Сварочные материалы для сварки металлов

Обновлено: 08.05.2024

При самостоятельной сварке цветных металлов необходимо знать особенности сплавов. Сложно сделать качественный шов на бытовом оборудовании, необходимо использовать тугоплавкие электроды, защитную атмосферу.

Особенности сварки цветных металлов

В процессе фазового перехода легкие компоненты улетучиваются, выгорают, это пагубно сказывается на состоянии шва. Он растрескивается. Тугоплавкие окислы – еще одна проблема. Иногда необходимо увеличить рабочий ток, чтобы пробить оксид. При сварке цветных металлов и сплавов нередко расплав становится слишком текучим, необходимо изолировать ванну расплава. Для некоторых сплавов необходимо ограничить не только контакт с кислородом, но и другими компонентами воздуха. Азот в качестве защитной атмосферы для некоторых сплавов не годится.

Технология сварки цветных металлов

Подготовительный этап заключается в удалении жирных пятен, очищении деталей от грязи. Окислы зачищают до блеска, свариваемые поверхности протравливают перед работой. На толстых деталях формируют кромки. Сварку цветных металлов и их сплавов проводят в нижнем положении, некоторые расплавы по текучести напоминают ртуть. Выбор электродов, режима работы зависит от химического состава сплава. При выборе сварочного аппарата необходимо правильно оценивать свариваемость сплава, учитывать температуру плавления, толщину заготовки.

Алюминиевые сплавы

Дюрали, силумин, авмель и другие сплавы на основе алюминия сильно различаются по свариваемости. Электродугой алюминий сваривают плавящимися и неплавящимися электродами, используют оборудование, генерирующее постоянный ток. Контакты подключают в обратной полярности. Рекомендуется предварительный прогрев заготовок:

толщиной до 8 мм – до 200°С;
свыше 8 мм – до 400°С.

Сваривают алюминий на токах до 200 А при толщине листа до 4 мм без предварительной разделки кромок. У заготовок свыше 4 мм края стачивают под углом, варят на токах, в 35-40 раз больше толщины заготовки (до 160 А). Газовую среду используют высококлассную, чтобы облако не смещалось с рабочей зоны в процессе образования и застывания шва. Расстояние между прихватками делают с учетом толщины заготовки:

Толщина заготовки, мм

Интервал между прихватками, мм

Тугоплавкий или угольный электрод, разжигающий электродугу, держат под прямым углом к присадке, чтобы исключить непровары корня шва.

Медь и ее сплавы

Медные сплавы, латуни, бронзы сваривают несколькими способами:

электродуговой сваркой в атмосфере азота;
ручной, полуавтоматической, автоматической аргоновой;
электронно-лучевой, создающей высокую температуру в ограниченной зоне.

При сварке цветных металлов толщиной до 2 мм нужен постоянный ток обратной полярности. В качестве присадки используют наплавочную проволоку с большим содержанием раскислителей. Толщину подбирают под размер свариваемых заготовок. Минимальный диаметр присадки – 1,5 мм, максимальный – 8 мм. Сварку меди и цветных сплавов с высоким ее содержанием, проводят:

ручным электродуговым методом током прямой полярности, варят металл короткой дугой, длиной от 35 до 40 мм, чтобы сократить разбрызгивание металла (рекомендуется избегать поперечных движений электродом);
в атмосфере аргона током обратной полярности; если сплав плавится до 400°С, бронзовая проволока укладывается в стык с большой скоростью, чтобы не перегревались заготовки.

В качестве флюса используют буру или смесь буры с борной кислотой, поваренной солью, метилборатом.

Никелевые сплавы

Цветные сплавы на основе никеля отличаются высокой вязкостью, пластичностью. Детали из никеля плавятся при 700–1000°С, процесс сопровождается насыщением сплавов газами, шов становится пористым, непрочным. Хотя никель устойчив к коррозии. При аргонодуговой сварке подбирают электроды с ниобием, кремнием, алюминием. В расплаве также желательно присутствие марганца, магния. Свариваемость металла повышается, образуется прочное соединение.

Для работы с никелевыми сплавами нужны сварочные аппараты, выдающие постоянный рабочий ток. Сварка никелевых цветных заготовок производится на токе обратной полярности, чтобы защитный газ ионизировался, электродуга становится стабильнее. При обратной полярности заготовка нагревается меньше, чем электрод. Это особенно актуально для заготовок небольшой толщины. Регулируя потенциал тока, можно уменьшить температуру заготовки.

Обработка титана

Титан в расплавленном состоянии бурно реагирует с тремя компонентами воздуха: кислородом, водородом, азотом. Необходимо снизить их содержание в защитной атмосфере до минимума. Газ должен быть качественным, если нужен надежный шов. Он должен остывать в защитной атмосфере, чтобы не образовывались трещины. Для сварки титана в промышленных объемах используются герметичные камеры. При ручной сварке необходимо экранировать рабочую зону, чтобы облако инертного газа не смещалось со шва, аргон или гелий, смеси должны быть первого или высшего сорта. Защитный газ за счет высокой плотности вытеснит воздух. Используется сварочное оборудование, генерирующее постоянный ток. Сварка цветного металла проводится током прямой полярности. Основная термическая нагрузка концентрируется на поверхности заготовки, корень шва углубляется, дуга поддерживается стабильно, металл меньше разбрызгивается.

Работы с магнием

У магниевых деталей проваривают полностью всю кромку. Для работы с заготовками толще 10 мм, необходимо мощное сварочное оборудование, работающее от трехфазной сети мощностью 380 В, генерирующее переменный высокочастотный ток. В периоды обратной полярности дуга пробивает оксидную пленку, она расплавляется. При работе рекомендуется использовать подкладки с низкой теплопроводностью.

Сварка магния и цветных металлов на его основе производится под атмосферной защитой гелия или аргона, он предохраняет расплав от насыщения азотом, шов не пузырится, на нем не образуется окалина. Подачу газа в рабочую зону начинают до розжига дуги, прекращают через 20 секунд после затухания, когда верхняя часть шва схватится.

Сплавы из свинца

Разница между температурой плавления оксидов и самого свинца более 500°С, свинец становится жидким при 327°С, оксиды нужно прогревать до 888°С. Учитывая повышенную текучесть свинца, приходится экранировать зону расплава сварочной ванночкой. Сверху горячий цветной сплав оберегают флюсы, в состав которых входит стеарин, канифоль. Этими же флюсами смазывают стенки сварочной ванночки, чтобы исключить прилипание к ней свинца.

Сварка разнородных цветных металлов

Сложность процесса заключается в ограниченной взаимной растворимости. При сварке цветных металлов и сплавов между собой используют несколько технологий, обеспечивающих надежность соединения:

шов формируют, воздействуя на детали импульсным электронным лучом, скорость прогревания заготовок увеличивается, при высокой температуре происходит схватывание деталей;
при сварке давлением цветной металл разогревается за счет энергии, выделяющейся при пластической деформации структурной решетки, концентрированная тепловая энергия скапливается в зоне контакта, детали не нужно дополнительно прогревать;
для сварки цветных разнородных цветных металлов используют промежуточный слой, сцепляющийся с заготовками, риск охрупчивания швов снижается;
в среде аргона проводят автоматическую, ручную и полуавтоматическую сварку разнородных цветных металлов, электрод держат перпендикулярно деталям, чтобы шов был качественным.

Защитный газ снижает степень окисления, насыщения цветного металла азотом и водородом. Высокотемпературные технологии внутреннего воздействия увеличивают скорость сварки. За счет текучести цветных металлов заполняются пустоты, стык проваривается насквозь. При подборе буферного слоя учитывают компонентный состав заготовок, температуру плавления сплавов.

Имея аппарат для аргоновой сварки, можно заниматься ремонтом деталей из цветных металлов самостоятельно. В промышленных условиях применяют передовые технологии, не позволяющие расплавленному металлу реагировать с воздухом.

Классификация материалов для сварки и правила выбора

Когда говорят о сварке, в первую очередь речь идет о правильном управлении сварочными аппаратами. И это правильно, ведь мастерство сварщика во многом заключается в его навыках сварки, именно благодаря им он получает новые разряды. Однако, здесь участвует не только сварочный аппарат и детали, на которых он применяется, но также различные сварочные материалы. О том, что это, как применяется — в этой статье.

Требования к сварочным материалам

Материалы для сварки разнообразны и выполняют следующие функции:

удаление окислов;
обеспечение правильного наплава, а также более аккуратного шва;
защита шва от кислорода;
удешевление сварки и т. д.

Но чтобы сварочные материалы действительно помогали, им нужно отвечать требованиям качества. Поэтому их продажа находится под строгим контролем, а производство осуществляется по установленным стандартам. Например:

ГОСТы 9466 и 9467 отвечают за металлические электроды.
ГОСТ 2246 установлен для сварочной проволоки.
ГОСТ 9087 регламентирует качество сварочных флюсов.
ГОСТ 23949 — для вольфрамовых электродов и т. д.

Эти ГОСТы нужно знать, так как они указываются на упаковках и сертификатах, прикрепляемых к каждой партии. Помимо ГОСТа можно там же можно найти информацию о:

типе материала, марке;
номере плавки, партии;
химическом составе;
механических характеристиках сварочных материалов;
массе нетто и т. д.

Помимо состава, к прокалке тоже установлены требования. Она проводится при температуре +300 – +350 °C в течение 1–2 часов. Этот процесс, помимо всего, позволяет найти дефекты на расходниках. Есть целый стандарт, ГОСТ 6032, где описаны требования к сварочным расходникам, имеющим высокую стойкость. Они должны проходить тест МКК (межкристаллитной коррозии).

Существуют требования и к условиям хранения, а также транспортировке.

Виды материалов для сварки

Учитывая, сколько функций может выполняться расходными материалами для сварки, они делятся на: электроды и пруты, проволоки, флюсы, газы и керамические подкладки на случай соединения стыков.

Каждый расходник делает что-то свое благодаря принципу использования и составу, поэтому для выбора сначала нужно изучить все классификации, их характеристики, чтобы свободно в них ориентироваться.

Проволока, прутки

Когда проволока плавится, она заполняет собой формируемый при сварке шов. Поэтому проволоки называют присадочными и бывают они:

Низкоуглеродистыми, когда содержание углерода менее 0,12%.
Низколегированными — для теплостойких и конструкционных сталей.
Высоколегированными — для хромоникелевых сталей, нержавейки.

Ленты и прутки для присадки выполняют ту же функцию, а делаются из меди, стали, алюминия. Они нужны на случай, если присадочный материал нужно подавать широким тонким слоем.

Электроды

Электроды — это особые стержни, которые делаются из веществ, проводящих электричество. Нужны они как раз для подачи тока к месту сварки.

Особенности конструкции позволяют электродам делиться на металлические и неметаллические. Металлические делаются из стали, меди, бронзы и других цветных металлов. А неметаллические имеют покрытие их угольных или графитовых составов, которые не плавятся.

Все виды электродов должны обеспечивать устойчивое горение в зоне сварки, а также изоляцию сварочной ванны, уменьшая разбрызгивание металла.

Чаще всего электроды имеют слой металла, а используются для ручной дуговой сварки. Однако, есть такие, что покрыты различными ионизирующими, стабилизирующими и другими веществами.

В зависимости от покрытия электроды помечаются буквами: А — покрытие с кислотными добавками, Б — классические, Ц — с целлюлозой, П — смешанный состав.

Через электроды провидится ток к месту сварки, выбирать лучше качественного производителя и хранить в сухом месте

Газы используют для разных целей, есть горючие газы и те, что только поддерживают горение. К последним относятся:

водород;
кислород;
пропан;
ацетилен и т. д.

А вот для защиты подойдут и инертные, и активные. Углекислый газ, а также смеси на его основе будут в числе активных, а среди инертных выделяются гелий и аргон.

Инертные газы почти не вступают в реакцию с металлами, в отличие от активных.

Флюсы

Флюсы помогают растворять окислы, возникающие на поверхности свариваемых металлов. Также флюс не пропускает к месту сварки кислород, который и инициирует окисление.

Дополнительно флюсы иногда умеют упрощать нагревание металла.

В зависимости от способа изготовления, флюсы бывают плавлеными и неплавлеными, жидкими или порошкообразными.

Жидкие флюсы оказываются полезны при подготовке места, на котором далее появится шов. Перед варкой нужно снять оксидный слой, который есть на заготовке, а также одновременно обезжирить ее, с чем справляется жидкий флюс. Чтобы он выполнял подобные функции эффективно, в его составе обычно бывают щелочи или кислоты, так что подбирается флюс на основе того, с каким металлом предстоит работать и что для него более приемлемо.

Жидкие флюсы после использования смываются водой. А вот порошки смывать не нужно, функция у них иная. При нагревании такие флюсы выделяют газ, который защищает шов от окисления.

Выбор сварочных материалов

Качество сварки будет зависеть не только от знания видов, но также от правильности выбора сварочных материалов. Поэтому здесь нужно учитывать такие параметры:

Тип сварки.
Состав материалов, которые будут свариваться.
Производитель сварочных расходников — он должен быть известен другим сварщикам.
Цена — обычно самые качественные материалы, применяемые при сварке, имеют среднюю цену.

Покупки стоит совершать только в проверенных магазинах, где можно приобрести не поддельный, не просроченный товар, который гарантированно правильно хранили и транспортировали.

В выборе расходных материалов также помогут отзывы других сварщиков, так что, посоветовавшись можно значительно уменьшить круг поисков.

Как определить расход материалов

Сварочные расходники высокого качества делаются из дорогого сырья с использованием сложных технологий. Поэтому их нужно экономить, не расходуя зря. Для этого существуют целые нормы, регулирующие расход каждого вида материала в зависимости от типа сварки, а также используемого для нее оборудования.

Нормы не строгие, поэтому позволяют понять нужное количество расходника только примерно. Но сначала нужно сделать расчет расхода, использовав формулы, в которые просто нужно поставить параметры.

Например, для проволок и электродов нужно знать площадь поперечного сечения шва, коэффициент наплавки, а также длину шва. Полученное значение подставляется под значения в нормативных документах с учетом запаса на пробные швы или исправление брака.

А вот расход газов можно просто определить по таблицам, для каждого вида существует своя.

Условия хранения

ГОСТы, которые регламентируют качество материалов для сварочных работ, также регулируют правила их хранения.

Для правильного содержания потребуется сохранить заводские упаковки, чтобы помещать туда материалы после использования. Все они должны быть дополнительно расфасованы, а также промаркированы по сортам и маркам.

Все расходники хранятся в отдельных помещениях, в зависимости от их вида условия могут меняться. Так, флюсы или электроды с покрытием хранят в сушильных шкафах, термических пеналах, герметичных тарах, если те предварительно прокаливали.

Места для хранения должны быть сухими, отапливаемыми, хорошо вентилируемыми, но не позволять сварочным расходникам постоянно находиться под прямыми солнечными лучами. Температура должна опускаться не ниже 15°C, а влажность быть не выше 40%.

Соблюдение этих условий позволяет хранить материалы неограниченное время. А вот если оставить их на открытом пространстве, то они не проживут дольше 5–15 дней в зависимости от состава.

Подбор расходных материалов важен для любой сварки, промышленной и бытовой. А потому каждому сварщику помимо навыков работы со сварочными аппаратами и знания особенностей металлов нужно иметь также понимание того, какие сварочные материалы существуют, а еще как их правильно использовать, чтобы сделать работу качественнее.

Сварочные материалы: классификация и характеристики

Во время сварки изделий применяются сварочные материалы. Они позволяют обеспечить стабильное горение дуги, беспористые сварные швы, которые устойчивы к образованию повреждений. Ниже будет представлена их классификация и назначение.

Материалы для сварки выполняют такие функции:

обеспечивают стабильность сварочного процесса;
удаляют из металла шва вредные примеси;
обеспечивают правильные геометрические размеры швов;
обеспечивают получение материала шва с определенным химическим составом и свойствами;
помогают защитить расплавленный металл от воздействия воздуха.

Классификация сварочных материалов

Итак, на какие категории подразделяются данные материалы:

электроды и присадочные прутки — к ним относятся электроды с кислым, целлюлозным, смешанным, рутиловым, основным и другим покрытием, а также неплавящиеся электроды;
проволока — бывает активированной, порошковой или сплошной;
флюсы — подразделяются на электропроводные и защитные;
газы — для поддержки горения, защитные, которые бывают активными и инертными, и горючие;
керамические подкладки — используются для соединения стыковых, угловых и тавровых швов, бывают всепозиционными, круглыми и др.

Электроды и проволоки

Проволоки и электроды нужны для обеспечения подачи электропитания в сварочную зону с целью нагрева. Плавящиеся электроды с покрытием, некоторые виды проволоки и защитный флюс для дуговой сварки включают в себя специальные компоненты, которые способны защитить металл от воздействия воздуха, поддерживают стабильность процесса работы и помогают получить определенный химический состав металла шва и не только. А присадочный пруток в шов вводится при сварке.

Плавящиеся проволоки используются в работе в таких ситуациях:

под флюсом;
в защитных газах;
при электрошлаковой сварке.

Стальные проволоки бывают трех видов:

легированные;
высоколегированные;
низкоуглеродистые.

Всего по сортаменту насчитывается 77 разновидностей.

При выборе той или иной марки меняется химический состав сварного шва. Чаще всего применяют проволоку, по составу напоминающую металл, который обрабатывается. Материал должен соответствовать ГОСТу и быть указан на упаковке изделия.

В свою очередь, низкоуглеродистая и легированная сталь для производства проволоки бывает омедненной и неомедненной. Для ручного типа сварки применяется проволока, которая порублена на куски по 360−400 мм в длину. Приобрести ее можно в мотках по 20−85 кг весом. Каждый такой моток имеет этикетку, где указаны производитель и технические параметры изделия.

Для работы нельзя использовать проволоку сомнительного производства неизвестной марки. Поверхность присадочной проволоки должна быть гладкой, на ней не должно быть жира, ржавчины или окалины. Выбирать ее нужно по показателю плавления, он должен быть ниже аналогичной характеристики у соединяемых материалов.

Одно из качественных свойств проволоки — это способность плавиться постепенно, без резкого выброса брызг. Если специальной проволоки для соединения изделий из нержавейки, латуни, свинца или меди нет, то применяют полоски порезанного металла из того же материала, который сваривается.

Пластины и стержни

Пластины используются для электрошлаковой сварки, а дуговая сварка осуществляется с применением электродного металлического стержня с покрытием на основе электрода. Толщина электродов бывает трех видов:

Тип сварочного материала с разным покрытием обозначается буквами таким образом:

А — покрытие имеет кислотные добавки;
Б — классический вариант;
Ц — покрытие содержит целлюлозу;
П — в поверхностном слое присутствуют смешанные материалы.

При резке и газовой сварке применяют горючие газы и те, что поддерживают горение. Сюда относятся:

кислород;
ацетилен;
водород;
пропанобутановая смесь;
метилацетилен-алленовая фракция.

Защитные газы предназначены для обеспечения газовой защиты материала в расплавленном виде от воздуха. Защитные газы такие:

инертные (гелий, аргон и смеси на их основе);
активные (углекислый газ и смеси на его основе).

Инертный газ в химическую реакцию с металлом вступать не умеет и почти в нем не растворяется, а активные газы способны вступать в такую реакцию и растворяться в металлах.

Что касается кислорода, то он тяжелее воздуха и помогает газам и парам сгореть максимально быстро, при этом способно выделяться тепло, а температура плавления при этом максимальная. При этом сжатый кислород при взаимодействии со смазочными материалами и жирными маслами может привести к взрыву и самопроизвольному воспламенению, соответственно, работать с кислородными баллонами следует только в чистых условиях, где подобное исключено. Сварочные материалы кислородного типа нужно хранить, только соблюдая нормы пожарной безопасности.

Сварочный кислород бывает техническим, получается из атмосферы. А воздух при этом обрабатывается в разделительном аппарате, в итоге удаляются углекислые примеси, а готовый продукт сушат. В жидком виде кислород для хранения и перевозки содержится в специальных емкостях, имеющих высокую теплоизоляцию.

Другой газ, ацетилен, — это кислород, соединенный с водородом. При нормальной температуре ацетилен имеет газообразное состояние. Он бесцветный и включает примеси сероводорода и аммиака. Опасность представляют воспламеняющиеся компоненты такого материала, сварочное давление от 1,5 кгс/см2 или же ускоренное нагревание до температуры в 400 градусов также могут привести к взрыву.

Газ производится посредством электродугового разряда, который разделяет жидкие горючие компоненты, или через разложение карбида кальция под воздействием жидкости.

Существуют и заменители ацетилена. Согласно требованиям к материалам для сварочных работ, возможно применение паров жидкостей и прочих материалов. Их используют, если температура нагрева в два раза больше показателя плавления металла.

Чтобы горел тот или иной вид газа, нужно определенное количество кислорода в горелке. Те или иные горючие вещества используются вместо ацетилена, поскольку они недорогие и их легко добыть. Использовать их можно в разных промышленных сферах, но применение таких веществ ограничено ввиду их относительно низкой границы нагрева.

Флюсы для сварки и другие материалы

Флюс в процессе сварочных работ имеет разное назначение. Благодаря ему можно растворить окислы на поверхности металла, что способствует облегчению процесса смачивания заготовки расплавленным металлом. Еще флюс является барьером для доступа кислорода, выступая в роли покрытия горячей поверхности заготовки, и не допускает окисления металла. А еще расплав флюса может выступать как теплообменная среда, облегчая нагревание стыка.

Флюсы отличаются друг от друга по следующим параметрам:

способу производства;
назначению;
своему химическому составу и прочим параметрам.

Например, по способу производства они бывают плавлеными и неплавлеными. Плавленые флюсы производятся посредством сплавления частей шихты в печах. А вот неплавленые части флюсовой шихты могут быть скреплены без сплавления.

Флюс состоит из порошка или пасты определенного состава, его производят на основе борной кислоты или же прокаленной буры. Флюсы не применяют для соединения легированных сталей.

А другой вид материала для сварки, керамическая подкладка, применяется для того, чтобы создать качественный шов и сформировать обратный валик.

Все перечисленные сварочные материалы еще могут подразделяться по типу свариваемых металлов и сталей. Например, одни предназначаются для соединения углеродистых сталей, другие — для нержавеющих или низколегированных либо чугуна, меди и прочих материалов.

Общие требования к сварочным материалам

Независимо от того, какой используется тип сварки, следует применять материалы согласно существующим стандартам, где прописаны все требования к ним. Все заводские изделия должны иметь сертификат с указанием технических характеристик:

товарный знак производителя;
буквенно-цифровые условные обозначения, указывающие на тип и марку изделия;
заводской номер смены и партии плавки;
показатель поверхностного состояния проволоки или электрода;
химический состав материала и процентное соотношение его компонентов;
механические особенности направленного шва;
вес нетто.

Для всех электродов важным требованием является хорошо сформированный шов и дуга со стабильным горением. Металл полученной направки обязан соответствовать заранее заданному химическому составу, во время работы должно происходить равномерное расплавление стержня, без брызг и выделения токсичных компонентов. Проволока позволяет осуществить качественную работу. Электроды могут очень долго сохранять свои технические параметры.

Чтобы произвести качественную работу, важно учитывать каждую деталь. Чтобы соединение было прочным и стойким, используйте только качественные материалы и делайте все согласно требованиям.

Классификация и выбор сварочных материалов

Сварка – один из самых популярных производственных процессов. Для того чтобы осуществить сварку максимально качественно и грамотно, необходимо обладать не только теоретической подготовкой и практическими навыками, но и соответствующим инструментарием. Например, сварку изделий невозможно произвести без специально предназначенных сварочных материалов. Подробнее об их классификации и процессе выбора мы поговорим в нашей статье.

Особенности и функции

Сварочные материалы (как можно догадаться из их названия) используются для сварки изделий. Они применяются как сварщиками-любителями, так и профессионалами. К их функциональным особенностям обычно относят следующие:

расходные материалы гарантируют стабильность проведения производственных работ;
удаление вредоносных добавок;
получение наплавленного металла с конкретно определенным набором химических характеристик;
самостоятельное определение сварщиком химического состава;
защита расправленного металла от влияния на него воздуха;
создание швов, которые будут стойкими к образованию трещин;
создание корректных геометрических показателей швов;
обеспечение максимальной экономичности сварки и так далее.

Таким образом, расходные сварочные вещества осуществляют целый перечень функций и непосредственно влияют на результат производственного процесса.

Требования

За производством, выпуском и продажей сварочных материалов осуществляют строгий контроль. Это связано с тем, что расходники должны отвечать целому перечню требований, в противном случае они не смогут выполнять возложенные на них функциональные задачи. Так, в первую очередь необходимо отметить, что существуют определенные нормативы и стандарты, которые регламентируют требования к приемке и контролю сварочных элементов. В зависимости от типа сварочного материала к нему следует применять тот или иной ГОСТ (межгосударственный стандарт), а именно:

для электродов металлических – ГОСТ 9466, ГОСТ 9467, ДСТУ ISO 544;
для проволоки сварочной – ГОСТ 2246;
для флюсов сварочных – ГОСТ 9087;
для аргона газообразного – ГОСТ 10157;
для двуокиси углерода – ГОСТ 8050;
для электродов вольфрамовых – ГОСТ 23949.

В процессе покупки и выбора того или иного сварочного материала стоить иметь в виду указанные выше ГОСТы и помнить, что каждая партия расходников должна подкрепляться наличием сертификата, который должен содержать такую информацию, как:

товарный знак фирмы-изготовителя;
символьное обозначение (а именно – тип, марка);
номер плавки и партии;
состояние поверхности проволоки;
подробный химический состав;
механические характеристики наплавленного металла;
масса нетто (она должна быть указана в кг).

Кроме того, согласно существующим нормативам, сварочные материалы, соответствующие стандартам, должны быть прокалены при температуре +300–+350 градусов по Цельсию до того, как будут запущены в производство. Причем сам по себе процесс прокаливания должен происходить в течение 60–120 минут. На поверхности сварочных материалов не должно быть каких-либо загрязнений или других дефектов (например, ржавчины или окалины). В случае наличия таковых в обязательном порядке нужно осуществить тщательную очистку.

Требования предъявляются также к процессу хранения и транспортировки сварочных материалов. Так, должны быть созданы такие условия, которые препятствовали бы нарушению целостности. При этом те материалы, к которым предъявляются повышенные требования относительно стойкости, должны проходить специальный тест на склонность к МКК (межкристаллитной коррозии) по ГОСТ 6032.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что к сварочным материалам выдвигаются довольно серьезные требования, которые должен соблюдать каждый производитель.

Обзор видов

Поскольку процедура сварки может обладать большим количеством деталей и нюансов, на современном рынке можно найти сварочные материалы, применяемые для различного рода процессов (например, присадочные, укрывные, наплавочные и так далее). Рассмотрим их основные виды и характеристики.

Проволока

Данный сварочный материал (если учитывать существующую классификацию) относится к категории присадочных. Так, расплавляясь, проволока заполняет область шва. Вообще говоря, согласно стандартам принято выделять 3 типа проволоки для сварки, а именно:

низкоуглеродистый (процентное содержание углерода в этом случае составляет меньше, чем 0,12%);
легированный – такой тип проволоки используется для работы с конструкционными и теплостойкими сталями;
высоколегированный – проволока предназначена для сварки нержавеющих и хромоникелевых сталей.

При этом стоит иметь в виду, что при выборе проволоки нужно отдавать предпочтение такой ее разновидности, которая по своим физическим свойствам соответствует тому материалу, что вы и подвергаете непосредственной сварке.

Лента и прутки

Лента и прутики могут использоваться не только в процессе непосредственной сварки, но и выполнять функцию присадочного материала. Исходным веществом изготовления в этой ситуации может быть сталь, алюминий или медь.

По своей сути электроды для сварки являют собой стержень, который изготавливается из какого-либо электропроводного материала и предназначается для подвода тока к свариваемому изделию. К наиболее распространенным разновидностям электродов можно отнести те, которые покрыты металлом и используются для ручной дуговой наплавки, а также те, что покрыты тонкими стабилизирующими, ионизирующими или толстыми веществами.

Газы, как сварочные материалы, исполняют роль предохранителя: они защищают место сварки от непосредственного контакта с воздухом. При этом для этих целей чаще всего используются ацетилен, водород, пропан, бутан и так далее.

Флюс выполняет несколько важнейших функций. Так, он растворяет окислы на металлической поверхности (благодаря этому процесс смачивания заготовки расплавленным металлом значительно упрощается). Флюс выполняет функцию своеобразного барьера и не допускает кислород к месту сварки, соответственно, предотвращает нежелательные процессы окисления. Кроме того, данный материал может выполнять функцию теплообменной среды и упрощать нагрев сварочного стыка.

Существует большое количество классификаций флюсов. Так, в зависимости от способа изготовления они могут быть плавленые (изготавливаются посредством сплавления компонентов шихты в печах) и неплавленые (скрепляются без непосредственного плавления).

Советы по выбору

Подбор сварочных материалов нужно осуществлять максимально тщательно и внимательно. При этом в учет нужно брать несколько ключевых моментов.

Отталкивайтесь от типа сварки, которую вы планируете осуществлять, а также от того материала, что будет подвергнут сварочному процессу. Эти моменты являются самыми важными.
Выбирайте только те расходники, которые были произведены проверенными фирмами и компаниями, пользуются авторитетом в профессиональном сообществе. Только в таком случае вы можете рассчитывать на то, что все вещества были изготовлены в строгом соответствии с нормами и стандартами.
Обращайте внимание на цену – стоимость должна соответствовать оптимальному соотношению цены и качества. Выбирайте материалы из средней ценовой категории.
Покупайте сварочные материалы только в проверенных и официальных точках продажи. Таким образом вы сможете обезопасить себя от приобретения подделки или некачественного (например, бракованного) товара.

Важно! Прежде чем покупать тот или иной материал, внимательно изучите отзывы пользователей о нем.

Использование

Существуют следующие простые правила использования сварочных материалов:

применение сварочных материалов должно происходить с учетом расчета норм их расхода;
нужно обязательно произвести подготовку, которая зависит от вида материала, температурного режима и условий окружающей среды;
в процесс использования также очень важно соблюдать нормы техники безопасности, быть внимательным и аккуратным;
заранее рекомендуется изучить технологические особенности применения того или иного вещества;
производить работы нужно в строго определенном порядке.

Правила хранения

ГОСТы, помимо прочего, регулируют правила хранения сварочных материалов. Так, согласно официальной документации, сварочные материалы в обязательном порядке должны быть упакованы в заводскую упаковку, а также их следует отдельно расфасовать в зависимости от сорта и марки. Расходники должны храниться в специально оборудованном закрытом помещении. При этом условия хранения для некоторых разновидностей материалов могут изменяться (например, электроды с дополнительным покрытием или флюсы, которые были подвергнуты предварительной прокалке, обычно держат в специально предназначенных сушильных шкафах).

При этом срок хранения в таких условиях не является ограниченным. Но если сварочные материалы находятся на открытом пространстве, то срок их хранения в таких условиях составляет всего 15 суток (в некоторых случаях он может сокращаться даже до 5 – например, это касается порошковой проволоки).

О том, как выбрать электрод для сварки, смотрите в следующем видео.

Все о сварке металла

Знать все о сварке металла крайне полезно не только для самих сварщиков и организаторов производства. Даже самые обычные люди порой выступают в качестве заказчиков, и тогда им необходимо понимать, какие бывают виды сварки и подготовка к работам, как проводится сварка оцинкованных цветных металлов, как выполняется сварка толстого металла и заготовок другой толщины. Наконец, бывает необходимо даже вникать в особенности порошкового и других видов сварочного процесса.

Особенности

Разумеется, любая сварка металла, даже любительская, должна ориентироваться на ГОСТ и его требования. Ведь эти положения созданы не просто так, а в результате обобщения колоссального опыта. Пользоваться сварными соединениями люди начали еще в глубокой древности. Правда, тогда единственным вариантом их выполнения являлся огневой нагрев металла в кузнице. Сварочные работы проводятся как с целью ремонта готовых изделий, так и для их получения.

Сегодня значение сварки стало намного больше, чем когда-либо ранее. Подобный метод применяется:

в строительстве;
в промышленности;
в создании трубопроводов;
при возведении заборов;
в автомобильном ремонте;
в починке отопительных приборов и магистралей.

Правильная сварка позволяет:

существенно сэкономить металл (по сравнению с другими способами соединений);
уменьшить трудоемкость выполняемых работ;
сократить себестоимость;
изготовить сложносоставные конструкции даже за ограниченное время;
сократить расходы на технологическое оборудование;
организовать при необходимости автоматизированное производство;
применять самые разные материалы, в том числе присоединить металл к неметаллическим конструкциям;
изготавливать даже мелкие детали и элементы;
обеспечить солидную герметичность и стойкость к износу.

Но рассказ об основах сварки не позволяет умолчать и об ее недостатках, таких как:

засорение воздуха;
необходимость расходовать электричество и/или различные газы;
вероятность возникновения трещин на швах;
неизбежное ослабление (шов всегда менее крепок и стабилен, чем целый металл);
вероятность деформации металла из-за швов;
вероятность появления остаточных напряжений при неоднородном нагреве.

Классическим методом горячей сварки является соединение металла встык. В этом варианте обеспечивается примыкание двух частей (конструкций) торцами. Подобный подход достаточно прост и дешев, выполняется без лишних проблем. Это решение оптимально даже для стыков, которые сталкиваются с непрерывными механическими напряжениями. Толщина металла при стыковой сварке не увеличивается, что делает ее отличным выбором для ответственных работ, в том числе для транспортного машиностроения.

Но иногда применяется другой способ — соединение внахлест. Чаще всего он нужен, когда сваривают точечно, контактом. Кромки разделывать не потребуется, однако сами они должны быть тщательно разделаны. Торцы кромочных частей и прилегающие к ним участки обязательно освобождают от жира.

Процедура не вызывает особых проблем, если можно «кантовать» обрабатываемые изделия.

Однако надо учитывать:

определенный перерасход металла;
повышенную затрату электродов или сварочного газа;
недостаточную, по сравнению со стыковым исполнением, прочность.

Художественную сварку тоже было бы глупо обойти вниманием. Эта процедура применяется для создания мебели и различных декоративных предметов. Но ее могут использовать и в производстве практичных бытовых вещей, которые должны иметь подчеркнуто дизайнерский вид.

Чаще всего речь идет о:

журнальных и прикроватных столиках;
изящных заборах;
стульях;
вешалках;
обувных стойках;
арках;
орнаментных деталях для украшения интерьера;
сувенирах.

Давлением

Важным подвидом сварки давлением является ультразвуковая обработка. Но в бытовых условиях чаще применяют другой вариант — соединение при помощи состава «холодная сварка». Предварительно проводится пластическая деформация зоны крепления. Общее между различными методиками и различными химическими составами «холодного соединителя» – отсутствие прогрева поверхности. Оригинальным видом сваривания давлением является, между прочим, сварка взрывом.

Пластическая деформация в таком варианте происходит, разумеется, очень быстро. Также она неизбежно сопровождается разогревом обрабатываемой поверхности. Стоит упомянуть также магнитно-импульсную методику. Она подразумевает сталкивание (соударение) деталей, приводимых в движение импульсами магнитного поля.

Сваривание давлением востребовано и в производственной, и в ремонтной сферах.

Плавлением

Именно к этому разряду относится всем известная электродуговая сварка. Электрическая дуга может создаваться постоянным либо переменным током. У этих вариантов есть как преимущества, так и недостатки. Когда торец электродного инструмента и кромки деталей плавится, формируется шлаковая ванна, которая какое-то время остается в расплавленном виде. Соединение формируется, когда ванночка затвердевает, для работы нужны плавкие или неплавкие электроды.

Весьма ценная альтернатива — электрошлаковая методика. Флюс непрерывно поступает в ванну. Для работы может применяться пластинчатый, проволочный электрод либо плавкий мундштук. Встречаются колеблющиеся и не имеющие колебаний электроды. Допустимая толщина стыков составляет от 1,5 до 60 см.

ацетилена;
бутана;
водорода;
пропана;
бензиновых паров.

Большое значение сегодня имеет и плазменная сварка. Ионизация газа происходит при температуре от 5500 градусов, что существенно повышает требования к оборудованию. Подобная методика, как и электронно-лучевая, востребована в приборостроении, авиастроении, в сваривании вольфрама, никелевых сплавов, нержавеющих сталей. Электронно-лучевой способ подразумевает преобразование кинетической энергии движущихся электронов в тепловую энергию. Она-то и плавит металлы.

Термомеханическая

Суть очень проста: давление сочетается с тепловым воздействием. Этот подход позволяет сформировать особо устойчивую межатомную связь, несмотря на ограниченный расход тепла. Подобная методика — та самая, которую использовали еще древние кузнецы. Термомеханическая сварка, однако, может быть выполнена и контактным способом. В этом случае сначала прогревают изделия, пока они не станут гибкими, а затем подвергают пластическому деформированию, есть при этом следующие подвиды:

точечный;
стыковой;
рельефный;
шовный.

Оборудование и материалы

В промышленности, конечно, используют сварочные станки высокого класса. Но этим ограничиться нельзя. При термической сварке применяют присадочные элементы — электроды и металлические прутки. Получать тепло помогает иногда горючий газ, термит (специфическая смесь горючих веществ). В газовом варианте чаще всего применяют пропан и ацетилен, для заполнения шва используется присадочный пруток.

Самый массовый в мире способ — электродуговая сварка. Помимо самих аппаратов, трансформаторов, источников тока для нее нужны электродные инструменты. Ручную дуговую сварку чаще всего ведут плавящимся электродом. Он обязательно должен быть покрыт особой обмазкой.

При использовании неплавких электродов нужна аргонодуговая методика, поскольку только защитный газ позволяет изолировать свариваемую область.

Потому необходимо использовать:

специальные баллоны;
регуляторы поступления газов;
особые магистрали.

Лазерная сварка может проводиться в самых труднодоступных участках — однако для этого придется использовать специальные призмы. Именно они точно направляют луч основной установки в заданное место. Электрошлаковую методику можно применить, если использовать специальный проводящий ток флюс. Дополнительно понадобится присадочная проволока. Что касается термитного варианта, то он подразумевает применение комбинации магния, алюминия и металлической окалины, которую сжигают в жаропрочном резервуаре.

Подготовка

Для зачистки металла перед сваркой рекомендуется использовать угловые шлифовальные машины и жесткие щетки. При дуговой и электронно-лучевой методике величина участка, на котором удаляют загрязнение, составляет примерно 0,5 см от создаваемого шва. Если толщина соединяемых деталей равна 5-20 мм, то расчетный показатель зачищаемой зоны — не меньше этой толщины. Если варят листовой прокат толще 36 мм, то придется дополнять визуальный контроль ультразвуковой дефектоскопией.

Когда изделия деформированы, перед тем как браться за сварочный инструмент, необходимо произвести правку. Для этой работы применяют кувалды и молотки. В промышленности применяют листоплавильные валки и мощные прессы. Разметку и пространственную подготовку производят с помощью:

рулеток;
линеек;
штангенциркулей;
оптических разметно-маркировочных машин;
систем для мерной резки.

Технология

Перед тем как сваривать любые металлические изделия самой разной толщины, придется внимательно вычищать поверхность. Максимальное внимание надо уделять очистке контактной площадки. Достаточно даже небольшого количества влаги, ржавчины, маслянистых включений, чтобы шов был ухудшен необратимо. Обязательно проверяют стыки и кромки. Важно знать и то, как резать изделия из листового металла. Эта работа может быть выполнена даже самыми обычными электродами. Но правильнее применять изделия специального типа (ОЗР). При разделительной резке листы ставят так, чтобы расплав вытекал беспрепятственно. Электрод ведут под прямым углом к плоскости металла. Часто в быту приходится сваривать оцинкованную сталь (в просторечии оцинковку).

Обязательным условием является прогрев до температуры свыше 1000 градусов. Приходится учитывать неизбежное засорение воздуха парами цинка. Они могут поражать и сам обрабатываемый металл. Потому стандартная технология подразумевает использование мощной общей вентиляции и тщательной вентиляции рабочей зоны.

Научиться сварке цветных металлов и сплавов не сложнее, чем освоить работу с черным металлом.

Алюминий и его соединения обычно обрабатывают электродуговым способом. Может использоваться, к примеру, открытая и закрытая дуга. При газовой защите рекомендовано брать аргон первого и второго классов. Также могут использовать аргоно-гелиевую смесь. Ручная дуговая сварка подразумевает применение особых установок (УДГ и подобных устройств).

Для работы с изделиями из толстого металла наиболее предпочтительны электродуговая и электрошлаковая методики. Они позволяют отказаться от использования дорогих расходных материалов. В электрошлаковом варианте формируют исключительно вертикальные швы, которые идут снизу вверх. Между соединяемыми листами нужно оставлять промежуток, обрабатывать стыки не потребуется. Наибольшая толщина — 0,6 м, всю работу надо сделать за один проход.

Для ускорения работы часто применяют проволоку из порошкового металла. К тому же подобный метод гарантирует повышенное качество шва. Определение массы наплавленного вещества производится сообразно:

классу манипуляций;
типу материала;
категории используемой проволоки;
необходимым требованиям к формируемому шву.

В ряде случаев возникает необходимость сделать отверстие в свариваемом изделии. Лучше всего сделать это при помощи инверторного аппарата. Прорезание отверстий даже проще, чем сама сварочная работа. Предсказуемо рекомендуют использовать уже упомянутые электроды ОЗР. После разжигания дуги настраивают подходящую силу тока.

Края размечают при помощи химического карандаша. Мелкие отверстия (до 2 см в разрезе) формируют сразу. При большом объеме работы рекомендуется сначала прорезать дырку небольшой величины и затем ее расширять. Стоит учитывать, что электродная резка не может обеспечить идеально ровных линий. Если это критично, правильнее использовать плазменное оборудование.

Иногда становится нужна и сварка каленого металла. Надо понимать, что она грозит появлением большого числа трещин и иных деформаций. Присадочный материал должен быть той же марки, что и основное изделие. Проще всего выполнить работу ручным способом со специальными электродами. В промышленных масштабах предпочтительна электродуговая сварка с аргоном.

Возможные проблемы

Иногда сварщики жалуются, что металл прожигается или прогорает. Ставить слишком большой ток нецелесообразно — иначе получится так, что изделия не варят, а режут, по сути. Тонкие образцы правильнее обрабатывать инвертором. Важно: не стоит лишний раз использовать длинные переноски. Из-за них мощность аппаратов чрезмерно падает.

Иногда возникает пространственная деформация — или, как говорят профессионалы, металл ведет. Компенсировать это можно при помощи предварительного разогрева. В некоторых случаях можно делать сварочные работы в «кондукторах». Также возможны иные проблемы:

трещины;
пустоты;
различные поры;
твердые вкрапления;
несплавленные участки;
места непроваров.

Техника безопасности

В процессе плавления металл накаляется примерно до 1000 градусов, а иногда и больше. Приходится защищаться как от ожога, так и от электрического тока, и от горючих газов. Потому сварщики обязательно надевают защитную спецодежду и маски, даже если им надо «всего лишь» заваривать мелкую трещину. Нельзя надевать какую-либо одежду из горючих материалов, а также синтетических тканей. Наилучшим выбором для защиты рук являются замшевые или сделанные из спилка перчатки.

Важно: нельзя применять самодельные маски и щитки, даже небольшая щель сильно ухудшает защитные качества. В любом случае рекомендуется применять полностью заземленное электрооборудование. Освещение рабочей зоны должно производиться в идеале приборами на 12 В. Холостой ход применяемого оборудования должен производиться при напряжении максимум 90 В.

Все сварочные аппараты должны быть подсоединены к обособленному электрощитку и системе защитного отключения.

В норме провода для сварочных аппаратов должны быть максимум 10 м в длину. Соединение оборванных сетевых кабелей производится только особой муфтой. Работая на улице, придется ставить аппараты под навесы или даже в крытые павильоны. Если начинается сильный дождь или даже слабый снегопад, варить металл нельзя. Перед началом работы требуется внимательно проверять исправность изоляции всех проводов и аппаратов.

Сварочные работы в закрытых помещениях могут выполняться только при работающей приточной вентиляции. Даже при таком условии следует выполнить предварительное проветривание. В сырых местах придется использовать резиновые коврики. Перед сваркой на высоте необходимо получать наряд-допуск, а также использовать защитное страховочное снаряжение. За работающими на высоте должны наблюдать помощники.

В следующем видео вас ждет сварка тонкого металла электродом.

Читайте также: