Всё, что вы хотели знать о сварке для начинающих

Швы по положению в пространстве

Следующий критерий классификации – положение поверхностей в пространстве. Таких положений четыре:

1. Нижние швы
2. Горизонтальные
3. Вертикальные
4. Потолочные

Если бы можно было выбирать, опытные мастера выбрали бы сварку в нижнем положении. Это самый удобный способ, к тому же лучше контролируется сварочная ванна. Подходящий способ для дебютных работ новичков – здесь практически не встречаются сложности. Зато три остальных пространственных варианта сопряжены с техническими нюансами и специальными требованиями к исполнению.

В сварке в горизонтальном положении главной проблемой выступает сила тяжести – из-за нее металл попросту сползает вниз. Такие соединения можно варить как справа налево, так и слева направо, кому как удобно. Но правило использования электрода одно на всех: угол его наклона должен быть достаточно большим. Конечно, при подборе угла нужно учитывать параметры тока и скорость движения, все взаимосвязано.

Подбирайте, пробуйте, главное – чтобы ванна не стремилась вниз. Если металл все-таки стекает, нужно уменьшить его прогрев – это можно сделать, увеличив скорость движения. Второй вариант – отрывать периодически дугу, чтобы металл хоть чуть-чуть остывал. Метод с отрывом дуги больше подходит новичкам

Классификация швов по положению в пространстве.

В вертикальных соединениях та же проблема – сила тяжести, но здесь вниз стремится не вся ванна, а капли металла. Обычно в таких случаях берут дугу покороче. Шов варить можно в любом направлении. В Регламенте аттестации сварщиков РД 03-495-02 эти варианты обозначаются как «положение при сварке В1» – вертикальное снизу-вверх (этот способ удобнее). «Положение при сварке В2» – вертикальное сверху вниз, его используют реже, так как здесь необходим жесткий контроль сварной ванны.

Потолочное соединение – самое сложное в подгруппе, для которого понадобится настоящее мастерство. В положении электрода нет никаких других вариантов – держать только под прямым углом к потолку. Дугу взять покороче, скорость круговых движения должна быть постоянной. Выделение газов и шлаков в данном случае затруднено, расплав трудно удержать от стекания. Даже если мастерство на должном уровне, и все технологические требования выполнены верно, потолочный способ уступает по прочности и общему качеству сварочным швам во всех других положениях.

Трансформатор или инвертор

Дуга неслучайно называется электрической. Она образуется под действием тока, состоит из потока электронов, отдающих по пути движения энергию металлу. Так и происходит электросварка.

Если используют переменный ток, то электросварку делают с участием трансформатора. Стоимость трансформатора небольшая, по сравнению с более современным оборудованием, но сваривать с ним сложно. Он шумит, дает нестабильную температуру в рабочей зоне, потребляет большое количество электричества. К тому же, о сварке сразу станет известно соседям, которые не преминут озвучить недовольство. Трансформатор может вызывать перепады напряжения в сети, перегружает ее.

Гораздо удобнее пользоваться инверторной сваркой. Инвертор значительно экономичнее. Вам не придется платить по счетам огромные суммы. Агрегат имеет небольшие размеры, образует дугу хорошего качества, может работать от автономных источников энергии. Для начинающих сварщиков инвертор — идеальный аппарат.

Как варить шов

При сварке в нижнем положении никаких сложностей не возникает даже у начинающего сварщика. А вот все остальные положения требуют знания технологии. Для каждого положения есть свои рекомендации. Техника выполнения сварных швов каждого типа рассмотрена ниже.

Сварка вертикальных швов

Во время сваривания деталей, находящихся в вертикальном положении, расплавленный металл под действием силы тяжести сползает вниз. Чтобы капли не отрывались, используют более короткую дугу (кончик электрода находится ближе к сварной ванне). Некоторые мастера, если позволяют электроды (не залипают), вообще их опирают на деталь.

Подготовка металла (разделка кромок) проводится в соответствии с типом соединения и толщиной свариваемых деталей. Затем их фиксируют в заданном положении, соединяют с шагом в несколько сантиметров короткими поперечными швами  — «прихватками». Эти швы не дают деталям смещаться.

Вертикальный шов можно варить сверху-вниз или снизу-вверх. Удобнее работать снизу-вверх: так дуга толкает сварную ванну вверх, препятствуя ее опусканию вниз. Так проще сделать качественный шов.

Как варить вертикальный шов снизу-вверх: положение электрода и возможные движения

В этом видео  показано, как правильно варить вертикальный шов электросваркой с движением электрода снизу-вверх без отрыва. Продемонстрирована также техника короткого валика. В этом случае движения электрода происходят только вверх-вниз, без горизонтального смещения, шов получается почти плоским.

Выполнять соединение деталей в вертикальном положении можно с отрывом дуги. Для начинающих сварщиков это может быть более удобным: за время отрыва металл успевает остыть. При таком способе можно даже опирать электрод на полочку сварного кратера. Так проще. Схема движений практически такая же, как без отрыва: из стороны в сторону, петельками или «коротким валиком» — вверх-вниз.

Как варить вертикальный шов с отрывом смотрите в следующем видео. В этом же видеоуроке показывается влияние силы тока на форму шва. В общем случае ток должен быть на 5-10 А меньше рекомендованного для данного типа электрода и толщины металла. Но, как показано в видео, это не всегда справедливо и определяется экспериментально.

Иногда варят вертикальный шов сверху-вниз. В этом случае при розжиге дуги  держите электрод перпендикулярно к свариваемым поверхностям. После розжига в таком положении прогрейте металл, потом опустите электрод и варите уже в таком положении. Сварка вертикального шва сверху-вниз не очень удобна, требует хорошего контроля сварной ванны, но и таким способом можно добиться неплохих результатов.

Как варить вертикальный шов электросваркой сверху-вниз: положение электрода и движения его кончика

Как варить горизонтальный шов

Горизонтальный шов на вертикальной плоскости можно вести как справа-налево, так и слева-направо. Разницы нет никакой, кому как удобнее, тот так варит. Как при сваривании вертикального шва, ванна будет стремиться вниз. Потому угол наклона электрода достаточно большой. Его подбирают в зависимости от скорости движения и параметров тока. Главное, чтобы ванна оставалась на месте.

Сварка горизонтальных швов: положение электрода и движения

Если металл стекает вниз, увеличивайте скорость движения, меньше прогревая металл. Еще один способ — делать отрывы дуги. За эти короткие промежутки металл немного остывает и не стекает. Также можно немного снизить силу тока. Только все эти меры применяйте поэтапно, а не все сразу.

В видео ниже показано, как правильно сваривать металл в горизонтальном положении. Вторая часть ролика о вертикальных швах.

https://youtube.com/watch?v=eNo05v10ToM

Потолочный шов

Этот вид сварного соединения — самый сложный. Требует высокого мастерства и хорошего контроля сварной ванны. Для выполнения этого шва электрод держат под прямым углом к потолку. Дуга короткая, скорость движения — постоянная. Выполняют в основном круговые движения, расширяющие шов.

Критерии выбора оборудования и материалов

Перед началом любого обучения необходимо оборудовать сварочный пост домашнего умельца. В первую очередь это касается сварочных аппаратов и электродов, а затем уже переходить к азам.

Для проведения разовых работ можно арендовать сварочный аппарат у специализированных компаний, но если работы предстоит много, лучшим решением будет покупка надежного, с достаточным уровнем мощности агрегата.

Можно выполнить сварку газом, но это более затратный способ. Для различных целей промышленностью выпускаются следующие виды оборудования:

• сварочный аппарат (трансформатор), предназначен для преобразования переменного токов в сварочный ток большой силы. Дешевые аппараты для сварки могут сильно перегреваться даже при небольших нагрузках, да и сварочный ток они выдают неравномерный с большими перепадами;
• выпрямители преобразуют переменный ток сети в постоянный. Это наиболее производительные аппараты, обладающие хорошими характеристиками, но стоят они на порядок дороже;
• современные инверторы способны преобразовывать переменный ток в постоянный, они отличаются высокими производительными характеристиками при небольших габаритах и весе. На сегодняшний день это самый доступный, надежный вид сварочного оборудования, многие сварщики пользуются ими. Это оптимальный вариант для начинающих, на котором можно отрабатывать азы работы с электродами.

Начинающим надо знать, что для электродуговой сварки применяют электроды. Информация об электродах относится к азам обучения. От качества электрода и подходящего по составу сердечника зависит успех сварки.

Изделие достаточно простое по конструкции. Это стальная проволока из различных материалов и сплавов, с нанесенной на нее специальной обмазкой (покрытием).

Покрытие предотвращает попадание в сварочную ванну нежелательных газов. Для бытового использования наиболее подходят электроды с толщиной сердечника 3 мм. Ручная сварка очень тонкого листового металла производится электродами сечением 2 мм.

Советы: как научиться варить электросваркой самостоятельно

Сварить самостоятельно металлоконструкцию за 1 день вполне возможно, если знать, сколько требуется электродов, какими именно нужно пользоваться и при условии, что изделие будет не слишком крупное.

А что еще нужно иметь в виду, чтобы научиться варить самостоятельно:

Для сварщика важно не только правильно работать, но и изучить основы, в частности то, какой режим работы требуется для конкретного материала, так как металл может быть из стали, сплавов или из таких полотен, как цвет мет. Обязательно следует изучить методы, с помощью которых можно сделать конкретный шов

Нужно правильно подходить к выбору электродов и сварочной проволоки.

Если первоначально не требуется становиться профессионалом высшей категории, то обучиться сварке можно самому, если смотреть видеоуроки, рисунки со швами, а также изучать советы профессионалов. Обучение будет долгим, но возможно продуктивным, особенно, если постепенно стараться производить швы, увеличивая количество опыта работы.

Многие предпочитают пользоваться ресантой, так как техника выдерживает длительные нагрузки, что позволяет быстро довести дело до конца. При первых пробах работы со сваркой, лучше пользоваться действительно инвертором, а уже потом при большом опыте возможно и любым другим аппаратом. Что касаемо электродов, то желательно выбирать «3». Пользоваться ими легко, а самое главное, они не перегружают сеть электричества.

В целом, сварочное оборудование делится на виды – трансформаторный, выпрямитель, инвертор. Почему популярность остается за инверторами? Они имеют компактные размеры, малый вес, и с ними очень легко справиться новичку. При первых шагах к изучению сварки, стоит брать более простые виды металла и желательно ровные элементы, чтобы не усложнять задачу.

Перед сваркой нужно подготовить:

• Ведро с водой;
• Молоток для сбивания шлака;
• Щетку из железа;
• Маску, которой проводится защита области лица и шеи;
• Перчатки из специальной ткани, пропитанной составом для исключения возгорания и прогорания полотна;
• Специальную одежду с длинными рукавами.

Не стоит забывать о том, что сварное дело пожароопасное, а потому рядом категорически запрещается находиться горючим или легковоспламеняющимся предметам, чтобы исключить серьезные последствия.

Возбуждение дуги

Одним из основных моментов, как правильно варить сваркой швы, является грамотное возбуждение дуги. Следует выбрать один из известных способов. Первый из них заключается в том, что, держа электрод в руке, его кончиком прикоснуться к металлу и отвести быстро назад на расстояние 2-4 миллиметра. Промедление грозит прилипанием электрода к металлу. Результатом станет появление дуги. Если этого не произошло, следует повторить попытку.

Другой способ заключается в том, что быстрым движением провести электродом по поверхности металла и сразу приподнять его на несколько миллиметров. Одним из секретов, как правильно накладывать сварочный шов, является поддержание во все время процесса сварки короткой дуги. Это обеспечит плавность сваривания и получения качественного шва с хорошим внешним видом. Однако, при чересчур короткой дуге возможно прерывание процесса, что вызовет появление дефекта в виде кратера. Для продолжения работы кратер необходимо заварить.

Бесконтактный способ возбуждения дуги возможен при использовании осциллятора. Он служит дополнением к главному сварочному аппарату. Для возбуждения дуги электрод следует приблизить к металлической поверхности на расстояние порядка 5-ти миллиметров. Затем следует нажать соответствующую кнопку на осцилляторе и дождаться появления сварочной дуги.

Особенности сварки тонкого металла

В бытовых задачах чаще всего сталкиваются с необходимостью соединения тонкого металла

В данном случае необходимо вспомнить основы сварки инвертором для начинающих, а именно о важности подключения изделия к правильному полюсу. Тонкие детали подсоединяются к «минусу» сварочного аппарата

Чтобы научиться правильно варить и получать красивые швы, необходимо потренироваться.

Вот несколько полезных советов, которые могут в повышении мастерства:

• начинайте варить, используя минимальный ток;
• формируйте шов углом вперед;
• используйте обратную полярность;
• закрепите деталь, чтобы уменьшить ее деформацию во время сварки.

Виды потолочных швов

Формирование потолочных швов признают одним из самых проблемных процессов, для исполнения которого необходим большой опыт работы в этом направлении, обладание глубокими познаниями технологий и способов сварки.

В зависимости от способа образования, различают три основных типа швов: стыковой, внахлест и тавровый.

Тавровый потолочный шов

Эта разновидность представляет собой форму буквы «Т». Его делают с одним или двумя швами. Что касается разделки кромок, то эта операция остается на усмотрение сварщика. Во многом все зависит от толщины деталей, подлежащих сварке и количества швов:

• одинарный шов, толщина металлических листов до 4 мм – обработка кромки не требуется;
• двойной шов, толщина металла 4-8 мм – обработка кромки не обязательна;
• одинарный шов, толщина металлических профилей 4-12 мм – необходима разделка кромки с одной стороны;
• двойной шов, толщина металла до 12 мм – требуется разделка кромки с обеих сторон, причем швов должно быть также два.

Одним из разновидностей таврового потолочного шва считают угловое соединение. Визуально оно напоминает букву «У». Требования к нему предъявляют аналогичные, как к классическому тавровому шву, однако существует несколько особенностей. Уровень наклона электрода к металлической поверхности должен колебаться в пределах 60 градусов. Если он будет меньше, качество сварки ухудшится. Особенно это заметно, если необходимо соединить между собой два металлических профиля разной толщины. При несоблюдении требования большая часть прогрева придется на более толстый профиль, что приведет к тому, что тонкий металл не будет прогорать.

Стыковое соединение (шов встык)

Шов встык в сварке используется при соединении листового металла или торцов труб. Детали укладывают так, чтобы между ними был зазор в 1-2 мм, по возможности жестко фиксируют струбцинами. В процессе сварки зазор заполняется расплавленным металлом.

Тонкий листовой металл — до 4 мм толщиной — сваривается без предварительной подготовки (зачистка ржавчины не в счет, она обязательна). В этом случае варят только с одной стороны. При толщине деталей от 4 мм, шов может быть одинарным или двойным, но требуется заделка кромок одним из представленных на фото способом.

Типы подготовки деталей при сваривании встык

• При толщине детали от 4 мм до 12 мм, шов может быть одинарным. Тогда края зачищают любым из способов. Удобнее при толщине до 10 мм делать одностороннюю подготовку, а более толстые детали зачищают чаще в виде буквы V. U-образная зачистка сложнее в выполнении, потому используется реже. Если требования к качеству сварки повышенные, при толщине более 6 мм необходима зачистка с двух сторон и двойной шов — с одной и с другой стороны.
• При сварке металла толщиной от 12 мм встык, точно необходим двойной шов, прогреть такой слой с одной стороны невозможно. Обрезка кромок двухсторонняя, в виде буквы Х. Использовать при такой толщине  V или U образные зачистки кромок невыгодно: для их заполнения требуется в несколько раз больше металла. Из-за чего увеличивается расход электродов и значительно снижается скорость сварки.

Разделка кромок металла при соединении деталей встык (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Если все-таки решено металл большой толщины варить с односторонней разделкой, заполнять шов нужно будет в несколько проходов. Такие швы называют многослойными. Как в этом случае варить шов показано на рисунке ниже (цифрами обозначен порядок укладки слоев металла при сварке).

О сварке тонкого металла инверторным сварочным аппаратом читайте тут.

Как варить стыковой шов: однослойный и многослойные (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Соединение внахлест

Этот тип соединения используется при сварке листового металла толщиной до 8 мм. Проваривают его с двух сторон, чтобы между листами не попала влага и не было коррозии.

При выполнении шва внахлест, необходимо правильно выбрать угол наклона электрода. Он должен быть порядка 15-45°. Тогда получается надежное соединение. При отклонении в ту или другую сторону основная масса расплавленного металла находится не на стыке, а в стороне, прочность соединения значительно снижается или детали остаются вовсе не соединенными.

Как правильно держать электрод при сварке внахлест (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Сварка элементов

Уверенно освоив азы сварочного процесса, можно переходить к соединению элементов в единую конструкцию. И здесь тоже есть свои тонкости, связанные с реакцией металла на такое воздействие.

В первую очередь нужно правильно оценивать длину шва и добиваться того, чтобы он не тянул соединяемые детали на стыках. Для этого их обязательно фиксируют в заданном положении с помощью струбцин или другими способами. А чтобы закрепить фиксацию, прихватывают поперечными швами в нескольких местах. И лишь потом обваривают.

Порядок сварки зависит от длины стыка. В одном направлении и в один заход можно варить лишь короткие швы длиной до 300 мм. Если это расстояние больше, необходимо компенсировать возникающие напряжения, накладывая швы небольшими отрезками.

Схемы выполнения швов в зависимости от длины

Не слишком красивые швы по окончании работы можно аккуратно срезать и отшлифовать болгаркой.

Выбор инвертора

Правильный сварной шов получится при выборе оборудования, подходящего для конкретных условий сварки. Сварочный инвертор — надежный компактный аппарат, отличающийся простотой применения. Характеристики позволяют генерировать ток разной величины, что делает возможным сварку деталей различной толщины и разные марки металлов. Существует автоматическая система отключения при перепадах напряжения сети, перегреве и слишком продолжительном времени работы.

Одной из важных характеристик при выборе инвертора является его мощность. В инструкции по эксплуатации указывается срок беспрерывной работы конкретной модели. Дополнительные опции делают работу с ним более удобной.

Сварка стыковых соединений в потолочном положении

Корень шва

Корневой валик в зависимости от величины зазора и притупления кромок следует варить без манипулирования или с поперечными колебательными движениями по методу «лестница» электродом диаметром 3 мм на сварочном токе в диапазоне минимального или среднего значения. В зависимости от требований чертежа и техусловий сварку первого корневого валика можно выполнить по двум рекомендациям:

1) Если предусмотрена выборка и подварка обратной стороны корня шва, необходимо при проплаве в зазор все внимание обратить на формирование валика со стороны сварки. Валик должен быть без нависаний и подрезов

Лучше всего такой валик выполнить манипулированием электродом от кромки к кромке и задержками на них (рис. 61). Такой валик не потребует дополнительной выборки, и после зачистки от шлака и брызг сразу можно приступать к сварке второго валика.

2) Если необходимо в стыковом соединении сформировать обратный валик (без выборки и подварки обратной стороны корня шва), необходимо постоянное поступательное движение электрода вверх в зазор (на предельно короткой дуге), добиваясь при этом, чтобы сварочная дуга горела с обратной стороны (рис. 62). Электродный металл растекается в виде «фонтанчика»(зонтика). Это самый лучший вариант для формирования обратного валика

Все внимание на формирование обратного валика и при возможности скорость сварки выдерживать в зависимости от формирования валика снизу (во избежание чрезмерной выпуклости). Если корневой валик со стороны сварки получился «горбатым», обязательна механическая выборка до чистого металла по рисункам в предыдущих главах

Заполнение разделки

Сварка второго и третьего валиков ведется в зависимости от ширины корневого валика электродом диаметром 3 мм на среднем-максимальном сварочном токе или диаметром 4 мм — в среднем диапазоне, достаточном для нормального сварочного процесса (рис. 63).

Чтобы избежать «горбатости» 2 и 3 валиков, очень важен момент задержки на краях валика, затем небольшой спуск по кромке изделия и     после этого переход методом «лестница» на другую кромку «Нормальный» или «вогнутый» валик можно получить, так же используя скорость сварки, наклон электрода «углом вперед», величину шага чуть большую, чем при вертикальной сварке. Не рекомендуются валики большого объема, т.к. металл шва в жидком состоянии находится длительное время и стремится вниз, что приводит к чрезмерной выпуклости шва. 4-й и 5-й слои выполняются в зависимости от ширины предыдущего валика во всю ширину или в два валика. Последующие слои рекомендуется выполнять без колебательных движений в виде наплавки и при подходе к кромке оставлять расстояние между предпоследним валиком каждого слоя и кромкой не менее диаметра электрода (с покрытием). Последний валик каждого слоя выполнить по способу как второй и т.д.

Сварка лицевого слоя

Предпоследний слой в разделке должен быть выполнен так, чтобы незаполнение разделки было не более 0,5-2 мм. В зависимости от толщины металла и ширины лицевого слоя сварку можно выполнить в один или более проходов. При сварке в один проход при незаполненной разделке в 0,5-1 мм рекомендуется, во избежание излишней высоты шва, сварку производить методом «дугой вперед», подбирая шаг в зависимости от формирования валика. При глубине незаполненной разделки от 1 мм до 2 мм — методом «лестницей».

При сварке лицевого слоя в несколько проходов, как показано на рис. 63, 9-й и 10-й валики выполняются в зависимости от каждого конкретного случая с манипулированием или без него, «лестницей» или «дугой вперед». Валик 11 выполняется с манипулированием электродом так, чтобы соединить вершины боковых валиков любым из методов, подходящих в данной ситуации.

Тудвасев В.А. «Рекомендации сварщикам».

Специфики техники развития швов

Техника развития швов

Трудность подготовки потолочных швов можно пояснить тем, что во время сварки расплавленный металл за счёт своего веса может течь вниз, а это выполняет конкретную опасность исполнителю работ (получение ожога открытых частей тела, в особенности). Вот почему профессионалы с опытом в аналогичных ситуациях пользуются специализированными приемами сварки, обеспечивающими выполнение требований техники безопасности.

Для понимания всех нюансов процедур по приготовлению потолочных швов, в первую очередь, необходимо познакомиться с главными требованиями, предъявляемыми к технике проведия работ аналогичного класса. В процедуре исполнения сварочных операций обязаны производится следующие необходимые условия:

• сварка может выполняться только ручным способом;
• для появления соединения применяются говоря иначе покрытые электроды;
• сваривание должно выполняться в режиме «короткой дуги» с применением электродов не больше O 4 мм;
• при приготовлении шва чтобы не было растекания металла электрод следует держать легонечко отведенным в сторону;
• ширина подготавливаемого шва не должна быть больше двойной толщины электрода;
• чтобы не было появления газов, уменьшающих качество шва, применяемые электроды обязаны быть абсолютно сухими;
• сварка должна вестись в направлении «на себя», что дает возможность выбирать хороший ритм продвижения, а еще отслеживать качество образующегося шва;
• для получения крепкого и качественного соединения края свариваемых поверхностей или заготовок в начале работы аккуратно зачищаются, а как только работы закончены с них обязательно убираются застывшие останки сварки.

Во время работы с заготовками большей толщины (порядка 1 см и более) сварка обязана делаться в пару проходов. При самом первом проходе применяется электрод диаметром не больше 3 мм; все дальнейшие операции ведутся электродом O 4 мм.

Потолочная сварка круглой детали

Очень обратим ваше на то внимание, что потолочные соединения могут быть не только горизонтальными, но и могут иметь особый уклон, варьируемый в границах от 10 до 80 градусов (говоря иначе полупотолочное соединение). В данном варианте для развития наклонного шва может использоваться как ручная, так и автоматическая сварка с применением все тех же покрытых электродов