Что такое сварочное дело

Обновлено: 20.09.2024

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

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

Сварочный аппарат и экипировка

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

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

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

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

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

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

Технология сварочных работ

Как научиться сваривать металл с нуля? Этот вопрос задают все новички. Для начала определимся, какие ключевые элементы нам понадобятся для выполнения работ. Это инвертор, экипировка и, конечно, электроды. Электроды для сварки имеют широкое применение, они позволяют быстро и качественно соединить различные металлы.

Для сварки инвертором используются так называемые плавящиеся электроды с обмазкой (или покрытием). Покрытие играет защитную функцию, оно не позволяет кислороду проникать в сварочную зону и ухудшать качество шва. Также благодаря покрытию дуга проще зажечь и вести, она стабильна и горит равномерно.

Существует множество типов покрытий. Покрытие выбирается исходя из металла, который нам нужно сварить. Самые популярные обмазки — основная, рутиловая и кислая. Электросварка электродами с кислым покрытием производится как на постоянном, так и на переменно токе. С помощью кислых электродов можно легко сварить загрязненный металл (но мы все же рекомендуем его подготовить перед сваркой, о подготовке мы писали в этой статье). Кислые электроды принято использовать при сварке не очень важных конструкций из низкоуглеродистой стали.

Электроды с основным покрытием очень интересны. При плавлении обмазка выделяет углекислый газ, который отлично справляется с защитой сварочной зоны. Швы получаются очень прочными и долговечными. При этом работать нужно только с постоянным током, установив обратную полярность. Но такие электроды требуют очень тщательной очистки металла перед сваркой, нужно зачистить поверхность, удалить все загрязнения и очаги коррозии. Если пренебречь подготовкой металла перед сваркой, то после работы со сварочными электродами с основным покрытием на шве будет много шлака и его будет трудно убрать.

Электроды с рутиловым покрытием самые популярные. Они универсальны, стоят недорого и позволяют сварить любой металл. Ими можно варить на постоянном и переменном токе, но всегда читайте упаковку. Ведь некоторые производители выпускают рутиловые электроды для работы только с переменкой или только с постоянкой.

На этом основы сварочных работ не заканчиваются. Нужно правильно подобрать размер электрода, а именно его диаметр. Здесь все просто: чем тоньше металл, тем диаметр меньше. Вот простой пример: нам нужно сварить тонкий лист металла (например, алюминия). Для этих целей мы берем электрод диаметром до 2 миллиметров. И так со всеми остальными металлами. От выбора диаметра напрямую зависит качество шва.

Кстати, существуют разные виды швов. Вы можете видеть их на картинке ниже.

Нижний шов самый простой. Варим его, положив деталь горизонтально на ровную поверхность. Мы рекомендуем начинать обучение именно с нижнего шва. Горизонтальный шов похож на нижний, но уже сложнее, поскольку требует от сварщика больше мастерства. Приступайте к горизонтальным швам только после того, как хорошо научитесь делать нижние швы.

Вертикальные швы еще сложнее, чем горизонтальные. Электрод нужно вести сверху вниз и под действием силы притяжения расплавленный металл стремительно стекает вниз. Нужно немало опыта и мастерства, чтобы научиться делать вертикальный шов, чтобы при этом он был равномерно проварен. Но самый сложный как раз потолочный шов. Здесь все трудности собраны воедино. Если сварщик может без проблем сварить потолочный шов, значит он настоящий профессионал. Стремитесь к этому и вы тоже сможете стать настоящим мастером своего дела.

Нас часто спрашивают, как научиться сварке трубопровода или как правильно научиться варить различные трубы? Почему-то у многих это вызывает трудности. Это не удивительно: при сварке трубы швы комбинируются, вам придется уметь варить и нижний, и вертикальный, и потолочный шов, чтобы соединить трубы. Единственное, что мы можем посоветовать — больше практиковаться. Не надейтесь узнать какой-то уникальный способ, с помощью которого можно без труда сварить сложные швы. Только практикуясь вы улучшите свои навыки.

Теперь поговорим о полярности. В статье мы уже упоминали это слово. Скажем простыми словами: при прямой полярности деталь нагревается быстро, электрод расходуется мало. А при обратной полярности все наоборот. Подробнее об обратной полярности мы писали в этой статье, обязательно прочтите ее, там мы подробно все объясняем. Обратную полярность используют чаще всего. Ну а прямая полярность нужна для резки металла, например.

Первое соединение металла своими руками нужно начинать с нижнего шва, поскольку он самый простой, как мы уже писали ранее. Для теста можете использовать ненужные металлические детали, которые найдете в гараже. Купите популярные электроды (например, электроды МР-3), можно выбрать подешевле. Такие электроды позволят новичку быстро зажечь и вести дугу, а шов получится не очень качественным (но это пока не главное). Не покупайте электроды УОНИ, поскольку вы просто не справитесь с ними из-за недостатка опыта.

Далее нужно научиться зажигать дугу. Существует два способа: метод постукивания (или касания) и метод чирканья. Разогрейте кончик электрода горелкой и постучите им по детали, затем легко проведите по детали. Движения должны быть плавными и уверенными, в меру быстрыми. Иначе электрод прилипнет к металлу. Благодаря предварительному прогреву электрода дуга зажжется проще, но в дальнейшем вы должны учиться зажигать дугу без прогрева.

Метод чирканья похож на ситуацию, когда вы поджигаете спичку о коробок. Быстро проведите концом электрода по поверхности металла, без предварительного нагрева. При чирканье электрод уже достаточно разогревается и при поднесении его к поверхности металла легко зажигается. Так проще начать сварку.

Подождите, пока дуга разгорится. Затем приступайте к сварке. Как только вы поднесете электрод к металлу, вы увидите, как он начинает плавится и образовывается участок с углублением. Он называется сварочной ванной. В сварочной ванне визуально заметны все процессы: выделение защитного газа, образование шлака и брызги металла. Следите за процессами в сварочной ванне, чтобы понимать, как нужно вести шов.

Шов ведут плавно, электрод держат на равном расстоянии, не изменяя его по ходу движения. Мы рекомендуем держать короткую дугу, т.е. вести электрод на расстоянии 3 миллиметров от поверхности металла. Новички могут установить меньшее значение силы тока, чтобы случайно не расплавиться металл больше, чем нужно.

Существует три типа ведения швов. Вы можете видеть их на картинке ниже. Самый популярный тип — углом вперед (на картинке обозначается буквой «б»). Буквой «а» обозначен шов под прямым углом, буквой «в» обозначен шов, который ведется углом назад. В зависимости от выбранного направления отличаются и готовые швы. Новичкам для начала рекомендуем вести электрод именно углом вперед.

На этом сварка металла не заканчивается. Шов нужно правильно довести и закончить работу. Нельзя резко отрывать электрод от поверхности металла, иначе дуга погаснет и на конце шва останется заметный кратер. Из-за него может произойти дальнейший раскол соединения. Вместо этого подержите электрод пару секунд на одном месте и затем плавно отведите его назад.

Вместо заключения

Мы рассказали все о том, что нужно знать про сварочное дело, если вы только собираетесь приобрести свой первый сварочный аппарат. Поверьте, не так уж сложно научиться варить сваркой, вы можете в свободное время прочесть пособие по сварке инвертором
или самоучитель по сварочным работам, которые можно легко найти в магазинах со специализированной литературой. Также в интернете есть наглядные уроки сварки для чайников, так что учеба сварке еще никогда не была такой простой. Желаем удачи!

Современные и классические сварочные технологии

Сварка — одно из важнейших ремесел для человека. С помощью сварочных технологий нам удается создавать по-настоящему удивительные вещи: от простейших бытовых приборов до космических ракет. В этой статье мы расскажем, как происходит сварка, какие существуют виды сварки и их краткая характеристика.

Общая информация

Что такое сварка? Каковы основы сварки? Эти вопросы задаю многие начинающие умельцы. По сути своей, сварка — это процесс соединения разных металлов. Соединение (его также называют швом) формируется на межатомном уровне с помощью нагрева или механической деформации.

Теория сварки металлов очень обширна и невозможно в рамках одной статьи описать все нюансы. Также как невозможно описать все способы сварки металлов, поскольку на данный момент способов около сотни. Но мы постараемся кратко классифицировать методы сварки, чтобы новички не запутались.

Итак, на данный момент возможна термическая, термомеханическая и полностью механическая сварка деталей из металла или других материалов (например, пластика или стекла). При выборе способа сварки учитывается каждый нюанс: толщина деталей, их состав, условия работы и прочее. От этого зависит технология сварки металла.

Термическая сварка — это процесс соединения деталей только с помощью высоких температур. Металл плавится, образуется надежное сварное соединение. К термическим методам относится, например, дуговая и газовая сварка (о них мы поговорим позже).

Термомеханическая сварка — это процесс соединения деталей с помощью высоких температур и механического воздействия, например, давления. К такому типу принадлежит контактная сварка. Деталь нагревается не так сильно, как в случае обычной термической сварки, а для формирования шва используется механическая нагрузка, а не плавление металла как такового.

Механическая сварка — процесс соединения деталей без применения высоких температур и вообще тепловой энергии. Здесь ключевой элемент — механическое воздействие. К такому типу относится холодная сварка, ультразвуковая сварка или соединение деталей трением.

Также существует классификация способов сварки по техническим признакам. Используя такую классификацию можно довольно кратко описать все имеющиеся типы сварки. Они делятся на:

Сварку в защитной среде (для защиты может использоваться флюс, инертный газ, активный газ, вакуум, защита может быть комбинированной и состоять из нескольких материалов сразу).
Сварку прерывистую и непрерывную.
Сварку ручную, механизированную, полуавтоматическую, автоматическую, роботизированную.

Если вы ранее не сталкивались со сваркой и все перечисленное выше кажется чем-то запутанным и непонятным, то не беспокойтесь. Далее мы расскажем, какие самые популярные методы сварки используются в домашних и промышленных условиях.

Вам будем дана характеристика основных видов сварки и некоторые особенности, которые нужно учесть. Кстати, многим видам сварки мы посвящали отдельные статьи, которые вы можете прочесть, открыв рубрику «Виды и способы сварки» на нашем сайте.

Ручная дуговая сварка с применением неплавящихся электродов

Способ ручной дуговой сварки разных металлов с применением неплавящихся электродов — один из самых популярных методов как среди домашних умельцев, так и среди профессионалов своего дела. Ручная дуговая сварка — это вообще один из древнейших способов сварки. Благодаря большому выбору сварочных аппаратов для дуговой сварки такой метод стал доступен широкому кругу сварщиков.

Электрод — это стержень, выполняющий роль проводника тока. Он может быть изготовлен из различных материалов и иметь специальное покрытие.

Технология дуговой сварки неплавящимся электродом крайне проста: детали подгоняют друг к другу, затем электродом постукивают или чиркают о поверхность металла, зажигая сварочную дугу. В качестве основного оборудования используют сварочные инверторы.

Для сварки инвертором выбирают неплавящиеся электроды, сделанные из угля, вольфрама или графита. Во время сварки электрод нагревается до высокой температуры, плавя металл и образуя сварочную ванну, в которой как раз и формируется шов. Такой метод используют для сварки цветных металлов.

Ручная дуговая сварка с применением плавящихся электродов

Виды сварки плавлением металла не заканчиваются на применении неплавящихся стержней. Для работы также можно использовать плавящиеся электроды. Технология сварки металла с использованием плавящихся стержней такая же, что и при работе с неплавящимися материалами.

Отличие лишь в составе самого электрода: плавящиеся стержни обычно изготавливаются из легкоплавких металлов. Такие стержни также пригодны для сварки инвертором в домашних условиях. Здесь шов образуется не только за счет расплавленного металла детали, но и за счет расплавленного электрода.

Дуговая сварка с использованием защитного газа

Способ дуговой сварки разных металлов с использованием защитного газа выполняется с помощью плавящихся и неплавящихся электродов. Технология сварки такая же, как и при классической ручной дуговой сварке. Но здесь для дополнительной защиты сварочной ванны в зону сварки подается специальный защитный газ, поставляемый в баллонах.

Дело в том, что сварочная ванна легко подвержена негативному влиянию кислорода и под его воздействием шов может окислиться и получиться некачественным. Газ как раз и помогает избежать этих проблем. При его подаче в сварочную зону образуется плотное газовое облако, не дающее кислороду проникнуть в сварочную ванну.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка с использованием флюса или газа

Автоматическая и полуавтоматическая сварка с применением флюса или газа — это уже более продвинутый способ соединения металлов. Здесь часть работ механизирована, например, подача электрода в сварочную зону. Это значит, что сварщик подает стержень не с помощью рук, а с помощью специального механизма.

Автоматическая сварка подразумевает механизированную подачу и дальнейшее движение электрода, а полуавтоматическая подразумевает только механизированную подачу. Дальнейшее движение электрода сварщик осуществляет вручную.

Здесь защита сварочной ванны от кислорода просто обязательна, поэтому используется газ (по аналогии с дуговой сваркой с применением газов) или специальный флюс. Флюс может быть жидким, пастообразным или кристаллическим. С помощью флюса можно значительно улучшить качество шва.

Прочие методы соединения металлов

Помимо традиционных способов сварки в современной промышленности применяются методы, позволяющие соединить уникальные металлы. Зачастую такие металлы обладают ярко выраженными химическими или тугоплавкими свойствами, отчего привычные способы сварки не подходят для их соединения. Конечно, такие металлы не используются в домашней сварке, но они широко применяются для создания ответственных деталей на крупном производстве.

Мы расскажем про виды сварки плавлением, когда суть сварки заключается в подаче большого количества тепла на маленький участок сварки. К таким методам относится лазерная сварка и плазменная сварка.

Лазерная сварка металлов выполняется с помощью автоматического и полуавтоматического оборудования. Такой процесс сварки может быть полностью роботизирован и не требует присутствия человека. Здесь деталь нагревается, а затем и плавится под воздействием тепла, исходящего от лазерного луча и направленного в определенную точку.

Плазменная сварка металлов выполняется с применением ионизированного газа, называемого плазмой. Газ струёй подается в сварочную зону, образовывая плазму. Она работает в связке с вольфрамовым электродом и газ нагревается за счет электрической дуги.

Сам ионизированный газ обладает свойством проводника тока, поэтому в случае плазменной сварки именно плазма является ключевым элементом в рабочем процессе. Также плазма активно защищает сварочную ванну от негативного влияния кислорода. Такой метод сварки используется при работе с металлами, толщиной до 9 миллиметров.

Технологический процесс сварки

Мало знать способы сварки, нужно еще понимать, какие необходимы документы на сварку и из каких этапов состоит сварочный процесс. Конечно, это справедливо только в отношении профессиональных сварщиков, выполняющих работу в цеху или на производстве. Вам это не нужно, если вы собираетесь варить забор на даче, но дополнительные знания тоже не помешают.

Итак, вот наше краткое описание технологического процесса сварки:

Разработка чертежа
Составление технологической карты
Подготовка рабочего места сварщика и подготовка металла
Непосредственно сварка
Очистка металла
Контроль качества

Сам по себе техпроцесс — это полное описание этапов сварки. Технический процесс разрабатывается после того, как будут готовы чертежи будущей металлоконструкции. Чертеж делают, опираясь на правила (ГОСТы, например), при этом во главу ставят качество будущей конструкции и разумную экономию.

Технологический процесс сварки оформляется на специально разработанных для этого бланках. Стандартный бланк для описания техпроцесса называется «технологическая карта». В технологической карте и описываются все этапы производства. Если производство серийное или крупномасштабное, то изложение может быть довольно подробным, с описанием каждого нюанса.

В технологическую карту заносят тип металла, из которого изготовлены детали, способы сварки металлов, используемые для соединения этих деталей, применяемое для этих целей сварочное или иное оборудование, типы присадочных материалов, электродов, газов или флюсов, используемых в работе. Также указывается последовательность формирования швов, их размеры и прочие характеристики.

Также в технологической карте указывают марку электродов, их диаметр, скорость их подачи, скорость сварки, количество слоев у шва, рекомендуемые настройки сварочного аппарата (параметр полярности и величины сварочного тока), указывают марку флюса. Перед самой сваркой детали тщательно подготавливают, очищая их от коррозии, загрязнений и масла. Поверхность металла обезжиривают с помощью растворителя. Если у детали есть значительные видимые дефекты (например, трещины), то она не допускается к сварке.

После сварки предстоит контроль сварочных швов. Этой теме мы посвятили отдельную статью, но здесь кратко расскажем об основных методах контроля. Прежде всего, применяется визуальный контроль, когда сварщик может сам определить наличие дефектов у сварочного соединения. Специалистами проводится дополнительный контроль с помощью специальных приборов (это может быть магнитный контроль, радиационный или ультразвуковой).

Конечно, не все дефекты считаются плохими. Для каждых сварочных работ составляется перечень с дефектами, которые допустимы и не сильно повлияют на качество готового изделия. Контролером может быть сварщик или отдельный специалист. Его имя обязательно указывается в документах, он является ответственным лицом на этапе контроля.

В этой статье мы рассказали самое основное. Конечно, мы не сможем перечислить и описать все виды сварочных работ в рамках одной этой статьи, но на нашем сайте вы можете найти материалы, где мы рассказываем все о сварке и объясняем основы сварки различных металлов.

Для любого мастера теория сварочных процессов имеет большое значения, но без практики она не работает. Так что не теряйте время и вслед за чтением статей применяйте знания на практике. Желаем удачи в работе!

История развития сварки. Ученые и их открытия в области сварки.

Предыстория сварки

Историю появления какой-либо современной технологии нельзя рассматривать в разрыве с общеизвестными историческими процессами, общепризнанными названиями исторических периодов. Любая технология первоначально имеет предпосылки возникновения, процесс развития сквозь призму истории, кульминационные, значимые имена ученых, итог в современности и перспективы дальнейшего развития.

Сварочный процесс, каким бы современным он не казался на первый взгляд, появился еще примерно VIII-VII в до н.э. Для создания все более совершенных орудий труда люди начали изменять форму металла, который существовал сам по себе в природе, а также пытаться соединять небольшие его кусочки. К таким металлам относились медь или золото. Делали это только с помощью камней и физической силы. Этот процесс являлся первой разновидностью холодной сварки.

Немного позднее, человек научился самостоятельно добывать другие виды металлов (медь, свинец, бронзу), а также с помощью термической обработки – подогрева отдельных элементов – изготавливать более крупные изделия. Литьё использовалось уже для изготовления практически совершенных изделий.

Эпоха железного века тем и характерна, что люди научились добывать железо. На линейке времени эта отметка появилась примерно три тысячи лет назад. Процесс добычи железа сейчас выглядит очень просто: из природных железных руд путем плавки отделяется железо. Но в древности это выглядело иначе, так как плавить никто не умел. Из железной руды получали некую смесь только с частицами железа. Кроме него эта смесь содержала примеси неметаллического содержания: уголь, шлаки и пр. Только спустя значительное количество времени, с помощью ковки нагретой смеси получалось отделить железо от всего остального. В результате получались железные заготовки, которые впоследствии кузнечной сварки превращались в потрясающие изделия: орудия труда и оружие.

Самые передовые технологии сварочного процесса вплоть до промышленной революции составляли только кузнечная сварка и пайка. Последняя широко применялась в области ювелирного производства.

Основополагающие открытия

Прорыв в технологии сварочного производства был совершен в период промышленного переворота или промышленной революции. Открытия в области электричества совершались на протяжении веков, что привело в итоге к следующему.

В 1802 году русский физик Василий Владимирович Петров открыл и, будучи физиком-экспериментатором, доказал возможность применять на практике электрическую дугу. Это открытие считается самым выдающимся успехом ученого. Оно является главным прототипом современных сварочных устройств. Все выводы своего открытия он изложил в книге «Известия о гальвани-вольтовых опытах», опубликованной в 1803 году. Однако, на момент самого открытия, им особо никто не заинтересовался.

В.В. Петров. Русский физик-экспериментатор, академик Петербургской академии наук, изобретатель электрической дуги

Сэр Гемфри Дэви в 1821 году проводил исследования с электрической дугой. Его ученик, Майкл Фарадей посвятил много времени изучению связи электричества и магнетизма. В 1830-х годах он открыл электромагнитную индукцию.

Немного позднее электрическая дуга уже начала служить во благо общества, когда появилась в бытовых лампах для освещения.

Только в 1881 году Николай Николаевич Бенардос, русский инженер и изобретатель, придумал непосредственно дуговую электросварку «Электрогефест». После нескольких лет совершенствования изобретения, в 1887 году, оно было запатентовано, а уже спустя несколько лет распространилось не только по всей России, но и по всему миру.

Почтовая марка с изображением Н.Н. Бенардоса в честь 100-летия изобретения электросварки

В 1885 году Бернадос открыл товарищество «Электрогефест», имевшее первую мастерскую по сварочным работам. Бенардос впервые получил патент на свое изобретение. На получения этого патента в России ученый потратил последние сбережения, европейские страны выдали патент с помощью привлеченных средств от купца Ольшевского.

После всемирного распространения способа электродуговой сварки и мирового признания Бенардос разработал электродуговую сварку с угольными и металлическими электродами. Он стал основоположником идеи электродугового сварочного процесса с металлическим электродом при переменном токе; сварки наклонным электродом; технизации сварочного процесса.

Таким образом, всех вышеуказанных ученых и изобретателей считают основоположниками сварки, теми, кто её изобрел.

Несмотря на такие ключевые открытия в области электросварки, XIV век не славится ее обширным и повсеместным использованием, так как электроэнергия была в дефиците. Применять все новые открытия было проблематично, но никто не собирался отказываться от их применения. Преобразование сварочного оборудования и сварочных аппаратов продолжалось.

Строительство нефтепровода «Баку-Батуми»

Дуговая электросварка в эти годы не была такой распространенной ввиду того, что ее источник питания требовал совершенствования (длина дуги была небольшая, она горела неустойчиво). Эту проблему в период с 1914 по 1917 гг. разрешали такие ученые как Строменгер, С. Джонс, Андрус и Стресау, каждый из которых осуществил свой вклад в создание покрытия для сварочного электрода, чтобы легче было поддерживать горение дуги.

Современность

Кратко изложим виды современного сварочного процесса.

Электрическая дуговая сварка.

На данный момент занимает лидирующую позицию среди прочих видов. Сегодня она самая распространенная, доступная и дешевая.

Электрошлаковая сварка.

Самый новейший процесс в области сварки крупногабаритных деталей, например, строительства судов, несущих конструкций, котлов, рельсов и пр. Основополагающий принцип этого вида сварки – электрический ток пропускается через шлак. Шлак образуется при расплавлении флюса, и он же является проводником электрического тока. Вследствие пропускания электрического тока через шлак выделяется теплота.

Существуют следующие виды электрошлаковой сварки:

Контактная и прессовая сварка.

Контактная сварка является наиболее старой. Основатель – Уильям Томпсон. Первоначально она была распространена в США, после чего стала использоваться и в России. Это сопровождалось увеличением объема научно-исследовательской деятельности в данной области в России: открывались заводы и комбинаты «Оргаметалл» (ЦНИИТМАШ), «Электрик», «Институт электросварки им. Е.О. Патона», МВТУ им. Баумана, ВНИИЭСО и других.

Стыковую (соединение деталей по всей плоскости их касания путем нагрева); (детали соединяются в одной или в нескольких точках одновременно);
Рельефную (элементы соединяются в одной/нескольких точках со специальными выступами-рельефами);
Шовную (соединение элементов швом).

Прессовая сварка или сварка давлением представляет собой соединение металлов без их расплавления (твердые поверхности), только с деформацией применением силы. Этот вид сварки пришел к нам прямиком из древности с ее холодной сваркой.

Газовая сварка и резка.

Газовая сварка представляет собой процесс расплавления металла с помощью специальных горелок, в которых сжигаются горючие газы. Первая газовая горелка изобретена во Франции в конце 19 века. Работала на смеси кислорода и водорода.

При резке металла происходит путем «сгорания» металла в струе кислорода.

Лучевые виды сварки.

Современные исследования ученых в области оптики, квантовой механики позволяют выделить совершенно новейшие виды лучевой сварки, основанной на энергии ионных и фотонных лучей. Выделяются следующие виды лучевой сварки:

Электронно-лучевая (источник теплоты — электронный луч; процесс сварки происходит в специальной установке: в вакуумных камерах);
Лазерная (источник теплоты – лазерный луч). Данный вид отличителен следующими чертами: экологическая безопасность, отсутствие механической обработки, высокая скорость сварки, значительной стоимостью лазерных установок.

(источник теплоты – струя из плазмы, то есть дуга, получаемая с помощью плазмотрона). Плазмотрон может быть прямого и косвенного действия.

Перспективы развития сварочного процесса

Перспективы развития сварочного производства вытекают из существующих на сегодняшний день минусов или проблем уже имеющихся и применяемых видов сварки. Над любым недостатком сегодня в поте лица работают опытнейшие ученые и разработчики оборудования, чтобы сделать человеческую жизнь и производство еще проще.

Первое, на что направлено совершенствование – создание сварочных аппаратов автоматическими в полной или неполной мере. В перспективе такой ход увеличит КПД сварочного процесса, увеличит коэффициент мощности.

Второе – возможность дистанционно управлять и регулировать процесс сварки крупногабаритных и сложных элементов единого сооружения (магистрали, объекты промышленности и пр.)

Третье – поиск способа удешевления лазерной сварки, как когда-то это было сделано с дуговой электросваркой.

Проблемой является также факт создания высококачественных и долговечных сварных конструкций, которые способны функционировать не только в привычных условиях, а также и в условиях резкого перепада температур, под водой и даже в космическом пространстве, что весьма актуально сегодня.

В настоящий момент происходит компьютеризация сварочного процесса в целом. Под компьютеризацией понимается внедрение возможностей компьютерных технологий в основные направления инженерной деятельности в области сварки: научные исследования, предварительное проектирование, управление и контроль технологических процессов.

Важно не упускать значимость информации в сварочном деле. Обладая необходимой информацией, в нужное время и в нужном месте, возможность совершить действительно важные открытия только повышается. Информация должна быть доступной, открытой и понятной. Для этого необходимы единые системы и базы данных с необходимой справочной, библиографической информацией для всех заинтересованных лиц.

Очевидно то, что сварка – уникальный процесс, не имеющий аналогов. Начало развития происходило еще до нашей эры, и этот процесс не прекращается до сих пор. Учитывая необходимость в этой уникальной технологии проводятся ряд научных исследований. С точностью можно утверждать, что процесс развития новых видов сварки не заставит себя ждать, так как технологии в наше время совершенствуются с невероятной скоростью.

Как правильно варить сваркой?

Сварка металла может пригодиться при рутинных работах на даче, в гараже, при обустройстве дома. Возникает потребность не приглашать всякий раз специалиста, а научиться ей самому. Что-то подварить, отрезать, соединить – все это рядовые операции, которые действительно можно научиться выполнять самостоятельно. И, конечно, хотелось бы делать это правильно, безопасно и эстетично.

Особенности процесса

Сварка металлом – это наиболее прочное соединение материала: детали конструкции сплавляются в одно целое. Это случается за счет высокотермического действия. Большая часть современных устройств сварки для расплавления металла созданы на потенциале электрической дуги. Аппараты разогревают металл в области действия до термических показателей плавления, и это осуществляется на малой площади. Поскольку задействуется электродуга, такая сварка будет считаться электродуговой.

Электрическую дугу образовывает постоянный либо переменный ток. Переменный ток используется для деятельности сварочных трансформаторов, постоянный – для функционирования инверторов.

Работать с первым прибором труднее: из-за переменности тока электрическая дуга «скачет», да еще и конструкция довольно тяжела. Рабочий процесс сопровождается характерным шумом. А еще трансформатор немало «садит» сеть. Скачки напряжения в этом процессе тоже не редкость.

Инверторы же работают преимущественно от сети 220 В. И вес, и параметры у них более удобные, техника далеко не шумная, на напряжение такого влияния нет. Дугу вызывает постоянный ток, то есть она не «скачет», контроль над ней проще. Потому учиться самостоятельно варить сваркой специалисты советуют именно с инвертором. Это и более правильно с точки зрения техники безопасности.

Что необходимо?

Сварка в определенном смысле – процесс даже творческий. Требует внимательности, аккуратности, некоторого чутья. Но процедура эта грязная и в отношении безопасности рискованная. Можно получить ожоги, повредить глаза и легкие. Ведь в легких будет постепенно скапливаться опасный осадок.

Потому работа требует строгой защиты, неукоснительного выполнения техники безопасности.

Инструменты и средства защиты

Для защиты лица нужна маска с особым фильтром, которая не пропустит ультрафиолетовое излучение и защитит глаза. С той же целью используются щитки и экраны. Потребуется брезентовый костюм, включающий брюки и куртку, который оберегает от металлических брызг. Нужны и перчатки. Все это предохранит сварщика от попадания на тело и одежду расплавленного металла.

Из инструментов используются:

прибор для сварки и электроды;
молоток и щетка из металла (ими по окончании работы удаляют шлаки);
элементы из металла, на которых начинающий сварщик будет тренироваться;
ведро с водой – как помощь при возникновении экстремальной ситуации.

Потребуются и шаблоны, по которым можно будет проверять правильность шва. Диаметр электрода выбирается относительно толщины металлолиста.

Электроды

Электроды могут быть разных марок и разновидностей, их выбор зависит от металла приварок. На всех электродах имеется маркировка, она информативна для пользователя, и научиться читать эту маркировку не так трудно.

Сверху электроды стандартно покрывают обмазкой, что дает им качества, необходимые для соединения разных металлов. При дуговой сварке потребуются устройства, которые проводят ток по швам. Часто это проволока из специального порошка. Но если речь идет о новичках-сварщиках, то имеет смысл использовать электроды в виде твердой стержневой структуры, покрытой спецсоставом. Ровное соединение, таким образом, сможет оформить даже начинающий сварщик.

В основном используют стержни, диаметр которых составляет 0,3 см. Электроды меньшего диаметра применяются, если нужно соединить тонкие металлические листы. А для использования электродов крупных диаметров нужна и более мощная, адекватная им техника.

Как выполнять работы?

Процесс сварки – это технология, отличающаяся высокотемпературными условиями. Чтобы провести ее грамотно, нужно сформировать и удержать электродугу от электрода к той детали, которую надо приварить. Под воздействием дуги расплавится материал основания и металлический стержень. Сформируется так называемая сварочная ванна, где главный и электродный материал перемешаются. И значения этой ванны будут зависеть от режима сварочных работ, от места работы, от того, с какой скоростью перемещается дуга, от параметров кромки. Обычно ее ширина соответствует 1,5 см, глубина – 0,6 см, а длина – 3 см.

В процессе расплавления электродное покрытие сформирует газовую специальную зону в области самой дуги и поверх сварочной ванны. Эта спецзона вытеснит из рабочего участка воздух, что не даст произойти реакции расплава и воздуха. Там же присутствуют пары металлов. Поверх соединения образуется шлак, который также не даст реакцию расплава и кислорода. При поэтапном устранении электродуги сформируется соединение, объединяющее детали сварки. Сверху соединения будет защитная шлаковая прослойка, которая потом уберется.

Если предстоит обучаться сварке с нуля, то работать следует под наблюдением мастера. В одиночку, без контроля, да еще в домашних условиях процесс опасен. А с мастером и недочеты будут быстро устранимы, и важные рекомендации по ходу дела он даст. Быстро освоить все самому крайне проблематично.

Как подготовить сварочный аппарат к работе?

Нужно проверить ток и напряжение. Показатели должны быть равны и в устройстве, и в электросети.
На инверторе надо выставить расчетные данные мощности тока, которые будут соразмерны конкретному диаметру электрода. Настроечный блок предложит выбрать напряжение, и его нужно выставить. Подсоединение осуществляется спецвилкой и наконечником.
Заземление следует прочно закрепить. Проверить изоляцию провода, который должен пребывать в держателе.
Если есть необходимость, можно пользоваться спецудлинителем, который подключается без промежуточного шва.
Если в доме или гараже не исключены перепады напряжения, они могут разом вывести сварочный прибор из строя. Потому электрический стабилизатор в такой ситуации точно лишним не будет. Он обеспечит поддержание напряжения.

Далее нужно сказать про выбор тока и зажигание электрической дуги. Ток, конечно, ключевой параметр сварки, влияющий на тип и характер соединения. Силу тока обеспечит и положение изделия, и параметры электрода. Например, самый большой показатель принято выставлять, чтобы сварить горизонтальные конструкции.

Вертикальные швы требует меньшей на 15% силы тока, а потолочные швы – меньшей на 20% силы тока.

Другие важные параметры сварки.

Зажигание дуги. Делать это можно двумя путями. Первый путь – касание. Электрод устанавливается под углом 60 градусов, им неспешно ведут по покрытию. При появлении искр нужно совершить касание электродом металла и приподнять его не выше 0,5 см. Если все успешно, появится электродуга. Если она не появилась, скорее всего, нужно увеличить силу тока. Второй способ – чирканье. Нужно установить электрод к покрытию изделия и осуществить действие, напоминающее зажигание спички.
Наклон/движение электрода. Когда зажечь и поддержать электродугу получается без проблем, можно приступать к направлению валика. Электрод аккуратно перемещается горизонтально с несильными колебательными движениями. Расплав будто бы загребают к середине электрической дуги. Получается ровное соединение с небольшими волнами. Новички делают наклон в 70 градусов, по вертикали можно незначительно отклониться.
Выгорел электрод при сварке. Если дело развивается именно так, процесс нужно приостановить. Выгоревшую деталь меняют, шлак устраняют, сварку продолжают. Примерно в 1,2 см от сформированного соединения зажигается дуга. Электрод к углублению нужно поднести так, чтобы появился металлический справ из двух электродов.
Как перемещается электродуга. Поступательно – относительно оси электрода. Так легко поддерживать дугу. Продольное – это обычное соединение, но тонкое. Чтобы его зафиксировать во время перемещения электрода, нужно сделать поперечные движения. Поперечное перемещение помогает получить нужную ширину соединения, которая подбирается с учетом габаритов и месторасположения соединения.

При сваривании важно проплавлять кромки заготовок для получения соединения нужной формы.

Выполнение различных швов

По месту расположения швы могут быть вертикальными, горизонтальными, потолочными, наклонными.

Выполнение шва:

подготовить пластины;
включить инвертор, выставить ток;
между пластин сделать небольшой зазор, создать сварочные ванны;
сделать сварочное соединение;
отбить шлак.

По такому алгоритму делается каждый шов, но на фото можно увидеть визуальные различия процесса.

В зависимости от конструкции соединения швы могут быть стыковыми, тавровыми и внахлест. Обучиться выполнению швов можно опытным путем, с ориентиром на подробные фотоинструкции. Красиво сваривать получится со временем. Главное – начать и пробовать работать с железом.

Как сварить трубопровод?

Преимущественно стыковой шов применяется при сваривании трубопровода. Каждая кромка проваривается по высоте стенок. Чтобы уменьшить наплыв в трубе, нужно отрегулировать наклон электрода по горизонтали в 45 градусов. Высота соединения равна 0,2 см, ширина – 0,7 см. Если же сваривать внахлест, высота изменится до 0,3 см, ширина останется той же.

Чтобы приготовиться к сварке трубопровода, необходимо:

заготовку хорошенько очистить;
деформированные торцы обрезать или выпрямить;
кромки зачистить.

Далее уже можно приступить непосредственно к сварке. Каждый стык обрабатывается. Поворотные и неповоротные соединения нужно обработать в 2 слоя (хотя бы в 2 слоя, возможно, и больше). Например, если ширина стенок до 1,2 см, то слоев нужно 3. А если ширина уже 2 см, то потребуется 4 слоя.

Что характерно для сварки трубопровода, так это то, что каждое накладываемое на стык соединение очищается от шлака, и только потом приступают к следующему. Самым важным точно будет первый шов. Его обязательно проверяют на трещины. Если таковые обнаружены, сварку нужно произвести снова. Второй слой и последующие делают с неспешным проворотом труб.

Внимание! Важно сохранять смещение окончания и начала слоев по отношению к предыдущему на 3 см. Последний слой делают с плавным перемещением на основной металл при ровном покрытии.

Частые ошибки новичков

Новички действительно многого могут не знать. Даже выбор полярности при сварке инвертором может стать проблемой. Она будет выбрана неправильно, и формирование соединений станет некачественным. Иногда из-за неправильного выбора полярности случается даже прожиг детали.

Чаще всего допускаются 4 базисные ошибки:

начинающий сварщик пренебрегает техникой безопасности и получает травмы;
сварочный автомат выбран неправильно;
электроды некачественные или просто неподготовленные;
сварщик приступает к работе без пробных швов, тренировок, отработки базовых швов.

Многое будет постигнуто с практикой. Например, если шов получился неровный, скорее всего, движение электродом было слишком быстрым. А если в металле случился прожиг, скорость ведения шва, наоборот, медленная. Если же шов и неровный, и плоский, угол электрода к поверхности выбран неверно. Если после сбивания шлака сварщик обнаружил, что проварки металла не случилось, значит, выбран слишком малый зазор между поверхностью и электродом.

Самостоятельное обучение сварке похвально, но в допустимых пределах. Брать уроки у мастера – выгоднее и безопаснее. Подкрепить знания видеоуроками, фотоинструкциями, текстовым материалом (к которым можно вернуться, перечитать, создать теоретическое понятие) – значит, обезопасить себя от возможных ошибок.

Как правильно варить сваркой, смотрите далее.

Читайте также: