Сварка – это одна из достаточно сложных, но крайне востребованных технологий работы с металлами. Куда не кинешь взгляд – обязательно используются сварные соединения. Без этого процесса не обходится ни одно промышленное производство, строительная компания, ремонтное или сервисное предприятие. Незаменимой становится сварка и при строительстве и благоустройстве собственного жилья.

Но вот проблема – сварные работы требуют определенной подготовленности. Можно, конечно, при необходимости обращаться к мастерам сварщикам по объявлениям, или к своим знакомым, владеющим необходимыми навыками. Но лучше все же поставить перед собой вопрос — как научиться работать электросваркой самостоятельно, чтобы не быть ни от кого зависимым. Сегодня, когда домашнее сварочное оборудование перестало быть проблемой, умение проводить такие работы, особенно для собственника индивидуального жилья – неоценимый плюс, так как множество проблем просто перестанет существовать.

Однако, не стоит думать, что процесс обучения приемам сварки – простой и быстрый. По большому счету, чтобы научиться качественно варить металл, лучше пройти соответствующие курсы теоретической и практической подготовки, которые могут быть организованы при учебно-производственных центрах или заведениях среднего профессионального образования. Можно попросить поделиться опытом товарища, который владеет этим ремеслом. Если нет – то наверняка придётся испортить немало металлических заготовок и сжечь не одну пачку электродов, пока не «набьется» рука и можно будет сказать себе: «Да, я научился!»

Но прежде всего необходимо разобраться с основными понятиями электросварки и приобрести необходимое оборудование и снаряжение. Сварка – это такой технологический процесс, где от оснащенности рабочего места напрямую зависит и качество работы.

Какие виды электросварки существуют

Сама суть электросварки заключается в следующем. Силовая установка вырабатывает мощный сварочный ток, который по кабелям подводится к рабочему посту. Между электродом и поверхностью свариваемого металла создается электрическая сварочная дуга – устойчивый разряд, характеризующийся высочайшими температурными показателями. Это приводит к плавлению металла и присадочного материала. Образуется так называемая сварочная ванна – область расплава, контролируя и направляя которую сварщик формирует шов. После снятия дуги происходит кристаллизация расплавленного металла и создается прочное монолитное соединение деталей.

Эта очень упрощенно описанная схема реализуется в нескольких сварочных технологиях:

• Самой распространенной является ручная дуговая сварка, которая по существующей терминологии имеет аббревиатуру ММA (от английского названия «Mаnuаl Metаl Arс»). Главная особенность – использование плавких электродов со специальной обмазкой. Преимущества – не требуется особо сложного технического обеспечения, газобаллонного оборудования. Недостаток – возможность сварных работ только с черными металлами или нержавейкой.

В подавляющем числе случаев, если рассматривается сварка на бытовом уровне, то имеется в виду именно эта технология.

• Сварка по технологии ТIG позволяет работать с легированными сталями и некоторыми цветными металлами. Термин «Tungstеn Inеrt Gаs» говорит сам за себя: вольфрам и инертный газ. Дуга в этом случае создается между свариваемой поверхностью и неплавким вольфрамовым электродом, а в качестве заполнения вводится присадочный пруток того или иного типа. Одновременно через сварочную горелку с жаростойким керамическим соплом постоянно подается защитный инертный газ, который обеспечивает чистоту шва.

Сварка по подобной технологии имеет массу достоинств, но требует и специального оборудования, и высокой квалификации работника.

• Полуавтоматическая сварка MIG-MAG (Мetаl Inert Gаs – Metаl Aсtive Gаs ) – одна из самых передовых современных технологий, которая все чаще используется и домашними мастерами. Процесс сварки проходит также в среде инертных или активных газов с автоматической подачей присадочного материала (сварочной проволоки) которая играет роль электрода.

Эта технология позволяет выполнять швы высокого качества в любой плоскости и с очень большой производительностью. В какой-то мере она даже проще, чем ММА, но требует сложного и достаточно громоздкого оборудования – самого сварочного аппарата, механизма подачи проволоки, газобаллонного устройства, горелки с со специальным рукавом, через который полается проволока и защитный газ.

• Существует еще и точечная электросварка – SPOT, которая находит широчайшее применение в частности, на кузовных участках предприятий автосервиса. Она тоже потребует особого сложного оборудования, и в домашних условиях практически не применяется.

Ручная дуговая сварка ММА – что потребуется для работы?

Любой новичок всегда начинает с освоения приемов именно ручной дуговой сварки (MMА), поэтому все рассматриваемые ниже вопросы будут посвящены именно ей.

Чтобы начать самостоятельно практиковаться, необходимо подготовить определённое оборудование, оснащение и расходные материалы.

Сварочный аппарат для дуговой сварки

Для проведения сварочных работ по технологии ММА используется один из трех типов аппаратов:

• Сварочный трансформатор – один из простейших видов оборудования. Принцип работы элементарен – сетевое напряжение 220 В (или 380, для трехфазной сети) преобразуется в более низкое, порядка 25 – 50 В, но за счет этого резко возрастает значение силы тока.   Достоинства такой схемы – ее простота, высокая надежность и простота в обслуживании, высокие показатели мощности. Подобные аппараты недороги, что, наверное, во многом и предопределяет их распространённость.

Недостатков же у трансформатора гораздо больше – сварочная дуга от переменного тока не отличается стабильностью, нередки случаи залипания электродов, большое разбрызгивание металла, швы не отличаются аккуратностью. Помимо этого, потребуются специальные электроды именно для «переменки». Сварочные трансформаторы весьма зависимы от сетевого напряжения, а сами в процессе работы могут серьезно «просаживать» сеть. Не отличаются они компактностью и легкостью. Одним словом, начинать обучение с таким оборудованием – нежелательно. Как правило, для работы на подобных аппаратах потребуются хорошие навыки.

• Сварочные ММА-выпрямители отличаются от трансформаторов тем, что дают на выходе постоянный ток. Работать с ними намного легче, так как «постоянная» дуга намного стабильнее, и швы получаются более аккуратными.

Однако, недостатки остаются – та же массивность и габаритность, даже побольше, нежели у сварочных трансформаторов, зависимость от напряжения питания и большая нагрузка на сеть. По цене они дороже, чем трансформаторные аппараты.

• Без преувеличения можно сказать, что буквально революцию в сварочных технологиях произвели аппараты, работающие по инверторной схеме. Сетевое переменное напряжение 220 В с частотой 50 Гц проходит целый каскад частотных и амплитудных трансформаций, и на входе получается требуемый постоянной ток с высочайшей степенью стабилизации. Всеми процессами управляет микропроцессорная сборка, что позволяет проводить требуемые регулировки с высокой степенью точности.

Все это дает целый «букет» достоинств такого аппарата:

— Оборудование спокойно переносит достаточно серьезные колебания м=сетевого напряжения, что особо бывает важно в загородных поселках, где подобные проблемы — весьма частое явление.

— Вместе с этим, у инверторов, по сравнению с другими аппаратами, минимальное потребление энергии — они практически не перегружают сеть.

— Стабилизированный ток и возможность его точной регулировки позволяют выполнять точные и аккуратные швы. Разбрызгивание практически отсутствует.

— Аппарат отличается компактностью и малыми весом.

Выпускается широкий ассортимент подобных аппаратов – от инверторов бытового класса до профессионального оборудования. Для начинающих сварщиков – это самое оптимальное решение.  Цены на качественные инверторы достаточно высоки, но, во-первых, имеют тенденцию к снижению, а во-вторых, подобная разовая покупка полностью себя оправдает. А продаже появилось немало и недорогих аппаратов весьма сомнительной сборки. Поэтому очень важно правильно подойти к проблеме выбора инвертора —  нужно обязательно обратить внимание на ряд важных нюансов:

• Максимальный сварочный ток. Если аппарат планируется применять в условиях домашнего хозяйства, то, как правило, останавливаются на моделях с величиной 150 – 200 А.  этого вполне достаточно для работы с электродами диаметров до 4 мм.
• Устойчивость электронной схемы к перепадам сетевого напряжения. Качественные инверторы должны выдерживать колебания в пределах ± 20 ÷ 25 %.
• Инвертор должен иметь систему принудительного охлаждения, работающую постоянно при включенном питании, или же оснащенную автоматикой, запускающую вентиляцию при определенном значении температуры радиаторов.
• Не следует забывать о потребляемой мощности аппарата – она может быть порядка 2 ÷ 3 кВт у небольших моделей, но может достигать и более значительных величин у аппаратов полупрофессионального или профессионального класса.
• То, о чем многие просто не знают: параметр, определяющий допустимую длительность сварочного процесса – продолжительность включения (ПВ). Никакой аппарат не может работать без перерывов, и в параметрах обязательно указывается ПВ, выраженное в процентах от общей длительности работы оборудования. У моделей бытового класса это обычно составляет порядка 40% — ничего не поделаешь, такова плата за компактность аппарата. На практике это означает, что период «отдыха», в данном случае, в 1,5 раза дольше, нежели время сварки, например, 1 минута непрерывной работы потребует затем не менее, чем полутора минутной паузы.
• Для начинающих сварщиков будут очень удобно, если в схеме аппарата реализованы некоторые полезные функции:

— «НotStаrt» существенно облегчает первоначальный розжиг сварочной дуги. Электроника автоматически импульсно повышает значение тока в момент розжига.

— «АrcFоrce» поможет справиться с извечной проблемой новичков – залипанием электрода к металлической поверхности. При уменьшении требуемого зазора между электродом и металлом повышается ток, предотвращая эту неприятность.

— «AntiStick» — функция, которая предотвратит перегрев автомата, если залипания избежать все же не удалось. В этом случае питание просто автоматически отключится.

Еще один важный совет. «Ахиллесовой пятой» инверторов является определенная сложность проведения ремонтных работ в случае выхода схемы из строя. При выборе аппарата лучше отдать предпочтение моделям с многоплатной компоновкой электронной схемы. Покупать подобные аппараты немного дороже, но диагностика поломок становится проще, ремонтопригодность —  намного выше.

Видео: как выбрать сварочный инвертор

Цены на популярные сварочные инверторы

Сварочные инверторы

Сварочные провода, держатель электродов, зажим массы

Сварочные инверторы, как правило, уже укомплектованы проводами, держателем электродов и зажимом массы. Однако, при покупке на эти элементы тоже стоит обратить пристальное внимание – иногда можно нарваться на некачественные изделия.

• Сварочные провода должны быть в гибкой резиновой изоляции, иметь надежные латунные контактные вилки, подходящие к разъемам конкретного аппарата. Сечение кабеля должно быть не менее 16 мм², если аппарат рассчитан на ток до 150 А, 25 мм² – при 200 А и даже 35 мм², если предполагается работа с токами 250 А и выше. Не следует гнаться за большой длиной проводов или самостоятельно удлинять их – это может привести к перегрузке электроники и выходу инвертора из строя.
• Электрододержатель – важнейший элемент экипировки сварщика, так как именно им мастер манипулирует в процессе работы. Не стоит использовать для работы самодельные «вилки» — это достаточно опасно в плане получения световых ожогов глаз или поражения током. Самыми распространенными и удобными на сегодняшний день являются держатели пассатижного типа – «прищепки». Одни удобны, позволяют легко и быстро произвести замену электрода, хорошо изолированы со всех сторон и обеспечивают должную безопасность.

Держатель должен иметь надежный зажим для электродов, позволяющий размещать из не только перпендикулярно, но и под углом 45º. Нужно не полениться и проверить материал контактной части – там должна быть медь или латунь, но никак не омедненная сталь. Это – явный признак дешевой подделки, который легко выявить с помощью маленького магнитика. Необходимо проверить надежность фиксации электродов, особенно малого диаметра (2 мм) – с этим нередко бывают проблемы у некачественных держателей пассатижного типа.

Важным фактором является и удобность держателя, его сбалансированность, «развесовка» – работа с ним не должна вызывать быстрой усталости рук. Он должен иметь достаточно длинную рукоятку, позволяющую принять наиболее удобное положение руки, рифленую поверхность, чтобы исключить проскальзывание в ладони, одетой в рукавицу. Не забываем и о том, что для держателей также определено максимальное значение сварочного тока.

• Зажим для подключения массы должен иметь мощную пружину, надёжное соединение с проводом, латунные контакты для обжима металлической заготовки, соединенные медной шиной.

Оснащение сварщика

• Прежде всего, для сварочных работ потребуется маска или щиток. Щитки часто идут в комплекте инверторов, но у них есть неудобство – его необходимо удерживать свободной рукой, а это далеко не всегда возможно. Лучше приобрести полноценную маску.

Этот предмет экипировки предохраняет глаза от световых ожогов, прикрывает лицо от попадания брызг металла или искр, а органы дыхания, в определенной степени, от поднимающихся газов. Вместе с тем, светофильтр должен обеспечивать хорошую видимость накладываемого шва при зажигании дуги — подбор производится индивидуально. Светофильтр должен быть прикрыт защитным стеклом.

Сама маска изготавливается из термостойкого пластика. Она не должна быть тяжелой и громоздкой, вызывающей быструю усталость. Необходимо проверить удобство наголовника и его фиксацию в нужном положении, возможность регулировки под требуемый размер.

Большой популярность стали пользоваться маски — «хамелеоны», оснащенные специальными жидкокристаллическими светофильтрами, мгновенно меняющими светопроводимость в момент зажигания дуги. Удобство бесспорное – нет необходимости постоянно откидывать маску для визуального контроля исполненного шва, упрощается и процесс розжига дуги. Такие маски имеют определенные степени регулировки быстроты срабатывания и степени затемнения – это еще одно их значимое преимущество. Недостаток у них – достаточно высокая цена.

• Для работы потребуется специальная одежда, сшитая их прочной плотной такни, исключающей моментальное проплавление или прожиг при попадании искр (например, брезент) Категорически запрещены накладные карманы на куртке или штанах.

Обувь должна быть кожаная, полностью закрытая, ее верх должен надежно прикрываться штанинами. Руки необходимо защитить кожаными или плотными брезентовыми рукавицами или перчатками (крагами) с длинными манжетами, полностью закрывающими область запястья.

• Для производства сварочных работ, кроме того, понадобится специальный молоток для скалывания шлака – секач, железная щетка для зачистки поверхности металла. Нарезка заготовок и разделка деталей (снятие фаски и т.п.) потребует машинки-«болгарки» с отрезным и шлифовальным кругами.

Какие электроды использовать?

Электрод представляет из себя стальной стержень, покрытый слоем обмазки. Стержень является и проводником для сварочного тока, и присадочным материалом. Обмазка при воздействии высоких температур создает защитный слой шлаков и газа, предохраняющий сварной шов от мгновенного окисления кислородом и азотом воздуха.

Случаются ситуации, когда и оборудование хорошее, и все вроде делается по правилам, но сварной шов не получается. Возможно, причина кроется в неправильной подборке электродов. Увы, но многие начинающие мастера подбирают их, ориентируясь лишь на толщину сечения стержня, выпуская из виду остальные характеристики. А между тем, классификация электродов достаточно сложна и многообразна. Конечно, можно получить консультацию при покупке, если конечно сам продавец в этом понимает. Но можно попытаться разобраться с некоторыми вопросами и самостоятельно.

Для примера – электрод Э42A-УOHИ-13/45—3,0-УД (ГOСТ 9966—75) или E-432(5) – Б 1 0 (ГOСТ 9967—75). О чем могут рассказать цифры и буквы?

• Э42A– специальное обозначение, говорящее о механических и прочностных качествах создаваемого шва. Характеристика, больше требующаяся для инженерных расчетов.
• УOHИ-13/45 – здесь зашифрована марка изделия. которая присвоена ему производителем.
• 3,0 – диаметр металлического стержня – 3 мм.
• Буква «У» говорит о том, что он предназначен для сварки углеродистых или низколегированных сталей – то, что чаще всего требуется в домашних условиях. Можно встретить обозначения «Л», «Т», «В»  — это электроды для легированных и инструментальных сталей различного типа, а «Н» — для создания наплавочного слоя на поверхности металла.
• Буква «Д» в данном примере говорит о толстой обмазке. Тонкий слой будет обозначен «М», средний – «С» и очень толстый – «Г». Предпочтение следует отдать толстой обмазке.

По следующему ГОСТУ расшифровка такова:

• E-432(5) – информация для специалистов о физико-химических свойствах наплавляемой присадки.

«Б» — это классификация обмазочного покрытия. В приведенном примере – основное. Кроме того можно встретить такие обозначения:

— «А» — покрытие кислого типа, подходит и для постоянки, и для переменки, для любых типов швов, но дает сильное разбрызгивание.

— «Б» — основное, применяется для сварки мощных толстых деталей с использованием обратной полярности.

— «Р» — рутиловая обмазка – одна из самых распространённых, отлично подойдет для начинающего сварщика и для работ в домашних условиях.

— «Ц» — обмазка с целлюлозной составляющей. Очень удобна при работах большого масштаба, но требует особой квалификации сварщика, так как не терпит перегрева.

— «РЦ», «РЦЖ» — комбинированный тип. Буква «Ж», помимо этого, говорит о включении в состав железного порошка. В основном используется квалифицированными специалистами для особого вида работ.

• Следующая цифра говорит о пространственном расположении швов, которые можно исполнять данным электродом.

— «1» — универсальные;

— «2» — все, кроме вертикальных сверху-вниз;

— «3» — недопустимы «потолок» и вертикаль, так же,  как в п.2;

— «4» — электрод может выполнять исключительно нижние швы.

• Последняя цифра маркировки – индекс, говорящий о параметрах требуемого сварочного тока. Данные сведены в специальную таблицу, учитывающие и тип тока, и величину напряжения холостого хода аппарата, и нужную полярность. Чтобы не углубляться в подробности – только несколько слов о том, что необходимо учитывать. Всего градаций десять, от «0» до «9». Для переменного тока могут применяться любые, кроме «0». При «постоянке» полярность подключения не будет иметь значения для индексов «1», «4», «7». Электроды «2», «5» и «8» — исключительно для прямой полярности, а «0», «3», «6», и «9» — только для обратной.

Диаметр электродов подбирается в зависимости от толщины свариваемых деталей. Упрощенно можно ориентироваться на следующие параметры:

— Для заготовок толщиной до 2 мм — Ø 1.5 ÷ 2.5 мм;

— 3 мм – Ø 3.0;

— 4 ÷ 5 мм – Ø 3.0 ÷ 4.0;

— 6 ÷ 12 мм – Ø 4.0 ÷ 5.0;

— свыше 12 мм – Ø 5.0.

Видео: классификация электродов для ручной дуговой сварки

Цены на электроды для сварки

Электроды для сварки

Подготовка рабочего места

Чтобы приступить к практическим занятиям, необходимо подготовить себе рабочее место:

• Работать лучше всего на свежем воздухе и открытом пространстве – исключается вероятность возгорания конструкций здания, меньше воздействие токсичных испарений.
• Около рабочего места не должно быть никаких легковоспламеняющихся материалов или жидкостей.
• На случай возгорания следует приготовить средства пожаротушения – воду, трудновоспламеняемую накидку из плотной ткани, песок. При этом применять для тушения пламени воду можно только при полном обесточивании аппарата.

• Работать лучше всего на металлическом верстаке. Следует продумать вопрос фиксации заготовок (тиски, струбцины и т.п.)
• Удлинитель должен иметь сечение кабеля, отвечающее пиковой потребляемой мощности сварочного аппарата.
• Перед началом работы необходимо предусмотреть меры, чтобы исключить появление посторонних людей, а в особенности – детей.

Первые практические шаги

Если все готово, можно переходить к практическим действиям. Для начала лучше всего приготовить лист металла, зачищенный от грязи и ржавчины – первые шаги лучше отрабатывать на нем, не торопясь сразу сваривать какие-либо детали.

К заготовке присоединяется зажим массы. Очень важен хороший контакт в месте соединения – его следует зачистить металлической щеткой

Начинать обучение лучше всего с электродами Ø 3 мм – с ними легче «набить руку». Величина сварочного тока в этом случае будет порядка 80 – 100 А. электрод вставляется в держатель, проверяется надежность его крепления.

• Первым «упражнением» будет зажигание и удержание сварочной дуги. Для этого, после включения аппарата и опускания маски, нужно либо чиркнуть электродом по поверхности металла, либо несколько раз постучать по одному месту. Обязательно должна появиться искра, и теперь самое важное – удержать горящую дугу. Для этого необходимо строго выдерживать зазор между электродом и поверхностью металла. Положение электрода – примерно 30 º от перпендикуляра к поверхности.

Нормальным зазором считается такой, которые примерно равен толщине стержня электрода – это называется короткой дугой. При инверторной сварке с использованием качественных и сухих электродов обычно со стабильностью дуги проблем не возникает. При увеличении зазора до 4 – 5 мм получается длинная дуга, которая уже качественного шва не даст. Чрезмерное приближение электрода к поверхности может окончиться его залипанием. В этом случае следует сразу же качнуть держатель в сторону, пока не начался перегрев стержня.

При поддерживании дуги следует помнить, что электрод постоянно выгорает, и нужно корректировать его положение относительно поверхности металла.

• Теперь нужно четко разобраться со структурой расплавляемого металла в области дуги. В начале нагрева появляется красное жидкое пятно – это еще не металл, а расплавившаяся обмазка электрода, которая создала защитный слой. Через 2—3 секунды в центре этого пятна появится ярко-оранжевая или даже беловатая капля с легким дрожанием или рябью на своей поверхности – это и есть сварочная ванна, область расплавленного металла. Важно научиться четко различать жидкий шлак и саму ванну – от этого будет зависеть и качество накладываемого шва.
• Как только ванна сформировалась, начинаем пробовать осуществить ее перемещение, плавно перемещая электрод, не меняя при этом зазора. Капля металла всегда перемещается в область повышенной температуры, поэтому и ванна будет стремиться за дугой. Со своей стороны, давление дуги несколько отталкивает ванну в противоположном направлении. Поработав практически и поняв этот принцип, можно попробовать сформировать валик наплавленного металла на поверхности листа.
• Для некоторого усложнения задачи лучше всего наметить на поверхности металла линию, которую выдерживать при создании сварного валика. Электрод будет перемещаться вдоль линии с небольшими колебательными движениями в стороны – так как показано на схеме.

После наложения этого «шва» необходимо дать ему остыть, а затем сколоть слой шлака, чтобы визуально оценить качество. Возможно, потребуются корректировки силы тока. Это, например, будет заметно по непроваренным участкам – ток явно недостаточен. Повышенное значение может привести к прожигу листа. Все это определяется только экспериментальным путем, какие-либо четкие рекомендации давать сложно.

Не допускается пористости швов, включения в металлическую структуру частиц шлака – это соединение не отличается прочностью.

В ходе практики можно будет определиться какое направление сварки будет наиболее удобным – на себя или от себя, протягивая ванну за электродом или наоборот, толкая ее вперед. Многие мастера советуют все же проводить сварку если ровные и качественные валики начали получаться, можно переходить к следующему этапу – свариванию двух заготовок.

• Сварные швы по пространственному положению бывают нижними, на вертикальной плоскости (горизонтальные или вертикальные) и потолочными. Начинать, конечно, нужно с нижних – умение выполнять остальные придет далеко не сразу, по мере накопления опыта.

• По расположению сопрягаемых деталей швы подразделяют на стыковые, угловые, тавровые и нахлесточные. Каждый из них имеет свои особенности наложения, движения электрода, разделки и выставления заготовок.
• Сварку двух деталей начинают с прихваток, которые обеспечат стабильное положение деталей при наложении основного шва. Обычно для прихватки ток вставляют на 20—30% больше, работая при этом на короткой дуге. При этом прихватки не должны быть ближе 10 мм от края заготовок или вблизи от отверстий. После наложения прихваток есть возможность проконтролировать правильность положения деталей и внести необходимые корректировки.

• Вначале следует научиться накладывать однослойные швы на тонких, 3—4 мм заготовках. Более сложные варианты, с корневой проваркой и заполнением, могут быть освоены, года с простейшими приемами будут достигнуты устойчивые навыки.

Одним словом, все остальное будет зависеть только от старания и регулярных практических тренировок начинающего сварщика. Хорошо, если будет возможность обратиться к специалисту, чтобы он смог оценить получаемые результаты. Если нет – можно сравнить итоги своей работы с демонстрируемыми в интернете видеороликами с мастер-классами по дуговой сварке. Опыт, твердость руки, умение правильно выбирать параметры и уверенность в своих силах обязательно придут.

Видео: мастер-класс по ручной дуговой сварке

Как работает сварка? – Как это работает

Инженер ВМС США в процессе дуговой сварки

Сварка – это процесс изготовления, при котором металлы и термопласты соединяются вместе для получения объекта или конструкции. Эти материалы обычно соединяются путем плавления материала наполнителя (такого как сталь) в их граничных точках, сплавляя их вместе. Это слияние достигается тремя основными методами: газовая сварка, дуговая сварка и лазерная сварка.

Газовая сварка, также обычно называемая кислородно-топливной сваркой, является наиболее распространенным видом сварки, а также самой старой.Этот процесс происходит путем сжигания ацетилена в потоке кислорода, когда газ направляется в точку фокуса (т.е. сварочный стержень; это может быть ручной или стационарный роботизированный аппликатор), где он зажигается для образования высокотемпературного пламени. , Газовая сварка дает сварочное пламя при 3100 ° C (5612 ° F) и, как таковое, обычно используется для сварки высоколегированных сталей. Однако пламя, создаваемое в газовой системе, обычно менее концентрировано, чем другие методы, что приводит к большему искажению сварного шва.

Дуговая сварка значительно отличается от газовой сварки. Этот метод включает плавление рабочих материалов по электрической дуге. Это создается путем присоединения заземляющего провода к сварочному материалу и последующего размещения на нем другого провода электрода, который сам подключен к источнику переменного или постоянного тока. Когда электродный провод отводится от материалов, он генерирует электрическую дугу (постоянный плазменный разряд, вызванный электрическим пробоем газа), который посредством вытесненного тепла сваривает материалы на сварочном наконечнике.В отличие от газовой сварки, дуговая сварка дает узкую и концентрированную точку сварки.

Наконец, лазерная сварка – одна из самых новых и дорогостоящих форм сварки – использует высокоэнергетический лазерный луч для плавления рабочих материалов. Поскольку лазерный луч имеет высокую плотность энергии, этот метод позволяет достичь глубокого проникновения и невероятно сфокусированного сварного шва с небольшим искажением окружающей среды. Из-за этого лазерная сварка обычно используется в крупных промышленных применениях, где скорость и тонкость имеют большое значение.

Как работает сварка | HowStuffWorks

Небоскребы, экзотические автомобили, запуски ракет – некоторые вещи просто требуют вашего внимания. Сварка , по всей вероятности, не относится к их числу. Возможно, вы прошли всю свою жизнь, даже не подумав об этом. Тогда вас может удивить, что сварка затрагивает примерно 50 процентов валового национального продукта США [источник: Хобарт]. Без этого ни один из этих удивительных небоскребов, автомобилей или ракет не существовал бы.

по своей сути – просто способ соединения двух кусков металла. В то время как существуют другие способы соединения металла (например, клепка, пайка и пайка), сварка стала методом выбора по прочности, эффективности и универсальности.

Существуют тонны различных методов сварки, и все время изобретаются новые. В некоторых способах используется тепло, чтобы по существу плавить вместе два куска металла, часто добавляя «соединительный металл» в соединение, чтобы действовать как связующий агент.Другие методы полагаются на давление, чтобы связать металл, а третьи используют комбинацию давления и . В отличие от пайки и пайки, когда соединяемые металлические детали остаются неизменными, процесс сварки всегда меняет заготовки.

Это может показаться тривиальной точкой, но на самом деле очень важно понять, почему сварка дает такие прочные связи. В процессах пайки и пайки два куска металла соединяются путем введения в смесь третьего материала (с более низкой температурой плавления).Расплавление этого третьего материала между поверхностями исходных деталей связывает их вместе. Связь, однако, является такой же прочной, как соединительный материал. Сварка, с другой стороны, отрезает посредника и соединяет оригинальные детали непосредственно друг с другом. В результате получается прочная, сплоченная связь, которая часто так же прочна, как и сам материал.

В этой статье мы подробнее рассмотрим, как именно работает сварка. Мы также рассмотрим некоторые из многочисленных приложений для сварки, а также опыт и оборудование, необходимое для того, чтобы все это произошло.Но прежде чем мы это сделаем, давайте посмотрим, с чего все началось.

Процесс сварки | HowStuffWorks

Мы все одеты и готовы начать сварку. Большая часть выполняемой сегодня сварки относится к одной из двух категорий: дуговая сварка и сварка горелкой.

Дуговая сварка использует электрическую дугу для плавления рабочих материалов, а также присадочный материал (иногда называемый сварочным прутом) для сварки соединений. Дуговая сварка включает в себя прикрепление заземляющей проволоки к сварочному материалу или другой металлической поверхности.Другой провод, известный как электродный провод, помещается на материал, подлежащий сварке. Как только этот вывод оторван от материала, возникает электрическая дуга. Это немного похоже на искры, которые вы видите при отсоединении соединительных кабелей от автомобильного аккумулятора. Затем дуга плавит заготовки вместе с наполнителем, который помогает соединять детали.

Для подачи наполнителя в сварочное соединение требуются твердые руки и внимание к деталям. По мере того, как стержень плавится, сварщик должен непрерывно подавать наполнитель в соединение, используя небольшие устойчивые движения вперед-назад.Эти движения – то, что дает сварным швам их отличительный внешний вид. Слишком быстрое или медленное движение или удерживание дуги слишком близко или далеко от материала может привести к плохой сварке.

Дуговая сварка в защитном металле (SMAW или палочная сварка), газовая дуговая сварка (более известный как инертный газ металла , или MIG , сварка ) и газовая вольфрамовая дуговая сварка (часто называемая вольфрам инертный газ или TIG , , сварка ), все являются примерами дуговой сварки.

Каждый из этих трех распространенных методов обладает уникальными преимуществами и недостатками. Например, сварка стержнем недорогая и простая в освоении. Он также медленнее и менее универсален, чем некоторые другие методы. Напротив, сварка ВИГ сложна в изучении и требует сложной сварочной установки. Однако сварка TIG позволяет получать сварные швы высокого качества и может сваривать материалы, которые другие методы не могут.

Горелка представляет собой еще один популярный метод сварки.В этом процессе обычно используется оксиацетиленовая горелка для расплавления рабочего материала и сварочного стержня. Сварщик одновременно управляет горелкой и штоком, что дает ему возможность контролировать сварной шов. Хотя сварка горелкой в ​​промышленности стала менее распространенной, она все еще часто используется для работ по техническому обслуживанию и ремонту, а также в скульптурах (подробнее об этом позже).

Сварочные инструменты Профессии

К настоящему времени вы уже поняли, что сварка не обязательно сложный процесс. Вы можете изучить основы нескольких методов сварки в течение нескольких часов. Однако, как и в шахматах, сварку легко освоить, но трудно освоить. Профессиональные сварщики имеют множество различных переменных, которые необходимо учитывать при выполнении своей работы. Независимо от того, насколько сложна работа, им нужно всего три вещи: сварочная установка, материал для сварки и оборудование для обеспечения безопасности.

Самые основные сварочные аппараты, которые иногда используются в домашней мастерской, можно приобрести менее чем за 100 долларов. Как правило, эти установки настроены для дуговой сварки в защитном металле ( SMAW ) или для сварки стержнем . Многие устройства имеют только переключатель вкл. / Выкл., Что делает их простыми в управлении. Сварочные горелки с горелкой небольшие и с ними легко работать, поэтому они часто используются. Эти факелы используют оксиацетилен для пламени, наряду со стержнем наполнителя.Но некоторые установки (например, используемые при лазерной сварке) настолько дороги и сложны, что их используют только в промышленных целях.

Что касается материалов, некоторые из них гораздо легче сваривать, чем другие. Сталь может быть отличным выбором из-за ее прочности, доступности и свариваемости. Как правило, чем прочнее сталь, тем труднее ее сваривать. Соответственно, несколько стальных сплавов были разработаны с учетом сварки. Конечно, почти любой металл может быть сварен, включая чугун, бронзу, алюминий и даже титан, хотя последний требует высоко защищенной атмосферы, потому что металл очень реактивен.

Что бы вы ни сваривали, помните: безопасность прежде всего. Если вы когда-либо видели сварку лично, вы можете засвидетельствовать ослепительную яркость, которую создает процесс. Если смотреть прямо на место сварки без защиты, можно получить то, что известно как arc eye , болезненное воспаление роговицы, которое похоже на попадание песка в глаза. Неудивительно, что маска хорошего сварщика является обязательным условием для любого сварочного оборудования.

Сварочные маски бывают разных стилей.Самые простые из них имеют затемненную панель, через которую сварщик смотрит во время сварки. Более продвинутые маски автоматически темнеют, поскольку место сварки становится ярче. В дополнение к ослепительной яркости сварка может генерировать температуры до 10 000 градусов F (5538 градусов по Цельсию) и ливни искр, что делает необходимыми перчатки для тяжелых условий эксплуатации и рубашку с длинным рукавом.

Наконец, правильная вентиляция имеет решающее значение, в зависимости от метода сварки. Сварщики могут подвергаться воздействию вредных веществ, таких как свинец, ртуть и угарный газ.Вентиляционные колпаки могут предотвратить накопление паров в рабочей зоне.