Зварювальні роботи для початківців

Технологія виконання зварювальних робіт не представляє великої складності для освоєння. Щоб навчитися користуватися зварюванням в побуті, достатньо кількох уроків і обов'язково практичні заняття. Що необхідно для роботи зварювальним апаратом:

апарат для зварювання;
зварювальні електроди;
захисна маска;
спецодяг;
щільні рукавиці;
взуття.

Електроди для виконання зварювальних робіт

теорія електрозварювання

Щоб швидше навчитися виконувати зварювальні роботи, необхідно мати уявлення про теорію електричного зварювання. Зварювання металів відбувається за рахунок теплового дії електричної дуги між зварюваних металом і електродом. Потужність дуги залежить від струму через неї, який в свою чергу залежить від напруги і відстані між електродом і деталлю.

Найважливішою характеристикою зварювального апарату є його вольтамперної характеристики. Інакше її ще називають зовнішньою характеристикою. Вона показує залежність струму дуги від напруги.

На малюнку нижче показані кілька типів характеристик.

Графік зовнішніх характеристик зварювального апарату

Для ручного електрозварювання використовуються апарати, характеристики яких відповідають лініям 1 і 2. Це крутопадаючих і пологопадающих характеристики. Як видно з графіків, зварювальний струм у крутопадающей характеристики мало залежить від напруги, а значить, і від відстані між електродом і поверхнею. Зварювальний апарат з пологих і зростаючої характеристиками (лінії 3 і 4) придатний тільки для використання в автоматичному зварюванні, де відстань витримується дуже точно. Для початківців краще використовувати апарат з крутопадаючих характеристикою.

Зварювальний апарат має ще таку характеристику - напруга холостого ходу. Від величини цієї напруги залежить легкість початкового запалювання дуги. Чим більша напруга холостого ходу, тим легше запалити дугу. З іншого боку, в процесі зварювання напруга дуги набагато менше холостого ходу.

Для полегшення запалювання зварювальний апарат може доповнюватися спеціальним пристроєм - осциллятором, яке в момент підпалу формує на виході напруга в кілька тисяч вольт, але з малим струмом, подібно котушці запалювання автомобіля. При запаленою дузі осцилятор відключається.

Який вибрати зварювальний апарат

Найбільш простий для початківців інверторний зварювальний апарат (рис. Нижче). Його достоїнства:

простота обмеження максимального струму;
стабільність заданих параметрів;
легкість запалювання дуги;
захист від перевантаження;
низька вага.

Інверторний зварювальний апарат

Складніше працювати з апаратами змінного струму. Як правило, це звичайний понижуючий трансформатор великої потужності (рис. Нижче), який неважко зробити самостійно. Але у них є таке гідність, як висока надійність. Потрібно бути дуже невмілим зварювальником і дуже постаратися, щоб спалити зварювальний трансформатор вагою пару-трійку десятків кілограмів. Зручність роботи такими апаратами багато в чому залежить від якості їх виготовлення. Але, якщо навчитися ним правильно працювати, то з іншими проблем не виникне точно.

Зварювальний апарат - трансформатор

Щоб правильно вибрати зварювальний апарат, необхідно врахувати максимальний діаметр застосовуваних електродів і якість електропроводки.

При діаметрі електродів 4 мм споживана від мережі потужність складе близько 4 кВт для инверторного апарату і близько п'яти для зварювального трансформатора.

зварювальні електроди

Зварювання проводиться зварювальними електродами. Вони виготовляються з металевого дроту, покритого спеціальної обмазкою. Від складу металу дроту і матеріалу обмазки залежить призначення електрода.

Існують зварювальні електроди для зварювання низько, - і високовуглецевих сталей, чавуну, нержавіючої сталі. Роль обмазки полягає в створенні на поверхні розплавленого металу захисного шару. Вимоги до матеріалу обмазки:

температура плавлення повинна бути нижче, ніж температура плавлення металу;
розплав обмазки повинен мати хорошу змочуваність для рівномірного покриття;
розплав повинен поглинати кисень і не пропускати його до металу;
розплав повинен розчиняти окису.

Електроди розрізняються за типом струму. Одні призначені для зварювання змінним струмом, інші тільки постійним.

Електроди для зварювання постійним струмом прекрасно працюють на змінному. Електроди для роботи на перерві, для зварювання постійним струмом не придатні.

техніка зварювання

Якість зварювання залежить від співвідношень товщини деталей і електрода, а також від величини зварювального струму. Зазвичай товщина електрода приймається рівною товщині зварюваних деталей. Для більш товстих електродів потрібно більше значення струму, що може привести до прожогам металу. Тонкий електрод при малому струмі не прогріється метал, і якість зварного шва буде низьким.

Оптимальна величина зварювального струму залежить як від діаметра електрода, так і виду виконуваних робіт. Максимальний струм використовується при виконанні горизонтальних швів, мінімальний при роботі з вертикальними і стельовими швами.

Особливі труднощі для початківців становить процес підпалювання дуги. Для цього зварювальний електрод підносять до зварюваної поверхні і стосуються її легкими ковзаючими рухами. Після підпалу збільшують відстань між електродом і поверхнею. Оптимальна довжина дуги повинна складати приблизно товщину електрода. При меншій відстані вся енергія дуги спрямована на малу площу, шов вийде увігнутий, можливі пропали металу. На краях шва метал, навпаки, не встигає прогріватися. Довга дуга починає «гуляти» по поверхні, слабо прогріваючи місце зварювання.

Кут нахилу електрода дозволяє регулювати товщину зварювального шва. При вертикальному розташуванні весь розплавлений метал електрода концентрується в області дуги. Однак при такому розташуванні важко контролювати процес зварювання. Нахил в бік, протилежний руху електрода дає можливість отримати опуклі шви, оскільки дуга відштовхує розплавлений метал, створюючи напливи на поверхні шва. Значний нахил небажаний, оскільки втрачається контроль за дугою, вона починає здувати краплі металу. Оптимальним вважається кут нахилу електрода від 45 до 90 градусів.

Дуже важлива для якості зварювання швидкість переміщення електрода. При швидкому пересуванні метал не встигає повністю заповнити шов, який до того ж недостатньо прогрітий.

Вибрати правильний кут і швидкість переміщення можна тільки шляхом набуття практичного досвіду.

Сварка постійним струмом можлива при різних полярностях. Пряма полярність, коли електрод підключений до висновку негативної полярності, застосовується для зварювання з глибоким прогріванням деталей, що зварюються. Для роботи з тонколистовим металом необхідна зворотна полярність (електрод підключається до позитивного висновку). При такому способі зварювання велика частина тепла виділяється на електроді, викликаючи його прискорене плавлення.

ТБ під час зварювальних робіт

Сварочниеработисчітаются небезпечними, оскільки поєднують в собі відразу кілька факторів:

Зварювальний апарат характеризується високою напругою холостого ходу - до 80 В. Така напруга, навіть при відсутності підвищеної вологості вважається смертельно небезпечним (максимальна напруга в нормальних умовах не більше 42 В).

Температура розплавленого металу досягає декількох тисяч градусів. При цьому його плинність дуже висока. При неякісних електродах, неправильно вибраному режимі зварювання або при сильному вітрі бризки металу можуть відлітати на кілька метрів.

Електрична дуга є потужним джерелом видимого і ультрафіолетового випромінювання. Короткочасний вплив такого світла не небезпечно, Просто потрібен якийсь час для адаптації зору до звичайного освітлення. А ось тривале спостереження за дугою незахищеними очима викликає важковиліковні наслідки, аж до помутніння кришталика і відшарування сітківки. Для захисту очей застосовуються захисні зварювальні маски (рис. Нижче). Крім захисту очей, вони захищають голову від бризок металу і шлаку.

Зварювальний маска для захисту очей і голови під час зварювання

Скло маски не пропускає ультрафіолетове випромінювання і в кілька разів послаблює видиме світло, оскільки дуга - це сусідній потужний прожектор. Зараз у продажу є безліч масок зі спеціальними стеклами, які змінюють властивості в залежності від яскравості впливу - «хамелеони». При звичайних умовах скло абсолютно прозоре. При запаленні дуги світлопроникність скла різко падає. Швидкість затемнення становить від декількох мілісекунд до десятків мікросекунд.

Для захисту від крапель металу і шлаку потрібно одяг, матеріал якої не плавиться від високої температури. Кращими захисними властивостями володіє брезент, але в брезентовому одязі вкрай незручно працювати. Досить використовувати звичайну спецодяг з бавовняної тканини. А ось рукавиці бажано вибрати щільніше, оскільки руки знаходяться в безпосередній близькості від місця зварювання.

Взуття для зварювання повинна мати вузькі халяви. Штани повинні бути поверх халяв, щоб запобігти попаданню туди бризок металу.

При горінні електродів в повітря потрапляють пари металу і матеріалу обв'язки. До складу електродів входить чимало хімічних сполук і багато з них становлять небезпеку при вдиханні. Тому зона проведення зварювальних робіт повинна мати хорошу вентиляцію. Забороняються зварювальні роботи поблизу легкозаймистих матеріалів (нафтопродукти, деревина), в сильний вітер і особливо під час дощу.