Как научиться варить сваркой

Для владельца загородного дома или дачи сварочные работы – это привычное дело. Необходимо укрепить петлю на воротах, создать в гараже устойчивый стеллаж из металлического уголка, или сделать новый мангал взамен сломанного — перечисления применения сварки можно продолжать долго. Давайте обсудим, какие навыки и знания необходимы для самостоятельного выполнения сварочных работ.

Что необходимо знать перед работой

Сварка применяется для соединения металлических элементов путём их частичного расплавления с помощью сварочного устройства — в области соединения. После завершения процесса и остывания расплавленной зоны образуется крепкое неразъемное соединение.

Для достижения температуры плавления металла используются различные источники энергии: электродуга (о которой мы поговорим далее), газа, лазерное излучение, электронный луч и другие. Способ сварки, использующий электрическую дугу, называется электросваркой и находит широкое применение в быту.

Для электросварки необходим сварочный аппарат, создающий ток с заданными параметрами. Ток поступает в область сварки по сварочным кабелям. Один из кабелей соединяется со сваркой деталью — это называется «массой». Второй соединён с электрододержателем или горелкой.

Схема электросварки состоит из следующих компонент: 1 — сварочный аппарат, 2 — электрическая сеть, 3 — сварочные кабели, 4 — детали, которые сваряются, 5 — электрододержатель с электродом (горелка), 6 — зажим массы.

Виды электросварки

Электрическая дуга — это разряд, возникающий между концом сварочного электрода и металлическими деталями при проведении электрического тока. В процессе её работы выделяется большое количество тепла, достигая температуры до 4000 °С. Это позволяет быстро нагреть металлические поверхности, образуя небольшую область расплавленного металла — сварочную ванну, где металл соединяемых деталей смешивается, а после затвердевания формирует прочное соединение.

Существует множество вариантов электросварки, различающихся по технологии и типу используемых электродов: ручная сварка с плавящимся электродом, полуавтоматическая сварка и сварка с неплавящимся электродом. Рассмотрим каждый метод подробнее.

Ручная сварка с плавящимся электродом

Ручная дуговая сварка (обозначается как ММА или Manual Metal Arc) не требует сложного оборудования и значительного опыта, что делает её идеальной для новичков. Этот метод реализуется с помощью штучных плавящихся электродов, и шов формируется из расплавленного металла на электроде и сварочных деталях.

Плавящийся электрод — это металлическая палочка, покрытая специальным слоем. В процессе сварки это покрытие испаряется, образуя защитный газ вокруг сварочной ванны, который защищает расплавленный металл от кислорода. Также в составе обмазки содержатся шлакообразующие и легирующие компоненты, способствующие необходимым химическим реакциям в ходе сварки.

Правильно подобранный электрод (более подробно о выборе будет в дальнейшем) позволяет выполнять сварочные работы с почти всеми металлами: черной и нержавеющей сталью, чугуном, алюминием и другими материалами.

Полуавтоматическая сварка

Полуавтоматическая сварка (обозначается как MIG-MAG, Metal Inert Gas – Metal Active Gas) использует проволоку в качестве электрода, которая подается сварочным аппаратом непрерывно из катушки в зону сварки благодаря специальному механизму.

Защита сварочной ванны осуществляется углекислым газом, аргоном или их смесью, которые подаются из баллона одновременно с проволокой. В зависимости от толщины деталей и их положении сварщик настраивает необходимую силу тока, напряжение, скорость подачи проволоки и расход защитного газа. Некоторые модели полуавтоматов имеют режимы, упрощающие подбор нужных параметров.

Также полуавтоматическую сварку можно производить с использованием самозащитной порошковой проволоки, что позволяет избежать необходимости в громоздких газовых баллонах. Сварочные полуавтоматы для работы с такой проволокой немного дороже, но благодаря простоте в использовании они становятся более популярными среди любителей сварочного дела.

В сравнении с ручной дуговой сваркой полуавтоматическая обеспечивает более быстрое и удобное выполнение работы. Отсутствие шлака позволяет сварщику лучше контролировать процесс, что приводит к более аккуратным швам.

Сварка с неплавящимся электродом

Сварка с неплавящимся электродом (обозначается TIG, Tungsten Inert Gas) выполняется в среде инертного газа и часто называется аргоновой. В данном методе обычно используется вольфрамовый электрод.

Во время сварки защитный газ — аргоном, гелием или их смесью подается к электроду из баллона, в зависимости от металлов, которые соединяются. В данном процессе шов формируется из металла деталей непосредственно или с добавлением вспомогательных прутков или полосок.

Обычно TIG-сварку используют для соединения тонкостенных конструкций, а также деталей из нержавеющей стали, цветных металлов и их сплавов, таких как медь, титаны, магний. Обеспечить качественный и прочный шов может лишь высококвалифицированный сварщик, который специализируется именно в этом методе.

Технология выполнения сварочных работ

В зависимости от конкретной задачи сварщика есть свои нюансы. Общий процесс сварки можно разбить на несколько этапов:

• подготовка материалов — нарезка заготовок, разметка, очистка поверхности и подготовка кромок, если понадобится
• сварка
• удаление шлака и шлифовка сварных швов после завершения процесса

На каждом этапе используются специфические инструменты. Для ручной дуговой сварки потребуются:

• сварочный аппарат MMA с кабелями
• электроды
• вспомогательные инструменты, включая молоток, струбцины, тисы, магнитные держатели, металлическую щетку
• инструменты для нарезки заготовок: ножовка по металлу, болгарка (можно взять в аренду), плазменный резак
• разметочные инструменты: рулетка, угольник, мел или белый маркер
• средства индивидуальной защиты: маска для сварки, перчатки, защитная одежда

Как выбрать сварочный аппарат ММА

Для электродуговой сварки можно использовать сварочный трансформатор, выпрямитель или инвертор. Для домашних условий наиболее удобны инверторные устройства.

• сварка на постоянном токе проще, чем на переменном, и не требует высокой квалификации
• высокая мощность аппарата при небольшом весе и компактных размерах
• возможность работы от стандартной электросети
• широкий выбор моделей, как начального уровня, так и профессиональных

При выборе сварочного оборудования важно учитывать максимальный сварочный ток и напряжение в сети. Давайте разберёмся с этим подробнее.

Максимальный сварочный ток

Это ключевой показатель сварочного аппарата. Чем выше его значение, тем больше тепла выделяется электрической дугой и тем больший диаметр электродов может использоваться с аппаратом:

• Максимальный ток, который могут выдавать аппараты, работающие от сети 220 В, составляет 250 А. Он позволяет использовать электроды диаметром до 6 мм.
• Бюджетные модели предлагают максимальный ток до 160 А, что достаточно для электродов диаметром 4 мм.
• Сварочные аппараты, выдающие ток 300 А и более, являются профессиональными и подключаются к сети с напряжением 380 В.

Напряжение питания

Если в вашем районе напряжение в электросети резко колеблется от нормального, выбирайте инвертор, способный работать при пониженном напряжении — такая возможность обычно указана в паспорте устройства. Некоторые модели продолжают выполнять работу даже при снижении напряжения до 140 В.

Как выбрать электроды

При выборе электродов необходимо учитывать тип материала, который вы собираетесь сваривать, толщину деталей, вид сварочного тока (переменный или постоянный) и пространственное положение (об этом мы поговорим ниже). Давайте разберем эти аспекты подробнее.

По виду материала

Электроды для ручной дуговой сварки выбираются по типу и диаметру — вся информация указана на упаковке. В зависимости от типа эти электроды подходят для сваривания различных металлов — конструкционной, нержавеющей стали, чугуна, алюминия и т.д.

По толщине деталей

От толщины соединяемых деталей зависит и диаметр электрода: чем плотнее деталь, тем больший диаметр требуется. В быту наиболее распространённый диаметр электродов составляет 3 мм, что подходит для большинства задач. Для сварки тонких труб лучше подбирать электроды диаметром 2,5 или 2 мм.

По роду тока

Электроды можно разделить на две большие категории: одни подходят для сварки как на постоянном, так и на переменном тока, другие — только на постоянном. На практике, новичкам обычно проще работать с электродами, предназначенными для переменного тока, такими как АНО-21 или МР-3:

• они легче зажигаются
• дуга более устойчива
• можно выполнять сварку в любом пространственном положении
• требования к чистоте свариваемых поверхностей менее строгие

Выбирая электроды, учитывайте рекомендации по применению, указанные на упаковке: тип тока, полярность, spatial positioning.

Фото: Георгий Ерахтин

Средства индивидуальной защиты

Электрическая дуга является мощным источником видимого света, а также излучает инфракрасные и ультрафиолетовые лучи. Яркость света может нанести вред зрению, а ультрафиолетовые лучи способны вызывать серьезные ожоги на коже. Кроме того, во время сварки могут возникать брызги расплавленного металла, которые также представляют опасность.

Как правильно выбрать рабочую одежду для различных типов сварочных работ

Для того чтобы защитить себя во время работы со сварочным оборудованием, важно использовать средства индивидуальной защиты и надеть соответствующую одежду:

• Сварочная маска или защитный щиток. Газосварочные очки не подойдут для этой работы.
• Рукавицы из брезента или спилока.
• Рабочий костюм из плотной натуральной ткани, такой как брезент, с длинными рукавами и застегнутым воротником. Синтетические материалы не подойдут, так как они легко повреждаются искрами и каплями металла.
• Закрытые ботинки, чтобы предотвратить попадание горячих капель металла внутрь обуви.

Техника безопасности

• Убедитесь, что электрическая сеть защищена автоматами, которые предотвращают перегрузку (они должны быть установлены в распределительном электрическом щите). Необходимый номинал автоматов указан в инструкции по эксплуатации вашего сварочного аппарата.
• Подключайте сварочный аппарат к электрической сети через исправную вилку и розетку.
• Если вы используете удлинитель, проверьте, соответствует ли его сечение мощности сварочного аппарата.
• Не работайте с электрическими устройствами на улице в дождь или во влажную погоду, чтобы избежать поражения электрическим током.
• При горении электрода выделяется множество вредных газов. Работайте в хорошо проветриваемых местах или на открытом воздухе.
• Следите за противопожарной безопасностью. Поддерживайте порядок на рабочем месте — избегайте наличия посторонних предметов, способных загореться от случайных брызг металла.

Как варить сваркой новичку

Чтобы наладить процесс сварки и достичь хороших результатов с первого раза, ознакомьтесь с рекомендациями производителя вашего сварочного аппарата и строго следуйте им. С опытом вы начнете лучше понимать процесс и сможете точнее подбирать параметры для конкретных задач.

Подготовка сварочного аппарата и его настройка

Перед первым использованием сварочного аппарата внимательно изучите руководство, которое прилагается к нему. Обычно в нем содержатся важные советы по подключению и вопросам безопасности.

После этого подключите сварочные кабели к соответствующим розеткам на передней панели устройства, соблюдая правильную полярность, и хорошо затяните их вручную. Электрический ток проходит от положительного полюса к отрицательному. В ручной дуговой сварке на постоянном токе различают два типа соединений — прямое и обратное. При прямом соединении положительный терминал аппарата подключают к свариваемой детали, а отрицательный — к электроду. При обратной полярности подключение происходит наоборот.

При прямой полярности электроны и расплавленный металл электрода движутся в одну сторону — от электрода к свариваемой части, передавая ей множество тепла. Поэтому этот способ обычно применяется для сварки толстых металлов. Обратная полярность передает меньше тепла детали, поэтому ее используют для сварки тонких материалов; это снижает вероятность их повреждения.

Когда система будет собрана, подключите аппарат к электрической сети, затем присоедините кабель с массой к свариваемому объекту и вставьте электрод в держатель.

С помощью регулятора на панели управления установите текущий сварочный ток, который зависит от диаметра электрода, толщины свариваемых материалов и положения шва. Шов может быть в нижнем, вертикальном, горизонтальном или потолочном положении.

Приблизительные значения сварочного тока для нижнего положения приведены в следующих таблицах:

Стыковое соединение

Толщина металла, мм	Стыковое соединение
	Сварочный ток, А	Диаметр электрода, мм
1	25–35	2
1,5	35–50	2
2	45–70	2,5
4	120–160	3–4
5	130–180	3–4
10	140–220	4–5
15	160–250	4–5

Тавровое соединение

Толщина металла, мм	Тавровое соединение
	Сварочный ток, А	Диаметр электрода, мм
1	30–50	2
1,5	40–70	2–2,5
2	50–80	2,5–3
4	120–160	3–4
5	130–180	4
10	150–220	4–5
15	160–250	4–5

Нахлесточное соединение

Толщина металла, мм	Нахлесточное соединение
	Сварочный ток, А	Диаметр электрода, мм
1	30–50	2,5
1,5	35–75	2,5
2	55–85	2,5–3
4	120–180	3–4
5	130–180	4
10	150–220	4–5
15	160–250	4–5

При сварке вертикальных швов рекомендуется снижать силу тока примерно на 15%, а для потолочных швов — на 25%. Для угловых соединений риск прожига металла меньше, поэтому ток в таких ситуациях может быть немного выше.

Рекомендации по выбору сварочного тока являются ориентировочными. Опытный сварщик может регулировать силу тока в зависимости от качества шва.

Если намазываемый металл имеет высокий валик и образуется минимальное количество брызг, это может указывать на недостаточное проплавление деталей, и ток следует увеличить. Если валик низкий и количество брызг велико, то это значит, что ток слишком высок и его следует уменьшить.

Поджигание электрической дуги

Чтобы электрическая дуга загоралось с первого раза, необходимо:

• очистить металл от загрязнений и ржавчины в местах сварки и подключения заземляющего зажима с помощью металлической щетки;
• использовать сухие электроды.

После установки электрода в держатель, потренируйтесь в движениях. Убедитесь, что вы в удобной позе, чтобы проводить электрод вдоль шва, а по мере истощения электрода приближать держатель к детали. Следите за тем, чтобы кабель не мешал вашим движениям. Когда все готово, легким движением по свариваемой детали в начале шва зажгите дугу, после ее появления начинайте сварку.

Если элекрод прилип к металлу, аккуратно покачайте его в стороны, чтобы освободить — не тяните. Затем снова попытайтесь зажечь дугу.

Состояние электрода сильно влияет на легкость его поджига. Влажные электроды зажигаются плохо, постоянно прилипают, создают много брызг и имеют резкий треск при горении.

Используйте новые электроды, которые хранились в сухих условиях. Чтобы предотвратить их увлажнение, доставайте из упаковки только несколько штук перед работой. Неприделанные электроды нужно сразу же убрать назад.

Электроды, хранящиеся в открытой упаковке, могут со временем впитать влагу. Если оставить их на слишком долгое время, они могут стать непригодными. Лучше всего заранее приобрести новые электроды, особенно для ответственной работы.

Правильная позиция электрода

Для большинства случаев оптимальное положение электрода — под углом 45–65° к поверхности деталей. Это обеспечивает хороший прогрев свариваемых материалов и глубокое их проплавление. В то же время поток металла от горящего электрода помогает убрать расплавленный шлак из зоны сварки, который в дальнейшем может образовать корку на поверхности.

Если угол слишком велик, сварщик не сможет хорошо видеть шов из-за шлака. Если же электрод держать слишком полого, свариваемые детали прогреваются недостаточно, создавая высокий валик и не обеспечивая прочного соединения.

Изменяя угол положения электрода, сварщик может контролировать глубину проплавления, что особенно важно при работе с тонкими материалами, такими как профилированные трубы. Чтобы избежать полного прожигания стенок, держите электрод более полого.

Движение электрода во время сварки

В процессе сварки сварщик должен перемещать электрод, выполняя одновременно три основные движения:

• вдоль шва;
• влево-вправо с небольшими задержками в крайних положениях, чтобы электрическая дуга успевала прогреть и расплавить края;
• перемещать электрод вдоль себя, чтобы кончик постепенно сгорающего электрода находился на расстоянии около 1 мм от поверхности расплавленного металла.

Электрод можно перемещать как вперед, так и назад. Находясь в движении назад, сварщик хуже видит стык, но образуется меньше брызг, и дуга выбрасывает шлак, что обеспечивает более чистый шов. При движении вперед лучше видно, куда двигаться, но при этом дуга может выбрасывать брызги.

Ошибки при сварке

Характеристики качественного сварного шва: равномерная ширина на протяжении всего шва, невысокий валик, качественное расплавление металла и его сварка в начале работы, отсутствие глубокого кратера на окончании, плотно расположенные чешуйки и минимальное количество брызг. Ошибки, допущенные сварщиком, могут значительно ухудшить качество сварки.

Качественный шов. Источник: Youtube 100 Ампер

Недостаточный прогрев изделий в начале сварки

Сразу после зажигания дуги сварщик может слишком быстро начать перемещать электрод вдоль шва, что приводит к неэффективному прогреванию соединяемых деталей. Как следствие, вначале шва образуется непроваренный участок.

Источник: Youtube 100 Ампер

После зажигания дуги задержите электрод в начале шва, давая время на прогрев деталей. Когда образуется капля расплавленного металла, переходите к зигзагообразным движениям по шву.

Сварка с длинной дугой

Если сварщик держит электрод слишком далеко от сварочной ванны, дуга получается длинной, что может привести к ее прерыванию или затуханию. Как результат, шов становится неровным, а количество брызг увеличивается.

Источник: Youtube 100 Ампер

Старайтесь варить на короткой дуге, держите электрод максимально близко к сварочной ванне. Идеальное расстояние составляет около 1 мм.

Беспорядочное перемещение электрода

Неправильное перемещение электрода с разной скоростью и в произвольных направлениях приводит к образованию неровного шва с включениями шлака. Чтобы избежать этого, двигайте электрод вдоль шва с постоянной скоростью и углом наклона, поддерживая короткую дугу примерно в 1 мм. Прежде чем приступить к сварке ответственных конструкций, рекомендуется отработать технику на кусках металла одинаковой толщины для тренировки.

Источник: Youtube 100 Ампер

Слишком большой угол наклона электрода

При неправильном положении электрода шов прогревается плохо, в результате чего валик оказывается высоким и узким, происходит излишнее образование брызг. Для получения качественного шва держите электрод под углом 45–60° к поверхности детали, если только не работаете с тонкостенными материалами, которые могут легко прогорать. В случае работы с тонкими металлами рекомендуется делать угол наклона менее острым, чтобы свести к минимуму риск чрезмерного прогрева заготовки.

Резюме

Чтобы начать практиковаться в ручной дуговой сварке, достаточно приобрести недорогой сварочный инвертор, маску сварщика и электроды.

Ключевым параметром, определяющим сварочный процесс, является сварочный ток. Его следует подбирать в зависимости от толщины свариваемых деталей, диаметра электрода, типа соединения и положения шва в пространстве. Для предварительного определения значения тока можно воспользоваться таблицей.

На начальном этапе обучения важно внимательно анализировать каждый выполненный шов. Необходимо учитывать, как расположение деталей, величина сварочного тока и направление перемещения электрода влияют на итоговый результат. Для выявления закономерностей следует менять только один параметр в процессе сварки. Например, изменяйте ток, оставляя угол наклона электрода и скорость перемещения постоянными.

С увеличением практики у вас появится автоматизм, а интуиция будет помогать в процессе сварки.

Видео:

[ПРОСТЫМИ СЛОВАМИ О СВАРКЕ] КАК НАУЧИТЬСЯ ВАРИТЬ КРАСИВЫЕ ШВЫ!- САМЫЙ ПРОСТОЙ СПОСОБ.mp4