Сварка металла 8 мм

Обновлено: 04.10.2024

Для сварки толстого металла в основном используются два метода – электрошлаковый и электродуговой. Оба этих метода позволяют получить качественный шов и не требуют дорогостоящих дополнительных материалов.

Электрошлаковая сварка

Электрошлаковая сварка (ЭШС) позволяет сваривать металлические детали толщиной до 60 см. Принцип ЭШС состоит в том, что в зазор между торцами двух свариваемых металлических деталей помещают шлаковую массу. Эта масса расплавляется электрической дугой, создаваемой между электродом и металлическими деталями. После расплавления шлака дуга гаснет, а через шлаковую массу протекает ток, который при правильно подобранных параметрах сварки равномерно нагревает сварочную ванну до высоких температур.

В шлаковую массу добавляется присадочный материал, который плавится вместе со шлаком и краями соединяемых деталей. Поскольку расплавленный металл тяжелее шлака, то он опускается вниз зазора и там застывает. Расплавленная масса же поднимается вверх. В результате этого процесса происходит сварка вертикального зазора.

Для того чтобы расплав не вытекал за пределы зазора, сбоку с двух сторон ставятся специальные пластины – ползуны. Они охлаждаются водой и постепенно перемещаются вверх.

Схема электрошлаковой сварки

Существует три метода осуществления ЭШС:

В расплав непрерывно подается присадочный электрод, который расположен в горизонтальной плоскости.
Используются пластинчатые электроды, которые заменяют собой ползуны. Благодаря перекрытию зазора, создается эффективный расплав, что позволяет соединить зазоры деталей без добавления присадки.
Объединение первых двух методов. При этом используются пластинчатый и плавящийся электроды.

Преимущества и недостатки ЭШС

Основные достоинства ЭШС:

защита шва от воздействия атмосферы жидким шлаком;
малая чувствительность процесса к изменению величины тока и даже его кратковременному прерыванию;
сварка толстого металла за один проход;
возможность сваривать необработанные торцы деталей;
малый расход электроэнергии и дешевизна шлаков;
высокий КПД.

Оборудование

Для выполнения операций ЭШС используются автоматы или полуавтоматы. Второй тип оборудования используется редко, так как вручную перемещать тяжелое оборудование по вертикали для человека довольно трудно.

Автоматы для ЭШС обычно включают:

автоматически двигающийся сварочный аппарат с медными ползунами;
источник питания;
устройства подачи флюса и проволоки;
систему управления.

В зависимости от конструкции автоматы для ЭШС могут быть подвесные или самоходные (рельсового или безрельсового типа).

Электродуговая сварка

Электродуговая сварка (ЭДГС) представляет собой вид неразъемного соединения деталей, получаемого путем плавления металла электрической дугой, возникающей при подаче на электрод и металл напряжения от источника тока. При воздействии на соединяемые детали такой дуги образуется сварочная ванна из расплавленного металла, после остывания и застывания которой формируется шов, соединяющий детали.

При сварке изделий большой толщины (более 20 мм) с помощью ЭДГС невозможно проварить всю толщину изделия. Поэтому в этом случае используется многослойное наложение швов. Перед тем как начать сварку толстого металла, требуется подготовить его торцы. Чаще всего кромки торцов стачиваются под некоторым углом. Между деталями оставляют зазор.

При выполнении первого корневого (соединительного) шва используется тонкий электрод толщиной в 1-3 мм. Его использование позволяет зафиксировать детали и избежать прожога.

Последующее заполнение сварочного шва осуществляется электродом большего диаметра. При этом слой должен прокладываться по неостывшему предыдущему слою. Толщина слоя для достаточного прогрева не должна быть больше 4-5 мм.

Классификация ЭДГС

ЭДГС бывает следующих типов:

При ручной ЭДГС сварщик вручную перемещает электрод, в результате чего образуется сварной шов. При полуавтоматической сварке присадочная проволока подается автоматически, а электрод передвигается вручную. При автоматической сварке и проволока, и электрод передвигаются автоматически.

Наиболее распространенным является ручная ЭДГС. При выполнении такого рода сварки используются:

сварочный аппарат;
ручной инструмент сварщика;
приспособления для облегчения сварки.

Сварочный аппарат является, в первую очередь, источником питания для электрической дуги.

В качестве источников питания при ЭДГС используются сварочные трансформаторы, выпрямители (инверторы) или генераторы.

Примерная стоимость инверторных источников тока на Яндекс.маркет

Сварочный трансформатор предназначен для понижения напряжения сети в более низкое напряжение горения дуги и обеспечения необходимого тока. Сварочные выпрямители состоят из понижающего трансформатора и полупроводникового выпрямителя. Они питают дугу постоянным током. Генераторы обеспечивают питание электродуги путем преобразования механической энергии в электрическую.

Кроме источника питания, в состав сварочного аппарата входят электрод, держатель для электрода и провода, подключающие источник питания к сварочной ванне. Электрод обычно представляет собой присадочный материал с обмазкой, предназначенной для защиты сварочной ванны от воздействия внешней атмосферы. Держатели для электрода бывает винтового или зажимного типа.

Примерная стоимость электрододержателей на Яндекс.маркет

В качестве приспособлений сварщик должен использовать защитную маску, которая фильтрует УФ- и ИК-излучения дуги, респиратор и специальную одежду. Кроме того, в качестве ручного инструмента сварщику положено иметь молоток, зубило, металлическую щетку.

Сварные швы

При сваривании толстостенных деталей могут возникнуть поры или трещины. Для их предотвращения при сварке применяют методы:

В первом случае вначале на участке стыка в 200-300 мм формируют слой №1. После очистки его от окалины на него наваривают слой №2, который в 2 раза длиннее первого. Далее отступают на 200-300 мм от начала слоя №2 и наваривают слой №3. Таким образом заполняют весь сварочный шов швами с двух сторон от слоя №1.

При сварке металла толщиной от 20 мм используется каскадный метод. По сути, этот метод является разновидностью метода «горка». В этом случае весь шов делится на отрезки в 20 см. Сначала проваривается самый нижний участок в 20 см. Затем поверх первого слоя кладется второй слой длиной 40 см. Поверх второго слоя кладется третий слой длиной 60 см. Таким образом укладывают слои до заполнения шва над участком №1. После этого от участка №1 варят короткие швы в обе стороны. Благодаря этому, зона сварки будет все время нагрета, и там не образуются трещины.

При блочном методе шов сначала варят по отдельным участкам (блокам), а промежутки между ними заваривают до окончания завершения сварки всего шва.

Особенности сварки труб с толстыми стенками

Трубы с толстыми стенками используются в различных областях народного хозяйства и промышленности. Например, в трубопроводе «Турецкий поток» используются трубы с толщиной стенок в 39 мм, а в трубопроводах высокого давления могут использоваться трубы с толщиной стенок до 52 мм.

Если толщина стенок труб превышает 20 мм, то сварка таких труб может осуществляться с использованием слоев с увеличенной толщиной. Такой метод позволяет увеличить прочность соединения на 10-15%. При этом сварка таких труб должна осуществляться одновременно 2 сварочными аппаратами – один из них наносит обычный слой, а второй – толстый слой.

Как показал опыт, уже имеются результаты по сварке стыков с увеличенной толщиной слоя, при которых стыки в 45 мм были сварены за 3 прохода при толщине одного слоя в 15 мм. При этом стык имел два типа скоса кромок, один из которых Y-образный, а другой – двухступенчатый.

Сварка тонкого металла электродом: ошибки, советы, оборудование

Как провести сварочные работы по тонкому металлу инвертором ММА, избегая распространенных ошибок начинающих сварщиков, а также советы и подбор необходимого оборудования для работ.

Область применения сварки тонкого металла электродом

В быту умение сваривать тонколистовое железо может понадобиться при изготовлении бака для летнего душа или сборки другой емкости. Если у вас есть автомобиль и ремонт кузова хочется выполнить самому, то варить тонкий металл придется при замене порогов, арок, низа дверей или кромки багажника. Сварка выхлопной системы автомобиля (резонатор, глушитель, гофра и пр.) часто требуется при замене одного из элементов, поскольку без доработок редко все становится так, чтобы не бить о корпус при вибрации.

Тонкостенные круглые трубы используются у некоторых в старых домах для уличного водопровода (полив огорода и пр.), Квадратные и профильные трубы с тонким сечением стенок применяются при сооружении теплиц, навесов, козырьков. Имея аппарат РДС и научившись варить тонкий металл самостоятельно, можно сэкономить средства и не нанимать мастера.

Сложности при сварке тонкого металла

Наплывы с другой стороны соединения. Если присадочного металла от электрода будет слишком много, под собственным весом он начнет проваливаться. В результате с лицевой стороны шов окажется в меру гладким, а с обратной — будут огромные валики. Если это произойдет внутри трубы, по которой протекает жидкость, возможно существенное уменьшение пропускной способности. Для ровной пластины, которая прикладывается к другой плоскости это критично, и придется долго счищать наплывы болгаркой. Ошибка со стороны сварщика заключается в медленном ведении дуги.
Прожоги. Тонкий металл быстрее прогревается, поэтому следующей одной из распространенных ошибок сварщиков-новичков являются прожоги. Они делают стык негерметичным, снижают прочность соединения, портят внешний вид конструкции. Среди причин происходящего — неправильный выбор силы тока, медленное ведение дуги.
Непроваренные участки. Желая предотвратить прожоги, некоторые выставляют слишком маленький ток на сварочном аппарате. В результате электрод не прогревает изделие, а накладывает металл сверху. При небольшой нагрузке на излом соединение распадается. Внешне непроваренные участки выглядят плохо. Кроме неверного выбора силы тока, ошибка заключается в слишком быстром ведении дуги.
Деформация изделия. Железо толщиной 1-1.5 мм может сильно покоробиться при сварке покрытыми электродами. Это происходит из-за термического воздействия и линейного расширения. Ошибки сварщика заключаются в неправильном подборе силы тока, медленном наложении шва, нарушении порядка провара длинных участков.
Перерасход материалов. Сварка тонкого металла ведется на малых сварочных токах, поэтому дуга получается очень короткая — небольшой отрыв и она гаснет. Некоторым трудно возбуждать дугу при таких условиях, требуется часто стучать кончиком электрода о поверхность изделия и буквально ловить дугу, что ведет к осыпанию обмазки. Оголенный кончик прилипает, поэтому его приходится сжигать на черновой заготовке, а это перерасход.

Большинство начинающих сварщиков получают ожоги роговицы при сварке тонкого металла, поскольку пытаются прихватить стороны без маски. Дело в том, что чем меньше сила тока, тем менее яркая электрическая дуга. При таких условиях трудно разглядеть линию соединения через темный светофильтр и точно поставить прихватки. После сварки без маски сильно болят глаза, может возникнуть ощущение "песка" под веками, краснеют сосуды в глазном яблоке.

Выбор сварочного аппарата

Чтобы получилось сварить две тонкостенные стороны изделия в домашних условиях, требуется грамотный подбор инвертора РДС. Не каждая модель подойдет для такой задачи. При выборе аппарата ММА обращайте внимание на минимальное значение сварочного тока. При покупке большинство смотрит только на максимальный порог, чтобы определить, какой толщины заготовки сможет "пропечь" инвертор. Когда же предстоит часто варить тонколистовую сталь, значение имеет нижний диапазон силы тока.

Варить тонкий металл покрытыми электродами легче, если использовать инвертор ММА с дополнительными функциями "Форсаж дуги" и "Антиприлипание", а также "Горячий старт". Такими тремя режимами оснащен например БАРСВЕЛД Mini ARC-160 , идеально подходящий для сварки тонколистовой стали.

Например, для работы с сечением 0.8 мм требуется опускать ток до минимальных значений 10-20 А. Но не все инверторы РДС способны на это. У некоторых нижний порог ограничен 30 А.

Функция позволяет автоматически менять силу сварочного тока, чтобы исключить затухание электрической дуги. Например, вы установили значение 40 А и ведет сварку. Поднеся кончик электрода слишком близко, дуга может погаснуть. В такой момент аппарат "чувствует" сокращение воздушного зазора и кратковременно добавляет еще 10 А (в сумме с первоначальной настройкой получается 50 А).

Этого достаточно, чтобы дуга не погасла, а сварщик выровнял расстояние между электродом и изделием. Как только положение стабилизировалось, инвертор сам скидывает ток до базовых 40 А (или любого другого, который вы установили на страте). Поэтому прожоги исключаются. Функция пригодится как при сварке тонкой стали, так и работе без опоры для рук, когда труднее контролировать воздушный зазор.

Функция помогает экономить расходники при сварке тонкого металла. Поскольку дуга короткая, прилипание кончика стержня к поверхности изделия неизбежно. Когда это происходит, требуется пошатывание электрода в стороны, чтобы отсоединить его от заготовки. Это содействует отпадению покрытия. После необходимо сжигание кончика на черновой заготовке, что замедляет работу и ведет к перерасходу электродов.

Когда кончик прилип, инвертор отключает сварочный ток от кабелей. Сварщик легко отсоединяет электрод, не разрушая обмазку. Как только цепь разомкнута, аппарат восстанавливает подачу тока и можно без промедления продолжить сварку.

Поджигать дугу при сварке электродом тонкого металла сложнее, ввиду малой силы тока. Требуется активно стучать по поверхности изделия и ловить электрический разряд небольшой высоты. Чуть удалили кончик от поверхности и дуга погасла. Чтобы упростить первый поджиг, когда электрод холодный, пригодится функция Hot Start. Режим дает повышенное напряжение при старте и ту же убавляет его до безопасного, когда дуга зажжена. Экономится время, варить проще, меньше раздражаешься.

Важно! При выборе инвертора ММА для сварки тонкого железа, обращайте внимание на наличие всех трех функций в аппарате. Бывает так, что в оборудовании есть только один дополнительный режим, например "Антиприлипание". В таком случае модель сильно проигрывает тем, у которых есть все три вспомогательные функции.

Практика показывает, что сварка тонкого железа происходит более качественно, когда используются аппараты, выдающие постоянный ток. В характеристиках такого оборудования должен быть прописан род тока DC. Подойдут модели AC/DC, способные переключаться между переменным и постоянным током.

Выбор электродов

Прежде всего отметим, что для сварки тонколистового металла важно правильно выбрать диаметр электрода. Стержни 4-5 мм создадут чрезмерное сопротивление и не дадут дуге нормально гореть на малых токах. Поэтому при сварке тонколистовой стали используют электроды диаметром 1.6-3 мм. Чем тоньше металл, тем меньше диаметр стержня.

Далее следует обращать внимание на характеристики электродов. Возьмем к примеру Барсвелд ОЗС-12 ⌀ 2,0 мм (Premium). У них рутиловое покрытие, обеспечивающее:

легкий первичный и повторный поджиг;
отсутствие диэлектрического кончика на конце при затухании (удобно для повторного использования спустя время);
красивый шов;
легкую сварку по ржавому или погрунтованному металлу;
низкое разбрызгивание присадочного металла;
мягкое горение дуги.

Купив ОЗС-12 ⌀ 2,0 мм (Premium), получится варить тонкий металл постоянным или переменным током в любом пространственном положении. Шлак после сварки удаляется очень легко. Хорошими электродами для работы с листовым железом будут АНО-21 ⌀ 2,5 мм (Premium), относящиеся к типу Э46. У бренда ESAB рекомендуем электроды ESAB МР-3 ⌀ 3,0 мм, если предстоит варить железо сечением 1.0-1.5 мм.

Перечисленные электроды обладают рутиловым покрытием, поэтому при затухании дуги не образуется "козырек". К такому эффекту склонны расходники с основным типом покрытия. Наличие козырька усложняет повторный поджиг дуги, поскольку требуется более сильное постукивание, чтобы разрушить кончик обмазки и обеспечить контакт токопроводящего стержня с изделием.

Если с даты выпуска электродов прошло более 4-х месяцев, рекомендуем их предварительно прокалить. В домашних условиях это можно сделать в электродуховке, разогрев ее до температуры 170-200 градусов. Тогда из обмазки удалится лишняя влага, при сварке дуга не будет сильно трещать и разбрызгивать металл, шов получится аккуратнее.

Настройки аппарата для сварки тонкого металла

Поскольку свариваемый металл тонкий, важно настроить инвертор ручной дуговой сварки на обратную полярность. Это означает, что разъем кабеля электрододержателя вставляется в гнездо со значком "плюс", а кабель массы подключается к гнезду "минус". Благодаря обратной полярности тепло электрической дуги концентрируется на кончике электрода, а не на изделии. Происходит такое по законам физики, поскольку электроны движутся от "минуса" к "плюсу". При обратной полярности тонкий металл меньше перегревается, что помогает сократить количество прожогов и температурных деформаций.

Начинающий сварщик должен уметь правильно выставить силу тока при сварке покрытым электродом тонкого металла. Предлагаем рекомендации по настройке инвертора в таблице.

Толщина свариваемого металла, мм	Диаметр электрода, мм	Сила тока, А
0.8	1.6	10-20
1.0	2.0-2.5	25-35
1.2	2.5	40-50
1.5	2.5-3.0	45-60

Советы по технике сварки тонкого металла электродом

Итак, рассмотрим технику сварки тонкого металла на практике и дадим ряд полезных советов от реальных сварщиков. Используем инверторный сварочный аппарат РДС с постоянным током и выставляем силу тока по значениям, приведенным в нашей таблице. Чтобы листовую конструкцию не повело, советуем зафиксировать ее струбцинами. Разделка кромок при сварке тонкого железа до 4 мм не выполняется.

Расположите соединяемые стороны деталей максимально близко друг к другу. Зазор здесь не нужен. Если конструктивно допустимо соединение внахлест, используйте это — не будет прожогов и проваливания валика вниз.

Далее следуйте нашим рекомендациям:

Разжигайте дугу на черновой заготовке и лишь затем приступайте к сварке. Так не придется стучать по изделию, на лицевой стороне конструкции не будет следов от контакта дуги.

Держите дугу не строго по центру соединения, а на одной из сторон заготовки. Это поможет избежать прожога в самом начале работы.

Быстро ведите электрод с минимальными поперечными колебательными движениями.

Старайтесь держать кончик электрода как можно ближе к поверхности заготовки. Дуга будет четче, присадочный металл легче перенесется, будет нормальный провар. Но короткая дуга требует навыка ("набитой руки"), поэтому потренируйтесь на черновом изделии с аналогичным сечением.

Чтобы предупредить проваливание металла с обратной стороны шва, используйте подложку. Железный стол не подойдет — изделие прилипнет. Лучше всего подкладывать пластину из графита или меди.

Если прожоги возникают несмотря на минимальный сварочный ток, ведите шов прерывистой дугой. Проварили 5 мм и убрали кончик электрода из сварочной ванны на секунду. Затем снова возбудили дугу и проварили 5 мм. Это замедляет процесс, зато дает остыть наплавленному металлу.

Электрод держите под углом 30-45 градусов. Прямой угол по отношению к изделию усиливает прогрев и содействует прожогам.

Когда настройки аппарата РДС не позволяют снизить силу тока еще больше, используйте балластный реостат. Если работа разовая и приобретение баластника нерентабельно, подсоедините сталистую пружину в цепь массы, расположив ее между зажимом и изделием. Переставляя зажим массы по виткам пружины получится регулировать силу тока за счет сопротивления.

Выбор сварочной маски

Как мы упоминали в начале, при сварке на малых токах свет от дуги менее яркий, поэтому плохо видно линию стыковки. Из-за недостаточности освещенности можно даже наложить шов мимо. Тонкий металл варить покрытыми электродами удобнее в масках-хамелеон с диапазоном затемнения 4-8 DIN или 9-13 DIN.

В отличие от маски с обычным светофильтром, в хамелеоне можно точно навести кончик электрода на место соединения. Это сокращает количество "зайчиков", помогает сохранить чистой лицевую поверхность изделия. Регулировка силы затемнения от 4 до 8 DIN облегчает настройку под разную силу малого сварочного тока.

Рекомендуем купить маску БАРСВЕЛД МС 307 с АСФ-707 с диапазоном 5-8 и 9-13 DIN, обладающую большим смотровым окном 98х87 мм. Благодаря этому сохраняется хороший обзор во всех пространственных положениях. Технология Full Color передает все в натуральных цветах и новичку будет легче отличить расплавленный шлак обмазки электрода от жидкого металла. Цена маски чуть больше 5000 рублей, что делает ее довольно доступной даже для бытовой сварки в гараже или на даче.

Как заварить тонкий металл с зазором

Задача сильно усложняется, когда между соединяемыми сторонами есть зазор в 1-3 мм. В таком случае дуга дополнительно "съедает" стенки заготовки и заварить стык очень трудно.

Здесь требуется снизить силу тока на 20% от той, что была при сварке этого же сечения, но без зазора. Первоначальная цель — просто соединить две стороны перемычкой, создав из присадочного металла "мостик". Затем сварочный ток можно увеличить и перекрыть шов для лучшего провара.

Сварка ведется короткой дугой с перерывами. Откладывайте "полки" на боках, зажигая дугу на одной из сторон и подводя кончик электрода к краю. Когда нарастите бока, соедините стороны. Продолжайте сварку прерывистой дугой. Процесс медленный и кропотливый.

Второй вариант сварить тонкий металл с зазором — разместить в щель дополнительный металл. Когда нет подходящего элемента под рукой, большинство опытных сварщиков используют огарок электрода, отбив с него обмазку. Прихватите стержень в месте стыковки и варите обычным способом. Наличие такой вставки не даст провалиться присадочному металлу и возьмет часть температуры на себя.

Как правильно варить толстые заготовки при помощи полуавтомата? Технологические особенности

Соединение массивных деталей с использованием полуавтоматической сварки проводится в соответствии с ГОСТ 14771-76. Для обеспечения прочности соединений необходимо соблюдать общие правила: правильно подготавливать кромки деталей, устанавливать величину сварочного тока в определенных диапазонах, обеспечивать поступление необходимого количества углекислого газа в зону сварки.

Технологические особенности сварки толстого металла полуавтоматом

Чтобы свариваемые металлоконструкции выдерживали нагрузки, требуется создать надежные соединения:

швы должны прочно соединять все элементы изделия;
необходимо снять напряжения, которые возникают после сварки внутри сплавов. Для этого можно использовать предварительный подогрев. После сварки рекомендуется обеспечить медленное остывание;
важно получить определенный технологией катет шва, это также усиливает металлоконструкцию.

При этом следует учитывать, что при работе на больших токах возникает риск деформации, это значит, что контрольные размеры детали изменятся, а форма конструкции будет отличаться от той, которая планировалась.

Необходимое оборудование и материалы

Для работы потребуются:

Мощный сварочный аппарат. Максимальное значение сварочного тока – не менее 250 А.
Баллон для хранения и транспортировки углекислого газа. Существуют емкости объемом 5, 10 и 40 литров. Баллоны красят черной краской.
Редуктор для понижения давления газа. Требуется использовать специальное устройство для СО2. Желательно наличие подогревающего элемента.
Шланг и хомуты – для подключения баллона.

Для сварки сталей полуавтоматом используют проволоку типа Св-08Г2с или аналогичную для сварки углеродистых сталей 08х18н9т, а также эквивалент для сварки коррозионностойких сталей. Диаметр – 1 до 1,6 мм. Распространенные катушки весят 5, 15 и 18 кг.

Примерная стоимость проволоки для сварки углеродистых сталей на Яндекс.маркет

В некоторые аппараты, работающие от сети 220 вольт, помещаются только маленькие бухты с проволокой.

Настройка аппарата и газового оборудования

Сварочные полуавтоматы разных производителей устроены по-разному. На лицевой панели располагаются как минимум два-три регулятора:

настройка скорости подачи проволоки – регулируется частота вращения электромотора, который двигает проволоку;
изменение силы тока – параметр влияет на скорость плавления присадки в сварочной ванне;
настройка индуктивности – изменение касается характеристик тока. При минимальных значениях глубина проплавления металла меньше, а шов более выпуклый. Для сварки толстых заготовок рекомендуется увеличить до среднего или еще больше.

Совет: настраивать аппарат можно на слух. Во время сварки расплавление проволоки происходит очень плавно, полуавтомат издает ровный шуршащий звук.

После подключения редуктора к баллону с углекислым газом требуется выставить давление на выходе. Для работы в помещении достаточно 1-1,5 кг/кв. см. Если на редукторе установлен расходомер, то следует выставить 10-12 литров в минуту.

Подготовка к проведению работ. Обработка кромок

Сварочные работы с использованием полуавтомата следует производить только с чистыми заготовками. На поверхности не должно быть ржавчины, масла и грязи. В противном случае, будут появляться поры.

Правильная разделка кромок – важный этап подготовки деталей под сварку. Для обеспечения формирования качественных швов следует снять фаски в соответствии с ГОСТ 14771-76 – в зависимости от типа соединения. Если все сделано правильно, то соединение получится прочным. Важно добиться того, чтобы металл был проплавлен по всей своей толщине.

Процесс сварки

Толстые заготовки не допускается варить за один проход. Последовательность действий после подготовительных работ:

Сборка элементов на прихватки.
Проверка размеров будущей детали.
Проваривание корня шва.
Заполнение канавки между кромками в несколько проходов.
Создание облицовочного шва.
Обработка соединений при помощи болгарки с зачистным кругом.

Прихватка представляет собой полноценный короткий шов длиной около 15-25 мм с шагом 45-50 см. Варится на таком же токе, что и все изделие. Прихватки следует располагать так, чтобы будущее изделие приобрело жесткость и его не «повело» во время обварки.

Если требуется исключить (или максимально уменьшить) деформации от нагрева, рекомендуется зафиксировать деталь на сборочном столе с помощью зажимов, струбцин. Можно временно прихватить его к верстаку или стальной плите.

Первый проход. Корень шва

Коренной шов – это первое и самое важное сварное соединение между кромками, которое максимально удалено от лицевой части деталей. Важно добиться, чтобы с обратной стороны образовался валик, плавно соединяющий оба элемента.

Если коренной шов проварен с дефектами, в процессе эксплуатации детали могут появиться трещины, которые способны привести к разрушению всей конструкции.

Во время работы необходимо следить, чтобы деталь не нагревалась слишком сильно. Если используется метод сварки каскадом, коренной шов не требуется.

Заполнение пространства между свариваемыми кромками

Толстый металл необходимо сваривать за несколько проходов, заполняя пространство между кромками. Часто применяют каскадный способ сварки или метод «горка»:

«каскад» – этот вариант предполагает одновременное формирование корня шва и заполнение пространства между кромками. Сначала варится отрезок корневого соединения длиной около 20-25 см. Следом накладывается второй шов протяженностью 40-50 см, половина которого ложится на коренной. Третий – длиной 60-65 см – частично (на две трети) перекрывает предыдущие, а ⅓ станет корневым. Четвертый шов (также около 60-65 см) должен перекрыть третий и выйти на толщину металла над корневой частью второго. Этот метод похож на сварку «ступеньками»;
«горкой» – после сварки корня варится второй шов, соединяющий кромки и перекрывающий первый. После него накладываются третий и четвертый (облицовочный).

Благодаря тому, что полуавтомат позволяет непрерывно подавать проволоку в сварочную ванну, можно формировать длинные швы с высокой скоростью.

Сварка в вертикальном и потолочном положениях

Особенности работы в положениях, отличных от горизонтального, заключаются в том, что металл трудно удержать, под воздействием силы тяжести он стремится вытечь из сварочной ванны. Чтобы избежать этого, применяют два способа.

Уменьшение величины сварочного тока на 15-20%. Металл нагревается менее интенсивно и быстрее кристаллизуется.
Сварка с отрывом. Накладываются короткие швы, идущие друг за другом. В вертикальном положении следует идти снизу вверх. Сварка сверху вниз не допускается из-за возможных непроваров.

По возможности следует избегать работы в положениях, отличных от горизонтального. Сварка вертикальных и потолочных швов требует более тщательной подготовки кромок, считается менее производительной и более трудоемкой.

Особенности сварки порошковой проволокой

Если при работе с омедненной проволокой требуется защитный газ, то применение порошковой его не требует. Процесс напоминает сварку электродом – с образованием шлаковой корки, которую необходимо удалять. Обмазка проволоки содержит элементы (флюс), которые при нагреве защищают сварочную ванну от воздействия воздуха. Отличительные особенности:

высокая мобильность – не требуется перемещать баллоны по рабочей площадке;
множество разновидностей марок проволоки позволяет подобрать ту, которая необходима в конкретных условиях;
порошковую проволоку часто применяют во время уличных работ, в этом случае порывы ветра не мешают процессу в отличие от сварки с газом.

Главный минус – высокая стоимость. В среднем порошковая проволока на 50% дороже обычной омедненной.

Дефекты, возникающие при сварке массивных деталей. Как избежать проблем

Во время проведения работ могут возникать проблемы, влияющие на качество соединений.

Недостаточное давление газа. Требуется увеличить подачу.
Ветер сдувает газ. Необходимо использовать защитные ширмы или производить сварку в помещении.
На поверхности металла присутствуют грязь, краска или масло. Следует удалить посторонние частицы или жидкости с кромок.
Низкое качество свариваемых сплавов, газовой смеси или проволоки. Рекомендуется использовать проверенные материалы.
Слишком высокое напряжение сварочного тока. Уменьшить напряжение.

Установлено чрезмерное давление газа на выходе из редуктора, сильный поток сдувает расплавленный металл. Уменьшить давление.
Аппарат настроен неправильно. Следует отрегулировать силу тока и скорость подачи проволоки.

Если металлоконструкция сложной формы и есть опасения, что при сварке она деформируется, сборщики часто прихватывают в ответственных местах дополнительные временные усилители из уголков, швеллеров или арматуры. Они позволяют удержать размеры изделия в заданных пределах. Когда деталь остынет, их можно срезать.

Сварка массивных деталей полуавтоматом считается самым производительным способом. При минимуме усилий можно получить красивые и надежные соединения.

Особенности сварки оцинкованных металлов: самые распространенные технологии и нюансы работы

Слой цинка, которым покрывают сталь, отлично защищает ее от окисления. Сопротивление коррозии достигается за счет оксидов цинка, которые отличаются своей плотной структурой. В результате металлу не страшны влага и кислород. Например, через железные соединения вода проникает легко и со временем причиняет вред металлу.

Особенности оцинкованного металла при сварке

Цинковое покрытие бывает разной толщины. Она может варьироваться от 2 до 150 мкм. Чем толще защитный слой, тем надежнее защищен металл от коррозии. Во время сварки оцинкованных металлов необходимо разогревать рабочую поверхность до 1000 градусов, что приводит к следующим последствиям:

Цинк плавится при температуре 906 градусов. Сначала металл переходит в жидкое состояние, а потом в газообразное.
Испарения цинка нарушают структуру металла, который находится под защитным слоем, и шов оцинковки.
Для здоровья человека пары цинка вредны. Очень важно работать с оцинкованными металлами в хорошо проветриваемом помещении.

Как правильно подобрать электроды

Для работы с оцинкованными металлами потребуются специальные расходные материалы. Когда защитный слой слишком тонкий (до 15 микрометров), не обойтись без особых электродов.

Для стали, содержащей немного углерода, выбирают электроды с рутиловой основой. Низкоуглеродистая сталь хорошо проваривается с помощью АНО-4, МР-3 и ОЗС-4, т. к. частью их состава является оксид титана. С ними проще зажечь дугу снова, если она потухнет. Также такая сварка образует меньше брызг и дает возможность создать герметичный высокопрочный сварной шов.

Для низколегированной оцинкованной стали применяют электроды УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 и ДСК-50. Они имеют сильноосновные флюсы.

Способы сваривания

Осуществить сварку металлов с защитным покрытием из цинка можно несколькими способами. Для каждой технологии потребуется определенное оборудование.

Ручная дуговая сварка

При сварке оцинкованного металла с помощью электродов важно помнить:

чтобы избежать порообразования, сила тока должна быть в пределах 10-50 А;
во время сварки не должно быть резких движений;
расстояние между элементами, которые нужно соединить, по сравнению с простой сваркой, должно быть в два раза больше.

Если защитный слой цинка толще 15 мкм и меньше 40, то можно воспользоваться специальными электродами для цинка. Работа ведется до тех пор, пока полностью не сойдет оцинковка.

Сварка полуавтоматом

Технология подразумевает работу с применением присадочной проволоки и защитных газов. Они подаются с помощью сварочного рукава, в результате ванна получает защиту от внешних воздействий.

Проволока различается по диаметру. Бывает она 0.6, 0.8, 1 и 1.2 мм. Если требуется соединить тонкие оцинкованные стальные листы толщиной менее 4 мм, то подойдет проволока 0.6 или 0.8 мм в диаметре. Для более толстых изделий лучше использовать проволоку 1-1.2 мм.

Инверторная сварка электродами

Как правило, эта технология сварки используется, когда необходимо соединить тонкие оцинкованные детали. Во время работы применяется ток с обратной полярностью. Клемма с отрицательным зарядом подключается к свариваемому металлу, а с положительным – к держателю.

Этот подход позволяет добиться минимального деформирования металлической конструкции. Основные особенности сварки инвертором с применением электродов:

лучше выбирать электроды малого диаметра (до 2 мм), чтобы получить ровный красивый шов;
если нужно приварить деталь, используя ток небольшой силы, рекомендуется применять изделия с повышенным коэффициентом расплавления;
если предстоит работа со стальными листами толщиной менее 4 мм, то движения электрода не должны быть резкими;
правильное расположение электрода – 45-90 градусов по отношению к рабочей поверхности. Это позволит избежать прожигания детали и сделать аккуратный шов.

С применением флюса

Метод сварки полуавтоматом с использованием флюса подразумевает обязательную подготовку рабочей поверхности перед работой. В этом случае также подается присадочная проволока, но защитную функцию выполняет флюс, а не газ. Такой способ сварки позволяет работать не только с оцинкованными заготовками, но и такими металлами, как медь и алюминий. Изделие необходимо зачистить буквально до блеска и обезжирить. Во время сварки оцинковки требуется примерно в два раза больше флюса, чем при соединении обычных металлов.

Основной момент – размер сопла в горелке должен быть пропорционален толщине изделия. Если это тонкий оцинкованный лист толщиной до 6 мм, диаметр сопла должен быть не более 2 мм.

Слишком большой диаметр сопла может привести к перегреву металла, и цинк начнет испаряться и утратит свои защитные свойства, а сопло недостаточного размера не разогреет рабочую поверхность, что приведет к прилипанию припоя.

Как варить тонкий металл

Сварка тонкого металла — проблема даже для некоторых сварщиков с опытом. Новичкам в сварном деле вообще приходится тяжело. Тут работают совсем не те правила, что при сварке толстых изделий: есть множество особенностей и сложностей из-за чего тяжелее подбирать режимы и электроды. Проще это делать со сварочными полуавтоматами, но они в быту — довольно редкое явление, гораздо чаще встречаются инверторы. Вот о сварке тонкого металла инвертором и пойдет речь.

И первая сложность при сварке металла небольшой толщины состоит в том, что сильно нагревать его нельзя: он прогорает, образуются дыры. Потому работают по принципу «чем быстрее, тем лучше» и ни о каких траекториях движения электродов речь не идет вообще. Тонколистовой металл варят проводя электрод в одном направлении — вдоль шва без каких либо отклонений.

При сваривании тонких металлов листы перегреваются и изгибаются

Вторая сложность состоит в том, что работать нужно на малых токах, а это приводят к тому, что дугу приходится делать короткую. При незначительном отрыве она просто гаснет. Могут также возникать проблемы с розжигом дуги, потому используйте аппараты с хорошей вольт-амперной характеристикой (напряжение холостого хода выше 70 В) и плавной регулировкой сварного тока, которая начинается от 10 А.

Еще одна неприятность: при сильном нагреве происходит изменение геометрии тонких листов: их выгибает волнами. От этого недостатка избавиться очень тяжело. Единственный вариант — постараться не перегревать или отвести тепло (про метод с теплоотводящими прокладками читайте ниже).

При сварке встык тонких листов металла, их кромки тщательно обрабатывают и зачищают. Наличие загрязнений и ржавчины сделает сварку еще более проблематичной. Потому тщательно все выровняйте и зачистите. Располагают листы очень близко один к другому — без зазора. Детали фиксируют струбцинами, прижимами и другими приспособлениями. Потом детали прихватывают через каждые 7-10 см короткими швами — прихватками. Они не дадут деталям сместиться и их с меньшей вероятностью погнет.

Если хорошо зачистить кромки, может получится хороший шов

Как варить тонкий металл инвертором

Сварочные аппараты, выдающие постоянный ток хороши тем, что мы можем варить на обратной полярности. Для этого к «+» подключаем кабель с держателем электрода, а «-» цепляем к детали. При таком подключении больше греется электрод, а металл прогревается минимально.

Варить необходимо с использованием самых тонких электродов: от 1,5 мм до 2 мм. При этом выбирать нужно с высоким коэффициентом расплавления: тогда даже при малых токах шов будет качественным. Ток выставляется маленький. Для электродов размером 1,5 мм он должен быть порядка 30-45 ампер, для «двойки» — 40-60 ампер. Реально ставят иногда и ниже: важно чтобы вы смогли работать.

Толщина металла, мм	0,5 мм	1,0 мм	1,5 мм	2,0 мм	2,5 мм
Диаметр электрода, мм	1,0 мм	1,6 мм - 2 мм	2 мм	2,0 мм - 2,5 мм	3 мм
Сила тока, А	10-20 ампер	30-35 ампер	35-45 мм	50-65 мм	65-100 мм

Чтобы металл меньше нагревался, детали ставят в вертикальном или хотя-бы наклонном направлении. Тогда варят сверху-вниз, двигая кончик электрода строго в этом направлении (не отклоняя и не возвращая). Угол наклона — углом вперед, при этом его величина 30-40°. Так прогрев металла будет минимальным, а это для сварки тонких металлов — одна из самых важных задач.

Положения электрода при сварке и их использование

Общая рекомендация по выбору электродов для сварки тонких металлов: купите для такой работы качественные импортные электроды. Проблем будет в разы меньше.

Техники и методы сварки тонких листов металлов

Иногда тонкие листы нужно сваривать под углом. В этом случае удобнее использовать метод отбортовки: кромки листа отгибают на необходимый угол, скрепляют короткими поперечными швами через каждые 5-10 см. После сваривают как говорилось выше: непрерывным швом сверху-вниз.

В видео показано, как варить тонкий листовой металл электродом при помощи сварочного инвертора. Используется метод отбортовки: края деталей отгибаются, потом прихватываются в нескольких местах короткими швами. После идет сварка тонким электродом толщиной 2 мм.

Не всегда получается при сварке без отрыва избежать прожога. Тогда можно попробовать отрывать на несколько мгновений дугу, а затем снова опускать электрод в то же место и продвигать его еще на несколько миллиметров. Так, отрывая и возвращая дугу, и варить. При таком методе получается, что металл за время отрыва дуги успевает остывать. На видео вы увидите, как изменяется цвет места сварки после того, как электрод убрали. Главное — не дать металлу остыть лишком сильно.

Сварка тонкого металла с отрывом дуги продемонстрирована в первой части видео. Способ стыковки — внахлест (одна деталь перекрывается второй на 1-3 см), используется электрод с рутиловым покрытием (для конструкционных и низколегированных сталей). Затем показана сварка нержавейки нержавеющим электродом с основной обмазкой, и в завершение тем же электродом из нержавейки проварен стык черного металла. Шов, кстати, получился более качественным, чем при использовании рекомендованных электродов.

О выборе электродов для сварки инверторным аппаратом читайте тут.

Если при сварке тонкого металла не требуется создание непрерывного шва, используют точечный шов. При таком способе сварки небольшого размера прихватки находятся на небольшом расстоянии один возле другого. Такой способ называется прерывистым швом.

Так выглядит прерывистый шов на тонком металле

Вообще варить сваркой тонкое железо встык сложно. Внахлест проще: не так перегревается детали и меньше шансов, что все «поведет».

При электросварке тонкого металла встык можно между листами проложить тонкую проволоку диаметром 2,5-3,5 мм (можно оббить обмазку на поврежденных электродах и использовать их). Ее располагают так, чтобы с лицевой стороны она была вровень с поверхностью металла, а с изнаночной выступала почти на половину диаметра. При сварке дугу ведут по этой проволоке. Она и принимает основную термическую нагрузку, а свариваемые листы металла прогреваются периферийными токами. При этом они не перегреваются, их не коробит, шов получается ровный, без признаков перегрева. После удаления проволоки с трудом удается рассмотреть следы того, что она присутствовала.

Так выглядит шов при сварке тонкого металла встык с проложенной снизу термоотводящей проволокой

Еще один способ — под место стыка положить пластины меди. Медь имеет очень высокую теплопроводность — в 7-8 раз выше, чем у стали. Уложенная под место сварки она значительную часть тепла отбирает, не допуская перегрева металла. Этот метод сварки тонких металлов называют «с теплоотводящими подкладками».

Как сварить беседку из металла читайте тут. Возможно, вам будет интересно прочесть как сделать мангал из газового баллона или металла? Вещь нужная и для освоения сварки подходящая.

Сварка оцинковки

Оцинкованная сталь — та же тонкая листовая, только покрытая слоем цинка. Если вам необходимо сварить ее, на кромках под сварку придется это покрытие удалить полностью, до чистой стали. Есть несколько способов. Первый — снять механически: абразивным кругом на болгарке или шлифмашинке, наждачной бумагой и металлической щеткой. Есть еще способ — выжечь сваркой. В этом случае дважды проходят электродом проходят вдоль шва. При этом идет испарение цинка (он испаряется при 900°C), а его пары очень ядовиты. Так что эти работы проводить можно или на улице, или если на рабочем месте есть вытяжка. После каждого прохода нужно сбивать флюс.

Сварку оцинковки лучше проводить на открытом воздухе: испаряющийся цинк очень вреден

После полного удаления цинка начинается собственно сварка. При сварке оцинкованных труб для получения хорошего шва нужны будут два прохода разными электродами. Первый шов варят электродами с рутиловым покрытием например, МР-3, АНО-4, ОЗС-4. При этом колебания имеют очень небольшую амплитуду. Верхний шов — облицовочный делать шире. Он примерно равен трем диаметрам электрода. Тут важно не спешить и хорошо проваривать. Этот проход используют электроды с основным покрытием (например,УОНИ-13/55, УОНИ-13/45, ДСК-50).

Читайте также: