Как сделать самодельный сварочный аппарат. Учимся варить электросваркой

В последние десятилетия благодаря бурному развитию полупроводниковых технологий сварка инвертором стала доступна любому домашнему мастеру. Сейчас современный инверторный аппарат бытового назначения для ручной сварки с максимальным током от 160 А и весом около 5 кг можно приобрести всего за 4.5÷5.5 тыс. руб. При этом он будет стандартно оснащен набором возможностей, значительно облегчающих работу сварщика и повышающих качество сварного шва. Это не значит, что сварочный инвертор является аппаратом для «чайников» и не требует никаких знаний и навыков. В основе сварки инвертором лежат те же самые электродуговые процессы и сварочные технологии, что и при использовании сварочного трансформатора. Но в нем реализован ряд автоматизированных функций, которые ранее обеспечивались только высокой квалификацией сварщика. В их число входит облегченный поджиг дуги («горячий пуск»), предотвращение прилипания электрода, переход в импульсный режим для восстановления капельного переноса (форсаж дуги), а также ряд других возможностей, облегчающих сварку и повышающих безопасность труда. Кроме того, инверторы позволяют работать на пониженном напряжении питания и способны сглаживать его скачки в широком диапазоне. Далее будут изложены основные правила работы и некоторые советы, которые могут быть полезны тем, кто впервые сталкивается с этим видом сварочного оборудования.

При первом включении, а также при перемещении сварочного инвертора на новое место работы необходимо проверить сопротивление изоляции между корпусом и токоведущими частями, после чего подсоединить корпус к заземлению. Если инвертор долгое время находился в эксплуатации, перед тем как приступить к сварке, нужно обязательно провести его ревизию на предмет скопления пыли во внутреннем пространстве. При повышенной запыленности следует очистить все силовые элементы и блоки управления сваркой с помощью сжатого воздуха с умеренным напором. Для беспрепятственной работы системы принудительной вентиляции аппарата вокруг него должно быть создано свободное пространство на расстоянии не менее полуметра. Запрещается варить устройствами инверторной сварки вблизи мест работы шлифовальных и отрезных машинок, т. к. они создают металлическую пыль, способную вывести из строя силовую часть и электронику инвертора. В случае проведения сварочных работ на открытом пространстве необходимо защитить аппарат от прямого попадания водяных брызг и солнечных лучей. Устанавливаться сварочный инвертор должен на горизонтальной поверхности (либо под углом, не превышающим значение, указанное в паспорте).

Внешний осмотр оборудования

Внешний осмотр сварочного инвертора производится самим сварщиком перед началом каждой рабочей смены. Во время этой процедуры в первую очередь проверяется состояние изолирующих оболочек сварочных и питающего кабелей и в случае необходимости делается их замена или ремонт. Далее проверяется и зажим кабеля массы, а также состояние штекеров и гнезд для подключения к сварочному инвертору. Следующим шагом производится осмотр панели управления сваркой на предмет целостности тумблеров, переключателей, кнопок и индикаторов. Кроме того, определяется общая запыленность аппарата и при необходимости проводится его очистка.

Использование средств защиты

При проведении сварочных работ наибольшую опасность представляет вероятность поражения электрическим током, получение ожогов от разлетающихся капель расплавленного металла и световое воздействие на сетчатку глаза излучением электрической дуги. Кроме того, возможны механические травмы и попадание в дыхательные пути газов, выделяющихся в процессе сварки. Поэтому любой начинающий сварщик, решивший освоить сварочный инвертор, кроме самого аппарата, обязан приобрести комплект средств индивидуальной защиты, а также тщательно изучить правила техники безопасности при выполнении сварочных работ. В стандартный комплект защитных средств сварщика входят маска и искростойкие перчатки, а также спецовка и обувь из негорючих и неплавящихся материалов. Кроме того, в процессе сварки инвертором может потребоваться специальный респиратор, а зачистку заготовок и швов необходимо производить в защитных очках.

Правила формирования сварочного шва и возможные дефекты

Для получения качественного сварочного соединения инвертором необходимо сочетание нескольких факторов. В первую очередь нужно правильно выбрать основные параметры будущего процесса сварки, к которым относятся полярность напряжения, сила тока и диаметр электрода. Кроме того, необходимо знать правила применения различных типов электродов в зависимости от вида свариваемых материалов и разновидностей сварки. Следующим важным моментом является сама технология процесса сварки. Чтобы научиться варить даже при помощи инвертора, который значительно облегчает это процесс, необходимы уроки по отдельным компонентам сварки, таким как зажигание и удержание длины дуги, перемещение электрода под разными углами, а также завершение сварного шва. Правильное выполнение совокупности всех этих компонентов обеспечивает заданное качество сварного соединения. Помимо этого, необходимо освоить подготовку места сварки, а также очистку полученного шва от шлака.

Возникающие в процессе сварки инвертором дефекты являются следствием различных причин. В первую очередь это плохая подготовка свариваемых поверхностей, неправильный подбор параметров и ошибки при выполнении процесса сварки. Непровар сварного шва и насыщение его шлаками может быть следствием занижения величины тока сварки, плохой зачистки места соединения или высокой скорости перемещения электрода. А неравномерная форма шва чаще всего связана с нестабильностью сварочной ванны или колебаниями траектории движения электрода. Кроме того, некоторые дефекты возникают вследствие особенных физико-химических свойств свариваемого материала. Для того чтобы их избежать, требуется более тщательный подбор режимов работы инвертора и применяемых электродов.

Как правильно подобрать электрод

Подбор электрода по диаметру производится в соответствии с толщиной свариваемого металла. Кроме того, от этого параметра зависит величина тока сварки, которая ограничена конструктивными особенностями конкретного инвертора. При увеличении диаметра электрода или уменьшении значения сварочного тока падает его плотность, что делает дугу нестабильной и может привести к возникновению различных дефектов. Размерный ряд диаметров электродов для ручной сварки дискретный, поэтому обычно под конкретный электрод методом пробы подбирают величину тока из табличного диапазона (см. таблицу ниже).

Для того чтобы с помощью инвертора правильно сваривать различные виды металлов, необходимо разбираться в типах покрытия электродов. Каждое из них предназначено либо для работы с конкретными группами металлов и сплавов, либо для сварки с определенной пространственной ориентацией.

Назначение, диаметр, состав покрытия, ориентация и ряд других параметров входят в стандартную маркировку электродов.

Пошаговая инструкция по сварке инвертором для начинающих

Для освоения сварки инвертором начинающему сварщику необходимо изучить некоторые основы сварочной технологии и освоить азы сварки штучными электродами. Кроме этого, обязательно нужно разобраться с предельными возможностями электрической сети дома или дачи, а также определиться с оборудованием места проведения сварочных работ и подключением силового кабеля для запитывания инвертора. Для обучения сварке штучными электродами листового и конструкционного проката небольшой толщины с использованием инвертора достаточно будет приобрести пачку электродов с основным покрытием Ø 2÷3 мм. Также потребуется металлическая щетка для зачистки сварных швов и поверхностей свариваемых заготовок.

Правильный подбор величины тока сварочного инвертора является залогом качества сварного шва. Для того чтобы выбрать значение, соответствующее толщине металла и диаметру электрода, начинающему сварщику лучше всего воспользоваться соответствующей таблицей из паспорта инвертора. После этого необходимо включить тумблер питания аппарата, а затем, поворачивая регулятор, установить необходимое значение силы тока. У некоторых устройств шкала его значений нанесена на лицевой панели инвертора по дуге поворота регулятора, у других оно отображается на цифровом индикаторе (см. фото ниже).

В любом случае это будет приблизительная величина, поэтому вполне возможно, что силу тока для хорошего провара придется подстраивать в процессе выполнения пробных сварных швов.

Как подключать электрод

На одном конце любого штучного электрода 20÷30 мм внутреннего стержня свободны от обмазки. Этой частью он фиксируется в держателе (держаке), через который на него подается сварочный ток. В настоящее время самыми распространенными являются зажимные держатели («прищепки») с профилированной под стержень электрода внутренней частью губок. Эти приспособления отличаются удобством, большой скоростью замены огарков на новые электроды и их жесткой фиксацией.

Традиционно для зажигания сварочной дуги применяют два метода. При первом концом вертикально удерживаемого электрода слегка касаются поверхности металла, а затем отводят его назад на расстояние в несколько миллиметров (см. левый рис. ниже). При втором его движение аналогично перемещению головки спички по боковине коробка, поэтому он называется «чирканьем» (см. правый рис. ниже).

При использовании инвертора розжиг электрода значительно облегчен наличием у этих устройств специальной функции «горячий старт», которая при касании металла выдает импульс тока повышенной мощности, а при возникновении дуги возвращает значение силы тока к номинальному.

При сварке инвертором движение электрода вдоль свариваемых поверхностей осуществляется так же, как и при использовании других технологий ручной сварки. И так же существует три основных разновидности его наклона по отношению к прямой линии движения (см. рис. ниже). Большинство сварочных швов выполняют углом вперед. Это самая распространенная сварочная технология, и она лучше всего подходит для начинающих при освоении сварки инвертором. При работе в ограниченных пространствах и сваривании труднодоступных мест используют сварку с перпендикулярным положением электрода. Он требует высокой квалификации и не подходит для обучения новичков даже несмотря на то, что функции инвертора могут компенсировать их некоторые ошибки. Сваривание угловых и стыковых сопряжений чаще всего выполняют сваркой с углом назад.

Контроль промежутка дуги

Электрическая дуга возникает в зазоре между торцом электрода и плоскостью заготовки. От правильного выбора и поддержания требуемой величины сварочной дуги в процессе сварки инвертором во многом зависит равномерность и качество сварного шва. В соответствии с рекомендациями по технике сварки в идеальном варианте ее размер не должен быть больше диаметра электрода. Но постоянно выдерживать такое расстояние очень трудно, поэтому приемлемой считается дуга, не превышающая диаметр более чем на один – два миллиметра.

Сварка тонкого металла инвертором

Возможности инвертора в полной мере реализуются при сварке металлопроката толщиной менее 2 мм. Сваривание таких материалов производится на небольших сварочных токах и требует высокой стабильности сварочного процесса, что без проблем реализуется при использовании аппарата с инверторным источником тока. Тонкие металлические листы легко прожечь при возникновении короткого замыкания в сварочной дуге. Для предотвращения этого явления в инверторах предусмотрена специальная функция, автоматически понижающая величину тока на время возникновения короткого замыкания. Другая полезная возможность инверторов - это подбор оптимальных параметров при поджигании дуги, что позволяет избежать непроваров и прожогов на начальном участке сварного шва. Кроме того, в процессе сварки инвертор способен адаптивно поддерживать нужную величину рабочего тока при колебаниях размеров сварочной дуги.

В сварочной дуге электрический ток - это поток электронов, перемещающихся в плазме от отрицательного электрода (катода) к положительному (аноду). При этом примерно одна треть тепловой энергии аккумулируется на катоде, а две трети - на аноде. По этой причине при сварке инвертором полярность напрямую влияет на то, где будет большее выделение тепла: на свариваемой детали или на электроде. Стандартной считается прямая полярность, когда электрод подключен к минусовой клемме инвертора, а заготовка - к плюсовой (см. рис. ниже). При таком режиме сварки происходит глубокое проплавление свариваемого металла с образованием стабильной сварочной ванны и более медленное расходование электрода. Этим способом сваривают большинство мало- и среднеуглеродистых конструкционных сталей, а также изделия из чугуна.

При сварке с обратной полярностью электрододержатель соединен с плюсовым контактом инвертора, а клемма массы - с минусовым. В этом случае отрыв электронов происходит от металла заготовки, а их поток направлен в сторону электрода. Вследствие этого на нем выделяется большая часть тепловой энергии, что позволяет вести сварку инвертором с ограниченным нагревом свариваемой детали. Этот режим применяют при сваривании деталей из тонкого металла, нержавеющих сталей и металлов с низкой устойчивостью к повышенным температурам. Кроме того, обратная полярность используется при необходимости увеличить скорость плавления электрода, а также когда инвертором сваривают детали в газовой среде или с использованием флюсов.

Как резать металл электродом

Электродуговые аппараты (в том числе и инверторы) применяют не только для сварки, но и для резки металла. Для этих целей предпочтительнее использовать специализированные электроды марки ОЗР-1, хотя в принципе подойдут и обычные, для сварки с обратной полярностью. Так же, как и при сварке, во время резки движение электрода выполняется углом вперед, при этом сварочный ток подбирается на 20÷50 % больше номинального. Поэтому, если инвертор планируется не только для сварки, но и для резки металла, необходимо приобретать аппарат, рассчитанный на большие сварочные токи. К примеру, при резке инвертором низкоуглеродистой конструкционной стали толщиной до 20 мм электродом Ø3 мм рабочий ток будет находиться в диапазоне от 150 до 200 А.

У всех современных инверторов в системе управления «зашиты» три неотключаемые функции, которые предназначены для оптимизации процесса сварки. В их число входит и форсаж дуги, разрушающий сплошной поток жидкого металла. А какое воздействие эти функции оказывают на процесс резки? Если кто-нибудь знает ответ на этот вопрос, поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях.

Электросварка – это самый распространенный способ получения неразъемного соединения. Доступность и простота оборудования для проведения сварочных работ позволяют даже начинающим электросварщикам выполнять сборку несложных металлоконструкций самостоятельно.

Желающим узнать, как научиться сваривать детали, надо начинать с азов электросварки, происходящей при помощи электродов.

Перед началом любого обучения необходимо 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. производится электродами сечением 2 мм.

Организация рабочего места и надежная экипировка сварщика

При сварке электродами происходит сильное инфракрасное излучение. Для защиты глаз и кожи необходимо использовать специальную сварочную маску и защитную одежду из плотного материала .

Сварочную маску лучше покупать со стеклом хамелеоном, с возможностью регулировки степени затемнения стекла. На руки нужно одевать спилковые перчатки или варежки. Защитной одеждой надо пользоваться независимо от того, начинающий ты сварщик или специалист.

Место сварки нужно огораживать защитными экранами, для предохранения поражения глаз окружающих, особенно в домашних условиях. Сварочная обувь не должна быть подбита гвоздями.

В такой обуви сварщик будет постоянно пританцовывать даже при незначительной сырости воздуха. Перед сваркой обязательно убедитесь в надлежащем заземлении рабочего места.

Закончив подготовительные работы можно приступать к обучению сварочному делу и получению азов.

Последовательность действий

Пошаговая инструкция предусматривает выполнение нескольких видов работ. Сначала потребуется оснастить сварочный инвертор. От него отводят 2 кабеля. Один предназначен для подключения провода массы.

На другой, достаточной длины, подключают промышленный или самодельный держатель. Процесс обучения электросварке – дело достаточно сложное и требует большого времени.

Регулировка тока

Руководство по проведению сварочных работ включает сведения о настройках аппарата. Обязательной регулировке подлежит сварочный ток . Сначала не потребуется выставлять максимальное значение этой величины.

Все данные указываются в таблице на упаковке электродов. Выставлять надо меньшее значение и приступать к обучению.

С опытом, когда получится зажигать дугу и делать простейший шов, необходимо выставлять большее значение силы сварочного тока. Это позволит лучше прогреть металл и выполнить более качественный шов.

Сварочная дуга

Уроки сварки для начинающих невозможно представить без обучения зажиганию дуги. Сначала электрод будет постоянно липнуть к металлу. Рекомендуется 2 способа зажигания дуги:

проведением кончиком электрода по поверхности деталей;
зажигать дугу можно постукивая электродом. Иногда, при использовании электродов марки МР-5, сварщику приходится стучать часто и долго.

В первом случае не остается значительных следов на деталях, второй способ важен при большом слое обмазки на кончике электрода. Иногда приходится обтачивать концы электродов перед сваркой.

Научиться очень просто. Просто постукиваете, и при зажигании дуги главное не втыкать электрод в расплавленный металл и не относить его на большое расстояние. В первом случае дуга потухнет. Второй вариант приведет к образованию сильных брызг и нарушения валика шва.

Обучаться лучше на толстом металле. Только научившись зажигать дугу и поддерживать ее горение можно переходить к следующему этапу обучения.

Вырабатываем правильный угол наклона

Самое распространенное положение электрода – это промежуток наклона от 30 ° до 60 °. Очень редко возникает необходимость варить, держа сердечник под прямым углом. Выбирая наклон, надо следить за поведением шлака в сварочной ванночке.

Он должен надежно укрывать ее, но без растекания металла. Нельзя уходить сильно вперед ванны. Для начала поставьте держатель под прямым углом, и постепенно делая угол острее, добивайтесь нормального заполнения сварочной ванны шлаком.

От выработки нормального положения держателя электрода зависит качество сварки. Начинающий сварщик должен работать, укладывая швы только в нижнем положении, на толстом металле.

Освоив азы, можно постепенно переходить к горизонтальному и вертикальному шву. В зависимости от толщины деталей придется также регулировать угол. Со временем эта операция будет выполняться на автомате.

Движения держателем

Для необходимо удерживать кончик сердечника электрода на расстоянии не менее 2 мм и видеть сварочную ванну.

Проблема для начинающих заключается в необходимости выполнения сразу нескольких действий одновременно. Для лучшего наполнения валика стыка необходимо вести электрод несколькими способами.

Для сварки металла, толщина которого более 6 мм, лучше использовать движение треугольником. А менее этой толщины деталей лучше применять ломанную зигзагообразную линию сварки.

Сначала потребуются только эти способы ведения электрода. Обращайте внимание на постоянный размер колебательных движений. Возможно, сначала потребуется вести электрод просто по прямой линии, для получения навыков.

Не думайте, что у вас все получится с первой попытки. Это долгий процесс, поэтому надо запастить терпением, осваивая азы.

Основные правила стыковки деталей

После того, как освоены азы сварки, необходимо самостоятельно варить металлоконструкции, переходить к выполнению простейших операций по сборке и прихватке узлов в бытовых условиях. Как правило, домашний мастер не варит толстый металл, поэтому о разделка кромок не потребуется. Для начала можно потренироваться соединять профильную трубу. Для этого потребуется на концах деталей зарезать острые углы, для большей площади провара.

Детали вставляют в угловую струбцину и фиксируют поджимной планкой. Теперь необходимо предварительно прихватить с нескольких сторон. Для этого зажигают дугу и ставят небольшую точку.

Не требуется выдерживать большой катет, необходимо просто зафиксировать детали. После проверки диагоналей, выполняют прихватки со всех доступных сторон. Теперь снимают конструкцию и обваривают ее надежным и качественным швом.

Если хорошо усвоены уроки по углу наклона, укладке металла в расплавленную сварочную ванну, то операции по сборке металлоконструкций не вызовут затруднений даже для чайников в сварочном деле.

Изучив основы сварки и набравшись теоретических знаний, надо как можно чаще практиковаться, одевать сварочную экипировку, включать сварочный аппарат и долгое время оттачивать свое мастерство. Только практика позволит стать сварщиком высокого класса.

Ручная дуговая сварка при помощи инвертора – это один из самых доступных для обучения методов сварки металла . Для этого требуется минимум оборудования, а бюджетные стали очень дешевы. Но одновременно с этим ручная сварка инвертором для начинающих сварщиков является более сложной по сравнению со сваркой .

Ряд нюансов, незаметных на первый взгляд, играют большую роль в итоговом качестве шва.

Итак, что потребуется начинающему сварщику?

Непосредственно . Не нужно гнаться за дорогими моделями – цена сварочного аппарата значит на самом деле гораздо меньше, чем мастерство сварщика. Но и откровенно дешевые модели – не лучший выбор: отсутствие в них контуров облегчения розжига затруднит первые уроки, а меньшая надежность способна привести к быстрой поломке в неопытных руках.
Основной параметр инвертора – это диапазон регулировки сварочного тока. В принципе, аппарат с максимальным током до 160 А может использоваться и для сварки, и для резки металла, но будет заметно перегружаться на таком режиме.
Длительность непрерывной работы инвертора определяется так называемым коэффициентом ПВ (постоянного включения), который определяет процентное соотношение времени работы и охлаждения инвертора. Так как при уменьшении тока ПВ увеличивается, на одном и том же токе более мощный сварочный аппарат сможет проработать без перегрева дольше.
Следовательно, наилучшим выбором для новичка будет сварочный аппарат с максимальным током в 180-200 А. Желательно, чтобы он имел функцию облегчения розжига или по крайней мере максимальное напряжение холостого хода – это значительно облегчит отработку навыка розжига и удержания дуги.
Сварочная маска – главный защитный элемент экипировки сварщика. Она защищает не только от брызг металла и яркого света, но и от незаметного мощного потока ультрафиолета, создаваемого дугой. Начинающему сварщику лучше всего подойдет автоматическая маска-«хамелеон» с регулируемым затенением.
Брезентовые краги и роба защищают тело от брызг металла. Если робу в какой-то мере может заменить плотная хлопчатобумажная одежда, то краги нужно использовать обязательно.

Нужно четко усвоить правила техники безопасности. Удалите в районе места сварки все легковоспламеняющиеся или способные тлеть предметы : раскаленные капли металла зачастую улетают непрогнозируемо далеко и могут привести к пожару. Недаром правила техники безопасности требуют прекращать сварочные работы за час до конца рабочего дня , чтобы иметь возможность обнаружить начавшееся тление. Приобретите и храните в доступном месте углекислотный огнетушитель.

Розжиг дуги начинайте только после того, как наденете маску. Даже кратковременная вспышка может вызвать сильный ожог сетчатки глаз, особенно при сварке нержавеющей стали. Коварство ожога сетчатки в том, что его симптомы проявляются спустя некоторое время. Например, воспользовавшись инвертором вечером, можно по утру проснуться со слипшимися веками и сильным жжением слизистой глаз, открыть которые станет очень трудно. В этом случае быстро поможет народное средство – пакетики заваренного чая, положенные на глаза. От ожога («нахватать зайчиков») не застрахован и профессиональный сварщик, поэтому иметь в запасе капли для глаз.

Не забывайте, что при сварке металла используются крайне высокие температуры . Прикасаться к шву можно только после его полного остывания – ожог можно получить даже сквозь краги.

Предлагаем посмотреть видеоурок про сварку для начинающих, необходимое оборудование и все нюансы

Довольно часто в практике любого хозяина возникает необходимость соединить металлические детали. Один из таких способов соединения – это сварка. Но что делать, если нет сварочного аппарата? Конечно, можно его приобрести, но можно и изготовить самый простейший аппарат самому, причем практически за полчаса.

Пролог

Простейший прототип сварочного аппарата – осветительный электродуговой проектор – использовался еще в середине ХХ-го века в киностудиях во время съемок фильмов.

В домашних условиях, возможно, сделать простой раритетный самодельный сварочный аппарат из автотрансформатора мощностью 200 Вт. (Примерная схема автотрансформатора приведена на рисунке). Выходное напряжение регулируется за счет перестановки телевизионной вилки в гнездах.

На вторичной обмотке трансформатора необходимо найти два вывода, на которых напряжение будет около 40 В. К этим выводам остается подсоединить графитовые электроды и сварочный аппарат готов! Правда нужно учитывать, что при использовании такого автотрансформатора в сварочных целях желательно хорошо знать основы электробезопасности, поскольку не обеспечивается гальваническая развязка с электросетью.

Область применения такого самодельного сварочного аппарата довольно широкая: от сварки металлических изделий до закалки рабочих поверхностей инструмента.

Примеры применения Вольтовой дуги

В практике радиолюбителей временами возникает необходимость в сваривании или очень сильном разогреве мелких деталей. В таких случаях нет необходимости в применении серьезного сварочного аппарата, т.к. чтобы создать высокотемпературную плазму не обязательно иметь специальное оборудование.

Рассмотрим несколько примеров практического применения Вольтовой дуги.

Сварка накала магнетрона с питающими шинами

В этом случае сварка просто необходима, хотя многие, при встрече с такой трудностью, производят замену магнетрона. А ведь чаще всего бывают лишь две неисправности: обрывается накал в точке (поз.1) и выходят из строя из-за пробоя проходные конденсаторы (поз.2).

На рисунке магнетрон от микроволновой печи «Kenwood», который проработал после ремонта более двадцати лет.

Конечно, изготовить термопару – дело совсем безнадежное, однако бывает, что нужно ее отремонтировать в случае облома «шарика». Обычно такие термопары встречаются в мультиметрах, у которых есть режим замера температуры

В случае необходимости изменения формы пружины или проделывания отверстия следует учитывать, что закаленная пружина имеет слишком высокую твердость для сверления и слишком хрупкая для пробивания отверстия при помощи пробойника.

А в случае закалки стального инструмента (изготовленного из инструментальной стали) достаточно нагреть рабочую поверхность до малинового цвета и охладить в ванночке с машинным маслом. На рисунке изображено закаленное жало отвертки после механической обработки рабочей кромки.

Мелкие сварочные работы можно выполнять при помощи трансформатора мощностью от 200 Ватт и выходным напряжением в диапазоне от 30 до 50 Вольт. При этом сварочный ток должен быть 10-12 Ампер. Можно не беспокоиться по поводу перегрева трансформатора, поскольку горение дуги кратковременно.

Также подойдет и обычный лабораторный автотрансформатор ЛАТР с силой тока от 9 Ампер. Однако нужно учитывать всю степень опасности в связи с тем, что отсутствует гальваническая развязка с электросетью.

В целях предупреждения повреждения графитового ролика токосъемника ЛАТРа желательно ввести ограничения входного тока применением плавкой вставки (предохранителя). Тогда случайное короткое замыкание в цепи электрода уже не страшно.

Электродами могут быть любые графитовые стержни простых карандашей (желательно мягкие).

В качестве держателя для грифеля используется металлическая часть электромонтажного клеммника.

На этом рисунке показан пример держателя с применением клеммника, причем одно отверстие используется для крепления ручки, а второе для зажима грифеля в клемме.

В целях предотвращения расплавления одноразового шприца (поз.3) при нагреве клеммника (поз.1) используются шайбы из стеклотекстолита (поз.2). А для стандартного подключения к кабелю можно применить стандартное гнездо от прибора (поз.4).

Итак, схема соединения довольно простая: один вывод вторичной обмотки соединяется с держателем, а второй вывод подсоединяется к свариваемой детали.

Есть еще другой вариант крепления держателя электрода с применением электромонтажной клеммы. Второй держатель понадобится в случае сварки металлических изделий с такой же температурой плавления или при необходимости раскалить металлическое изделие (закалка, изменение формы).

Схема подключения к вторичной обмотке трансформатора двух графитовых электродов.

Для сохранения глаз от ожога роговицы и от попадания искр недостаточно будет использовать темные очки из-за малой плотности светофильтров. Можно изготовить такое приспособление: в качестве щитка может быть оправа бинокулярных очков с удаленными линзами; фильтр крепится при помощи канцелярского зажима. Или можно воспользоваться радиолюбительскими очками, применяемыми в SMD технологиях.

В случае сварки меди с нихромом или сталью понадобится флюс. При добавлении небольшого количества воды в тетраборат натрия (буру) или в борную кислоту получается кашица, которой смазываются места сварки.

Материалы для приготовления флюса обычно можно найти в хозяйственном магазине. Также можно воспользоваться средством борьбы с насекомыми «Боракс» содержащим борную кислоту.

Схема подключение аналоговой камеры видеонаблюдения к телевизору, компьютеру

Самым надежным и прочным способом соединения деталей остается сварочный шов. Без сварки сегодня не может обойтись ни одно производство, применяется она и в быту. Практически каждый домашний умелец обязательно использует сварку.

Конечно, не все умеют правильно сваривать детали, им приходится пользоваться услугами профессиональных сварщиков. Но при большом желании, можно научиться сваривать детали своими руками.

Самой простой считается электросварка. Именно с нее начинается изучение сварочного процесса. Только после приобретения определенного опыта в получении хорошего шва, можно приступать к выполнению сложной работы. Давайте познакомимся с основами сварочного технологического процесса и его нюансами.

Прежде чем начать сварку, детали сначала выправляют и затем хорошо чистят. Причем очищать детали необходимо до начала сборки узла. Появление дефектов сварочного шва обычно связано с различными видами загрязнений:

Ржавчины;
Масла;
Окалины.

Очень важно хорошо зачистить металл там, где будут проводиться сварочные работы. Это касается кромок каждой детали. Любое загрязнение в щели между свариваемыми деталями, должно быть обязательно удалено. Можно выжечь грязь сильным пламенем горелки, продуть мощной струей сжатого воздуха.

Очищать поверхность можно самыми разными способами:

Щеткой с металлическим ворсом;
Иглофрезами;
Гидропескострйными системами;
Дробью;
Горелкой;
Шлифовальным кругом;
Травлением;
Растворителем.

После подготовки инструментов и материала, давайте разберемся по шагам как правильно варить электросваркой.

Возбуждение сварочной дуги

Чтобы возбудить дугу, существует несколько способов.

Вариант 1. Сварщик кончиком электрода должен прикоснуться к металлической поверхности, затем быстро отвести его назад на несколько миллиметров (2 – 4). Как результат появится дуга. Её длина поддерживается медленным опусканием электрода. Все зависит от величины расплавления. Перед тем как образуется дуга, лицо работника обязательно должно быть закрыто защитным щитком.

Вариант 2. Возбудить сварочную дугу можно и другим способом. Кончиком электрода сварщик быстро проводит по металлической поверхности, затем также быстро поднимает его на пару миллиметров. Между электродом и поверхностью металлом появится дуга. Во время сварки необходимо стремиться поддерживать очень короткую дугу. Возле шва будут образовываться небольшие капли металла. Плавление электрода будет плавным и спокойным. Шов получается глубоким и прочным.

Если размер дуги будет слишком длинным, основной металл недостаточно хорошо проплавится. Металл электрода при сварке начнет окисляться, появятся сильные брызги. Шов после такой сварки будет неровным, с многочисленными окисными вкраплениями.

Длину дуги можно легко определить по звуку её горения. Если длина имеет стандартные значения, звук будет однотонным и равномерным. Очень длинная дуга начнет издавать резкие звуки, которые будут постоянно сопровождаться сильными хлопками.

Если дуга оборвалась, ее возбуждают снова. Кратер, на котором оборвалась дуга, тщательно заваривают. Если необходимо сварить очень важный узел, который будет эксплуатироваться при знакопеременной нагрузке, а также возможно появление «усталости», категорически запрещается возбуждать дугу прямо на поверхности основного металла. Если возбуждение будет происходить не по шву, возможно появление «ожога» металла. В этом месте шов может просто разрушиться при эксплуатации детали.

Первые шаги

Чтобы научиться, хорошо сваривать детали, сначала практикуются на ненужных металлических валиках. Не требуется создавать соединительные швы, необходимо просто научиться правильно расплавлять материал. Поверхность металла не должна иметь следов ржавчины и быть хорошо очищенной.

Как делаются валики

Электрод вставляется в держатель. Чтобы вызвать появление тока в области плавления, достаточно чиркнуть по поверхности металла кончиком электрода, или просто постучать несколько раз по заготовке.

Когда появится электрическая дуга, электрод направляется на заготовку, с выдержкой постоянного зазора между поверхностью металла и электрической дугой. Зазор должен иметь постоянное значение, и лежать в диапазоне 3–5 миллиметров.

Важно! Чтобы получить качественный шов, необходимо все время поддерживать одинаковую длину дуги. Если изменить эту величину, дуга может прерваться, шов будет иметь много дефектов.

Направление электрода делается под определенным углом относительно плоскости заготовки. Самым оптимальным считается угол в 70 градусов, Наклон не имеет определенного значения, главное чтобы сварщику было удобно. В процессе работы сварщик сам находит для себя оптимальное положение, в зависимости от специфичности выполняемой работы.

Во время таких практических занятий нужно научиться правильно, подбирать силу тока, чтобы подача все время оставалась стабильной. Если тока будет недостаточно, дуга будет постоянно гаснуть. При очень мощном потоке, начнется проплавление металла. Только экспериментальным путем можно научиться, правильно устанавливать режим сварки.

Техника получения хорошего сварного соединения

Когда валики начнут получаться ровными, можно попытаться начать изготавливать соединительные швы. Такую операцию сможет выполнить достаточно опытный практикант, который умеет варить электросваркой.

Зажигание электрода выполняется согласно описанной выше технологии. Единственным отличием будет движение руки сварщика. Она будет выполнять колебательные движения. Расплав будет как бы переходить с одной поверхности детали на другую. Движение может происходить по нескольким траекториям:

Зигзагообразная;
Петлевидная;
Елочкой;
Серпом.

Для тренировки можно взять небольшую металлическую заготовку. По поверхности мелом провести линию, чтобы ее можно было увидеть через темное стекло маски. Именно по ней нужно двигаться электродом, чтобы получить своеобразный шов, в виде любой вышеуказанной траектории.

После того, как шов остыл нужно молотком отбить шлак и рассмотреть проделанную работу.

Когда появился небольшой опыт можно начинать изготавливать соединительные швы, которые имеют несколько видов:

Тавровые;
Стыковые;
Угловые;
Внахлест.

Кроме того, такие швы могут быть горизонтальными и вертикальными, могут свариваться в разных направлениях.

Только после многочисленных тренировок можно добиться равномерного движения руки. После этого можно получить красивые детали.

Как продолжить сварку после её остановки?

Так как варить электросваркой длинный шов без остановки невозможно, приходится менять электрод или были другие причины прерывания, то на месте остановки получается небольшое углубление, получившее название: кратер. Для возобновления работы, необходимо выполнить следующие действия:

1.Дуга должна зажигаться не на самом кратере. Необходимо отступить от него 12 мм. Затем ее медленно пододвигают к кратеру.

2.Колебательными движениями тщательно заваривается сам кратер.

3.После этого можно продолжать сварку, выдерживая установленный режим. Для получения надежного соединения, сварка должна иметь несколько слоев:

Заготовка, толщиной 6 мм – 2 слоя;
При толщине 6–12 мм – 3 слоя;
Если толщина металла превышает 12 мм – 4 слоя.

Движение электрода в каждом слое должно быть одинаковым. Сварочный шов, после завершения операции обрабатывают, снимая все излишки.

Как получаются вертикальные швы

На рисунке 69а, показана вертикальная сварка. Так как варить вертикальный шов электросваркой достаточно проблемно из-за того, что капли расплава стремятся упасть, то нужно варить такие швы используют короткую дугу. Поверхностное натяжение не дает каплям сразу скатиться вниз. Они быстрее попадают в кратер.

Кончик электрода убирают от капли, чтобы она стала твердой. Вертикальную сварку нужно начинать снизу, постепенно двигаясь наверх. Нижележащий кратер не даст упасть каплям металла. Смотри рисунок 69в. При работе можно наклонять электрод. Когда его наклоняют вниз, сварщик видит, как распределяются капли в месте разделки шва.

Когда нужно выполнить вертикальную сварку, начинаются с верхней точки, электрод необходимо установить в положение I. Смотри рисунок 69г.

Когда капли начинают опускаться, электрод устанавливается в положение II. Капля не будет стекать, ей не позволит короткая дуга.

Наиболее подходящим диаметром электродов для вертикальной сварки, считаются 3 – 4 мм. Величина тока не должна быть очень высокой, примерно 160 ампер.

Чтобы добиться минимального стекания расплава, когда свариваются горизонтальные швы (смотри рисунок. 70, а), кромки скашиваются у одной верхней детали.

Возбуждение дуги должно происходить на нижнем торце (положение I). Затем дуга переводится на торец верхней детали (положение II). Стекающая капля начинает подниматься.

Как должен двигаться конец электрода, когда выполняется однослойная горизонтальная сварка, можно посмотреть на рисунке 70а, в правой стороне.

Горизонтальные швы разрешается варить в виде продольных валиков. Самый первый должен вариться 4 миллиметровым электродом, а все остальные, диаметром 5 миллиметров.

Это основные нюансы, которые позволят правильно варить вертикальный шов электросваркой.

Как электросваркой сварить потолочный шов

Частый вопрос: как варить потолочный шов электросваркой, ведь он стекает? Ответ прост: такие швы варятся короткой дугой. Сварочный электрод должен иметь тугоплавкое покрытие. Когда происходит сварочный процесс, на торце возникает чехольчик, который не позволяет каплям металла, скатиться вниз. (Смотри рисунок. 70, б). Во время работы конец электрода равномерно удаляют, а потом приближают к свариваемой детали. Когда удаляется, дуга сразу гаснет, шов начинает твердеть. Чтобы выполнить потолочную сварку, независимо от направления, пользуются только электродами малых диаметров. Сила тока уменьшается (10-12%), если сравнивать сварку металла аналогичной толщины, производимой внизу.

Когда свариваются потолочные швы, начинают всплывать пузырьки газа. Они оказываются в самом корне шва. От этого страдает прочность и качество сварного соединения.

Применение потолочной сварки имеет ограниченный характер. О ней вспоминают, когда невозможно получить шов из нижнего положения.

Как варятся угловые швы

Расплавленный металл при этой сварке, будет стекать вниз. Оптимальным способом сварки подобных швов из нижнего положения, считается «в лодочку». Деталь устанавливается таким образом, чтобы не происходила течь шлака прямо перед дугой. (Смотри рисунок. 68, а).

Когда сваривается угловой шов, при горизонтальном расположении нижней плоскости, иногда плохо провариваются вершины угла.

Причиной образования такого непровара может стать начало сварочного процесса с листа, стоящего вертикально. Расплавленный металл начинает стекать вниз, на лист, не успевший хорошо прогреться. Именно поэтому варить такие швы нужно с нижней плоскости. Причем дуга должна зажигаться в определенной точке (А). Движение должно осуществляться согласно схеме рисунка 68 б.

Электрод наклоняется под 45 градусов, по отношению к свариваемым деталям. Во время сварки нужно электрод немного наклонять в разные стороны. (Смотри рисунок 68 в).

Если угловые швы варятся не «в лодочку», сварка делается однослойной, с катетом шва менее 8 мм. Если величина катета превышает это значение, выполняют несколько слоев.

Для сварки нескольких слоев углового шва, нужно сначала создать узкий валик. Для этого пользуются 3-4 мм электродом. Такой диаметр позволяет полностью проварить корень.

Чтобы определить количество проходов, учитывают размер площади поперечного сечения, имеющегося шва. Обычно эта величина равна 30-40 кв. миллиметров. Рисунок 68 г наглядно показывает, как должны выглядеть угловые швы с разным количеством слоев, имеющие разделку кромок, полностью проваренные.

Как варятся стыковые швы

Если кромки не имеют скосов, накладываемый валик должен иметь небольшое расширение с каждой стороны стыка. Чтобы не допустить непровара, требуется создать равномерное распределение расплавленного металла.

Только правильная установка тока и грамотный подбор электродов, позволит хорошо проварить 6 миллиметровый металл, если детали не имеют скоса кромок. Величина тока подбирается опытным путем. Для чего сваривается несколько пробных планок.

Если детали имеют V-образные скосы, стыковая сварка может быть однослойной или иметь несколько слоев. Главную роль в этом вопросе играет толщина металла.

Когда варится один слой, возбуждение дуги должно происходить в пункте «А», на границе скоса, согласно рисунку 67а. После чего электрод опускают вниз. Полностью проваривается корень шва, затем дугу отправляют на следующую кромку.

Когда электрод движется по скосам, его движение специально замедляют, чтобы обеспечить хороший провар. На корне шва, наоборот ускоряют движение, чтобы не допустить сквозного прожога.

На обратной стороне сварочного соединения, профессионалы советуют накладывать дополнительный подварочный шов.

В некоторых случаях на противоположную сторону шва монтируют стальную 2-3 миллиметровую подкладку. Для этого повышают сварочный ток, примерно на 20–30% относительно стандартной величины. Сквозное проплавление в данном случае полностью исключается.

Когда создается валик шва, стальная подкладка также приваривается. Если она не мешает конструкции изделия, ее оставляют. При сварке очень важных конструкций, делается проварка противоположной стороны корня шва.

Если нужно сварить стыковой многослойный шов, вначале проваривается корень шва. С этой целью используют электроды, диаметром 4–5 миллиметров. Затем выполняется наплавка следующих слоев расширенными валиками, для чего используются электроды больших размеров (Смотри рисунки 67, б, в).

Подбор сварочных электродов

Чтобы правильно выбрать подходящий электрод, необходимо учесть несколько важных параметров:

Толщину заготовки;
Марку стали.

В зависимости от вида электрода подбирается значение силы тока. Сварка может выполняться в самых разных положениях. Нижняя подразделяется на группы:

Горизонтальная;
Тавровая.

Сварка вертикального типа может быть:

Снизу вверх;
Потолочная;
Тавровая,

Каждый производитель в инструкции к электродам, обязательно сообщает значение сварочного тока, при котором они будут нормально работать. В таблице показаны классические параметры, применяемые опытными сварщиками.

На величину силы тока оказывает влияние пространственное положение, а также величина зазора. К примеру, чтобы работать с 3 миллиметровым электродом, сила тока должна достигать 70–80 ампер. Таким током можно пользоваться для выполнения потолочной сварки. Этого будет достаточно для сварки деталей, когда величина зазора намного превосходит диаметра электрода.

Чтобы варить снизу, при отсутствии зазора и соответствующей толщине металла, разрешается для обыкновенного электрода установить силу тока в 120 ампер.

Для определения силы тока берется 30–40 ампер, которые должны соответствовать одному миллиметру диаметра электрода. Другими словами, для 3 мм электрода нужно установить ток 90-120 ампер. Если диаметр равен 4 мм, сила тока будет равна 120–160 амперам. Если выполняется вертикальная сварка, сила тока уменьшается на 15 %.

Для 2 мм устанавливается примерно 40 – 80 ампер. Такую «двойку» всегда считают очень капризным.

Существует мнение, что если диаметр электрода имеет малые значения, значит с ним очень легко работать. Однако это мнение ошибочно. К примеру, чтобы работать с «двойкой» нужна определенная сноровка. Электрод быстро горит, он начинает сильно греться при установке большого тока. Такой «двойкой» можно варить тонкие металлы при малом токе, но необходим опыт и большое терпение.

Электрод 3 — 3.2 мм. Сила тока 70–80 Ампер. Сварка должна проводиться только на постоянном токе. Опытные сварщики считают, что выше 80 ампер, невозможно выполнить нормальную сварку. Это значение годится для резки металла.

Сварку нужно начинать с 70 Ампер. Если увидите, что невозможно проварить деталь, добавьте еще 5-10 Ампер. При непроваре в 80 ампер, можно установить 120 ампер.

Для сварки на переменном токе можно установить силу тока 110-130 ампер. В некоторых случаях устанавливают даже 150 Ампер. Такие значения характерны для трансформаторного аппарата. При сварке инвертором, эти значения намного ниже.

Электрод 4 мм. Сила тока 110-160 Ампер. В данном случае разброс, равный 50 амперам зависит от толщины металла, а также вашего опыта работы. «Четверка» также требует особого мастерства. Профессионалы советуют начинать со 110 ампер, постепенно увеличивая силу тока.

Электрод 5 миллиметров и больше. Такие изделия считаются профессиональными, их используют только профи. В основном их применяют для наплавки металла. В сварочном процессе они практически не участвуют.

Зачем прокаливают электроды

Это делается только с одной целью, удалить влагу. При сварке сырым электродом, возможно появление дефектов сварочного шва. Такой электрод будет все время липнуть к детали.

В каждой строительной компании обязательно установлено оборудование, которое прокалывает электроды. Такая операция недоступна сварщикам-любителям.

Если вы начали работать с новой пачкой, но не смогли израсходовать ее до конца, оставшееся количество электродов нужно спрятать в сухое и теплое место. Никогда не храните электроды в подвале и на чердаке. Они быстро отсыреют и придут в негодность.

Заключение

Правила сварки достаточно просты, стоит лишь несколько раз потренироваться на ненужном куске железа. Главное следуйте всем приведенным инструкциям и у вас точно все получится. Сможете варить дуговой сваркой и на потолке и на стене.