Сварка применяется довольно широко как в коммерческих, производственных целей, так и для выполнения мелкого ремонта в частном строении или на даче. Оборудование, расходные материалы для сварочных работ предлагаются потребителю в специализированных магазинах и являются доступными. Процесс выполнения сварочного соединения зависит от вида сварки. Но наибольшее распространение приобрела дуговая сварка. Именно ее чаще всего применяют в быту. Но от правильного исполнения технологического процесса сварки зависит качество, надежность сварного соединения, а также безопасность самого работника.
Процесс сварки электродом.
Подготовка и комплектация
Для того чтобы выполнить сварной шов при помощи ручной дуговой сварки, необходимо подготовить расходные материалы, маску для сварочных работ. Напряжение в электросети при этом должно соответствовать номинальным показателям, которые требуются для нормальной работы сварочного оборудования. Если есть прочие агрегаты, в работе которых нет необходимости, то их желательно не использовать в процессе дуговой сварки. Это применимо для бытового использования дуговой сварки. На производстве электрические сети выполняются с запасом нагрузки, поэтому работа сварочного оборудования в процессе дуговой сварки не вызовет нежелательных последствий.
Схема классификации сварных швов.
Кроме того, в наличии должны быть:
- Сварочный аппарат, который состоит из реостата, держателя, заземляющего кабеля.
Реостат, который предоставляет возможность изменять подаваемый ток. Этот параметр должен соответствовать типу стали, из которой изготовлены металлические детали для сварки. Величина подаваемого тока должна зависеть от того, насколько глубокой должна быть сварочная ванна, каким будет резаный шов, от степени стягивания, методов наплавления.
Кабель, который используется для такого соединения, может состоять из 1, 2, 3-х жил. Главное, чтобы кабель был рассчитан на предполагаемые нагрузки, причем с запасом. Иначе возможно его повреждение непосредственно в технологическом процессе сварки. Заземляющий кабель необходим для того, чтобы при соприкосновении электрода со свариваемой поверхностью замыкался контур, образовывая тем самым дугу для выполнения сварочных работ.
- Расходные материалы.
Общая характеристика свариваемости материалов.
К таким материалам можно отнести несколько электродов. Их количество определяется размером свариваемого шва. В зависимости от типа и состава стали, из которой выполнены свариваемые детали, выбирают тип электрода. Состав покрытия электрода, условия правильного хранения и прочие требования, которые предъявляет производитель к потребителю, должны быть указаны на упаковке. Пользователю необходимо ознакомиться с ними и четко выполнять требования, что обеспечит хорошую производительность данного расходного материала.
- Проволока для сваривания.
Марка проволоки, химические компоненты, которые находятся внутри нее, также определяются материалом, из которого выполнены элементы для сварки. Все обозначения и область использования проволоки должен указывать производитель на упаковке. Этот расходный материал должен в точности соответствовать марке стали, иначе сварное соединение будет непрочным или его невозможно будет выполнить.
- Если сварочный технологический процесс требует применение флюса, то смесь должна в полной мере защищать рабочее свариваемое пространство.
Некоторые виды флюсов могут применяться только при специфических работах, если элементы для выполнения сварки имеют сложный состав и особые требования по качеству полученного соединения.
- При сварке в особых условиях или при определенных металлах может потребоваться газ.
Аргон, гелий и их смеси, не влияя на химический состав сварной спайки, тем не менее ограничивают доступ кислорода в рабочую зону.
Некоторые особенности
Принцип газовой сварки.
При выполнении сварочных работ необходимо соблюдать требования техники безопасности, благодаря которым сварщик защищен от вредного воздействия брызг металла, ожогов для глаз. Такую защиту способна обеспечить маска сварщика, которая продается в специализированных магазинах. Специальное стекло, которое размещается в маске, надежно защищает глаза. Необходимо следить за тем, чтобы оно не было повреждено или поцарапано.
Любое повреждение стекла может привести к ожогу роговицы глаза сварщика или может ослепить его на время.
Если деформация стекла произошла во время выполнения работ, их надо прекратить до его замены.
Способы и режимы газовой сварки: А — ванночками; Б — по отборочным кромкам.
Если при сварке произошла временная потеря зрения, то работа приостанавливается до полного его восстановления. Кроме маски глаза можно защищать очками. Но они не обеспечивают полноценной защиты головы и глаз в связи с тем, что сварка основана на создании дуги между электродом и деталью, для возникновения которой необходимо прохождение электрического тока по кабелю.
Для того чтобы защитить сварщика от возможных поражений током при повреждении кабеля, необходимо все работы производить в специальных перчатках, выполненных из резины. Кроме того, перчатки должны быть сухими и без повреждений. Кабель, который соединяет держатель и сварочный аппарат, нельзя протягивать через лужи, талый снег. При несоблюдении этого условия техники безопасности возможен выход из строя сварочного аппарата, а кроме того, сварщик может получить удар электрическим током.
Чтобы обеспечить качественное сварное соединение, которое в дальнейшем прослужит не один год, необходимо на подготовительном этапе обеспечить:
- Бесперебойное электрическое питание для сварочного аппарата.
Углы наклона мундштука горелки при сварке стали различной толщины.
При этом номинальные характеристики сети должны соответствовать предъявляемым требованиям для сварочного оборудования, которое используется в процессе работ.
- Целостность расходных материалов, правильность их хранения, бережное транспортирование. Это позволит выполнить шов ровный и надежный.
- Кабель, соединяющий сварочный аппарат и держатель должен быть целым, без повреждений изоляционного слоя.
При обнаружении такого дефекта кабеля, он должен быть немедленно заменен на другой. При эксплуатации поврежденного кабеля сварочный аппарат может сломаться, а сварщик рискует получить ожоги электрическим током.
Техника сварочных работ
Принцип электродуговой сварки.
После того как выполнены все требования по технике безопасности, подготовлены материалы и детали, можно приступать к выполнению сварочных работ.
На сварочном аппарате надо установить рабочее значение тока, при котором будет производиться сварка. Ее определяют исходя из марки электрода, типа стали, вида сварного шва, месте его расположения на металлической конструкции и в пространстве. Чтобы образовалась дуга, необходимо электрод поднести к начальному месту для сварки. При этом электрод и металл должны быть перпендикулярны. После того как они соприкоснутся, электрод приподнимают на 2-5 мм от металла, в результате чего образуется дуга.
Такой процесс получения дуги используется для начала шва. Когда необходимо зажечь дугу уже на этапе выполнения шва, когда сварная ванна уже образовалась, этот технологический процесс выглядит несколько иначе. Чтобы шов был непрерывным, дугу надо зажигать прикосновением к ней электрода, немного отступив от места, где дуга оборвалась по шву. Если сварщик обладает опытом, дуга обрывается редко, что позволяет обеспечить целостность сварного шва.
Виды сварных соединений.
От того как в пространстве будет располагаться будущий сварной шов, зависит способ размещения электрода и его позиция. Швы могут располагаться внизу, на вертикальной поверхности (вертикально, горизонтально), на потолке. Элементы, которые необходимо соединить в вертикальной плоскости, сваривают, двигаясь сверху вниз. При нижнем размещении сварного соединения электрод должен быть наклонен в направлении сварки в вертикальной плоскости, а варят при этом «к себе» или «от себя».
Движения электродом по свариваемой поверхности, которые выполняет сварщик, могут иметь различную траекторию. Она зависит от размера шва, типа стали свариваемых элементов, а также от мастерства сварщика. Движения могут способствовать прогреву корней шва, прогреву только одной из кромок шва или п двух кромок.
Устройство сварочного инвертора.
От того каким образом происходит движение электрода по свариваемой поверхности, будут зависеть деформации сварного соединения, и напряжения, которые в после окончания работы будет испытывать шов. Сами движения электродом должны быть поступательными и достаточно плавными. Однако остановки при сварке могут образовывать наплывы, а частое зажигание дуги лишние повреждения окружающей поверхности.
Кроме того, сами сварные швы могут быть длинными, средними и короткими. Размеры их составляют выше 1000 мм, более 350 мм и менее 1000 мм, менее 350 мм соответственно. Если шов должен быть значительных размеров, то его выполняют несколькими отрезками, чтобы не допустить значительного прогревания металла кромок и повреждения поверхности металлической детали (прожига). При этом необходимо учитывать, что шов должен оставаться без отверстий, быть целым и аккуратным. Количество и размер отрезков для длинного шва зависят от его размера и чаще всего делится на 4-5 равных частей, если это позволяет сделать конструктивные особенности детали. Если шов короткий, то началом для него может служить любая удобная для подступа сторона. При средней длине шва его выполнение начинают с середины и постепенно движутся к краям. При этом направление движения обусловлено только конструктивными особенностями детали.
Практические рекомендации
Швы могут выполняться в один проход, и тогда такую спайку называют однослойной. Если сварной шов образовался путем нескольких прохождений электродов, то это многослойный шов. Соединение, которое образовалось в процессе однослойной сварки, не является пластичным и выглядит достаточно грубо. Это связано с тем, что металл в районе выполнения соединения был сильно перегрет. Но при этом именно шов, полученный в один проход экономичен и производителен.
Многослойная сварка образует аккуратный шов в результате того, что каждый проход прогревает только определенный участок металла. При этом выполняется тонкий шов, который при втором проходе увеличивается незначительно. При многослойной сварке слои могут располагаться последовательным или каскадным образом, горкой. При последовательном способе каждый из следующих слоев накладывается на предыдущий только после того, как будет выполнен полностью проход по всему шву.
Каскадным способом и «горкой» пользуются при сваривании толстых слоев металла. При любом из способов многослойной сварки один проход должен быть выполнен особенно тщательно, от этого зависит прочность полученного соединения.
Преимущества и недостатки ручной дуговой сварки
Основным преимуществом такого типа сварки является простота и возможность выполнить небольшие швы не только сварщику в процессе работы. Бытовые сварочные аппараты можно использовать для мелких каждодневных нужд. Дуговая сварка может применяться в конструкциях любой сложности и положении. При этом необходимо обеспечить безопасность и надежность сварочного оборудования. Практически все металлы могут быть скреплены такой сваркой. Важно только правильно подобрать силу тока и расходные материалы. Дуговую сварку можно использовать практически при любой погоде за исключение дождя и снега. Но при сырой погоде или большой влажности работы необходимо выполнять аккуратно, а оборудование перед использованием тщательно проверять.
К недостаткам можно отнести негативное влияние на сварщика, которое образуется при воздействии на него электромагнитных волн. Большую роль в получении качественного и прочного шва играет опыт сварщика, его мастерство. При отсутствии навыков работы с дуговой сваркой могут образовываться дыры и прожоги, которые трудно заделывать в дальнейшем.
Даже в современных условиях дуговая сварка является самой применимой во всех видах производства, строительстве и быту.
