлаковая корка; 11 – расплавленный флюс; 12 – нерасплавленный флюс

Контрольные вопросы:

1. Назовите основные виды сварки плавлением.

2. Что вы знаете о механизированных способах сварки?

3. Каковы особенности автоматической сварки?

3. Сущность основных способов сварки плавлением

При электрической дуговой сварке энергия, необходимая для образования и поддержания дуги, поступает от источников питания постоянного или переменного тока.

В процессе электрической дуговой сварки основная часть теплоты, необходимая для нагрева и плавления металла, получается за счет дугового разряда (дуги), возникающего между свариваемым металлом и электродом. При сварке плавящимся электродом под воздействием теплоты дуги кромки свариваемых деталей и торец (конец) плавящегося электрода расплавляются и образуется сварочная ванна. При затвердевании расплавленного металла образуется сварной шов. В этом случае сварной шов получается за счет основного металла и металла электрода.

К плавящимся электродам относятся стальные, медные, алюминиевые; к неплавящимся – угольные, графитовые и вольфрамовые. При сварке неплавящимся электродом сварной шов получается только за счет расплавления основного металла и металла присадочного прутка.

При горении дуги и плавлении свариваемого и электродного металлов необходима защита сварочной ванны от воздействия атмосферных газов – кислорода, азота и водорода, так как они могут проникать в жидкий металл и ухудшать качество металла шва. По способу защиты сварочной ванны, самой дуги и конца нагреваемого электрода от воздействия атмосферных газов дуговая сварка разделяется на следующие виды: сварка покрытыми электродами, в защитном газе, под флюсом, самозащитной порошковой проволокой и со смешанной защитой.

Покрытый электрод представляет собой металлический стержень с нанесенной на его поверхность обмазкой. Сварка покрытыми электродами улучшает качество металла шва. Защита металла от воздействия атмосферных газов осуществляется за счет шлака и газов, образующихся при плавлении покрытия (обмазки). Покрытые электроды применяются для ручной дуговой сварки, в процессе которой необходимо подавать электрод в зону горения дуги по мере его расплавления и одновременно перемещать дугу по изделию с целью формирования шва (см. рис. 1).

При сварке под флюсом сварочная проволока и флюс одновременно подаются в зону горения дуги, под воздействием теплоты которой плавятся кромки основного металла, электродная проволока и част флюса. Вокруг дуги образуется газовый пузырь, заполненный парами металла и материалов флюса. По мере перемещения дуги расплавленный флюс всплывает на поверхность сварочной ванны, образуя шлак Расплавленный флюс защищает зону горения дуги от воздействия атмосферных газов и значительно улучшает качество металла шва Сварка под слоем флюса применяется для соединения средних и больших толщин металла на полуавтоматах и автоматах (см. рис. 3).

Сварку в среде защитных газов выполняют как плавящимся элек тродом, так и неплавящимся с подачей в зону горения дуги присадоч ного металла для формирования сварного шва.

Сварка может быть ручной, механизированной (полуавтоматом и автоматической. В качестве защитных газов применяют углекислый газ, аргон, гелий, иногда азот для сварки меди. Чаще применяются смеси газов: аргон + кислород, аргон + гелий, аргон + углекислый газ + ккислород и др. В процессе сварки защитные газы подаются в зон горения дуги через сварочную головку и оттесняют атмосферные газы от сварочной ванны (рис. 4). При электрошлаковой сварке тепло, идущее на расплавление металла изделия и электрода, выделяется под воздействием электрического тока, проходящего через шлак. Сварк осуществляется, как правило, при вертикальном расположении свариваемых деталей и с принудительным формированием металла шв (рис. 5). Свариваемые детали собираются с зазором. Для предотвращения вытекания жидкого металла из пространства зазора и формирования сварного шва по обе стороны зазора к свариваемым деталям прижимаются охлаждаемые водой медные пластины или ползуны. По мере охлаждения и формирования шва ползуны перемещаются снизу вверх.

Рис. 4. Схема сварки в среде защитных газов плавящимся (а) и неплавящимся (б) электродом. 1 – сопло сварочной головки; 2 – сварочная дуга; 3 – сварной шов; 4 – свариваемая деталь; 5 – сварочная проволока (плавящийся электрод); 6 – подающий механизм

Рис. 5. Схема электрошлаковой сварки:

1 – свариваемые детали; 2 – фиксирующие скобы; 3 – сварной шов; 4 – медные ползуны (пластины); 5 – шлаковая ванна; 6 – сварочная проволока; 7 – подающий механизм; 8 – токоподводящий направляющий мундштук; 9 – металлическая ванна; 10 – карман – полость для формирования начала шва, 11 – выводные планки

Обычно электрошлаковую сварку применяют для соединения деталей кожухов доменных печей, турбин и других изделий толщиной от 50 мм до нескольких метров. Электрошлаковый процесс применяют также для переплава стали из отходов и получения отливок.

Электронно-лучевая сварка производится в специальной камере в глубоком вакууме (до 13-105 Па). Энергия, необходимая для нагрева и плавления металла, получается в результате интенсивной бомбардировки места сварки быстро движущимися в вакуумном пространстве электронами. Вольфрамовый или металлокерамический катод излучает поток электронов под воздействием тока низкого напряжения. Поток электронов фокусируется в узкий луч и направляется на место сварки деталей. Для ускорения движения электронов к катоду и аноду подводится постоянное напряжение до 100 кВ. Электронно-лучевая сварка широко применяется при сварке тугоплавких металлов, химически активных металлов, для получения узких и глубоких швов с высокой скоростью сварки и малыми остаточными деформациями (рис. 6).

Лазерная сварка – эта сварка плавлением, при которой для нагрева используется энергия излучения лазера. Термин «лазер» получил свое название по первым буквам английской фразы, которая в переводе означает: «усиление света посредством стимулированного излучения».

Современные промышленные лазеры и системы обработки материалов показали существенные преимущества лазерной технологии во многих специальных отраслях машиностроения. Промышленные СО2-лазеры и твердотельные снабжены микропроцессорной системой управления и применяются для сварки, резки, наплавки, поверхностной обработки, прошивки отверстий и других видов лазерной обработки различных конструкционных материалов. С помощью СО2-лазера производится резка как металлических материалов, так и неметаллических: слоистых пластиков, стеклотекстолита, гетинакса и др. Лазерная сварка и резка обеспечивают высокие показатели качества и производительности.

Рис. 6. Схема формирования пучка электронов при электронно-лучевой сварке: 1 – катодная спираль; 2 – фокусирующая головка; 3 – первый анод с отверстием; 4 – фокусирующая магнитная катушка для регулирования диаметра пятна нагрева на детали; 5 – магнитная система отклонения пучка; 6 – свариваемая деталь (анод); 7 – высоковольтный источник постоянного тока; 8 – сфокусированный пучок электронов; 9 – сварной шов

Контрольные вопросы:

1. Что такое сварочная ванна?

2. Из чего состоит металл сварного шва при сварке плавящимся и неплавящимся электродами?

3. Какие функции выполняют плавящиеся и неплавящиеся электроды?

4. Для чего необходима защита сварочной ванны, дуги и конца нагретого электрода?

5. На какие виды подразделяется электрическая сварка плавлением по способу защиты?

6. Расскажите, в чем сущность сварки покрытыми электродами?

7. За счет чего осуществляется защита зоны горения дуги при сварке под слоем флюса?

8. В чем сущность сварки в защитных газах?

9. Кратко охарактеризуйте электрошлаковую сварку.

10. Каковы достоинства электронно-лучевой и лазерной сварки?

В данный момент необходимость имеется практически в любой отрасли промышленности. И сложно вспомнить хотя бы одну отрасль, где не применялся бы труд сварщика. Сварочные работы проводятся на стройплощадках, в нефтеперерабатывающей промышленности, энергетике, кораблестроении, сельском хозяйстве и т. п.

Легко ли научиться варить? Обучение сварке видео может дать только теоретическую информацию и некоторые навыки, учиться всё же необходимо на своём личном опыте. От сварщика в первую очередь требуется подготовка оборудования и выявление всевозможных неисправностей. В целом же, сварщик должен в совершенстве владеть технологией сварочных работ, начиная от подготовительных работ и заканчивая зачисткой сварочного шва.

Обучение сварочным работам, как показывает практика, не совсем простое. Сложность заключается в том, что изменение любых параметров во время сварки (скорость работы, сила тока, скорость подачи проволоки или электрода, напряжение и т. п.) может отрицательно сказаться на итоговом результате.

Профессиональные же сварщики знают, как обращаться с различными видами металла (стали, сплавы, цветные металлы) и с помощью могут сваривать любые самые сложные металлоконструкции.

Как научиться варить ручной электросваркой?

Если нет желания или возможности проходить обучение в профессионально-технических училищах, можно научиться варить сваркой, видео или печатная информация помогут в этом. Ведь самое главное – разобраться, как правильно пользоваться ручной электросваркой и научиться основным приёмам работы.

Прежде всего, начинающему сварщику понадобится и электроды. Электродов желательно купить как можно больше (для начинающих лучше использовать электроды диаметром 3 мм), так как их будет испорчено достаточное количество до тех пор, пока начнёт получаться.

Сварка самоучитель – ход выполнения работ:

1. Заранее необходимо подготовить ведро воды, так как даже небольшие остатки электрода могут вызвать воспламенение.
2. Необходимо закрепить зажим с заземлением на свариваемой детали.
3. Проверить, чтобы кабель был надёжно вставлен в держатель и хорошо изолирован.
4. Выставить значение силы тока на панели управления сварочного аппарата (мощность тока должна соответствовать диаметру применяемого электрода).
5. Пробовать зажечь дугу, установив электрод под углом примерно 60 о к изделию.
6. Провести электродом медленно по поверхности, а после того, как появится искра, необходимо приподнять электрод примерно на 5 мм от поверхности металла.
7. Зазор в 5 мм нужно держать на протяжении всего времени сварочных работ.

ВАЖНО: нужно стараться получить устойчивую дугу в 3-5 мм между концом электрода и металлическим изделием. Если не удаётся зажечь дугу в 2-3 мм, можно попробовать увеличить силу тока на панели управления сварочного агрегата.

Сварка обучающее видео также может помочь научиться наплавлять валик. Дугу при этом нужно плавно перемещать по горизонтали с помощью колебательных движений. Если получится расплавленный металл всё время направлять в центр дуги, то должен получиться в итоге красивый ровный шов.

Технология ручной дуговой сварки

Благодаря поступлению сварочного тока от источника питания , образуется электрическая дуга. Ручная сварка для начинающих может происходить как с подключением положительного полюса к изделию, так и с подключением отрицательного.

Металлический стержень электрода за счёт действия электрической дуги плавится, и электродный металл, покрытый шлаком, попадает в сварочную ванну, после чего происходит его смешивание с металлом изделия. Так происходит образование сварочного шва.

Величина сварочной ванны обычно составляет 10-30 мм в длину, 8-15 мм в ширину и до 6 мм в глубину. Так как мы только учимся сварке, то такой разброс в значениях объясняется разными показателями: скоростью перемещения дуги на поверхности металла, конструкцией сварного изделия, выбранного режима сварки, формой и размерами кромок и т. п.

Обучение сварке (видео) объясняет, куда девается воздух при плавлении электрода. Около дуги и над сварочной ванной образуется газовая атмосфера, из которой впоследствии и вытесняется воздух из сварочной зоны. После удаления сварочной дуги от ванны металл начинает кристаллизироваться, после чего образуется шов, а его поверхность покрывается застывшим шлаком.

Преимущества и недостатки ручной дуговой сварки

Преимущества:

• простота, лёгкая транспортабельность сварки;
• возможность исполнения сварочных работ в труднодоступных местах;
• возможность быстрого перехода от одной операции к другой;
• возможность сварки практически в любом пространственном положении;
• возможность сварки любых разновидностей сталей.

Обработка различных видов металла ― один из самых перспективных видов коммерческой деятельности, поскольку именно обработка всегда востребована. Металлические конструкции и изделия используются повсеместно, в самых...

Сварка – это наиболее надежное соединение неразъемных деталей. В повседневной жизни она широко используется в изготовлении изгороди с использованием сетки-рабицы, тепличных каркасов, печей для бань и гаражей или различных емкостей, необходимых на дачных участках. Человек, владеющей навыками сварочных работ, способен создать на своем приусадебном участке настоящие шедевры ажурных ограждений, навесов для крыш и прочих необходимых в быту вещей.

Чем обоснована надежность сварки: основы сварочных работ

По прочности создания неразъемных соединений, сварка занимает лидирующие позиции. Это обеспечивается нагреванием сплавов из различных металлов с помощью электрической дуги, которое приводит к пластической деформации используемых материалов. При этом происходит взаимное проникновение элементарных частиц электрода в строение соединяемых материалов. В результате возникают молекулярные связи, обладающие сверхвысокой прочностью.

Благодаря современным инновационным технологиям, в настоящее время появилась возможность использовать для сварки лазерные и электронные лучи, ультразвук и пламя газовой горелки. Но для сварки в бытовых условиях по-прежнему самой оптимальной остается электродуговая сварка, источником энергии, для создания электрической дуги которой служат сварочные аппараты различных типов, в том числе и инверторы.

Способы сварки

Существуют следующие способы сварки:

• Газопрессовая , с использованием пламени ацетилкислорода. Преимущества этого вида сварки в высокой производительности. Поэтому она находит широкое применение в нефтяной и газовой отрасли, в частности при строительстве магистралей для транспортировки нефти и газа, а также в машиностроении.
• Контактная , осуществляемая электрическим током, имеющим относительно низкое напряжение при достаточно высокой силе тока. Этот способ включает следующие разновидности: сварка встык, шов и точечная.

Кроме этого, в отдельных случаях применяется роликовая и электрошлаковая сварка, трением и термитная, а также ряд других разновидностей.

Выбор правильного оборудования

Если вы решили освоить технику выполнения сварочных работ, то вам потребуется сварочное оборудование. Его можно арендовать или купить. В настоящее время торговые точки предлагают сварочные аппараты, оснащенные устройством, позволяющим увеличивать или уменьшать силу тока. Любители делать все собственными руками, могут смастерить сварочный аппарат из подручных средств. В любом случае, вам потребуется один из следующих преобразователей электрической энергии:

1. Трансформатор для преобразования переменного тока бытовой электрической сети в ток, необходимый для осуществления сварочных работ. Выбирая агрегат этого типа, необходимо учитывать, что дешевые модели не смогут обеспечить необходимую стабильность электрической дуги. Для них характерно «просаживание» напряжения. К тому же, они слишком тяжелые.
2. Выпрямитель. Это прибор, который преобразует переменный электрический ток, подаваемый в потребительские сети в постоянный. В отличие от трансформаторов, данные агрегаты обеспечивают достаточную стабильность электрической дуги, что, в свою очередь, повышает качество сварного шва.
3. Инвертор. Он преобразует переменный ток бытовой электросети, в требуемый постоянный, с необходимым для качественной сварки напряжением. Этот аппарат отличается компактностью и небольшим весом, легкостью зажигания, быстрым действием и высокой производительностью.

** Рекомендация. Наиболее эффективным из перечисленных аппаратов считается инвертор, отличающийся экономичностью и высокой производительностью.

Как правильно выбрать электроды для сварки

Для самой распространенной, дуговой сварки требуются электроды, которые предназначены для подведения тока к сварочному шву. В большинстве случаев, это – проволока, состоящая из специального плавящегося порошка. Но для тех, кто впервые сталкивается со сварочными работами, лучше использовать электроды, в виде твердых стержней, покрытых плавящимся составом. Они позволяют даже новичку оформить ровный шов. Оптимальный диаметр стержня электрода для этой категории сварщиков – 3 мм. Электроды меньшего диаметра применяются для соединения тонких листов металла, а для использования

электродов большего диаметра необходимо оборудование большей мощности.

Безопасность проведения сварочных работ (экипировка сварщика)

Сварочные работы сопровождаются ярким световым излучением и множеством брызг раскаленного металла. Поэтому, сварщик должен позаботиться о защите кожи своего лица и глаз от ожогов. Для этих целей потребуется специальный щиток и маска. Но не только лицо и глаза нуждаются в защите. Кожа рук подвержена ожогам от разлетающихся брызг плавящегося металла в большей мере. Поэтому, рукавицы из брезента или замши – необходимое средство обеспечения безопасности. Идеальный вариант – наличие халата или комбинезона из плотной брезентовой или прорезиненной ткани.

В целях обеспечения пожарной безопасности, в местах проведения сварочных работ должна быть емкость с водой или другие средства, защищающие от возгорания при попадании случайной искры.

Пошаговая инструкция выполнения сварочных работ

1. Свариваемая поверхность должна быть тщательно защищена. На ней не должно быть загрязнений и ржавчины.
2. Перед началом выполнения сварочных работ, необходимо вставить электрод в держатель аппарата для сварки и создать электрическую дугу. Для этого необходимо вызвать движение тока в зоне сварки. Осуществить этот процесс можно, чиркнув стержнем электрода по металлу или, касаясь им поверхности заготовки в виде постукивания.
3. Как только появится электрическая дуга, необходимо создать зазор между ней и соединяемой поверхностью. Этот зазор должен иметь постоянную величину и находиться в пределах от 3 до 5 мм.

** Рекомендация. Чтобы получить ровный шов, без дефектов, необходимо, чтобы величина зазора оставалась постоянной в течение всего времени выполнения сварочных работ. В противном случае, дуга будет прерываться, что приведет к ухудшению качества сварного шва.

1. Угол наклона стержня должен составлять 70?. Но он может быть изменен, в целях обеспечения комфортности выполнения сварочных работ.
2. Немаловажное значение имеет и стабильность подачи электрического тока. Необходимо учитывать, что слишком большая его сила вызовет проплавление металла, а при низкой происходит гашение дуги.

После того, как вы освоили технику выполнения сварочного шва в виде валика, можно приступать непосредственно к выполнению неразъемных соединений. Начинается работа с создания дуги. Затем сварщик переходит к непосредственному соединению деталей. При этом его рука должна совершать колебательные движения от одного элемента к другому. Сварной шов (траектория движения) может быть выполнен в виде елочки, петли, зигзага и т.п. В завершение работы, необходимо зачистить шов от образовавшихся шлаков.

Как только вы освоите основные навыки сварочных работ, можно перейти к выполнению более сложных операций, производя стыковые и тавровые соединения, а также внахлест и угловые, двигаясь в различных направлениях. Как только рука приобретет уверенность, можно приступать к изготовлению более сложных изделий.

Видео — ручная дуговая сварка для начинающих