Ручная дуговая сварка: что это, технология, процесс, принцип работы, способы и виды

Общая информация

У этого метода есть дополнительные международные названия, аббревиатуры широко используются при изготовлении комплектующих. Можно встретить – MMA (Manual Metal Arc – дословный перевод нашего термина), российское сокращение РДС, или короче – РД. Метод придуман отечественным инженером Николаем Бернардосом, который впоследствии совершенствует свой прибор и создает разновидности. Патент на изобретение был куплен и внедрен в производство металлоконструкций во всем мире. Классический материал – угольный электрод, но есть новые изобретения, способы, задействующие плавящиеся стержни.

Этапы процедуры

Все профессиональные сварщики и любители действуют по алгоритму:

• Подготовка предполагает тщательное очищение всех поверхностей и закрепление заготовки на рабочем месте.
• Появление дуги. Чтобы она образовалась, необходимо подать напряжение и 2-3 раза быстрыми движениями прикоснуться наконечником к металлу.
• Проведение шва – скорость и угол варьируется в зависимости от физических характеристик материала.
• Финальная обработка – следует снять неровности, убрать лишнюю окалину, зачистить соединение.

Иногда требуются дополнительные операции, например, предварительный нагрев заготовки или подача защитного газа. Однако основные элементы алгоритма отражены верно.

Принцип работы оборудования и технология ручной дуговой сварки

От источника питания на электродержатель подается переменный или постоянный ток (встречаются оба варианта). Напряжение позволяет создать электродугу, которая нагревает две поверхности металла. При движении ручки позади от проводника образуется сварочная ванна. В этой области происходит диффузионное соединение расплавленных сплавов. После их остывания, вещество кристаллизуется и снова превращается в твердый элемент – уже монолитный. Чтобы шов не окислялся под воздействием кислорода проволока в электроде покрыта специальным составом, который при плавлении выделяет инертный газ, вытесняющий О2.

Как делается РДС

Электрическая дуга поддерживается подаваемым током. При этом возможны различные полярности. Классический вариант – подается минус, а на заготовке поддерживается плюс, но встречается ситуация с противоположной подачей напряжения. Длина электродуги – расстояние между сварочной ванной и электродом. Она зависит от скорости проведения электродержателя. Помимо газа от покрытия проводника в области плавки железа образуются шлаки, они способствуют:

• увеличению скорости металлообработки;
• более долгому поддержанию высокой температуры;
• хорошему, ровному сварному соединению;
• защите от кислорода и окисления.

Как зажечь дугу

Необходимо 2-3 раза легким движением прикоснуться концом вертикально направленного электрода к заготовке. Если быстро не отвести руку, произойдет залипание, поверхность будет испорчена. Второй метод для ручной эл дуговой сварки – провести концом материала вдоль будущего шва. Посмотрим обучающее видео:

Как правильно перемещать сварку

Можно варить углом «назад» и «вперед», то есть к себе и от себя. В первом случае сильнее прогрев сплава, а во втором меньше. То есть следует сделать выбор в зависимости от материала. Угол наклона выбирается в соответствии с образованной сварочной ванной. Длина электродуги должна быть постоянно одинаковой – около 2-3 мм. В зависимости от необходимой прочности конструкции, используемого сплава, можно выбрать один из видов движения электродуговой сварки, схемы которых представлены в статье.

Типы сварочных аппаратов

На рынке представлено большое количество моделей сварочных аппаратов разных типов.

Из всего их разнообразия:

• трансформаторы;
• выпрямители;
• инверторы;
• полуавтоматы;
• автоматы;
• плазменные;

В условиях домашней мастерской чаще всего применяют трансформаторы — из-за их дешевизны и инверторы из-за простоты и удобства в работе. Остальные требуют либо специальных условий для работы, достижимых только на производстве, либо специального обучения и длительного приобретения навыков.

Трансформаторные

Устройство таких аппаратов крайне простое — это мощный понижающий трансформатор, во вторичную обмотку которого и включают рабочую электрическую цепь.

Трансформаторный сварочный аппарат

Преимущества трансформатора:

• неприхотливость;
• живучесть;
• простота;
• дешевизна.

Недостатки

• очень большой вес и габариты;
• низкая стабильность дуги;
• работа переменным током;
• вызывает броски напряжения в питающей сети.

Такой аппарат требует от сварщика мастерства и большого опыта. Для обучения начинающего сварщика тому, как правильно варить, он подходит плохо.

Инверторы

Инверторный аппарат имеет гораздо более сложную конструкцию. Инверторный блок многократно преобразует входное сетевое напряжение, доводя его параметры до необходимых. За счет трансформации тока высокой частоты габариты и вес трансформатора получаются во много раз меньше.

Инвертор

Преимущества инвертора:

• малый вес и габариты;
• стабилизированное напряжение и ток в цепи;
• дополнительные функции антиприлипания и горячего старта;
• возможность точной регулировки параметров тока и дуги;
• не вызывает бросков напряжения в питающей сети.

Есть у инвертора и недостатки:

• высокая цена;
• низкая морозостойкость.

Обучение тому, как правильно варить, лучше начать с инвертора. Стабильность параметров дуги и дополнительные функции, облегчающие старт и предотвращающие «залипание», позволят новичку сосредоточиться на шве и быстрее освоить технологию.

Безопасность при MMA способе

Всегда надевайте защитный костюм, обувь с прочными носами и массивной подошвой. Никогда не приступайте к работе в шлепках, с открытыми частями тела. Также следует надевать специальные сварочные перчатки – достаточно чувствительные к движениям, но хорошо защищающие. Будьте внимательны к глазам, всегда надевайте очки для сварки или используйте щиток. Тщательно подготовьте рабочее место, уберите легко воспламеняющиеся предметы. Вблизи всегда имейте огнетушитель и аптечку, так как деятельность связана с рисками.

Частые ошибки новичков

Схема дуговой сварки.
Начинающим сварщикам свойственно совершать ошибки, связанные с незнанием азов, касающихся использования сварочного оборудования. Например, новички могут не знать, как правильно выбрать полярность сварки инвертором, что приведет к некачественному формированию соединения или даже к прожигу детали.

Можно выделить следующие основные ошибки:

• пренебрежение техникой безопасности;
• неправильный выбор сварочного автомата;
• применение некачественных или неподготовленных электродов;
• работа без пробных швов.

Для новичков стоит отдельно отметить одну особенность, если варить сваркой Ресанта. Это оборудование очень популярно, однако оно имеет короткие кабели подключения, что может создавать неудобства в работе.

Используемые плавящиеся электроды при процессе ручной дуговой сварки

Все проводники в продаже можно поделить на:

• Плавкие. Их сердцевина плавится и добавляется к расплавленному металлу двух заготовок, остается в шве. Она обмазана эффективным для создания газовой атмосферы флюсовым порошком.
• Неплавкие. Изготовлены из вольфрама и служат исключительно для подачи тока. Газ для ванны подается специальным шлангом.

Еще одно различие – диаметр сечения. Чем он больше, тем выше сила тока и шире максимальный шов. Подробнее в видео:

Присадочная проволока – что это

Еще одна разновидность. По сути, это крупный моток материала (алюминия, меди), который выполняет такие же функции, как и плавкий электрод, то есть проводит ток и одновременно является материалом для образования соединения между элементами конструкций. Отличие – отсутствие обсыпки, поэтому газ необходимо подавать извне. Второй вариант – посыпать флюсовый порошок вдоль образования шва.

Какие электроды использовать

Чтобы научиться сваривать электросваркой, нужно подобрать правильные расходные материалы. Обратим внимание на электрический проводник. Он может быть в виде проволоки для полуавтоматов и выполнен как палочки с металлической сердцевиной и обмоткой. Новичкам мы рекомендуем брать вторые, ими легче управлять. Оптимальный диаметр сечения – 3 мм. Меньше понадобятся для сваривания тонколистовых изделий, больше – для промышленных целей и мощного оборудования.

Преимущества и недостатки

Плюсы:

• удобство в использовании, не обязательно закреплять деталь на полу, можно даже работать на весу;
• установка не занимает много места;
• есть возможность соединять различные сплавы;
• можно перенести на другое место, взять с собой в машину;
• простота применения – можно легко обучить основам технологии электродуговой сварки.

Минусы:

• Контакт с газом и яркие вспышки света негативно влияют на здоровье сварщика.
• Хороший ровный шов получится только после длительного опыта и умения работать с различными материалами.
• Достаточно трудоемкий и долгий процесс.

Сделаем вывод о том, что РДС для сварщиков – это аппарат, который больше подходит для работы в домашних условиях и на малых производствах.

Технология электродуговой сварки цилиндрических резервуаров

Заводскую сварку резервуарных конструкций выполняют согласно утвержденному технологическому процессу (процедурам), где учитываются:

• требования к форме и подготовке кромок свариваемых деталей;
• способы и режимы работы, сварочные материалы, последовательность осуществления работ;
• конкретные указания по закреплению деталей перед началом работ;
• мероприятия, позволяющие избежать прожогов, смещения шва от его оси и появления иных дефектов;
• мероприятия, направленные на сокращение числа деформаций.

При выборе технологии сварки резервуарных конструкций нужно точно понимать, что она обеспечивает:

• высокую производительность и экономическую эффективность сварочных процессов с учетом объемов выполнения сварки (массы наплавленного металла), затрат на сварочное оборудование и организацию технологического процесса;
• высокий уровень однородности и сплошности металла сварных соединений с учетом конкретных условий и требуемых механических свойств: прочности, пластичности, твердости, ударной вязкости и устойчивости к низким температурам;
• минимальный уровень деформаций свариваемых элементов.

В заводских условиях обычно используют автоматизированную сварку под флюсом для листовых конструкций и механизированную работу в углекислом газе или в смеси газов на основе аргона для решетчатых конструкций и оборудования. В первом случае не обойтись без оснащения сварочного оборудования системами слежения электрода за стыком.

Способы ручной дуговой сварки металла: сварочные работы в разных положениях

Это одно из самых крупных преимуществ установки РДС, потому что работник может находиться в любом отношении со свариваемыми поверхностями. Получится хорошее соединение, если придерживаться определенных технических норм.

Нижнее расположение

Наиболее привычное. Заготовка лежит на полу или невысоком столе, человек находится сверху. Хорошо закрепите детали и следите за плавным и равномерным образованием ванны.

Вертикальное

Из-за притяжения расплавленный металл будет стремиться стечь, могут образовываться подтеки. Легче работать сверху вниз, но лучше наоборот, так как капли раскаленного материала будут покрывать уже готовый, затвердевший шов.

Потолочное

Работу необходимо вести очень медленно, делая периодические интервалы. Так сплав будет успевать остывать и кристаллизоваться, чтобы не капать вниз. Также это способствует дополнительному прогреву.

Дуга электросварки

Этим термином называют длительный разряд тока, создающий высокую температуры. Фактически это горение газов, которые при обычных условиях не так интенсивно передают электроны и ионы. Его запускает электронная эмиссия – высвобождение отрицательно заряженной частицы в момент соприкосновения электрода и металла.

Влияние сварочно-дуговой сварки на качество шва

Чем меньше расстояние, тем ровнее соединение – без капель, подтеков. Но держать несколько миллиметров очень трудно. Также короткая электродуга при правильном процессе ручной дуговой сварки приводит к:

• равномерному расплавлению обсыпки;
• ровному пучку искр;
• достаточной глубине проплавления;
• отсутствию окисления.

Параметр можно определять по звучанию – если оно равномерное, без щелчков и сбоев, то нужно стремиться поддерживать это расстояние.

Выводы

Задача первоначального обучения выполнена. Мы рассказали о базовых основах и технологиях сварочного дела инвертором для домашних мастеров. Повторим, возможность сделать красивые, ровные и качественные швы есть у каждого. Они получаются только при регулярной практике и сожжённых нескольких кг электродов.

Советы начинающим сварщикам:

1. Перед сваркой не забывайте о применении средств защиты. Очень важно! Не варите без маски, краг и специальной одежды — сварочного костюма, материал которого не прожжёт искрами и брызгами раскалённого металла, иначе вы можете повредить глаза или получить ожёг открытых участков тела.
2. Электроды храните в сухом месте. Не варите отсыревшими электродами или электродами с отбитой обмазкой. Высушить электроды можно в электрической печи или в бытовой духовке.
3. Чем больше вы тренируетесь и используете металла и электродов, тем качественнее получаются сварные швы. Начав со сварки забора из профнастила, со временем, вы перейдете к более сложным работам. Сварке арок, теплиц, откатных и распашных ворот, калиток, козырьков над домом, самодельных инструментов и приспособлений, которые применяются в домашней мастерской.
4. Особенно сварка пригодится при строительстве дома, если предполагается работа с металлоконструкциями и используются трубопрофиль, арматура, уголок, швеллер и т.д.

Источники

• https://uniform-met.ru/articles/kak-pravilno-varit-svarkoy-sovety-ekspertov-pravila/
• https://stankiexpert.ru/spravochnik/svarka/kak-pravilno-varit.html
• https://www.rocta.ru/info/kak-nauchitsya-pravilno-varit-svarkoj-ehlektrosvarkoj-v-domashnih-usloviyah/
• https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%BA%D0%B0
• https://tutsvarka.ru/vidy/svarka-invertorom-dlya-nachinayushhih
• https://osvarka.com/obuchenie-svarke/kak-pravilno-varit-svarkoy
• https://WikiMetall.ru/metalloobrabotka/svarka-invertorom-dlya-nachinayushhih.html
• https://master-azov.ru/metally/kak-varit-metall-raznoj-tolshchiny.html
• https://stroy-podskazka.ru/svarka/kak-varit/
• https://www.forumhouse.ru/journal/themes/28-pravilnaya-svarka-likbez-dlya-chajnikov-i-sekrety-masterstva

Влияние режима на шов

При работе с различными поверхностям следует по-разному располагать элементы и сваривать торцы, ровные отрезы, сечения и прочее. Но это не должно заставлять вас менять параметры аппаратуры. Выбор режима зависит исключительно от того, какой ширины и глубины проплав вам необходим. Для выбора вам поможет таблица:

Воздействие тока

Чем показатель больше, тем глубже плавится металл, прочнее соединение. Но одновременно с этим уменьшается его широта. Также имеет значение разновидность используемого оборудования, работает оно на переменном или постоянном электричестве. В первом случае соединительный участок будет более узким.

Приобретение расходников

Кроме оборудования необходимо приобретение расходных материалов. Главным является маска сварщика, защищающая его лицо от возможных повреждений.Привлекательным вариантом является «Хамелеон».

Регулировка освещения происходит автоматически, что делает необязательным снимать маску во время небольших перерывов в работе, чтобы оценить результат работы или заменить сгоревший электрод. Светофильтр реагирует затемнением на изменение яркости электрической дуги.

Помимо маски необходимо позаботиться о защите тела, рук и головы, приобретя или подобрав костюм, рукавицы и шапку. Должна быть одета прочная обувь. Оставлять незащищенным не следует оставлять ничего.

Для сбивания окалины понадобится молоток. Обычный молоток для этого малопригоден, поскольку он много весит и им неудобно отбивать шлак в труднодоступных местах. Шлакоотбойный молоток является весьма полезным инструментом, чтобы выполнять сварочные работы своими руками. С его помощью можно легко зачистить проваренный слой перед тем, как наложить поверх него следующий.

Чтобы надежно зафиксировать свариваемые детали могут понадобиться тиски, зажимы. Щетка по металлу поможет избавиться от ржавчины перед тем, как приступить непосредственно к процессу.

Необходимо позаботиться о том, чтобы рядом с местом сварки находилась емкость с водой на случай появления возгорания.

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.

Видео: как выбрать сварочный инвертор

Обучение основам ручной дуговой сварки

Чтобы стать профессиональным сварщиком ручной дуговой сварки, необходимо проходить обучение в техникуме. Профессиональный работник имеет разряд, характеризующий его умение работать с различными материалами и сложными конструкциями. Но для домашнего использования достаточно почитать нашу статью и посмотреть видео:

На сайте вы сможете узнать о других свойствах металлов, а также найти широкий перечень оборудования для ленточного пиления. Переходите в наш каталог, чтобы узнать больше.Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с нашими менеджерами по телефонам;; 8. Они ответят на все ваши вопросы.