Чтобы иметь возможность в любое время осуществлять в домашней мастерской или на приусадебном участке работы, связанные с соединением элементов металлических конструкций, достаточно приобрести современный сварочный аппарат и узнать, как варить сварочным инвертором.
Сварочные работы уже давно получили широкое распространение не только на серьезном производстве, но и в быту
Конструкция и преимущества инверторных сварочных аппаратов
Большая популярность инверторного оборудования у домашних мастеров объясняется тем, что с помощью таких компактных аппаратов, отличающихся также и небольшим весом, можно выполнять качественные, надежные и аккуратные сварные соединения, даже не имея высокой квалификации.
Конструкция любого сварочного инвертора состоит из таких элементов, как:
- блок питания с выпрямительным блоком и фильтром;
- инверторный блок, преобразующий постоянный ток в высокочастотный переменный;
- трансформатор для понижения величины напряжения высокочастотного тока;
- силовой выпрямитель, предназначенный для получения постоянного тока на выходе устройства;
- электронный блок, выполняющий функции управления устройством.
Инновационные технологии, реализованные в конструкции инверторов, позволяют без особых проблем получать качественные сварные соединения. Такие аппараты из-за своей компактности не занимают много места, а благодаря легкому весу (5–15 кг) их без особого труда можно перемещать куда угодно.
Если научиться правильно работать на , с его помощью можно варить любые конструкции из металла. В комплект к каждому новому инвертору прикладывается инструкция, из которой собственник оборудования может почерпнуть много полезных сведений: как правильно подключить устройство, какой электрод выбрать для того, чтобы варить изделия из того или иного металла и др.
Схемы движения электрода в зависимости от типа шва (нажмите для увеличения)
Однако нередко в руки домашнего мастера попадает инверторный аппарат, инструкция на который не переведена на русский язык или вообще отсутствует. Очень важно научиться правильно , потому что при действиях наугад будет сложно качественно варить металл. Кроме того, можно столкнуться с выходом оборудования из строя.
Однако, если следовать общепринятым правилам, можно работать на любых моделях инверторов и эффективно решать все поставленные задачи. Внимательно изучив эти правила, посмотрите обучающее видео, которое поможет подкрепить теоретический материал наглядным.
Как подготовить оборудование к работе
Перед тем как вы начнете варить металл, подготовьте все необходимое оснащение, чтобы обеспечить свою безопасность: сварочную маску, специальную одежду из плотной ткани, рабочую обувь и перчатки, которые также должны быть выполнены из плотного материала.
Для того чтобы сварной шов получился качественным, необходимо правильно подобрать электроды. Их тип и диаметр выбираются в зависимости от металла, из которого изготовлены соединяемые детали, от толщины последних, а также от режимов выполнения сварки. Поскольку поверхности заготовок, которые предстоит сваривать, необходимо тщательно зачистить, вам также необходимо подготовить щетку с щетинками из металлической проволоки.
Перед тем как подключить инвертор к электрической сети, надо проверить, соответствуют ли параметры сети характеристикам подключаемого оборудования.
К таким параметрам относятся сила электрического тока и величина напряжения, которая должна находиться в интервале, оговоренном в паспорте на инвертор. Подключать аппарат к питающей сети следует через автомат, который предотвратит поломку оборудования, если в его электрической цепи произойдет короткое замыкание или величина напряжения резко увеличится по другой причине.
Перед началом сварки необходимо позаботиться и о состоянии рабочей площадки. Инвертор следует установить на ровную поверхность, а вокруг его корпуса должно быть достаточно пространства для того, чтобы обеспечить свободное движение воздуха, за счет которого происходит естественная вентиляция устройства. Не следует накрывать корпус аппарата тканью, которая ограничит поступление воздуха к его вентиляционным решеткам.
Процесс сварки сопровождается высокой температурой и разбрызгиванием расплавленного металла, поэтому на рабочей площадке не должно находиться никаких легковоспламеняющихся, огне- и взрывоопасных веществ.
После того как все подготовительные мероприятия выполнены, требования по безопасности соблюдены, можно приступать к следующим действиям:
- подключению силового кабеля и кабеля массы к соответствующим разъемам инвертора;
- фиксации кабеля массы на деталях, которые предстоит варить (для этого используется специальный зажим);
- подключению аппарата к питающей сети и выставлению на нем рабочих режимов сварки;
- фиксации электрода в сварочном держателе.
Последовательность и правильность выполнения таких действий хорошо демонстрирует обучающее видео. Теперь, когда инвертор подключен к электрической сети, а электрод в его держателе готов к работе, можно приступать к выполнению сварки.
Особенности выполнения сварочных работ с помощью инверторных устройств
Первое, что необходимо сделать, чтобы начать варить с помощью инвертора, – это зажечь электрическую дугу между поверхностью детали и кончиком электрода. Для этого последним совершают чиркающее движение по поверхности заготовки, в результате чего должна появиться яркая вспышка. Металл в зоне действия дуги начнет плавиться. Научиться правильно зажигать дугу и делать это быстро можно, просмотрев обучающее видео.
Выполняя сварку, важно следить за длиной дуги, которая должна примерно соответствовать диаметру используемого электрода (в таком случае детали будут равномерно проплавляться, что позволит сформировать качественный сварной шов). Следить за тем, чтобы такое проплавление проходило равномерно, необходимо на протяжении всего сварочного процесса.
На качество и надежность сварного шва оказывает влияние и полярность подключения силового кабеля инвертора и кабеля массы. Чтобы правильно выбрать такую полярность, необходимо точно знать, из какого материала изготовлены соединяемые детали. Большинство марок сталей и других металлов лучше варить на прямой полярности, лишь некоторые сплавы соединяют на обратной.
Конструкция современных сварочных инверторов обеспечивает плавное и эффективное регулирование рабочего тока, что делает работу с такими устройствами простой и комфортной даже для начинающих сварщиков. Судить о том, что сварочный ток выбран неправильно, можно по ряду факторов. Так, если он слишком мал, то сварной шов получается слишком выпуклым и узким, детали в таких случаях плохо проплавляются. Если же ток слишком большой, то происходит интенсивное разбрызгивание расплавленного металла, а на поверхности соединяемых деталей могут появиться прожиги.
Зависит выбор силы сварочного тока и от того, электродом какого диаметра вы собираетесь варить. Так, при сварке металла толщиной от одного до трех миллиметров электродами диаметром до 1,5 мм сила сварочного тока выбирается в интервале 20–60 А. В том случае, если используются прутки большего диаметра, которыми можно варить металл толщиной 4–5 мм, силу сварочного тока выбирают в пределах 100 А.
Просматривая обучающее видео или следя за работой квалифицированного специалиста, начинающие сварщики часто интересуются, зачем с поверхности готового сварного шва сбивают шлак. Делается это для того, чтобы, во-первых, проверить качество выполнения сварного шва, а во-вторых, придать готовому соединению привлекательный внешний вид. На шве, очищенном от шлака, видны все ошибки, допущенные при выполнении сварки.
Конечно, не стоит рассчитывать на то, что у начинающих сварщиков (или у так называемых чайников) сразу будут получаться красивые и качественные сварные швы. Мастерство, в том числе и в сварочном деле, не приходит сразу после ознакомления с теоретическим материалом и просмотра видео, оно нарабатывается только опытом.
Как правильно выбрать сварочный инвертор и электроды для него
Правильно подобранные электроды играют большую роль в формировании качественного и надежного сварного соединения. Научиться выбирать их невозможно по видео, для этого следует придерживаться общепринятых рекомендаций и следующих принципов.
- При работе со средне- и низкоуглеродистыми сталями используют углеродистые электроды.
- Легированные стали варят при помощи электродов, выпускаемых по ГОСТ 10052-75 и 9466-75.
- Для сварки изделий из чугуна применяют изделия марки ОЗЧ-2.
Классификация электродов по тину и назначению (нажмите для увеличения)
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:
- Заранее необходимо подготовить ведро воды, так как даже небольшие остатки электрода могут вызвать воспламенение.
- Необходимо закрепить зажим с заземлением на свариваемой детали.
- Проверить, чтобы кабель был надёжно вставлен в держатель и хорошо изолирован.
- Выставить значение силы тока на панели управления сварочного аппарата (мощность тока должна соответствовать диаметру применяемого электрода).
- Пробовать зажечь дугу, установив электрод под углом примерно 60 о к изделию.
- Провести электродом медленно по поверхности, а после того, как появится искра, необходимо приподнять электрод примерно на 5 мм от поверхности металла.
- 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...
Принцип аргонодуговой сварки заключается в плавлении цветного металла при помощи плавящегося или неплавящегося электрода под действием инертного газа. Наиболее частым инертным газом выступает аргон, благодаря...
Если невнимательно отнестись к сварочному процессу и неграмотно подготовить свариваемые элементы, их прочность будет недолговечной, и в какой-то момент конструкция разрушится. Особого подхода и профессионализма...
Профессия: «Электросварщик ручной дуговой сварки» Электросварщик
Сварочные работы используются практически во всех отраслях промышленности. Сложно назвать какой-либо сегмент производства, где не требовался бы труд сварщика. В качестве профессии для начинающих предоставляет возможность получения перспективной работы. Сварщики работают на стройплощадках, создавая системы различных коммуникаций и конструкций, в промышленности, применяя свои навыки и опыт, в кораблестроении, машиностроении, энергетике, сельском хозяйстве, нефтеперерабатывающей промышленности.
В первую очередь сварщик в совершенстве должен владеть сварочным оборудованием. При этом от него, как специалиста, требуется доскональное знание принципов его действия, подготовки оборудования к работе и выявления возможных неисправностей. Сварщик должен владеть технологией проведения сварочных работ от подготовки соединяемых поверхностей до зачистки сварного шва и обнаружении .
Специалист, выполняющий сварочные работы, должен знать, как правильно сваривать электросваркой, определить оптимальный режим для сварки различных материалов, выставить значение тока. Сложность работы газоэлектросварщика также заключается в том, что в процессе проведения сварочных работ изменение режима сварки может отрицательно влиять на их качество, поэтому крайне важно с самого начала правильно определить скорость сварки. Квалифицированные сварщики выполняют ручную дуговую сварку, и могут создавать довольно сложные металлоконструкции и трубопроводы. Сварщик должен знать, как обращаться с разными видами металлов: сплавами, сталями, (в том числе с ограниченной свариваемостью).
Как научиться варить электросваркой
Профессии сварщика обучают в колледжах, профессионально-технических училищах, курсах. Обучение проводится три года на базе девятых и два года на базе одиннадцатых классов.
Если же вы не собираетесь работать сварщиком, но хотите узнать, как научиться работать электросваркой, чтобы самому, при необходимости, уметь что-либо заварить, можете воспользоваться советами этой статьи, или литературой из серии «Электросварка самоучитель». Конечно при этом вы не станете сварщиком экстра класса, но этого ведь и не требуется. Главное — понять как правильно пользоваться электросваркой, изучить основы электросварки, научиться основным приемам работы.
Азы электросварки
Прежде всего, надо приобрести сварочный аппарат и электроды, которыми надо запастись в приличном количестве, так как в процессе обучения, их много придется испортить, прежде чем вы добьетесь первого положительного результата. Электроды для сварки своими руками выбирайте диаметром 3 мм. Для обучения в домашних условиях они самые подходящие, так как более тонкие подходят для очень тонкого металла, варить который могут только опытные сварщики, а более толстые сильно нагружают электросеть.
Электросварка своими руками
Для начинающих — нелегкое, но вполне осуществимое дело, хотя и требует большой усидчивости. Нужно только побольше практиковаться. А процесс обучения лучше проводить под присмотром профессионалов, которые могут помочь советом и исправить ошибки.
Чтобы понять, как правильно варить металл, воспользуйтесь каким-нибудь ненужным металлическим куском. Заранее поставьте рядом ведро воды. Ни в коем случае не выполняйте работу на деревянном верстаке. Соблюдайте осторожность, так как даже маленькие остатки уже использованного электрода могут вызвать пожар.
Надежно прикрепите зажим «заземления» к детали. Кабель должен быть хорошо изолирован и заправлен в держатель. После этого можете выставить значение мощности тока на сварочном аппарате. Оно должно соответствовать диаметру электрода.
Пространственные положения сварного шва Теперь можно попробовать зажечь дугу. Для этого установите электрод под углом около 60 градусов по отношению к заготовке. Очень медленно проведите по поверхности электродом. После появления искр прикоснитесь электродом к заготовке и приподнимите его так, чтобы зазор не превышал 5 миллиметров. Если все сделано правильно, то зажжется дуга. Такой зазор нужно поддерживать на протяжении всего времени работы. Учтите, что электрод будет выгорать. Перемещать его надо медленно. Если произойдёт залипание электрода, то качните им в сторону. Если дуга длиной 2 — 3 миллиметра не зажигается, то необходимо увеличить силу тока на . Старайтесь получить устойчивую дугу длиной 3 — 5 миллиметров между деталью и концом электрода.
Если у вас все получилось с зажиганием и поддержанием дуги, то можете попробовать наплавить валик. Для этого надо зажечь дугу и плавно перемещать электрод по горизонтали, выполняя при этом колебательные движения (подробнее смотрите ниже). Расплавленный металл как бы «подгребайте» к центру дуги. В итоге должен получиться красивый шов, имеющий маленькие волны из наплавленного металла.
Для образования и удержания электрической дуги к свариваемому изделию и электроду от источника питания поступает сварочный ток (постоянный или переменный).
Схема движения электрода При подсоединении положительного полюса источника питания (анода) к изделию, производится ручная дуговая сварка прямой полярности. Если к изделию подключен отрицательный полюс, то выполняется сварка обратной полярности. Под действием дуги металлический стержень электрода (так называемый электродный металл), его покрытие и материал изделия (основной металл) расплавляются. Электродный металл, теперь представляющий собой отдельные капли, покрытые шлаком, поступает в сварочную ванну, в которой смешивается с основным металлом, при этом расплавленный шлак выходит на поверхность.
Величина сварочной ванны зависит от пространственного положения и режимов сварки, конструкции сварного соединения, скорости перемещения дуги на поверхности изделия, размеров и формы разделки соединяемых кромок и т. д. Она обычно колеблется в следующих пределах: ширина 8 — 15 мм, глубина до 6 мм, длина 10 — 30 мм.
Длиной дуги называется расстояние от одного активного пятна на поверхности сварочной ванны до другого на расплавленной поверхности электрода. При плавлении покрытия электрода над сварочной ванной и около дуги образуется газовая атмосфера, вытесняющая воздух из сварочной зоны сварки и предотвращающая его взаимодействие с расплавленным металлом. В ней также находятся пары легирующих элементов электродного и основного металлов.
Покрывающий поверхность сварочной ванны и капель расплавленного электродного металла, шлак препятствует их взаимодействию с атмосферным воздухом и способствует очищению от примесей расплавленного металла.
При постепенном удалении дуги металл в сварочной ванне кристаллизуется, образуя шов, соединяющий свариваемые детали. На его поверхности образуется слой застывшего шлака.
Техника ручной дуговой сварки
Залогом качественной сварки является правильное поддержание и перемещение электрической дуги. При слишком длинной дуге происходит окисление и азотирование расплавленного металла, разбрызгивание его капель и создание пористой структуры шва.
Ровный, красивый и качественный шов получается только при правильном размере дуги и ее равномерном перемещении. Оно может происходить по трем основным направлениям.
Сварка с опиранием электрода В результате все три движения, накладываясь друг на друга, создают достаточно сложную траекторию движения электрода. На практике у каждого опытного мастера есть свои навыки выбора траектории перемещения электрода. Классические траектории движения электрода, выполняемые при ручной дуговой сварке, представлены ниже на рисунках. Но в любом случае, траектория перемещения дуги должна выбираться так, чтобы кромки соединяемых деталей проплавлялись, образуя необходимое количество наплавленного металла и заданную форму шва.
Нижние многослойные швы В процессе выполнения электродуговой сварки металлов электрод может выгорать почти полностью — остается только небольшой кусочек стержня в зажиме держателя. Если к этому моменту шов не удается закончить, то сварку следует временно прекратить. После замены электрода надо удалить шлак и снова возобновить сварку.
Схема движения электрода при выполнение вертикальных швов Чтобы завершить оборванный шов, дугу зажигают на расстоянии 12 миллиметров от углубления, которое образовалось на конце шва и называется кратером. Для этого электрод возвращают к кратеру с целью образования сплава нового и старого электродов, а потом снова начинают его перемещать по первоначально выбранной траектории.
Горизонтальный шов на вертикальной плоскости Преимущества ручной дуговой сварки:
- возможность выполнения работ в местах с ограниченным доступом;
- возможность сварки различных видов сталей благодаря очень широкому выбору выпускаемых типов электродов;
- возможность сравнительно быстрого перехода от одного соединяемого материала к другому;
- возможность проведения сварки из любых пространственных положений;
- простота и достаточно легкая транспортабельность сварочного оборудования.
К недостаткам электродуговой сварки металлов можно отнести:
- вредные условия процесса выполнения сварки;
- низкие производительность и КПД в сравнении с другими
Ручная дуговая сварка при помощи инвертора – это один из самых доступных для обучения методов сварки металла . Для этого требуется минимум оборудования, а бюджетные стали очень дешевы. Но одновременно с этим ручная сварка инвертором для начинающих сварщиков является более сложной по сравнению со сваркой .
Ряд нюансов, незаметных на первый взгляд, играют большую роль в итоговом качестве шва.
Итак, что потребуется
начинающему сварщику?
- Непосредственно . Не нужно гнаться за дорогими моделями – цена сварочного аппарата значит на самом деле гораздо меньше, чем мастерство сварщика. Но и откровенно дешевые модели – не лучший выбор: отсутствие в них контуров облегчения розжига затруднит первые уроки, а меньшая надежность способна привести к быстрой поломке в неопытных руках.
Основной параметр инвертора – это диапазон регулировки сварочного тока. В принципе, аппарат с максимальным током до 160 А может использоваться и для сварки, и для резки металла, но будет заметно перегружаться на таком режиме.
Длительность непрерывной работы инвертора определяется так называемым коэффициентом ПВ (постоянного включения), который определяет процентное соотношение времени работы и охлаждения инвертора. Так как при уменьшении тока ПВ увеличивается, на одном и том же токе более мощный сварочный аппарат сможет проработать без перегрева дольше.
Следовательно, наилучшим выбором для новичка будет сварочный аппарат с максимальным током в 180-200 А. Желательно, чтобы он имел функцию облегчения розжига или по крайней мере максимальное напряжение холостого хода – это значительно облегчит отработку навыка розжига и удержания дуги. - Сварочная маска – главный защитный элемент экипировки сварщика. Она защищает не только от брызг металла и яркого света, но и от незаметного мощного потока ультрафиолета, создаваемого дугой. Начинающему сварщику лучше всего подойдет автоматическая маска-«хамелеон» с регулируемым затенением.
- Брезентовые краги и роба защищают тело от брызг металла. Если робу в какой-то мере может заменить плотная хлопчатобумажная одежда, то краги нужно использовать обязательно.
Нужно четко усвоить правила техники безопасности. Удалите в районе места сварки все легковоспламеняющиеся или способные тлеть предметы : раскаленные капли металла зачастую улетают непрогнозируемо далеко и могут привести к пожару. Недаром правила техники безопасности требуют прекращать сварочные работы за час до конца рабочего дня , чтобы иметь возможность обнаружить начавшееся тление. Приобретите и храните в доступном месте углекислотный огнетушитель.
Розжиг дуги начинайте только после того, как наденете маску. Даже кратковременная вспышка может вызвать сильный ожог сетчатки глаз, особенно при сварке нержавеющей стали. Коварство ожога сетчатки в том, что его симптомы проявляются спустя некоторое время. Например, воспользовавшись инвертором вечером, можно по утру проснуться со слипшимися веками и сильным жжением слизистой глаз, открыть которые станет очень трудно. В этом случае быстро поможет народное средство – пакетики заваренного чая, положенные на глаза. От ожога («нахватать зайчиков») не застрахован и профессиональный сварщик, поэтому иметь в запасе капли для глаз.
Не забывайте, что при сварке металла используются крайне высокие температуры . Прикасаться к шву можно только после его полного остывания – ожог можно получить даже сквозь краги.Предлагаем посмотреть видеоурок про сварку для начинающих, необходимое оборудование и все нюансы
