Ручная дуговая сварка: что такое, виды сварочных аппаратов MMA, как выбрать, лучшие модели

При создании металлических конструкций и соединении отдельных деталей применяются самые различные технологии. Одной из самых востребованных и популярных является ручная дуговая сварка. В настоящее время метод используется вместе с литьем, штампованием и прокатом элементов заготовок. Доступная стоимость и простота в выполнении поставленной задачи сделала подобную технологию более актуальной, чем все остальные. К тому же ручная дуговая сварка полностью вытеснила эксплуатацию дорогих и сложных цельноштампованных изделий.

Как работает электрическая сварка

Для получения необходимого тепла, которое позволяет осуществить расплавление основного металла и электродного стержня, принято использовать метод образования электрической дуги. Расплавы металлов, причём как основного, так и электродного, соединяются в образующейся особой сварочной ёмкости, в результате чего происходит затвердевание и формирование сварочного шва. Электродный элемент выполнен из стали и обработан специальным покрытием, которое обеспечивает защиту самой ванночки в процессе плавления. В качестве подобной защиты выступает слой шлака и газового облака, который предотвращает проникновение азота и других газообразных веществ, находящихся в воздухе.

Для поддержания эффекта электрической дуги электрод и свариваемый элемент постоянно поддаются воздействию электрической энергии от специального прибора. Под воздействием температуры электрической дуги края свариваемой заготовки (вместе с металлом электрода) начинают плавиться. Температурные показатели внутри дуги достигают 4000 градусов Цельсия. В подобной ёмкости происходит соединение металлической заготовки с электродом. В свою очередь, расплавленный шлак выплывает на поверхность, создавая требуемую защиту. Для получения необходимой электрической энергии применяют специальный трансформатор.

Пара слов о швах и их кромках

Пара слов о кромках. Если вы хотите, чтобы у вас получился проваренный и ровный шов высокого качества по всем параметрам, на металлических заготовках нужно сделать кромки.

Подробное описание разделки краев в зависимости от типа шва отлично прописаны в ГОСТе 5264-80, полностью посвященному РДС. Кромки бывают трех видов, которые различаются лишь по форме: V, R, X.

После сварки кромку нужно удалить. Это можно сделать просто – зубилом. Но в этом случае о качестве и эстетике шва придется забыть. Ровное и аккуратное удаление получится с помощью фрезерного или токарного станка.

Если применение станка невозможно из-за трудного доступа, кромки убираются кислородной резкой. Чистка кромок металлической щеткой от грязи, коррозии и окалины также относится к обязательным действиям.

• стыковой тип;
• швы внахлест;
• угловые;
• тавровые швы.

Также сварные соединения подразделяются исходя из положения в пространстве:

• нижний тип – самый распространенный, при котором свариваемые заготовки находятся под электродом;
• горизонтальный тип: заготовку фиксируют под углом, а электрод и процесс сварки – в горизонтальном положении;
• вертикальный тип шва, которые формируется снизу наверх. Это непростой вид из-за стекания расплавленного металла вниз;
• потолочный тип, когда шов находится сверху по отношению к электроду;

При сложных положениях в пространстве используется пониженный ток, а сама сварка производится короткими движениями.

Разновидности электрической сварки

В настоящее время электрическая сварка происходит с помощью двух типов электрического тока:

1. постоянного,
2. переменного.

В первом случае в качестве источников питания выступают сварочные выпрямители, хотя не исключается применение особых преобразователей. Если говорить о сварке с помощью переменного тока, то в данном случае принято использовать сварочные трансформаторы со специальной конструкцией. В большинстве случаев электрическая дуговая сварка незаменима при эксплуатации плавящегося в дуге электрода. Подобный вариант пользуется большой популярностью и широко распространен.

Его можно использовать для сваривания или наплавления самых различных сталей легированного и углеродного происхождения, чугунного материала, а также многих цветных металлов.

Вы должны понимать, что сварка с помощью постоянного тока уменьшает количество брызг металла на швах. Несмотря на обширный ассортимент типов электрической сварки, самым популярным является применение электродов, причём как плавких, так и угольных (неплавких). Первый вариант подразумевает формирование швов посредством расплавления электрода. Что касается неплавящейся разновидности, то она подразумевает расплавление особой присадочной проволоки, которая вводится непосредственно внутрь сварочной ванночки. Технология ручной дуговой сварки подразумевает плотную стыковку свариваемых краев.

Горение дуги происходит между электродом из неплавких материалов, таких, как уголь или графит, и самой заготовкой. Вводящиеся в область горящей дуги края элементов и присадочный материал прогреваются до определенной температуры и начинают плавиться. В данном случае происходит формирование ванночки, которая состоит из расплавленного металла. По мере кристаллизации металлического элемента происходит образование сварочного шва. Такой метод незаменим при обработке цветных металлов или твердых сплавов.

Если сварку осуществляют с помощью плавящегося электрода, горение электрической дуги происходит таким же образом, как в первом случае. Правда, тогда расплавление электрода совместимо с расплавлением кромок заготовки, что способствует появлению общей ванны, где находится расплавленный металл. В большинстве случаев данное решение задействуется при ручной сварке металла. Кроме многих достоинств, представленных универсальностью и удобством использования, для электросварки характерны и минусы.

Используемые электроды

Согласно нормам технологии ручной электродуговой сварки, для создания качественного шва применяются электроды, покрытые специальным напылением. Тип последнего подбирается с учетом вида обрабатываемого металла. Оптимальным для работы в домашних условиях считается рутиловое покрытие.

Стержни данного типа отличаются следующими особенностями:

1. Работать с таким покрытым электродом могут начинающие сварщики.
2. На рынке представлен широкий ассортимент элеткродов, покрытых рутилом.
3. Рутиловые электроды при нагреве формируют зону с высоким содержанием водорода, который негативно сказывается на качестве шва.
4. При работе возможно сильное разбрызгивание расплавленного металла.

При выборе стержней эдля электросварки необходимо обращать внимание на маркировку. Последняя позволяет понять, для каких металлов подходят электроды.

Плюсы и минусы ручной сварки

Если вы намерены купить сварочное оборудование, обратите внимание на тот факт, что стоимость такой продукции напрямую зависит от опций и функциональных возможностей. Среди основных функций, которые предусмотрены в моделях ручного типа, выделяют такие:

1. Возможность проводить сварку во всех пространственных направлениях.
2. Сварка элементов в труднодоступных местах.
3. Возможность относительно быстро поменять свариваемый материал.
4. Обработка различных видов стали, что связано с наличием обширного спектра выпускаемых электродов.
5. Простота в уходе и эксплуатации. Освоить такое оборудование может любой желающий человек.
6. Простота транспортировки. За счёт компактных габаритов подобные приборы очень легко транспортируются.

Что касается слабых сторон, то они представлены следующими минусами:

1. Ряд вредных условий, которые возникают в процессе сварки.
2. Вероятность низкого качества конечного изделия при недостаточной квалификации оператора.
3. Низкий коэффициент полезного действия и относительно небольшая производительность, если сравнивать систему с другими сварочными решениями.

Однако, если ответственно подойти к вопросу изучения определенных навыков, вы сможете успешно проводить множество важных мероприятий для своей дачи, гаража или загородного особняка. Как только вы разберетесь с основными принципами технологии дуговой сварки, это откроет вам широкое поле для реализации своей фантазии.

Дуга электрической сварки

После тщательного изучения плюсов и минусов ручного сварочного оборудования можно перейти к осмотру электрических приборов. Перед тем как возбудить дугу, сварщик касается кончиком электрода металлической заготовки, отводя её кончик на 3 миллиметра. Таким образом, начинается вспыхивание дуги, равноудаленная длина которой поддерживается с помощью постепенного опускания самого электрода в меру его плавления. Важно успеть закрыть лицо щитком перед формированием дуги. Другой способ зажигания дуги заключается в проведении кончиком электрода по поверхности заготовки, после чего необходимо увести его на короткое расстояние.

Дугу поддерживают как можно короче. Известно, что короткие дуги уменьшают количество мелких капель, к тому же в таком случае плавление электрода осуществляется в свободном темпе, обеспечивая ровный пучок искр. В таком случае глубина проплавления становится максимально большой.

Если ручной станок не способен выдавать конкретную глубину, то электрод начинает плавиться и окисляться, что приводит к его разгибанию. Из-за этого шов получается неровным и содержит в себе большое количество оксидов.

Вы должны понимать, что длина дуги контролируется с помощью звука, который появляется при горении. Электрическая дуга с определенной длиной издаёт равномерный звук на одном тоне. Если эта деталь слишком длинная, тон становится по-особому резким, а иногда он сопровождается громкими хлопками. Если по каким-либо причинам происходит обрыв дуги, её необходимо повторно возбудить, тщательно заварив провал в месте обрыва. Затем можно продолжить сварку шва.

Если необходимо сварить самые важные места, которые будут подвергаться определенной «усталости» и переменным нагрузкам, дугу зажигают исключительно вне зоны самого шва. Если не соблюдать такую рекомендацию, не исключается образование «ожога» поверхности, что приведет к дальнейшему разрушению этой зоны.

Уровень квалификации и опытность сварщика отыгрывают значительную роль в том, насколько умело происходит зажигание и последующее контролирование длины дуги.

Ведь чем успешнее поддерживается длина, тем выше получается качество швов, а соответственно — прочность самого соединения. Важно научиться правильно манипулировать электродом, перемещая его по линии накладываемого шва для придачи определенной формы.

Действие режима сварки на шов

Что касается размеров получаемого сварочного шва, то они не зависят от таких особенностей, как тип:

1. угловой.
2. стыковой.
3. прочий.

Главная характеристика самого шва — коэффициент его формы при проваре. Речь идёт об отношении ширины шва к глубине. В моделях ручного типа присутствует возможность изменения данного показателя в широком диапазоне. Если уменьшить ширину сварного шва, этот коэффициент существенно поменяется. В свою очередь, рост глубины проплава уменьшает ширину, или наоборот.

Важным параметром сварки является сила тока, т. к. её увеличение повышает глубину проплава, а уменьшение — понижает. Вы должны понимать, что плотные металлические заготовки дают большие показатели при конкретном уровне тока, но ширина самого сварного шва остаётся прежней. Также особое влияние приписывается роду тока. Использование технологий с постоянным электрическим током сужает шов. Это по-особому заметно при эксплуатации высоких значений напряжения (от 30 В). Упоминается, что ручные сварочные аппараты нуждаются в электродах с разным диаметром.

Чем меньше таких элементов используется, тем ниже подвижность горящей дуги, что повышает глубину проплава, но сокращает ширину шва. По этой причине любое уменьшение поперечника электрода приводит к расширению глубины сварочного шва.

Ещё одним важным параметром является напряжение дуги. И хоть оно не влияет на глубину проплава, ширина сварочного шва существенно меняется.

По мере роста напряжения общая ширина сварочного шва растёт. Если показатель снижается, ширина уменьшается. Подобный подход нашёл своё применение в автоматизированных решениях, где необходимо изменять ширину шва в процессе наплавки. Правда, при ручной сварке уровень напряжения меняется не слишком сильно и варьируется в диапазоне 18−22 В. В таком случае ширина сварочного шва практически не меняется. Для изучения базовых тонкостей и принципа технологии необходимо приложить немало усилий.

Теперь ток

РДС в этом плане универсальна – варить можно хоть на постоянном, хоть на переменном токе. Электроды могут быть специализированными, но есть и универсальные, которые подходят и для того, и для другого.

Если есть возможность выбирать, то это ток постоянный. С ним и дуга стабильнее, шов крепче и работать комфортнее.

Если вы работаете с постоянным током, у вас может быть два варианта полярности – прямая и обратная. При прямой полярности минусовый полюс подводится к электроду, а плюсовой – к металлической заготовке. При обратной полярности все наоборот: к электроду идут плюсы, к деатялм – минусы.

Как обучиться основам мастерства

Выучить базовые тонкости обращения с ручной сваркой несложно. В настоящее время для этого можно найти множество подробного материала и видеоуроков, которые размещены в свободном доступе. Правда, если вы намерены постичь более глубокие тонкости, то придётся запастись серьезными источниками информации, которые доступны в различных пособиях и дополнительном руководстве.

Если вы новичок и только начинаете разбираться с тонкостями подобного мастерства, начинайте с электродов поперечником 3 мм, т. к. они считаются самыми популярными. Модели потоньше предназначаются для варки тонкого металла, а более толстые изделия нуждаются в мощном аппарате. Слабые устройства банально не справляются с поставленной задачей и не дают ожидаемую производительность для успешной работы.

При покупке сварочного аппарата будьте готовы потратить достаточно усилий и времени, чтобы постичь все основы электрической или ручной сварки. В таком случае вы откроете для себя обширные возможности для практического применения оборудования в бытовом строительстве, при ремонте садовых принадлежностей, сборке и разборке металлических конструкций и во многих других направлениях повседневной деятельности.

Если правильно подойти к обучению, вы сможете быстро и эффективно изучить новую отрасль, получив теоретические и практические навыки для продуктивной работы с металлическими заготовками.

Что варим с помощью РДС

Да практически все. Если говорить о сталях, то это и легированные, и нелегированные марки. Правда, есть ограничения в толщине, он должна быть не больше до 5-ти см. Слишком тонкие листы металла тоже не пойдут: если заготовка тоньше 1,5 мм, металл при РДС мгновенно прогорит.

Больше всего РДС подходит для работы с заготовками толщиной от 3,0 до 20,0 мм.

Конечно, в зависимости от состава металла меняется прочность шва. Она, например, снижается с повышением доли углерода в стальных сплавах. Иными словами, высокоуглеродистые стали варить методов РДС можно, но качество шва с точки зрения будет ниже.

Где ручная дуговая только не применяется, вот только некоторые из примеров:

• производство труб самого разного вила и назначения;
• машиностроение;
• судостроение;
• все ремонтные работы на многочисленных СТО;
• все виды коммунальных работ, где необходимо соединение металлов.