Какие материалы нужны для сварки

Обновлено: 18.05.2024

Сварка сегодня широко применяется не только в промышленности, но и других областях. С ее помощью удается прочно соединить между собой металлические элементы. В статье мы расскажем все о сварке электродами.

Что это такое?

Сварка электродами имеет многочисленные преимущества по сравнению с теми же MIG/MAG и TIG методами. В принципе, почти все металлы могут быть сварены с помощью электродной сварки. Она широко используется при организации трубопровода, в строительстве. Ручная дуговая учитывает тип шва и его положение на плоскости, независимо от того надземная ли это конструкция или вертикально поднимающиеся швы.

Сварщик не использует в процессе защитный газ и может легко работать на улице даже в неблагоприятных погодных условиях, к примеру, при ветре или дожде. Принцип электродной сварки подразумевает непосредственный контакт между стержневым электродом и заготовкой. В процессе работы образуется дуга. Создаваемое короткое замыкание, возникающее на долю секунды между двумя полюсами, открывает постоянный ток. Дуга горит между двумя элементами, в пространстве создается необходимое тепло, необходимое для плавления металла.

Ручная дуговая сварка требует низкого напряжения и высокой силы тока. Система преобразовывает доступное напряжение тока в значительно более низкое, необходимое для работы. В то же время она обеспечивает необходимую силу, что также позволяет регулировать и источник питания. При ручной дуговой сварке металлов сила тока является наиболее важным параметром для обеспечения качества соединений. Поэтому она должна оставаться максимально постоянной, даже если длина дуги изменяется.

Для того чтобы можно было создать дугу, цепь между электродом и заготовкой должна быть разорвана. При ручной дуговой сварке это происходит через контактное или сенсорное зажигание. Сварщик направляет электрод к заготовке, и контакт с заземляющим кабелем образует замкнутую цепь. Поднятие стержневого электрода разрывает цепь, возникает короткое замыкание – дуга начинает гореть.

Основные характеристики

Дуговая сварка – это процесс сварки плавлением, в котором тепло, необходимое для плавления металла, получается из электрической дуги, создаваемой между основным металлом и электродом. Нормы расхода при сварочных работах указаны в таблицах. Электрическая дуга образуется, когда два проводника соприкасаются друг с другом, а затем разделяются небольшим зазором от 2 до 4 мм, так что ток продолжает течь по воздуху. Температура, произведенная электрической дугой, составляет от 4000 до 6000 C.

В работе используется металлический электрод, который поставляет присадочный металл. Он может быть дополнительно покрыт или оголен. Для дуговой сварки используются как постоянный ток, так и переменный. Переменный получают из понижающего трансформатора, который берет его от основного источника питания от 220 до 440 вольт и понижается до требуемого напряжения, т. е. от 80 до 100 вольт.

Постоянный ток для дуги обычно получают от генератора, приводимого в действие либо электрическим, либо дизельным двигателем. Напряжение открытой цепи, необходимое для поддержания дуги, от 60 до 80 Вольт, закрытой 15 до 25 Вольт. Как постоянный, так и переменный ток используются для получения дуги. Оба имеют свои преимущества и область применения. Сварочный аппарат получает силу от мотора или генератора, а иногда от полупроводникового выпрямителя.

Когда постоянный ток используется для сварки, доступны следующие два типа полярности:

прямая или положительная;
обратная или отрицательная.

При прямой полярности около 67% тепла распределяется на металл и 33% на электрод. Ее часто используют там, где нужен больший жар. Это может быть железо или сталь. При обратной полярности около 67% тепла выделяется на электрод и только 33% на работу с материалом. Ее используют при работе с тонкими металлическими листами из алюминия, латуни, бронзы и никеля. У рассматриваемого метода сварки, как и у любой технологии, есть свои преимущества и недостатки.

Из достоинств можно выделить:

небольшая зона прогрева, соответственно, и деформация минимальна;
качество соединения находится на высоком уровне;
высокая скорость создания сварного шва;
небольшие трудозатраты на последующую обработку шва;
используется с большим количеством металлов.

Из недостатков:

сложно работать во время ветра;
необходимо тщательно подготовить поверхность перед свариванием;
за зоной тепловой обработки остается след, который потом необходимо дополнительно зачистить.

Сферы применения

Сварка электродами используется при соединении изделий из практически любого металла, в том числе титана. Ее применяют при ремонте кузова автомобиля или глушителя и порогов. Иногда при сваривании медных проводов. Особенно незаменим метод в промышленности, когда приходится иметь дело с тонкими заготовками. В сфере изготовления космических кораблей и велосипедов технология находит все большее применение. Не обойтись без сварки электродами и при организации трубопровода, независимо от его диаметра. Можно использовать сварку электродами и при ремонтных работах инструментов и деталей, изготовленных из алюминия или магния.

Именно по той причине, что металл переносится электрической дугой напрямую, становится возможно использовать широкий ассортимент присадочных металлов. Никакой иной метод, существующий сегодня, не демонстрирует таких возможностей. В процессе нагревания хром испаряется, но этого не будет, если использовать GTAW. В данном конкретном случае электрод и металл имеют похожий химический состав, поэтому шов получается не только крепким, но и особенно устойчивым к возникновению коррозии.

Электродную сварку используют даже при заваривании контейнеров с ядерным топливом перед тем, как они подлежат захоронению.

Что необходимо?

Для сварки электродом потребуется сварочная установка, графитовый или вольфрамовый электрод, электродержатель и другие принадлежности. Установка обычно работает с электропитанием 50-60 Герц. Эффективность сварочного трансформатора варьируется от 80 до 85%. Потребляемая энергия на килограмм наплавленного металла – от 3 до 4 кВт-час.

Можно пользоваться аппаратом инверторного типа, без газа с переменным током и электродом 3 мм. Заранее лучше рассчитать по диаметру толщину проволоки, которая может быть как плавящейся, так и неплавящейся. Функция держателя электрода состоит в том, чтобы удерживать его под нужным углом во время формирования шва или в лежачем положении.

Используемые дополнительно кабели и провода должны быть изготовлены из меди или алюминия. Их изготавливают из большого количества тонких проволок, переплетенных между собой. Именно такая конструкция обеспечивает необходимую гибкость и прочность.

Провода изолируются резиновым или усиленным волокнистым покрытием. Функция кабельных соединителей – связать между собой переключатель и держатель электрода. Разъемы разработаны в соответствии с текущей емкостью используемых кабелей.

Отбойный молоток потребуется, когда станет необходимо удалить шлак после того, как металл на шве затвердел. Такой агрегат имеет форму зубила и заострен на одном конце. Проволочная щетка необходима также, чтобы удалить частицы шлака, но уже после скалывания отбойным молотком.

Обязательно во время работы использовать защитную одежду. Этого требует техника безопасности. Она защищает от горячего металла, тепла и излучения. Используемая защитная одежда – это кожаный комбинезон, ботинки, перчатки, очки или маска.

Технология

Если хочется добиться качественного сварного шва, то обязательно должна соблюдаться технология. Правильно варить можно научиться, достаточно потратить немного времени на освоение данного вопроса. Постоянный либо импульсный ток может быть от 5 до 600 А, при этом скорость сваривания также варьируется и находится в диапазоне от 0.04 до 0.4 м/мин. Максимальный диаметр составляет 8 мм, минимальный 0.5 мм. Расход защитного газа литров в минуту – от 5 до 20.

Подготовка

Прежде всего металлические детали тщательно очищаются, наносится обезжириватель. Эффективность и качество сварного соединения зависит от правильной подготовки кромок свариваемых пластин. Необходимо удалить все чешуйки, ржавчину, жир, краску и т. д.

Очистка поверхности должна осуществляться механически проволочной щеткой, а затем химически четыреххлористым углеродом. Правильная форма краям пластины позволяет получить правильное соединение. Форма кромки может быть простой, V-образной, U-образной, переформованной и т. д. Выбор зависит от вида, толщины свариваемого металла.

Подходящий электрод вставляют в электрододержатель под углом 60-80 градусов. На следующем этапе потребуется выбрать ток и полярность. Сварка производится путем установления контакта электрода с поверхностью, а затем удаления его на необходимое расстояние для получения дуги. Когда дуга есть, металл плавится под температурой, в результате образуется жидкий материал для заполнения шва. Важно правильно вести и держать во время сварки электрод. Иногда требуется предварительная прокалка.

Даже новичку сделать хороший шов своими руками не составит труда, если он подробно изучит технологию. Если работа выполняется двумя электродами и более, то такая сварка делается пучком. Для потолочного наложения швов на металлических изделиях может понадобиться вертикальный держатель, который упрощает процесс работы.

Образование дуги

Дуга образуется между электродом и материалам, который подлежит свариванию. Тепло, выделяемое во время описываемого процесса, плавит кромки двух соединяемых элементов, а вместе с ней и присадочный металл. Ручной метод требует от сварщика должной квалификации. Приходится работать сразу двумя руками, поскольку в одной находится держатель с электродом, а другой осуществляется подача проволоки.

Хороший мастер знает, как важно в процессе поддерживать короткую длину дуги, не допуская соприкосновения электрода с металлом. Если используется метод TIG AC, значит, дугу получают от источника, в качестве которого выступает генератор. Вырабатываемая искра и есть проводящая среда, в которой ток протекает внутри защитного газа, а электрод загорается на расстоянии 1.5 мм.

Формирование швов

Как только появляется дуга, начинается работа по созданию сварного шва. Держатель в этом случае потребуется переместить в центр зоны сварки, где размер окружности зависит от диаметра используемого электрода. Держатель наклоняют и держат под углом в 15 градусов. Из присадочного прутка металл подается вручную, когда это необходимо.

Нередко сварщик может использовать технологию быстрого чередования. Она характеризуется тем, что в момент создания соединения необходимо быстро продвигать держатель и добавлять присадочный металл. То есть, как только продвигается электрод, добавляется и металлический пруток. Однако нужен немалый опыт, чтобы постоянно оставаться в зоне распространения защитного газа, поскольку только он защищает от окисления и загрязнения.

Если используется пруток из металла, обладающего низкой температурой плавления, к примеру, алюминий, то его следует держать дальше от дуги, но не выходя из зоны, где есть защитный газ. Если не соблюдать это условие, то проволока расплавится быстрее, чем вступит в контакт с обрабатываемой поверхностью. Когда шов планируется закончить, дугу постепенно уменьшают. В этом случае удается избежать появления трещин на краях шва. Красивое соединение всегда зависит от уровня опыта и мастерства сварщика.

Распространенные ошибки

Очень важно правильно настроить сварочную установку на работу, подобрать толщину электрода, рассчитать мощность. Немаловажно правильно держать оборудование с электродом и присадочную проволоку. Большинство новичков не могут удержать необходимое расстояние от электрода до материала, в результате тот прилипает. Становится сложно работать, шов получается неровный.

Залипают материалы и при неверно выбранной толщине электрода или слишком сильной мощности тока, когда металл расплавляется быстрее, чем попадает к месту обработки. Конечно, и у мастеров иногда липнет электрод, но это случается реже, поскольку они способны соблюсти необходимое расстояние, принимая во внимание присадочный материал. Если правильно сформировать кромку, то и работать будет легче. Есть несколько доступных вариантов.

Квадратная

Используется, когда толщина металлической пластины составляет от 3 до 5 мм. Обе кромки для сварки должны быть расположены на расстоянии от 2 до 3 мм друг от друга.

V-образная

Она используется, когда толщина пластин составляет от 8 до 16 мм. Обе кромки скошены с образованием угла около 70° до 90.

Применяется при толщине заготовок больше чем 16 мм, где сварку можно выполнить на обеих сторонах. Обе кромки скошены таким образом, чтобы образовать двойное V.

Одинарная и двойная U-образная

Применяется при толщине больше чем 20 мм. Подготовить край сложно, но соединение получается хорошим. Для шва требуется меньше присадочного металла. Еще одна ошибка начинающих сварщиков – неправильно подобранный электрод. Есть неплавящиеся и плавящиеся.

Неплавящиеся электроды

Не расходуются во время сварочных работ, поэтому и получили такое название. Они сделаны из углерода, графита или вольфрама. Углеродные электроды более мягкие, в то время как вольфрамовые и графитовые твердые и хрупкие. Углеродные и графитовые могут использоваться только для сварки с прямой полярностью.

Плавящиеся

Расплавляются и подают присадочный материал. Они сделаны из того же металла, который нужно сварить.

Расходуемые электроды могут быть следующих двух типов:

Первые имеют форму непрерывного провода. Их необходимо использовать только с прямой полярностью. Они не обеспечивают экранирования расплавленного металла от атмосферного кислорода и азота. Следовательно, сварные швы, полученные этими электродами, имеют более низкую прочность, более низкую пластичность и коррозионную стойкость. Они ограниченно применяются при ремонте или выполнении некачественной работы, чаще для сваривания изделий из кованого железа и мягкой стали. В современной практике используются крайне редко.

Вторые обладают покрытием из флюсового материала, который наносится по всему сварочному стержню. Флюс в процессе сварки обеспечивает экранирование зоны расплавленного металла от атмосферного кислорода и азота. Этот поток также предотвращает образование оксидов и нитридов. Флюс химически взаимодействует с оксидами, присутствующими в металле, и образует низкотемпературный плавкий шлак. Он остается на верхней части сварки, поэтому его можно легко убрать после затвердевания шва. Качество сварки, производимой покрытым электродом, намного лучше.

В следующем видео рассазывается о сварке электродами.

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.

Виды и особенности сварки цветных металлов и сплавов

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 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.

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.

Читайте также: