Сварочные работы для начинающих

Технология выполнения сварочных работ не представляет большой сложности для освоения. Чтобы научиться пользоваться сваркой в быту, достаточно нескольких уроков и  обязательно практические занятия. Что необходимо для работы сварочным аппаратом:

• аппарат для сварки;
• сварочные электроды;
• защитная маска;
• спецодежда;
• плотные рукавицы;
• обувь.

Электроды для выполнения сварочных работ

Теория электросварки

Чтобы быстрее научиться выполнять сварочные работы, необходимо иметь представление  о теории электрической сварки. Сваривание металлов происходит за счет теплового действия электрической дуги между свариваемым металлом и электродом. Мощность дуги зависит от тока через нее, который в свою очередь зависит от напряжения и расстояния между электродом и деталью.

Важнейшей характеристикой сварочного аппарата является его вольтамперная характеристика. Иначе ее еще называют внешней характеристикой. Она показывает зависимость тока дуги от напряжения.

На рисунке ниже показаны несколько типов характеристик.

График внешних характеристик сварочного аппарата

Для ручной электросварки используются аппараты, характеристики которых соответствуют линиям 1 и 2. Это крутопадающая и пологопадающая характеристики. Как видно из графиков, сварочный ток у крутопадающей характеристики мало зависит от напряжения, а значит, и от расстояния между электродом и поверхностью. Сварочный аппарат с пологой и возрастающей характеристиками (линии 3 и 4) пригоден только для использования в автоматической сварке, где расстояние выдерживается очень точно. Для начинающих лучше использовать аппарат с крутопадающей характеристикой.

Сварочный аппарат имеет еще такую характеристику – напряжение холостого хода. От величины этого напряжения зависит легкость первоначального поджига дуги. Чем больше напряжение холостого хода, тем легче зажечь дугу. С другой стороны, в процессе сварки напряжение дуги намного меньше холостого хода.

Для облегчения поджига сварочный  аппарат может дополняться специальным устройством – осциллятором, которое в момент поджига формирует на выходе напряжение в несколько тысяч вольт, но с малым током, подобно катушке зажигания автомобиля. При зажженной дуге осциллятор отключается.

Какой выбрать сварочный аппарат

Наиболее прост для начинающих инверторный сварочный аппарат (рис. ниже). Его достоинства:

• простота ограничения максимального тока;
• стабильность заданных параметров;
• легкость зажигания дуги;
• защита от перегрузки;
• низкий вес.

Инверторный сварочный аппарат

Сложнее работать с аппаратами переменного тока. Как правило, это обычный понижающий трансформатор большой мощности (рис. ниже), какой нетрудно сделать самостоятельно. Но у них есть такое достоинство, как высокая надежность. Нужно быть очень неумелым сварщиком и очень постараться, чтобы сжечь сварочный трансформатор весом пару-тройку десятков килограммов. Удобство работы такими аппаратами во многом зависит от качества их изготовления. Но, если научиться им правильно работать, то с другими проблем не возникнет точно.

Сварочный аппарат – трансформатор

При диаметре электродов 4 мм потребляемая от сети мощность составит порядка 4 кВт для инверторного аппарата и около пяти для сварочного трансформатора.

Сварочные электроды

Сварка производится сварочными электродами. Они изготавливаются из металлического провода, покрытого специальной обмазкой. От состава металла проволоки и материала обмазки зависит назначение электрода.

Существуют сварочные электроды для сварки низко,- и высокоуглеродистых сталей, чугуна, нержавеющей стали. Роль обмазки заключается в создании на поверхности расплавленного металла защитного слоя. Требования к материалу обмазки:

• температура плавления должна быть ниже, чем температура плавления металла;
• расплав обмазки должен иметь хорошую смачиваемость для равномерного покрытия;
• расплав должен поглощать кислород и не пропускать его к металлу;
• расплав должен растворять окиси.

Электроды различаются по типу тока. Одни предназначены для сварки переменным током, другие только постоянным.

Техника сварки

Качество сварки зависит от соотношений толщины деталей и электрода, а также от величины сварочного тока. Обычно толщина электрода принимается равной толщине свариваемых деталей. Для более толстых электродов потребуется большее значение тока, что может привести к прожогам металла. Тонкий электрод при малом токе не прогреет металл, и качество сварного шва будет низким.

Особую трудность для начинающих составляет процесс поджигания дуги. Для этого сварочный электрод подносят к свариваемой поверхности и касаются ее легкими скользящими движениями. После поджига увеличивают расстояние между электродом и поверхностью. Оптимальная длина дуги должна составлять примерно толщину электрода. При меньшем расстоянии вся энергия дуги направлена на малую площадь, шов получится вогнутый, возможны прожоги металла. На краях шва металл, наоборот, не успевает прогреваться. Длинная дуга начинает «гулять» по поверхности, слабо прогревая место сварки.

Угол наклона электрода позволяет регулировать толщину сварочного шва. При вертикальном расположении весь расплавленный металл электрода концентрируется в области дуги. Однако при таком расположении трудно контролировать процесс сварки. Наклон в сторону, противоположную движению электрода дает возможность получить выпуклые швы, поскольку дуга отталкивает расплавленный металл, создавая наплывы на поверхности шва. Значительный наклон нежелателен, поскольку теряется контроль за дугой, она начинает сдувать капли металла. Оптимальным считается угол наклона электрода от 45 до 90 градусов.

Выбрать правильный угол и скорость перемещения можно только путем приобретения практического навыка.

Сварка постоянным током возможна при различных полярностях. Прямая полярность, когда электрод подключен к выводу отрицательной полярности, применяется для сварки с глубоким прогревом свариваемых деталей. Для работы с тонколистовым металлом необходима обратная полярность (электрод подключается к положительному выводу). При таком способе сварки большая часть тепла выделяется на электроде, вызывая его ускоренное плавление.

ТБ при сварочных работах

Сварочные работы считаются опасными, поскольку сочетают в себе сразу несколько факторов:

• высокое напряжение;
• высокая температура;
• мощное ультрафиолетовое излучение;
• высокое содержание вредных веществ в испарениях.

Сварочный аппарат характеризуется высоким напряжением холостого хода – до 80 В. Такое напряжение, даже при отсутствии повышенной влажности считается смертельно опасным (максимальное напряжение в нормальных условиях не более 42 В).

Температура расплавленного металла достигает нескольких тысяч градусов. При этом его текучесть очень высока. При некачественных электродах, неправильно выбранном режиме сварки или при сильном ветре брызги металла могут отлетать на несколько метров.

Электрическая дуга является мощным источником видимого и ультрафиолетового излучения. Кратковременное воздействие такого света не опасно, Просто требуется некоторое время для адаптации зрения к обычному освещению. А вот длительное наблюдение за дугой незащищенными глазами вызывает трудноизлечимые последствия, вплоть до помутнения хрусталика и отслоения сетчатки. Для защиты глаз применяются защитные сварочные маски (рис. ниже). Кроме защиты глаз, они защищают голову от брызг металла и шлака.

Сварочная маска для защиты глаз и головы во время сварки

Стекло маски не пропускает ультрафиолетовое излучение и в несколько раз ослабляет видимый свет, поскольку дуга – это близкорасположенный мощный прожектор. Сейчас в продаже имеется множество масок со специальными стеклами, которые меняют свойства в зависимости от яркости воздействия – «хамелеоны». При обычных условиях стекло абсолютно прозрачное. При зажигании дуги светопроницаемость стекла резко падает. Скорость затемнения составляет от нескольких миллисекунд до десятков микросекунд.

Для защиты от капель металла и шлака требуется одежда, материал которой не плавится от высокой температуры. Лучшими защитными свойствами обладает брезент, но в брезентовой одежде крайне неудобно работать. Достаточно использовать обычную спецодежду из хлопчатобумажной ткани. А вот рукавицы желательно выбрать поплотнее, поскольку руки находятся в непосредственной близости от места сварки.

Обувь для сварки должна иметь узкие голенища. Брюки должны быть поверх голенищ, чтобы предотвратить попадание туда брызг металла.

Дуговая сварка. Видео

Обучающее видео по дуговой сварке доступно ниже.

При горении электродов в воздух попадают пары металла и материала обвязки. В состав электродов входит немало химических соединений и многие из них представляют опасность при вдыхании. Поэтому зона проведения сварочных работ должна иметь хорошую вентиляцию. Запрещаются сварочные работы вблизи легкогорючих материалов (нефтепродукты, древесина), в сильный ветер и особенно во время дождя.