Сварочные работы

Техника сварки не отличается высокой сложностью: уже после выполнения пары-тройки «учебных» швов вы получите опыт, достаточный для выполнения таких ответственных соединений, как, например, сварка водопроводных труб. В домашних условиях чаще всего прибегают к ручной дуговой электросварке. Главным образом это обусловлено доступностью домашних электросварочных аппаратов и принадлежностей (сварочных электродов, держателей и т.п.).

Ручная дуговая сварка применяется для сваривания материалов из различных конструкционных, низко- и высоколегированных сталей, а также серого чугуна. При использовании специальных электродов ручная дуговая сварка может применяться и для сваривания цветных металлов: меди, медных и алюминиевых сплавов.

Принцип дуговой сварки основан на возникновении высокотемпературной электрической д пи в месте контакта двух проводников при протекании через них тока большой силы. При проведении ручной дуговой сварки в качестве одного из проводников выступает сварочный электрод, являющийся одновременно и присадочным материалом (т.е. материалом для образования сварочного шва необходимой толщины), роль другого электрода играют сами свариваемые детали, называемые по устоявшей традиции «массой». Ток большой силы, протекающий через электрод и «массу», получается при подключении их к источнику питания (переменного или постоянного тока) с очень низким выходным сопротивлением - настолько низким, чтобы падение напряжения происходило на участке «масса»-электрод практически полностью.

В бытовых сварочных аппаратах (как правило, переменного тока) величина сварочного тока составляет 50-400 А, а напряжение дуги - 15-40 В. Аппараты с такими характеристиками рассчитаны на проведение сварки металлических листов толщиной до 10 мм, что вполне подходит и для сваривания стальных водопроводных труб.

Конструктивно сварочный аппарат устроен следующим образом: в качестве источника сварочного тока выступает понижающий трансформатор, состоящий из первичной и вторичной обмоток и сердечника. Концы первичной обмотки трансформатора подключаются к бытовой электросети (с напряжением 220 В), а концы вторичной обмотки, имеющей в 5-15 раз меньше витков, чем у первичной, имеют зажимы для подсоединения сварочных кабелей, идущих к электроду и «массе». Для закрепления и быстрой замены сварочных электродов предназначен специальный держатель, имеющий зажимное устройство и снабженный хорошо заизолированной ручкой для защиты сварщика. Для надежного контакта сварочного кабеля с «массой» он оснащен специальным зажимом. Для дополнительной защиты сварщика от поражения электрическим током сердечник трансформатора сварочного аппарата и его корпус соединяются с проводом заземления или защитного зануления.

Ручная дуговая сварка - это операция, связанная с использованием открытого огня, поэтому при проведении сварочных работ должны неукоснительно соблюдаться правила противопожарной безопасности. Перед началом работ проследите, чтобы рядом с местом их выполнения не находилось никаких пожаро- и взрывоопасных веществ и предметов: дерева, тряпок, бумаги, лаков и красок, масел, горючих и заправочных жидкостей, газовых баллонов. Кроме того, подготовьте надежные средства пожаротушения - пенный огнетушитель, ведро с водой или песком, чистый брезент, асбестовый лист. Закончив работу, убедитесь в том, что нигде не осталось тлеющих искр и брызг расплавленного металла Особое внимание уделите своей экипировке: одежда должна быть обязательно плотной, защищающей кожу от брызг расплавленного металла и ультрафиолетового излучения, глаза должны быть защищены затемненными очками или специальным щитком.

Дуговая сварка - это еще и работа с электричеством: высоким напряжением и токами. Следовательно, необходимо соблюдение и правил электробезопасности. Провода, идущие к сварочному аппарату и от него, должны иметь надежную изоляцию (перед началом сварочных работ внимательно осмотрите их и убедитесь в исправности изоляции). Не проводите сварочные работы в сырых помещениях.

Прежде чем включать электросварочный аппарат в сеть, убедитесь, что потребляемый им ток (до 25 А) выдержит электросеть вашей квартиры или гаража.

Грязь, образованная частицами краски, ржавчины, песка, масел и других веществ, не дает дуге разжечься правильно, поэтому перед началом работы очень тщательно, до блеска, зачистите участки металла, через которые пройдет сварочный шов. Если этого не сделать, то в зоне сварки будет образовываться излишнее количество шлака (металлической накипи), что не только мешает при работе (накипь закрывает сварочный шов), но и приводит к снижению прочности сварного соединения.

Тип используемых сварочных электродов, а также необходимая для правильного хода сварочного процесса сила тока зависят, в первую очередь, от толщины свариваемых деталей и толщины шва. Чем больше толщина свариваемых деталей и шва, тем больший ток должен течь через «массу» и электрод для создания в зоне шва температуры, достаточной для плавления металла. Появление на кромках свариваемых деталей крупных раковин и горение электрической дуги с сильным шумом свидетельствуют о том, что выбран слишком большой сварочный ток. При недостаточном сварочном токе наблюдается другая картина: электрод при разжигании дуги начинает прилипать к металлу, сама дуга горит неустойчиво, внезапно и часто гаснет, образующийся в процессе работы шлак невозможно отделить от металла. И в случае большого, и в случае малого сварочного тока отрегулируйте его так, чтобы добиться нормального протекания процесса сварки. Для этого отрегулируйте напряжение (ток), выдаваемое вторичной обмоткой трансформатора, а если сварочный аппарат не снабжен регулятором напряжения (тока), то подберите электроды, рассчитанные на тот ток, который в данный момент и с подключением к данной «массе» выдает сварочный аппарат.

Увеличить сварочный ток можно заменой имеющегося сварочного кабеля на более толстый и короткий, а также заменой кабеля из алюминия на медный кабель, проверкой и зачисткой всех электрических контактов в цепи трансформатор-кабель-держатель-электрод-«масса»-кабель, обеспечением надежного контакта держателя с электродом и кабеля -с «массой».

Для сварочного аппарата постоянного тока годятся любые электроды - как для постоянного тока (электроды типа УОНИ с меткой белого или желтого цвета на оголенном конце), так и для переменного (без каких-либо меток). Подойдут также электроды из нержавеющей стали; отличить их от электродов другого типа просто: они не притягиваются магнитом. Для сварочного аппарата переменного тока (наиболее распространенный тип сварочных аппаратов для бытового применения) можно использовать только электроды переменного тока.

После того как выполнены все подготовительные операции: свариваемые детали зачищены и раз; лечены, проверена надежность изоляции токоведущих проводов сварочного аппарата, имеются под рукой средства пожаротушения, одета защитная одежда, приступайте непосредственно к сварке.

При нормальном сварочном токе в самом центре дуги видна слегка блестящая зона белого цвета - это расплавленный металл. За расплавленным металлом тянется шлейф из шлака или металлической накипи. Шлак, в отличие от настоящего металла, отрицательно влияет на прочность сварного соединения и придает шву неаккуратный внешний вид Для начинающего сварщика отличить шлак от расплавленного металла, особенно при высоком сварочном токе, достаточно сложно: шлак лишь немного темнее металла, но, в отличие от него, он не блестит. Кроме того, шлак отвердевает значительно позднее металла, и он легче его, поэтому шлак «всплывает» на поверхность расплавленного металла уже за электродом, за дугой и некоторое время продолжает кипеть на поверхности уже закристаллизовавшегося к тому времени металла.

Выполняя первые сварочные швы, помните, что форма границ жидкого металла, а тем более шлака, в процессе сварки постоянно меняется и зависит от внутренней микроструктуры металла в свариваемой в данный момент области. На некоторых участках шва разница между границами зон жидкого металла и шлака может вообще исчезать, и тогда шлак будет полностью закрывать зону дуги, мешая работе. Чтобы этого не происходило, периодически «отдувайте» шлак из зоны дуги, задерживая электрод в одном месте дольше, чем это требуется для полного плавления металла, или даже немного двигаясь им в обратную сторону, едва касаясь при этом уже застывшего металла шва.

Для уплотнения металла в зоне сварки, а значит, и для формирования красивого и прочного шва, расплавленный металл «приминайте» электродом, наклоняя его книзу во время работы или даже перемещая короткими движениями, как бы штрихами назад-вверх и вперед. Не продвигайте электрод все время вперед, лучше несколько раз пройдитесь им по одному и тому же месту, «вылепливая» шов оптимальной толщины и формы в несколько приемов. Двигаться дальше можно только после того, как последний сформированный участок шва будет полностью вас устраивать.

Во время работы вам придется одновременно следить за многими параметрами выполняемого в данной момент участка сварочного шва: количеством и качеством расплавленного металла, наличием шлака в зоне дуги, наличием или отсутствием пор и раковин на поверхности застывшего металла, плотностью шва и его внешним видом. Очень важно также следить за соблюдением калибра шва, т.е. его поперечного размера, а также за плотностью и равномерностью распределения металла в зоне шва.

По окончании сварки очистите сварочный шов от остатков шлака (эту работу лучше всего производить, пока шов еще горячий), осмотрите шов на наличие дефектов (непровара, несоблюдения или неравномерности толщины шва, наличие пор и раковин и т.п.), при необходимости исправьте дефекты, после чего окончательно очистите и промойте готовое соединение.