Как научиться варить инвертором самостоятельно: все детали и видео правильной сварки - Темы недели

В промышленности, строительстве и при ремонте используются различные способы стыковки деталей конструкций. Наибольшее распространение получили разнообразные виды сварки, которыми скрепляют не только однотипные и разнородные металлы, но также стекло, пластик, керамику. Популярность технологии объясняется высокой прочностью и надежностью соединений.

Теория сварочных работ

Начинающий сварщик задумывается, какой сварочный инвертор купить, и какие нужны приспособления для сваривания металла электродами. Если отбросить профессиональное использование сварки, покупайте сварочный инвертор, а не трансформатор или полуавтомат.

Сварочный инвертор преобразует переменный ток из электрической сети в постоянный.

Плюсы инверторного сварочного аппарата, по сравнению с полуавтоматом и трансформатором:

Небольшой вес и габариты, в среднем инвертор весит 3-5 кг.
Простота использования для новичков.
Позволяет быстро освоить сварочное дело.

О достоинствах инверторов можно рассказывать бесконечно, но лучше один раз увидеть, чтобы понять, какие плюсы есть у этого вида сварочного оборудования.

Теперь расскажем, что за процесс идёт во время сварки металла и как оценивать результат. Есть две металлических заготовки разных размеров. К металлу через электрод и массу подводится постоянное напряжение от сварочного инвертора. Чтобы возникла электрическая дуга, необходимы два токопроводящих элемента с плюсом и минусом. При касании металла электродом, которые имеют разную полярность, зажигается электрическая дуга с выделением высокой температуры. Металл начинает плавиться и, одновременно, при движении, плавится металлический стержень электрода с особым покрытием – обмазкой.

При сгорании, обмазка создаёт газовую защиту шва, предохраняя его от вредного воздействия кислорода.

Также при сварке образуется защитный шлаковый слой сварочной ванны, который, затем, отбивается специальным молотком сварщика.

После окончания сварки деталей, металл остывает, кристаллизуется и образуется прочное сварное соединение.

Механический класс сварки

Эти виды сварки выполняют за счет энергии трения, взрыва, давления, ультразвука. При их воздействии выделяется тепло, достаточное для плавления материала.

Трением

Технология входит в список перспективных разработок. Одну из соединяемых заготовок крепят неподвижно, другая, прижатая к ней, вращается. Подробная классификация сварки трением включает следующие подвиды:

С перемешиванием выполняется на оборудовании, оснащенном инструментом вращения с двумя элементами ― основанием (бурт) и наконечником (пин). Соединение создается методом выдавливания с последующим перемешиванием.
Радиальной стыкуют трубы, помещая вращающееся кольцо между торцами.
Штифтовой заделывают небольшие сквозные повреждения. На месте дырки просверливают круглое отверстие, в которое вставляют вращающийся штифт из такого же металла что и основной.
Линейная выполняется без вращения. Заготовки трут одна о другую пока не начнут плавиться стыкуемые поверхности, затем повышают усилие сдавливания.
При инерционном виде сварки заготовки двигают за счет энергии предварительно раскрученного маховика.

Метод сварки трением с перемешиванием

Холодная

В основу технологии заложен принцип сжатия деталей пуансонами с усилием 1 — 3 ГПа. Точечную сварку проводят стержнями, шовную роликами. Пуансон вдавливают в заготовку до образования пластической деформации, что способствует появлению межатомных связей и созданию соединения между деталями. Сварку выполняют простым сжатием или со сдвигом деталей после сдавливания. Прочность соединения зависит от качества подготовки места стыка, степени сжатия, характера воздействия (вибрационное либо статичное).

Разновидности холодной сварки металлов

При соединении встык величину деформации ограничивают размером выступающих из зажимов частей заготовок. Чтобы предотвратить коробление листов при соединении внахлест, их закрепляют прижимами. После пластической деформации металл становится тверже, поэтому прочность шва выше, чем у заготовок.

Что нужно купить, чтобы приступить к сварке

На этот вопрос отвечает статья — Инструменты и принадлежности для ручной дуговой сварки: базовый набор. Если кратко, то вам потребуются для начала сварки инвертором в домашних условиях:

Электроды.
Маска сварщика.
Краги или защитные перчатки.
Защитная курка, штаны и закрытая обувь.
Молоток сварщика и щетка для удаления шлака.

О выборе маски для сварки металла специалист рассказывает в этом видео.

Оптимальный выбор начинающего сварщика – маска со светофильтром типа «хамелеон».

Её неоценимый плюс, по сравнению с обычным защитным щитком с затемнённым стеклом, – сварщик видит свариваемые детали. Ему не нужно поднимать и опускать маску, т.к. «хамелеон» автоматически затемняется при появлении сварочной дуги и надёжно защищает глаза.

При прекращении сварочного процесса стекло автоматически просветляется. Это упрощает работу. Новичок в сварке не нахватается т.н. «зайчиков» от яркой вспышки дуги, если не вовремя опустит маску с обычным стеклом.

Классификация

Классификацию сварки металлов осуществляют исходя из характера воздействия на плоскость:

Термический класс. Характеризуется бесконтактным способом воздействия на поверхность – электрической дугой или пламенем газа.
Термомеханический класс. Данный вид сварочных работ сочетает в себе бесконтактное воздействие, для достижения нужной температуры, а также механического давления для выполнения соединения.
Механический класс. Заданные тепловые параметры получают исключительно за счет механического воздействия на соединяемые изделия.

Ниже будут рассмотрены виды сварок и их краткая характеристика, для каждого класса.

Какие бывают виды и типы электродов по маркам

Если зайти в любой специализированный магазин по продаже сварочного оборудования и посмотреть на ассортимент, то глаза просто разбегаются от предложений разных типов электродов. Что купить?

Выбирая электроды для сварки, обратите внимание на состав сердечника. Металл стержня должен быть идентичен свариваемому металлу. Есть электроды следующих видов. Для сварки:

Углеродистой и легированной стали
Для сваривания нержавейки и цветных металлов.

Упростим выбор. В быту чаще всего сваривают обычный «черный» металл – профильные и круглые трубы, уголки, полосы, арматуру, швеллеры, двутавровые балки, трубы водопровода и т.д.

Также обратите внимание на обмазку электродов. Есть четыре типа покрытий – основной, рутиловый, кислый и целлюлозный. Оставим за рамками данной статьи кислое и целлюлозное покрытие электродов. Для домашних работ сварщику достаточно электродов с рутиловым покрытием (марки МР-3 и ОК 63) и основным покрытием (марка УОНИ 13/55).

Плюсы электродов с основным покрытием:

Подходят для сварки ответственных конструкций с высокими требованиями к качеству шва.
Шов пластичен и ударостоек.

Недостаток электродов с основным покрытием:

Повышенные требования к чистоте поверхности свариваемого металла и обработке кромок деталей.
Для начинающих сварщиков более сложен повторный поджиг электрода.

Плюсы электродов с рутиловым покрытием:

Металл меньше разбрызгивается.
Легкий повторный поджиг электрода.
Стабильность дуги во всех пространственных положениях.

В этой статье:

Термическая сварка применяется для соединения:

рельс;
труб;
контуров заземления;
наплавки металлов;
заполнения трещин.

Подходит для сварки углеродистых сталей и чугуна толщиной 10-15 см. В миниатюрном варианте таким методом сплавляют кабеля и провода. Технология позволяет соединять металлы большого сечения в труднодоступных местах, экономит время. Но швы получаются очень грубыми и нуждаются в шлифовке, поэтому для фасадной части изделий не подходят.

Чаще всего при помощи термитной сварки ремонтируют железнодорожные пути. Соединения выполняют по ГОСТ Р 57179-2016, а стыки обозначаются аббревиатурой «ССР» — «стыковое соединение рельсов».

Какую выбрать полярность при сварке металла электродами

Инвертор для ручной дуговой сварки выдает постоянный ток. Если посмотреть на переднюю панель аппарата, то вы увидите, что на ней находятся два разъёма для подключения сварочных кабелей с метками + и -.

Прямая полярность: к плюсу аппарата подключается «прищепка», а к минусу держак.

Обратная полярность: к плюсу аппарата подключается держатель электрода, а к минусу зажим «прищепка» — масса.

Какую полярность выбрать? Об этот вопрос сломано немало копий. Если открыть учебные материалы по сварочному делу и спросить в интернете, часто можно услышать мнение, что на «прямой полярности» свариваемый металл лучше прогревается и проплавляется.

Практика это опровергает.

При сварке, на контакте с плюсом, выделяется больше тепла, поэтому на обратной полярности, держак подключён к плюсу, провар всегда глубже. В результате, на обратной полярности лучше сваривать металл с толстыми стенками. Это — профильная труба, пластины, уголок с толщиной 4-5 мм. И наоборот, на прямой полярности надо сваривать тонкий металл, толщиной не более 1.5-2 мм, чтобы избежать проплавления стенок и появления дырок.

Убедится в правдивости этого высказывания вы можете на практике. Возьмите сварочный инвертор, установите сварочный ток на 100 А. Подключите к разъёмам аппарата держатель электрода и массу и разрежьте металл, — пластину толщиной 4-5 мм, уголок или арматуру сначала на прямой, а потом на обратной полярности, не меняя силу тока и электрод диаметром 3 мм. Вы увидите, что на обратной полярности резка металла идёт быстрее.

Какие бывают сварочные аппараты?

Аппаратов для сварки металла сегодня на рынке представлено очень много. Ранее об этом мы уже писали на страницах нашего блога. Поэтому затронем здесь эту тему кратко. Все они классифицируются на 3 основных вида:

полуавтоматы;
инверторные;
аргонодуговые установки;

Например, модель EWM Pico 180 puls с импульсной функцией является одним из лучших устройств для сварки.

Кроме самого аппарата сварщику следует заранее позаботиться о наличии всех расходников и аксессуаров. Это:

электроды;
порошковая проволока;
разъемы;
фиксаторы;
клеммы заземления.

Все эти «мелочи» обеспечивают комфорт в работе и качественное выполнение производственной задачи.

Как подобрать диаметр электрода для сварки металла разной толщины

Запомните простое правило: диаметр электрода зависит от толщины свариваемого металла. Металл с толщиной меньше 1 мм обычно варят полуавтоматом или аргонодуговой сваркой, а не электродами. Для ориентира, ниже таблица: «Соотношение толщины стали к диаметру электрода».

Для каждого диаметра электроды выставляется свой ток.

Совет начинающим сварщикам: рассчитать силу тока можно так: на каждый 1 мм диаметра электрода нужно примерно 30 А силы тока. Т.е. для электрода «тройки» выставляйте ток около 90-100 А.

На практике, каждый сварщик подбирает диаметр электрода и силу тока на инверторе индивидуально.

Выбор режима ручной дуговой сварки

От правильно выбранных режимов зависит стабильность сварочного процесса и качество сварки. Различают основные и дополнительные параметры.

Основные параметры:

Свойства сварочного тока (величина, полярность и род);
Диаметр электрода;
Напряжение дуги;
Скорость сварочного процесса;
Величина поперечных колебаний торца электрода.

Дополнительные параметры:

величина вылета электрода;
состав и толщина покрытия электрода;
положение электрода в пространстве;
начальная температура основного материала;
положение изделия в процессе сварки.

Как разжечь электрод

Существует два способа. Вариант один: разжечь электрод – впритык (касанием). Вариант два: чирканьем. Способы понятны из фото ниже.

Второй способ похож на разжигание спички об спичечный коробок. Первый способ иногда заменяют легким постукиванием об заготовку. Когда электрод новый и на кончике виден металл стержня, зажигание дуги происходит легко.

Если электрод был в работе, то вокруг стержня может появится наплыв из обмазки. Защитное покрытие электрода не проводит электрический ток. Поэтому его нужно отбить, несколько раз постучав кончиком электрода по свариваемой детали. Легкий розжиг электрода нарабатывается навыком, доведённым до автоматизма.

Основные понятия процесса

Задача сварки — создание неразъемного соединения деталей. Чтобы его получить, необходимо сдвинуть атомы, образующие металл настолько близко, чтобы начали действовать межатомные силы сцепления. Почему это происходит, какие при этом протекаю физические процессы, изучено достаточно слабо, но самим свойством пользуются давно.

Добиваются соединения тремя методами:

Термическим, расплавляя металл самих соединяемых деталей, либо дополнительной присадки. Пример — распространенная дуговая и газовая, лазером, струей плазмы. Сюда относится и пайка.
Термомеханическим, при котором изделия раскаляют, после чего сжимают либо выполняют проковку. Это самый древний способ, которым владели кузнецы уже пятого тысячелетия до Н.Э. Кроме ковки это диффузионная сварка, контактная, индукционно-прессовая.
Механическим методом изделия сваривают, подвергая различным воздействиям без специального нагрева. Пример — ультразвуковые методики, соединения взрывом, трением, давлением.

Первый тип наиболее распространен на стройке, в быту. С ее помощью соединяют сталь, чугун, выполняют сварку цветных металлов и сплавов.
Второй и третий методы применяют на промышленных линиях, при серийных выпусках, а также для изготовления уникальных изделий.

Не зависимо от используемой методики, существует всего две разновидности процесса:

Бесшовный, когда соединяется металл непосредственно самих деталей.
С образованием шва. При этом применяют вспомогательные присадки. Они могут как точно соответствовать основному металлу, так и отличаться. Пример — соединение стали медным электродом, пайка оловом, все виды сварки с использованием плавкого электрода.

Как вести электрод и правильный угол наклона электрода

После розжига дуги контролируйте сварочную ванну. Удерживайте электрод на расстоянии 2-3 мм от поверхности свариваемых заготовок. Вы должны видеть и отделять сварочную ванну от шлака.

Сварочная ванна – это яркое белое пятно из раскалённого металла.

Электрод держите под углом от 30° до 60°, одновременно сохраняя оптимальное расстояние, т.к. стержень плавиться. Контролируйте его положение и состояние сварочной ванны. Ускоряйте или замедляйте движение руки в зависимости от различных условий и случаев.

Угол наклона электрода сварщик выбирает в зависимости от пространственного положения, сварного шва и выставленного тока. Чем быстрей вы ведёте электрод, тем меньше нагрев металла и величина провара. Если вести электрод медленно, то можно перегреть металл и прожечь дыру в изделии.

Тренироваться самостоятельно новичку сначала нужно на толстом листе металла. Задача: научиться разжигать сварочную дугу и вести электрод по горизонтальной поверхности, чтобы получился качественный шов.

После этого можно приступать к сварке в других пространственных положениях. Хорошим подспорьем для новичков станет видео — Сварка для «чайников» от FORUMHOUSE, в котором технический специалист Денис Замыслов расскажет об азах сварочного мастерства и выборе инверторного аппарата.

Способы дуговой сварки:

полуавтоматическая. При полуавтоматической дуговой сварке механизирована подача сварочной проволоки в зону сваривания. Остальные операции (поддержание нужного размера дуги, придание шву требуемой формы, перемещение электрода по линии сварного шва и прекращение работ) выполняются человеком;

автоматическая. Это слово говорит само за себя. Задача человека – тщательно подготовить детали к сварке, включить и выключить оборудование;

ручная. Сущность ручной дуговой сварки заключается в выполнении всех операций вручную без применения каких-либо механизмов.

Секреты и техника сварки инвертором для начинающих

В этой части мы ответим на самые распространённые вопросы начинающих сварщиков.

benyaПользователь FORUMHOUSE

Я делаю забор из профлиста. Хочу приварить к столбам уголки. Раньше никогда сваркой не занимался. Опыта нет. Посоветуйте с чего мне начать, чтобы сделать надёжно, и как правильно варить сварочным инвертором?

Советы от участника FORUMHOUSE с ником vodovoz:

Для сварки возьмите обычный бытовой сварочный инвертор.
Оптимальный диаметр электрода – 2.5 мм, «трешка» требует большего тока.
Разожгите электрод. Для этого чиркните им по ровной металлической поверхности.
Сварочный шов ведите восьмерками. Начиная снизу-вверх с шагом не более 1 мм.
Не варите изделие сразу от начала и до конца. Сделайте пару прихваток, чтобы металл не повело из-за нагрева разных сторон.
Если после сварки и отбивки шлака остались пустоты, проварите эти места еще раз.
Отбейте шлак. Береги глаза! Одевайте защитный очки или делайте это в сварочной маске хамелеоне.

HukToПользователь FORUMHOUSE

Самый ходовой электрод в быту – «тройка». Стандартные инверторы тянут «четверку», а больше вам и не надо. Менять и подбирать силу тока можно в процессе сварки, подбирая оптимальный режим. Выставите слишком много – прожжёте дырку, слишком мало – электрод прилипнет.

В копилку знаний:

Сварочные швы бывают горизонтальные, вертикальные и потолочные.
Самый простой для новичков — горизонтальный.
Качественный вертикальный шов сделать особенно сложнее из-за некомфортных условий работы.

Задача сварщика – «слепить» друг с другом две кромки свариваемого металла и наплавить сверху шва, расплавленный металл из стержня электрода.

Чтобы приварить стальной уголок к металлическому столбу, лучше использовать струбцины или магнитные угольники. Если попросить друга помощи подержать заготовку, то он может нахвататься «зайчиков» и получить ожог из-за брызг расплавленного металла.

JamesDouglasПользователь FORUMHOUSE

А как точно определить оптимальный сварочный ток?

Сергейб3Модератор FORUMHOUSE

Возьмите металлическую заготовку. Выставите ток побольше и варите. Если прожигаете металл, уменьшайте ток. Найдите ту силу тока, при которой вам будет комфортно варить без прожига металла. Опыт нарабатывается практикой. Потренируйтесь на ржавых кусках металла, набейте руку. После нескольких электродов, сожжённых на прихватках по ржавчине, потом, на хорошем металле, дело пойдет быстрее.

efhПользователь FORUMHOUSE

Мой совет: тщательно зачищайте свариваемые детали и стыки от ржавчины и краски до чистого металла.

Сергейб3Модератор FORUMHOUSE

Хороший совет. Ещё можно научится варить красивые швы на вертикале. После выполнения такой тренировки, горизонтальный шов становится идеальным.

Виды дуговой сварки:

сварка плавящимся электродом. Этот метод изобретен Славяновым: кромки изделия и присадка одновременно расплавляются под действием сварочной дуги. Образующийся при этом расплав (сварочная ванна) заполняет зазор между деталями, а после кристаллизации образует сварной шов. Для защиты расплава от окисления на присадку наносится покрытие, которое под действием высокой температуры превращается в шлак. Этот слой покрывает жидкий металл. Кроме защиты от кислорода, шлак выполняет еще одну функцию: в него переходят вредные примеси, содержащиеся в сварочной ванне;

сварка неплавящимся электродом. Автор этого изобретения – Бернадос Н. Н. Чаще всего такой метод применяется при сварке меди, алюминия, наплавке твердых сплавов и сварке тонколистовой стали.

Схема сварки неплавящемся электродом

Инструменты и средства защиты

В обмундирование и средства индивидуальной защиты входят:

маска сварщика со встроенным светофильтром для защиты глаз от яркого света и ультрафиолетового излучения дуги;
спилковые перчатки — краги для защиты рук от брызг раскаленного металла;
плотная одежда из негорючей ткани;
шапочка под маску;
прочная обувь.
респиратор для защиты органов дыхания от образующихся газов и пыли, особенно при работе с цветными металлами.

Из инструментов, материалов и оборудования понадобятся:

Угловая шлифмашина (болгарка) для нарезки заготовок и зачистки швов;
Набор ручного слесарного инструмента — молотки, зубила, пассатижи и пр.;
Металлическая щетка для зачистки заготовок;
Струбцины и зажимы для соединения заготовок;
Электроды.

Ну, и наконец, инвертор с входящими в комплект кабелями и держателем.

Современные сварочные технологии

Современные компании, предлагающие услуги по сварке металла, используют не только проверенные, но и новейшие технологии, позволяющие увеличить скорость процесса и упростить управление им. Например:

гибридная лазерная технология для соединения тугоплавких сортов стали;
двухдуговая сварка для крупногабаритных конструкций;
щадящая методика, основанная на применении специальных смесей защитных газов для получения более аккуратных швов;
двухкомпонентная методика, используемая в сфере железнодорожного транспорта;
орбитальная аргонодуговая технология, применяемая в аэрокосмической отрасли;
технология СМТ, основанная на холодном переносе металлов;
плазменная сварка, используемая для металлов разной толщины.

Изображение №9: плазменная сварка
Все статьи ›

Возможные дефекты сварочных соединений и швов

Электрическая сварка –это сложный процесс и не всегда все идет гладко.

В результате ошибок в работе швы и соединения могут иметь различные дефекты, среди которых:

Кратеры. Небольшие углубления в валике сварочного шва. Могут появляться в результате обрыва дуги или ошибки в выполнении конечного фрагмента шва.
Поры. Сварочный шов становится пористым в результате загрязнения кромок деталей ржавчиной, маслом и др. Кроме того, пористость может появиться при слишком быстром охлаждении шва, при высокой скорости сварки и при работе непросушенными электродами.
Подрезы. Выглядят как небольшие углубления с обеих сторон шовного валика. Появляются при смещении электродов в направлении вертикальной стенки при сваривании угловых соединений. Помимо этого, подрезы образуются при работе длинной дугой или если значения сварочного тока слишком высоки.
Включения шлака. Внутри сварочного валика находятся кусочки шлака. Это может случиться при загрязнении кромок, высокой скорости сварки или в том случае, если сварочный ток слишком мал.

Это наиболее часто встречающиеся дефекты сварочных швов, но могут быть и другие.

Дополнительная информация по свариванию вертикальных и горизонтальных швов электросваркой представлена в этой статье.

Советы как научиться варить электросваркой самостоятельно

Сварить несложную конструкцию из металла реально за несколько часов, при условии, что вы уже освоили технологию, спланировали операции технологического процесса и подготовили все необходимое.

Чтобы научиться варить правильно, следует иметь в виду следующее:

Следует подготовиться и узнать необходимую информацию о тех материалах, которые вы собрались варить.
Подобрать для них соответствующий рабочий режим и сварочные материалы.
Изучить технику исполнения конкретного запланированного вами шва.

Мало что может заменить обучение в профессиональной школе сварщиков и практику под руководством опытного наставника. Но если это по каким-либо причинам недоступно, то правильные движения, положение рук и тела при работе можно неплохо изучить и по обучающим видео от авторитетных мастеров сварного дела.

Корпус атомного реактора вам варить, конечно, не доверят, но раму для ворот или лесенки вы волне сможете осилить. Начав с простых швов и научившись варить их правильно, можно переходить и к более сложным, постепенно накапливая опыт и оттачивая свое мастерство.

Что потребуется для работы начинающему сварщику

Для начала обучения придется подобрать соответствующее оборудование и экипировку.

Особое внимание следует уделять индивидуальным средствам защиты, поскольку сварочные работы — процесс вредный для зрения и органов дыхания.

Необходимо будет оборудовать рабочее место, если оно в мастерской — то помещение следует снабдить эффективной вытяжкой и достаточным освещением.

Если вы решили начать обучение на свежем воздухе- то обязательно на сухом основании и под навесом, который защитит вас и оборудование от дождя.

Рабочее место должно быть просторным, не захламленным, не стеснять движений сварщика.

Кабели нужно раскладывать таким образом, чтобы не наступать на них и не запнуться при перемещении вокруг заготовок.

В качестве заготовок для отработки навыков лучше выбрать обрезки проката и стальных листов. Начинать с ответственных конструкций не рекомендуется.