Всё, что вы хотели знать о сварке для начинающих

Ручная дуговая сварка с применением инверторного сварочного оборудования — самый популярный метод соединения металлов среди начинающих сварщиков. Производители предлагают сотни бюджетных инверторов и электродов для выполнения самых разнообразных задач, а сам процесс сварки несложен и занимает мало времени. Сварка электродом не требует от сварщика высокой квалификации, но при этом электросварка имеет определенные нюансы, которые следует учесть.

Изучать азы сварки для начинающих нужно с теории, плавно переходя к практике. Наша статья — это краткая инструкция по электродуговой сварке для начинающих. Здесь собраны секреты по выбору инвертора, его правильной настройке, кратко описана технология сварки и ее особенности. Конечно, этой информации недостаточно, чтобы с нуля выполнить сварку качественно и быстро, но наша статья поможет вам разобраться в основах.

Сварочный аппарат и экипировка

Прежде чем мы узнаем, как научиться сваривать металл самостоятельно, нужно определиться со сварочным оборудованием. Сварочный аппарат для сварки выбирается не только по цене и внешнему виду, но и по характеристикам. Мы посвятили этой теме несколько статей: здесь мы рассказываем о том, как выбрать сварочный инвертор, а здесь мы составили рейтинг с лучшими сварочными аппаратами на любой вкус и кошелек. Со сварочным аппаратом, способным удовлетворить ваши рабочие потребности, вы сможете легко и быстро обучиться.

Также для освоения сварочного дела вам понадобится экипировка. Экипировка — это защита сварщика. Она защищает от брызг металла, от вспышек и потоков ультрафиолета. Стандартный комплект состоит из маски (мы рекомендуем маску «хамелеон» с автоматическим затемнением), подшлемника, рабочего костюма (называемого «роба») и специальных плотных перчаток. В качестве рабочего костюма можно использовать одежду, сшитую из грубой плотной ткани, этого будет достаточно для сварки в домашних условиях.

Чтобы научиться работать сварочным инвертором нужно знать и выполнять требования техники безопасности. Несоблюдение правил может привести к ожогам, пожарам и несчастным случаям. О технике безопасности мы подробно писали тут, тут и тут. Сварочные работы категорически запрещено проводить без огнетушителя рядом. Особенно, если вы работаете на даче или дома.

Также надевайте всю экипировку перед началом работ. Если вы зажжете дугу без маски, то гарантировано получите ожог сетчатки глаз. И вы даже не узнаете об этом, поскольку симптомы начнут проявляться только спустя некоторое время. Вечером поработали без маски всего пару минут, а на утро не сможете открыть веки. При этом даже профессиональные сварщики часто становятся жертвами ожогов глаз (мастера называют это «нахвататься зайчиков»), но у них это связано с большим объемом работ, а не с несоблюдением правил. Так что имейте в запасе капли для глаз. Об этом мы писали в этой статье.

Ручная сварка для начинающих таит и другие опасности. Не забывайте, что при сварке металла вас окружают детали, нагретые до очень высоких температур. Не прикасайтесь к ним до полного остывания, иначе также гарантировано получите ожоги.

Далее поговорим о технологии сварки. Пока можете посмотреть небольшой вводный урок, в нем рассказывается про оборудование и особенности. Обучение сварке и, в целом, обучение сварочному делу требует от вас максимальной концентрации и соблюдения правил. В противном случае сварочный процесс может закончиться плачевно.

Особенности процесса

Ручная дуговая сварка имеет несколько явных плюсов:

её можно выполнять даже в закрытых помещениях;
благодаря большому ассортименту выпускаемых электродов, дуговая сварка подойдёт для множества различных металлов и сплавов. И если сначала вам нужно варить один металл, а потом другой, никаких проблем не возникнет. Перенастроить оборудование и поменять электроды можно достаточно быстро;
дуговое электрооборудование имеет простую конструкцию, мало весит и легко транспортируется;

К минусам дуговой электросварки металлов следует отнести наличие вредных условий и низкий коэффициент полезного действия.

Проще всего провести дуговую сварку вручную, если металлоизделия располагаются в горизонтальном положении. В таком случае контролировать электрод и расплавленный металл очень удобно – сила тяжести не позволяет расплаву растекаться по сторонам.

Гораздо более сложна вертикальная и потолочная дуговая сварка — подобные работы выполняют только профессионалы.

Сварка полуавтоматическая

Здесь электрод — это сварочная проволока, намотанная на катушку. Её подача в рабочую зону выполняется в автоматическом режиме, а сварщик вручную выполняет перемещение дуги вдоль участка сварки, поэтому этот вид и называется полуавтоматическим.

При полуавтоматической сварке защита металла выполняется потоком защитного газа или смесью газов. Сварщик нажимая кнопку на горелке, подает одновременно проволоку и защитный газ, и зажигает дугу. Остается только контролировать процесс сварки, перемещая горелку вдоль кромок деталей. Электрическая дуга расплавляет основной металл в зоне сварки и саму проволоку, которая капельно переносится на деталь.

Аккуратность. Шов при этой сварке получается более привлекательным внешне, чем при ручной дуговой сварке;
Уменьшение трудоёмкости. Защита соединения выполняется при помощи газа и шлак на поверхности шва не образуется;
Небольшая деформация изделия. Диаметр проволоки меньше, чем диаметр электрода, соответственно уменьшаются сварочные деформации изделия.

Меньшая мобильность: зона работы сварщика определяется длиной кабеля горелки;
Большой риск появления дефектов при работе неопытного сварщика (из-за сложностей с настройкой полуавтомата). Такие дефекты не видны, и вследствие этого требуется дополнительный контроль соединений.

Сварка постоянным током

Сварка постоянным током, как и сварка переменным током, имеет свои преимущества, и используется в случаях, когда сварка переменным током не может обеспечить должного результата, например, вертикальная сварка, пайка одним припоем или TIG-сварка нержавеющей стали.

Сварка на постоянном токе имеет более высокую скорость осаждения, она лучше всего подходит для сварщиков, которым требуются большие размеры наплавленного слоя. Несмотря на то, что сварка переменным током обеспечивает лучшее проплавление, она имеет более низкую скорость осаждения, что может быть непригодно.

При сварке постоянным током образуется также меньше брызг, чем при сварке переменным током, что делает сварочный шов более равномерным и гладким. Постоянный ток также является более надежным, и поэтому с ним легче работать, так как электрическая дуга остается стабильной.

Сварка постоянным током часто используется для сварки тонких металлов. Оборудование, работающее с этим типом тока, также дешевле, что помогает сократить расходы.

Однако, несмотря на то, что само оборудование имеет более низкую стоимость, процесс фактического использования постоянного тока немного дороже.

Это происходит из-за того, что необходимо специальное оборудование для преобразования переменного тока на постоянный, потому что это не предусмотрено электрической сетью. Однако, поскольку постоянный ток лучше подходит для большинства видов сварочных процессов, эти затраты считаются необходимыми.

Хотя сварка постоянным током лучше для многих металлов, она не рекомендуется при работе с алюминием, так как для этого требуется выделение тепла высокой интенсивности, что невозможно при использовании постоянного тока. Кроме того, если при работе с постоянным током будет создаваться магнитное поле, то возрастет риск дугового разряда, что может быть опасно.

Сварочные работы

Мы рассказали вам, как новичку правильно подобрать экипировку, оборудование, о важности исполнения инструкций по безопасной сварке.

Теперь рассмотрим детальнее такой элемент сварочных работ, как электроды. Мы используем аппарат инверторного типа, с ним применяются электроды с обмазкой или, говоря проще, с покрытием.

При сваривании они плавятся, создавая защитную область, которая препятствует негативному воздействию кислорода на сварочную зону. Это защищает детали от окисления.

Также при их использовании дуга легко разжигается, равномерно горит. Их покрытие бывает разным, зависит оно от типа свариваемого металла. Основных видов покрытия всего три – основное, рутиловое и кислое.

При сварке первым типом выделяется углекислый газ. Этот газ хорошо защищает сварочную область от окисления. Шов получается ровным и качественным. Ток при сваривании такими электродами используем постоянный, полярность устанавливаем обратную.

Свариваемые поверхности надо тщательно зачистить от загрязнения, жиров, окисления. Если пропустить этот этап, после сварки мы получим большое количество шлака, который трудно будет удалить.

« Кислыми» электродами варят, используя как постоянный, так и переменный ток. Они не так нуждаются в зачистке свариваемых поверхностей, хотя все равно рекомендуется предварительно подготовить их к свариванию.

Обычно их применяют при сваривании низкоуглеродистой стали, где качество не является приоритетом.

Рутиловые – самые распространенные, благодаря их универсальности и невысокой стоимости. Варить с их помощью можно любые металлы, используя и переменный и постоянный ток, однако необходимо обязательно проверять маркировку на упаковке, отдельные марки этого типа можно использовать только с переменным током или напротив, только с постоянным.

Кроме выбора типа электрода, также необходимо правильно подобрать диаметр. Здесь мы должны отталкиваться от толщины металла. Если нам надо сварить деталь небольшой толщины, например листовой алюминий, электрод нам понадобится тонкий, до 2 мм.

Диаметр влияет на качество шва, чем меньше диаметр – тем больше шансов получить высокое качество шва.

Виды швов

Швы также бывают разные, основных видов швов четыре, см. ниже.

Самый легкий в работе из них – нижний шов. Именно с него лучше всего начинать неопытным сварщикам. Деталь устанавливается горизонтально на ровную поверхность.

После того, как вы научитесь уверенно сваривать нижние швы, можно будет приступить к следующему этапу – горизонтальным швам, это уже требует большего мастерства и сосредоточенности.

Еще сложнее сваривать вертикальные швы. Расплавленный металл под воздействием силы тяжести течет вниз, и от сварщика требуется высокое мастерство, чтобы сварить ровный шов высокого качества.

Потолочный шов – самый сложный. Здесь соединились все сложности. Если вы умеете сваривать такие швы – вы настоящий профессионал.

Большую сложность для новичков представляет сваривание различных труб. При такой сварке вы должны уметь варить все типы швов. Каких-то универсальных советов нет, чем больше вы будете практиковаться – тем скорее добьетесь желаемых результатов.

Переходим к полярности. Она бывает двух видов – прямая и обратная. Если коротко – при прямой металл нагревается быстрее, расход электродов при этом невысокий.

При обратной же эффект обратный — нагревается металл медленнее, а расход электродов выше. При сваривании чаще используется обратная полярность, она обеспечивает лучший контроль процесса. Прямая полярность применяется обычно при резке металла.

Новичкам рекомендуется предварительно провести тестовое сваривание. Для этого находим в гараже ненужные нам детали, свариваем их, используя нижний шов. Электроды можно взять попроще, подешевле (например, МР-3).

С ними вам будет легче зажечь дугу и вести ее. При этом качество нашего шва будет невысоким, но в нашем случае это не критично. Не рекомендуем новичкам использовать электроды типа УОНИ, они требуют наличия опыта.

Первое, чему вам следует научиться – быстро и правильно разжечь дугу. Сделать это можно двумя способами – постукиванием или чирканьем.

При первом способе, для облегчения задачи, можно прогреть электрод горелкой. Затем надо постучать по металлу, после этого провести по нему легким, не резким движением.

Оно должно быть уверенным, в меру быстрым и непрерывным, при задержке электрод может прилипнуть к свариваемой поверхности металла. С приобретением опыта у вас начнет получаться разжигать дугу, не нагревая предварительно электрод.

Второй метод напоминает разжигание спички о коробок. Необходимо чиркнуть электродом по металлу. При этом он нагреется и, когда вы поднесете его к металлу – быстро зажжется. Этот метод не требует предварительного подогрева.

После получения дуги вы можете приступать к свариванию. Поднеся электрод к металлу, вы увидите, что процесс плавления начался и в металле образуется углубление, которое принято называть «сварочной ванной».

Для достижения требуемого результата надо контролировать процессы, происходящие в этой зоне — действие газа, образование шлака, разбрызгивание металла.

Сварку надо проводить плавно, держа электрод на неизменном расстоянии от поверхности свариваемых деталей. Новичкам рекомендуется использовать короткую дугу с расстоянием в 3мм от электрода до объекта сварки.

Силу тока можно уменьшить, чтобы металл не плавился сильнее нужного. Шов можно вести тремя способами — под прямым углом (в), углом вперед (а) и углом назад (б).

Эти способы показаны ниже. Самый часто используемый из них — второй. Именно он является оптимальным для новичков.

Заканчивать сварку надо правильно – доведя шов до конца и не прерывая сварку резко. Иначе дуга может погаснуть, при этом образуется кратер, что в дальнейшем может привести к расколу детали.

Поэтому, завершая работу, необходимо подержать электрод несколько секунд в одном положении и после этого не резко отвести его.

Есть несколько типов шва в зависимости от того, где они располагаются. По направлению:

вертикальный;
горизонтальный.

нижний;
верхний;.
боковой.

Самый простой проходит по горизонту и находится внизу, на рабочем столе. Тогда очень просто следить за образуемой сварной ванной, а само наплавление ложиться аккуратно и последовательно, вне зависимости от того, как движется электрод.

Открытие электрической дуги

Физик и электротехник, академик Василий Петров открыл эффект электродуги в 1802 году. Во время опытов он пропускал электроток через металлический и угольный стержень и заметил, что возникает яркая вспышка – высокотемпературная дуга. В его трудах есть описание этого явления. Но до открытия сварочного аппарата были годы, пока развивалась электротехника. Для дуговой технологии нужны были мощные источники тока.

Русский изобретатель Николай Бенардос разработал электродуговую сварку только через 80 лет после открытия дуги. Начался новый этап истории развития сварки. Николай Николаевич применил дугу для резки и соединения металлических элементов. Через несколько лет Славянов Николай Гаврилович создал первый сварочный аппарат и электроды. Он официальный автор, признанный во всем мире. Впервые именно он, русский инженер изобрел сварку, запатентовал ее, только потом стали развиваться технологии в других странах. Славянов активно пропагандировал свой метод:

исправлял брак, возникший при литье деталей;
восстанавливал части паровых турбин;
заваривал изношенные детали.

Он разработал флюсы, защищающие горячий шов от окисления, придумал сварочный генератор с регулируемой мощностью. Внедрение его изобретений занимались за рубежом. Сварка стала применяться повсеместно.

Устройство инверторной сварки

Принцип работы осуществляется благодаря правильно подобранным основным узлам сварочного аппарата инверторного типа. К ним относятся:

Сетевой выпрямитель — делает из переменного тока постоянный.
Помеховый фильтр — не дает высокочастотным помехам попасть в питающую сеть.
Инвертор — состоит из нескольких ключевых, очень мощных транзисторов, а также радиатор, который уводит лишнее тепло от этих транзисторов.
Выходной выпрямитель — косой мост из диодов быстрого действия.
Блок управления, можно выбрать, например, полуавтомат.
В качестве резервного источника питания можно выбрать бензогенератор или генератор любого уровня.

Эти части входят в устройство любой модели инверторной сварки. Для изменения характеристик аппарата следует установить сварочный дроссель. Его назначение — стабилизация тока.

Окончание сварки. Заварка кратера

Начало и конец сварного шва являются зоной наибольшей вероятности образования дефектов. Поэтому правильно завершать процесс сварки очень важно. Если нет возможности закончить сварку на выводных планках, то нужно использовать специальные приемы заварки кратеров.

Кратером называет воронкообразное углубление в месте обрыва дуги, образующиеся в результате усадки металла. При завершении наплавки валика (шва) кратер должен быть обязательно заправлен. Чтобы правильно заварить кратер нужно задержать электрод в месте окончания сварного шва на несколько секунд, а затем отвезти его назад на ранее наплавленный валик на 5-10 мм и медленно растягивая дугу отвезти электрод. Если не получилось правильно закончить сварку то нужно в месте обрыва дуги, вновь произвести зажигание и полностью заплавить кратер.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Всё, что вы хотели знать о сварке для начинающих