Текуща страница: 1 (книгата има общо 17 страници)
Евгений Максимович Костенко
Заваряване: Практическо ръководство за електрически газов заварчик
Въведение
В условията на научно -технически прогрес е особено важно да се развиват областите на науката, технологията и производството, които го определят. Те включват заваряване и рязане на метали, които в много индустрии са един от основните фактори, определящи скоростта на технологичния прогрес и оказват значително влияние върху ефективността на общественото производство. На практика няма нито един клон на машиностроенето, приборостроенето и строителството, в който да не се използва заваряване и рязане на метали.
Завареният дизайн на много видове метални конструкции даде възможност за най -ефективно използване на заготовки, получени чрез валцуване, огъване, щамповане, леене и коване, както и метали с различни физични и химични свойства. Заварените конструкции са по-леки и по-малко трудоемки в сравнение с отливки, ковани, нитове и др. С помощта на заваряване се получават постоянни съединения на почти всички метали и сплави с различна дебелина - от стотни от милиметъра до няколко метра.
Основателите на електродъгово заваряване на метали и сплави са руски учени и изобретатели.
По отношение на нивото на развитие на заваръчното производство, СССР беше водещата страна в света. И за първи път той провежда експеримент за ръчно заваряване, рязане, спояване и разпръскване на метали в космоса.
Работата се извършва успешно в специализиран институт по заваръчен профил - Институт по електрозаваряване на името на В.И. Е. О. Патон от Академията на науките на Украйна (IES).
Нарастването на техническия прогрес - въвеждането в експлоатация на сложно заваръчно оборудване, автоматични линии, заваръчни роботи и т.н. - повишава изискванията за нивото на общообразователна и техническа подготовка на работници -заварчици. Целта на тази книга е да помогне на ученици от професионални училища, учебни и курсови комплекси, както и на ученици в подготовка за производство да овладеят професията на електрически и газов заварчик.
Раздел първи
ОБЩА ИНФОРМАЦИЯ ЗА ЗАВАРЯВАНЕ, ЗАВАРЯВАНЕ ВРЪЗКИ И ШЕВОВЕ
КРАТКА ХАРАКТЕРИСТИКА НА ОСНОВНИТЕ ВИДОВЕ ЗАВАРЯВАНЕ
1. Обща информация за основните видове заваряване
Заваряването е процесът на получаване на постоянни фуги чрез установяване на междуатомни връзки между частите, които ще бъдат заварени по време на нагряване или пластична деформация, или съвместното действие на двете (в съответствие със съществуващите стандарти).
Има два основни най -често срещани вида заваряване: заваряване с термоядрен синтез и заваряване под налягане.
Същността на заваряването с термоядрен синтезсе състои в това, че металът по краищата на заваряваните части се топи под въздействието на топлината на източника на отопление. Източникът на отопление може да бъде електрическа дъга, газов пламък, разтопена шлака, плазма, енергия на лазерен лъч. При всички видове заваряване чрез синтез, полученият течен метал от единия ръб се комбинира и смесва с течния метал от другия ръб, създавайки общ обем течен метал, който се нарича заваръчна вана. След втвърдяване на метала на заваръчната вана се получава заварка.
Същността на заваряването под наляганесе състои в пластична деформация на метала по краищата на заваряваните части чрез тяхното компресиране под натоварване при температура под температурата на топене. Заваръчният шев се образува в резултат на пластична деформация. Само пластмасовите метали са добре заварени чрез заваряване под налягане: мед, алуминий, олово и т.н. (студено заваряване).
Сред голямото разнообразие от различни видове заваряване с ядрен синтез, водещо място заема дъговото заваряване, при което източник на топлина е електрическа дъга.
През 1802 г. руският учен В. В. Петров открива явлението разряд на електрическа дъга и посочва възможността да се използва за топене на метали. С откритието си Петров полага основите за развитието на нови клонове на техническите знания и наука, които по -късно получават практическо приложение в електрическото дъгово осветление, а след това в електрическото отопление, топене и заваряване на метали.
През 1882 г. ученият-инженер N. N. Benardos, работещ по създаването на големи акумулаторни батерии, открива метод за електродъгово заваряване на метали с неконсумиращ се въглероден електрод. Той разработи метод за дъгова заварка с газозащита и дъгово рязане на метали.
Учен-инженер Н. Г. Славянов през 1888 г. предлага да се извърши заваряване с консумативен метален електрод. Името на Славянов се свързва с развитието на металургичните основи на електродъгово заваряване, създаването на първия автоматичен регулатор на дължината на дъгата и първия заваръчен генератор. Предлагаха им флюсове за получаване на висококачествен заваръчен метал. (Московският политехнически музей има оригинален заваръчен генератор Славянов и са изложени проби от заварени съединения.)
През 1924-1935г. използва се главно ръчно заваряване с електроди с тънки йонизиращи (креда) покрития. През тези години под ръководството на академик В. П. Вологдин са произведени първите вътрешни котли и корпуси на няколко кораба. От 1935-1939г започнаха да се използват електроди с дебело покритие. За електродните пръти беше използвана легирана стомана, което направи възможно използването на заваряване за производството на промишлено оборудване и строителни конструкции. В процеса на развитие на заваръчното производство, под ръководството на ЕО Патон (1870-1953), беше разработена технология за заваряване под дъга. Заваряването с потопена дъга направи възможно увеличаването на производителността на процеса с 5-10 пъти, за да се гарантира добро качество на заварената връзка чрез увеличаване на мощността на заваръчната дъга и надеждна защита на разтопения метал от околния въздух, за да се механизира и подобряване на технологията на производство на заварени конструкции. В началото на 50 -те години Институтът по електрозаваряване на EO Paton разработи електрошлаково заваряване, което даде възможност за замяна на отлити и ковани големи размери с заварени; детайлите са станали по -транспортируеми и удобни за сглобяване и сглобяване.
От 1948 г. индустриалното приложение се получава чрез методи за дъгова заварка в инертни защитни газове: ръчно - с неконсумиращ се електрод, механизирано и автоматично - с неконсумиращ се и консумативен електрод. През 1950-1952г. в ЦНИИТмаш с участието на MVTU и I.E. E.O. Paton разработи заваряване на нисковъглеродни и нисколегирани стомани във въглероден диоксид-високоефективен процес, който гарантира добро качество на заварените съединения. Заваряването с въглероден диоксид представлява около 30% от всички заваръчни работи у нас. Развитието на този метод на заваряване се ръководи от доктор на науките, професор К. Ф. Любавски.
През същите години френски учени разработиха нов тип заваряване с електрически синтез, наречен заваряване с електронен лъч.
Този метод на заваряване се използва и в нашата индустрия. За първи път в открито пространство автоматично заваряване и рязане е извършено през 1969 г. от космонавтите В. Кубасов и Г. Шонин. Продължавайки тази работа, през 1984 г. космонавтите С. Савицкая и В. Джанибеков извършват ръчно заваряване, рязане и спояване на различни метали в открито пространство.
Заваряването с термоядрен синтез включва и газово заваряване, при което топлината на пламък от смес от газове, изгорени с горелка, се използва за нагряване (в съответствие със съществуващите стандарти). Методът за газово заваряване е разработен в края на миналия век, когато започва промишленото производство на кислород, водород и ацетилен. През този период газовото заваряване е основният метод за заваряване на метали и осигурява най -издръжливите фуги. Най -широко се използва газово заваряване с ацетилен. С развитието на мрежата от железопътни линии и автомобилостроене, газовото заваряване не може да осигури на конструкциите повишена надеждност. Дъговото заваряване става все по -широко разпространено. Със създаването и въвеждането в производството на висококачествени електроди за ръчно електродъгово заваряване, както и с развитието на различни методи за автоматично и механизирано заваряване с потопена дъга и в среда със защитен газ, заваряването с резистентност, газовото заваряване беше изместено от много индустрии. Независимо от това, газовото заваряване се използва в много индустрии при производството и ремонта на изделия от тънка ламарина, заваряване на изделия от алуминий и неговите сплави, мед, месинг и други цветни метали и техните сплави; повърхностни работи. Един вид обработка с газови пламъци е термично газово рязане, което се използва широко при извършване на заготовки при рязане на метал.
Заваряването под налягане се отнася до съпротивление заваряване, което също използва топлината, генерирана в контакта на частите, които да бъдат заварени по време на преминаване на електрически ток. Разграничаване на точково, челно, шевово и релефно заваряване.
Основните методи за съпротивление заваряване са разработени в края на миналия век. През 1887 г. N. N. Benardos получава патент за методи за точково и контактно заваряване между въглеродни електроди. По -късно тези методи на съпротивление заваряване, подобрени с използването на електроди от мед и нейните сплави, станаха най -широко разпространени.
Съпротивлението заваряване заема водещо място сред механизираните методи за заваряване. В автомобилната индустрия съпротивлението на точково заваряване е основният метод за свързване на тънколистови щамповани конструкции. Каросерията на модерен лек автомобил е заварена на повече от 10 000 точки. Съвременният самолет има няколко милиона заварени точки. Челно заваряване се използва за заваряване на фугите на железопътните релси, ставите на основните тръбопроводи. Шевовото заваряване се използва при производството на резервоари за газ. Релефното заваряване е най -ефективният начин за заваряване на арматурни пръти за изграждане на стоманобетонни конструкции.
Характеристика на съпротивлението на заваряване е високата скорост на нагряване и получаването на заварен шев. Това създава условия за използване на високопроизводителни поточни и автоматични линии за сглобяване на автомобилни агрегати, отоплителни радиатори, инструментални елементи и радио вериги.
Контролни въпроси:
1. Какво се нарича заваряване и кои са основните два вида заваряване, които познавате?
2. Разкажете ни за същността на заваряване чрез термоядрено заваряване и заваряване под налягане.
3. Разкажете ни за новите видове заваряване.
4. Какво знаете за приложението на газово заваряване?
5. Какво знаете за съпротивлението за заваряване и неговите предимства?
2. Класификация на заваряване с термоядрен синтез
Заваряването чрез плавяване, в зависимост от различните методи, естеството на източниците на нагряване и топене на заварените ръбове на частите, може условно да бъде разделено на следните основни видове:
електрическа дъга, където източникът на топлина е електрическа дъга;
електрошлаково заваряване, където основният източник на топлина е разтопена шлака, през която протича електрически ток;
електронен лъч, при който нагряването и топенето на метала се произвежда от поток от електрони;
лазер, при който нагряването и топенето на метала става с фокусиран мощен лъч от микрочастици - фотони;
газ, при който нагряването и топенето на метала става поради топлината на пламъка на газова горелка.
По-подробна класификация може да се извърши според други характеристики, като се подчертава заваряването с консумативен и неконсумиращ се електрод, дъга с пряко и непряко действие; отворена дъга, потопена дъга, в среда на защитен газ, дъгова плазма.
Дъговото заваряване също се класифицира в зависимост от степента на механизация на заваръчния процес, вида и полярността на тока и т.н.
Според степента на механизация се разграничават ръчно, механизирано (полуавтоматично) и автоматично заваряване. Всеки от видовете заваряване в съответствие с тази класификация се характеризира със собствен метод на запалване и поддържане на определена дължина на дъгата; манипулиране на електрода за придаване на заварения шев желаната форма; начина на преместване на дъгата по линията на шева и спиране на процеса на заваряване.
При ръчно заваряване тези операции се извършват от заваръчния работник ръчно без използване на механизми (фиг. 1).
При заваряване на полуавтоматично устройство с консумиращ електрод операциите по подаване на електродния проводник в зоната на заваряване се механизират, а останалите операции на заваръчния процес се извършват от заварчика ръчно (фиг. 2).
При автоматично заваряване операциите са механизирани за възбуждане на дъгата и преместването й по линията на наслагване на шева, като същевременно се поддържа определена дължина на дъгата (фиг. 3). Автоматичното заваряване с консумативни електроди се извършва, като правило, със заваръчна тел с диаметър 1-6 мм; в този случай режимите на заваряване (заваръчен ток, напрежение на дъгата, скорост на дъгата и т.н.) са по -стабилни. Това гарантира качеството на заваръчния шев по дължината му, но изисква по -задълбочена подготовка за сглобяването на части за заваряване.
Ориз. 1. Схема на ръчно заваряване на електрод с покритие: 1 - заваръчна дъга; 2 - електрод; 3 - държач за електрод; 4 -заваръчни проводници; 5 - източник на захранване (заваръчен трансформатор или токоизправител); 6 - част за заваряване, 7 - заваръчна вана; 8 -заварен шев; 9 - кора от шлака
Ориз. 2. Схема на механизирано (полуавтоматично) заваряване под слой от поток: 1 - държач; 2 - гъвкав маркуч, 3 - касета със заваръчна тел; 4 - захранващ механизъм; 5 -захранване (токоизправител), 6 - част за заваряване; 7 - заварен шев; 8 - кора от шлака; 9 -бункер за поток
Ориз. 3. Схема на автоматично заваряване с потопена дъга: 1 - дъга; 2 - газов мехур (кухина); 3 - заваръчна глава; 4 - количка (заваръчен трактор); 5 - Дистанционно; 6 - касета със заваръчна тел; 7 - част за заваряване; 8 - заваръчна вана; 9 - заварен шев; 10 - кора от шлака; 11 - разтопен поток; 12 - нетопен поток
Контролни въпроси:
1. Какви са основните видове заваряване с термоядрен синтез?
2. Какво знаете за механизираните методи на заваряване?
3. Какви са характеристиките на автоматичното заваряване?
3. Същността на основните методи за заваряване с термоядрен синтез
При електродъгово заваряване енергията, необходима за образуване и поддържане на дъга, се черпи от източник на постоянен или променлив ток.
В процеса на електродъгово заваряване основната част от топлината, необходима за нагряване и топене на метала, се получава поради дъговия разряд (дъга), който възниква между заварявания метал и електрода. При заваряване с разходен електрод, под въздействието на топлината на дъгата, ръбовете на частите, които ще бъдат заварени, а краят (краят) на консумиращия електрод се стопява и се образува заваръчна вана. Когато стопеният метал се втвърди, се образува заварка. В този случай заваръчният шев се формира от основния метал и метала на електрода.
Консумативните електроди включват стомана, мед, алуминий; до неконсумативни - въглища, графит и волфрам. При заваряване с електрод, който не се консумира, заваръчният шев се получава само поради топенето на основния метал и метала на пълнежния прът.
По време на дъговото изгаряне и топенето на заварените и електродните метали е необходимо да се предпази заваръчната вана от въздействието на атмосферните газове - кислород, азот и водород, тъй като те могат да проникнат в течния метал и да влошат качеството на заварения метал. Според метода за защита на заваръчната вана, самата дъга и края на нагретия електрод от атмосферните газове, дъговото заваряване се разделя на следните видове: заваряване с покрити електроди, в защитен газ, потопена дъга, самозащитен флюс- сърцевина и със смесена защита.
Покритият електрод е метален прът с покритие, нанесено върху повърхността му. Заваряването с покрити електроди подобрява качеството на заварения метал. Металът е защитен от въздействието на атмосферните газове поради шлаката и газовете, образувани при топенето на покритието (покритието). Покритите електроди се използват за ръчно дъгово заваряване, при което е необходимо да се подаде електрода в зоната за изгаряне на дъгата, докато се топи, и в същото време да се премести дъгата върху детайла, за да се образува шев (виж фиг. 1).
При заваряване с потопена дъга, заваръчната тел и флюсът се подават едновременно в зоната за изгаряне на дъгата, под въздействието на топлината на която ръбовете на основния метал, електродната тел и част от потока се стопяват. Около дъгата се образува газов мехур, изпълнен с пари от метал и флюс. При движението на дъгата разтопеният поток изплува към повърхността на заваръчната вана, образувайки шлака. Разтопеният поток предпазва дъговата зона от въздействието на атмосферните газове и значително подобрява качеството на заваръчния метал. 3).
Газовото заваряване се извършва както с консумативен електрод, така и с неконсумиращ се електрод с допълнителен метал, подаван към зоната за изгаряне на дъгата, за да се образува заварка.
Заваряването може да бъде ръчно, механизирано (полуавтоматично и автоматично. Като защитни газове за заваряване на мед се използват въглероден диоксид, аргон, хелий, понякога азот. По-често се използват газови смеси: аргон + кислород, аргон + хелий, аргон + въглероден диоксид + кислород и др. В процеса на заваряване, защитните газове се подават към зоните на изгаряне на дъгата през заваръчната глава и изтласкват атмосферните газове от заваръчната вана (фиг. 4.) При електрошлаковото заваряване топлината ще разтопи метал на продукта и електрода се освобождават под въздействието на електрически ток, преминаващ през шлаката.Заваряването се извършва, като правило, с вертикалното разположение на заварените части и с принудителното образуване на заварения метал (фиг. 5). Заварените части се сглобяват с празнина.медни плочи или плъзгачи с вода. се движат отдолу нагоре.
Ориз. 4. Схема на газозащитно заваряване с консуматив (а) и неконсумиращ се (б) електрод. 1 - дюза за заваръчна глава; 2 - заваръчна дъга; 3 - заварен шев; 4 - част за заваряване; 5 - заваръчна тел (консумативен електрод); 6 - захранващ механизъм
Ориз. 5. Електрошлакова заваръчна диаграма:
1 - части за заваряване; 2 - фиксиращи скоби; 3 - заварен шев; 4 - медни плъзгачи (плочи); 5 - вана с шлака; 6 - заваръчна тел; 7 - захранващ механизъм; 8 - токопроводящ мундщук; 9 - метална вана; 10 - джоб - кухина за образуване на началото на шева, 11 - изходни ленти
Обикновено електрошлаковото заваряване се използва за свързване на части от доменни пещи, турбини и други продукти с дебелина от 50 мм до няколко метра. Процесът на електрошлак се използва и за претопяване на стомана от отпадъци и производство на отливки.
Заваряването с електронен лъч се извършва в специална камера във висок вакуум (до 13-105 Pa). Енергията, необходима за нагряване и топене на метала, се получава в резултат на интензивно бомбардиране на заварката с електрони, бързо движещи се във вакуумно пространство. Волфрамов или синтерован катод излъчва поток от електрони под въздействието на ток с ниско напрежение. Потокът от електрони е фокусиран в тесен лъч и насочен към мястото, където частите са заварени. За да се ускори движението на електрони, към катода и анода се прилага постоянно напрежение до 100 kV. Електронно -лъчевото заваряване се използва широко при заваряване на огнеупорни метали, химически активни метали, за получаване на тесни и дълбоки шевове с висока скорост на заваряване и малки остатъчни деформации (фиг. 6).
Лазерното заваряване е процес на заваряване с термоядрен синтез, който използва лазерна енергия за затоплянето му. Терминът "лазер" е получил името си от първите букви на английската фраза, което в превод означава: "усилване на светлината чрез стимулирано излъчване".
Съвременните промишлени лазери и системи за обработка на материали са показали значителни предимства на лазерната технология в много специални отрасли на машиностроенето. Индустриалните CO2 лазери и твърдотелните лазери са оборудвани с микропроцесорна система за управление и се използват за заваряване, рязане, напластяване, повърхностна обработка, пробиване на отвори и други видове лазерна обработка на различни структурни материали. С помощта на CO2 лазер се режат както метални, така и неметални материали: ламинирани пластмаси, фибростъкло, гетинакс и др. Лазерното заваряване и рязане осигуряват високи показатели за качество и производителност.
Ориз. 6.Схема на образуване на електронен лъч при заваряване с електронен лъч: 1 - катодна намотка; 2 - фокусираща глава; 3 - първият анод с отвор; 4 - фокусираща магнитна бобина за регулиране на диаметъра на нагревателното петно върху детайла; 5 - система за отклонение на магнитния лъч; 6 - част за заваряване (анод); 7 - източник на постоянен ток с високо напрежение; 8 - фокусиран електронен лъч; 9 - заварен шев
Контролни въпроси:
1. Какво е заваръчна вана?
2. От какво се състои заваръчният метал при заваряване с консумиращи и неконсумиращи се електроди?
3. Какви са функциите на консумиращите и неконсумираните електроди?
4. Защо е необходимо да се защити заваръчната вана, дъгата и края на нагретия електрод?
5. Какви видове заваряване с електрически синтез се подразделят според метода на защита?
6. Каква е същността на заваряването с електрод с покритие?
7. Как е защитена зоната за изгаряне на дъга по време на заваряване с потопена дъга?
8. Каква е същността на газозащитното заваряване?
9. Накратко опишете електрошлаковото заваряване.
10. Какви са предимствата на електронно -лъчевото и лазерното заваряване?
Всеки домашен майстор често има ситуации, когато е невъзможно да се направи без използването на електрическо заваряване. Преди това в такива ситуации най -често се налагаше да се обръщате към професионалисти в работилници, тъй като не всеки аматьор можеше да си позволи заваръчна машина. И въпросът изобщо не е високата цена (въпреки че това също е важен фактор), а фактът, че традиционните трансформаторни устройства са много взискателни към електрическата мрежа. Свързвайки го към битовата мрежа, най -вероятно ще получите "извадени" машини или изгорели предпазители.
Какво е инвертор
В момента има широка гама от инверторни заваръчни машини, които са много по -малко взискателни към електрическата мрежа, са леки и компактни. В допълнение, те се различават по доста демократична цена. Но купуването е само половината от успеха, основното е да се научите как да готвите сами. Инверторният заварчик извършва двустепенно преобразуване на нормалната променливотокова мощност от електрическата мрежа.
Първо, той се преобразува във високочестотен ток, а след това в постоянен ток, докато ефективността (ефективността) достига около 90%. Почти всички инверторни машини са проектирани за домашна употреба.и са проектирани за напрежение 220 V. Най -добре се готвят с електроди с диаметър от 2 мм до 4 мм. Важно предимство на такова дъгово заваряване за начинаещи е сравнителната лекота на запалване и задържане на дъга.
Основата за чайник по въпросите на ръчното заваряване е разбирането как се образува шев. Електрическа дъга възниква, когато сърцевината на електрода и металната повърхност си взаимодействат. Сместа се запалва и тя започва да се топи, преминава в течно състояние и се отделя газ. Този газ обгражда зоната на заваряване (заваръчна вана) и предотвратява навлизането на въздух в нея.
Разтопеният метал от сърцевината отива в заваръчната вана, частично се смесва с разтопения метал от него и се втвърдява, образува се шев. Покритието, което преди това е преминало в течно състояние, се втвърдява, образува шлака, след заваряване трябва да се отстрани. Можете да вземете уроци по заваряване за начинаещи или да практикувате сами.
Необходимо оборудване и екипировка
Преди да разберете на практика основите на електродъгово заваряване, е необходимо да подготвите всичко необходимо:
Не забравяйте да подготвите и работното си място - премахнете всички смущаващи и запалими предмети. Препоръчително е да имате под ръка пожарогасител, в случай на спешност. В случай на изгаряния на ретината ("грабване на зайчета"), трябва да закупите специални капки за очи или да използвате народни методи.
Как правилно да заварявате метал
И така, всичко е готово и можете да разберете техниката на електрическо заваряване за начинаещи. Най -добре е курсът на обучение да започне със заваряване на две парчета метал или тръба с дебелина около 5 мм. На първо място е необходимо да се почисти зоната на заваряване от ръжда и мръсотия с помощта на конвенционална метална четка. Ако това не бъде направено, ще бъде трудно да запалите електрода и връзката ще бъде дефектна.
За да заварявате части с определена дебелина, трябва да използвате електрод с диаметър 3 мм. За такъв електрод на инверторния апарат трябва да се настрои ток от около 100 А. Най -често регулиращата скала на инвертора лежи и е необходимо да се затегне "според ситуацията", ако металът не се затопли достатъчно нагоре, добавете го, ако изгори, намалете го.
Заваръчните работи започват със запалване на дъгата, за това трябва да почукате края на електрода върху метала или да го ударите като кибрит. Първият път, най -вероятно, няма да работи., но тук е случаят, когато е необходимо да се опита, а не да се гледа. След като дъгата е запалена, електродът трябва да бъде изтеглен по линията на шева на разстояние около 2 мм, като същевременно "изписва" фигурите, сякаш зашива частите, които ще бъдат заварени. Това прави шева по -силен и по -широк.
Що се отнася до дължината на дъгата, 2 мм е оптималното разстояние в повечето случаи, при по -голямо разстояние, дъгата не е стабилна, мястото на заваряване не се затопля достатъчно и връзката е много слаба. Ако държите твърде малко разстояние, шевът е много изпъкнал, зоната на заваряване е недостатъчна, в резултат на това слаба връзка. В зависимост от условията и предпочитанията на заварчика, Има три метода за водене на електрода по шева:
След заваряване на частите с лек кран с чук, отделете шлаката и проверете получения шев. Не очаквайте всичко да се получи от първия път. За да започнете да готвите повече или по -малко правилно, за да постигнете желания резултат и да усетите процеса на заваряване, трябва да сварите повече от десетина килограма електроди.
Основното е практиката, но тя трябва да бъде подкрепена от теоретични знания. Ако сте начинаещ заварчик, урокът за самопомощ ще ви бъде полезен. Можете също да гледате видео урок в Интернет.
В частна къща, в селска къща, в гараж и дори в апартамент навсякъде има много работни места, които изискват заваряване на метал. Тази нужда се усеща особено остро по време на строителния процес. Тук особено често се изисква да се сготви или нарязва нещо. И ако все още можете да го отрежете с мелница, няма нищо, което да свързва надеждно метални части, освен заваряване. И ако конструкцията се извършва на ръка, тогава заваръчната работа може да се извърши независимо. Особено на тези места, където красотата на шева не се изисква. В тази статия ще ви кажем как да готвите правилно чрез заваряване.
Основите на електрическото заваряване
Заварените метални съединения днес са най -надеждните: парчета или части са слети в едно цяло. Това се случва в резултат на излагане на високи температури. Повечето съвременни заваръчни машини използват електрическа дъга за топене на метал. Той загрява метала в засегнатата зона до точката на топене и това се случва на малка площ. Тъй като се използва електрическа дъга, заваряването се нарича още електрическа дъга.
Това не е съвсем правилният начин за заваряване)) Поне имате нужда
Видове електрическо заваряване
Електрическа дъга може да се образува както от постоянен, така и от променлив ток. Заваръчните трансформатори се готвят с променлив ток, инверторите с постоянен ток.
Работата с трансформатор е по -сложна: токът е променлив, поради което заварената дъга „скача“, самият апарат е тежък и тромав. Има и много досаден шум, който дъгата и самият трансформатор излъчват по време на работа. Има още една неприятност: трансформаторът силно "провисва" мрежата. Освен това има значителни скокове на напрежението. Съседите не са много щастливи от това обстоятелство и вашите домакински уреди може да пострадат.
Инверторите работят основно от мрежа от 220 V. В същото време те имат малки размери и тегло (около 3-8 килограма), работят тихо и почти нямат ефект върху напрежението. Съседите дори няма да знаят, че сте започнали да използвате заваръчната машина, освен ако не видят. Освен това, тъй като дъгата е причинена от постоянен ток, тя не скача, по -лесно е да се смесва и контролира. Така че, ако решите да научите как да заварявате метал, започнете със заваръчен инвертор.
Технология за заваряване
За да възникне електрическа дъга, са необходими два проводящи елемента с противоположни заряди. Единият е метално парче, а другият е електрод.
Електродите, които се използват за ръчно електродъгово заваряване, са метална сърцевина, покрита със специално защитно съединение. Има и графитни и въглеродни неметални заваръчни електроди, но те се използват за специална работа и е малко вероятно да бъдат полезни за начинаещ заварчик.
Когато електродът и металът, които имат различни полярности, се докоснат, възниква електрическа дъга. След появата си, на мястото, където е насочена, металът на детайла започва да се топи. В същото време металът на електродния прът се топи, като се пренася с електрическата дъга в зоната на топене: заварената вана.
Как се образува заваръчна вана. Без да разбирате този процес, няма да разберете как правилно да готвите метал (За да увеличите размера на картината, щракнете с десния бутон върху нея)
В процеса защитното покритие също изгаря, частично се топи, частично се изпарява и отделя определено количество нажежаеми газове. Газовете обграждат заваръчната вана, предпазвайки метала от взаимодействие с кислорода. Съставът им зависи от вида на защитното покритие. Разтопената шлака също покрива метала, като помага да се поддържа температурата му. За правилното заваряване е необходимо да се гарантира, че шлаката покрива заваръчната вана.
Заварката се получава чрез преместване на ваната. И се движи, когато електродът се движи. Това е цялата тайна на заваряването: трябва да преместите електрода с определена скорост. Също така е важно, в зависимост от необходимия тип връзка, да изберете правилно ъгъла на наклона и текущите параметри.
С охлаждането на метала върху него се образува шлакова кора - резултат от изгарянето на защитни газове. Той също така предпазва метала от контакт с кислород във въздуха. След охлаждане се чука с чук. В този случай горещите фрагменти излитат, поради което е необходима защита на очите (носете специални очила).
Как правилно да заварявате метал
Научаването как правилно да държите електрода и да премествате ваната не е достатъчно за добър резултат. Трябва да знаете някои тънкости на поведението на металите, които се съединяват. А особеността се крие във факта, че шевът "дърпа" детайлите, поради което те могат да бъдат изкривени. В резултат на това формата на продукта може да бъде много различна от предвидената.
Технология на електрическо заваряване: преди започване на шева, частите се свързват с кранове - къси шевове, разположени на разстояние 80-250 мм една от друга
Ето защо, преди работа, частите се фиксират със скоби, връзки и други устройства. Освен това се правят държачи за гърне - къси напречни шевове, положени след няколко десетки сантиметра. Те държат частите заедно, придавайки форма на продукта. При заваряване на фугите те се прилагат от двете страни: така се компенсират получените напрежения. Едва след тихи подготвителни мерки започнете да заварявате.
Как да изберем заваръчен ток
Невъзможно е да се научите да готвите с електрическо заваряване, ако не знаете как да настроите тока. Зависи от дебелината на заваряваните части и използваните електроди. Тяхната зависимост е представена в таблицата.
Но с ръчно електродъгово заваряване всичко е взаимосвързано. Например напрежението в мрежата е спаднало. Инверторът просто не може да осигури необходимия ток. Но дори и при тези условия можете да работите: можете да движите електрода по -бавно, постигайки добро нагряване. Ако това не помогне, променете типа движение на електрода - преминавайки през едно и също място няколко пъти. Друг начин е да поставите по -тънък електрод. Чрез комбиниране на всички тези методи може да се постигне добра заварка дори при тези условия.
Сега знаете как да готвите чрез заваряване. Остава да се отработят уменията. Изберете заваръчна машина, купете електроди и заваръчна маска и започнете да практикувате.
За да консолидирате информацията, гледайте видео урока за заваряване.
Ръчното заваряване с помощта на инвертор набира все по -голяма популярност сред домашни любимци, поради голямото предлагане на различни модели с различни ценови диапазони. За да свържете железни изделия чрез заваряване с инвертор, е необходимо минимум оборудване, характеризиращо се с неговата гъвкавост, заедно с ниска консумация на енергия и компактни размери, което още повече привлича вниманието на неопитни майстори. Изучаването на инверторна заваръчна технология за начинаещи няма да е най -малката трудност.
Принцип на работа на заваръчния инвертор
Заваръчният инвертор е мощен захранващ блок, който по отношение на метода на преобразуване на енергия е подобен на импулсен захранващ блок.
Основните етапи на преобразуване на енергия в инвертор:
- Приемане и коригиране на мрежовия ток с напрежение 220 V и честота 50 Hz.
- Преобразуване на получения коригиран ток в променлив ток с висока честота от 20 до 50 kHz.
- Намаляване и коригиране на високочестотен променлив ток в ток, чиято сила е в диапазона 100 ... 200 A и напрежение от 70 до 90 V.
Преобразуването на високочестотен електрически ток в ток с необходимата стойност ви позволява да се отървете от неудобните размери и голямото тегло на инвертора, които са обикновени трансформаторни устройства, при които текущата стойност се постига чрез преобразуване на ЕМП в индукция бобина Също така, когато заваръчният инвертор е включен в мрежата, няма да има внезапни скокове на електрическа енергия, а освен това устройството съдържа специални кондензатори за съхранение във веригата си, които предпазват машината по време на заваряване по време на неочаквано прекъсване на захранването и позволяват инвертор за по -нежно запалване на дъгата.
Получаването на висококачествена заварка по време на заваряване зависи от много фактори, поради което, преди да започне работа, капитанът задължително трябва да се запознае с това как правилно да използва инвертора съгласно приложените инструкции, както и основните правила и нюанси на заваряването, които ще бъдат описани подробно по -долу.
Обърнете специално внимание на диаметъра на заваръчните електроди. Важно е да се знае, че количеството консумирана енергия директно зависи от дебелината на заваръчните пръти и съответно колкото по -голям е диаметърът им, толкова по -голям е разходът на енергия. Тази информация ще помогне за правилното изчисляване на максималната консумация на електрическа енергия от инвертора, което ще предотврати неблагоприятните последици от работата му при отражението върху домакинските уреди. Съществува и зависимост на диаметъра на електрода от силата на тока, избрана за работа, намаляването на което ще доведе до влошаване на качеството на шева, а увеличаването му ще доведе до прекомерна скорост на горене на заварения пръчка.
Инверторен дизайн за заваряване
За да разбере как правилно да използва заваръчната машина, начинаещият майстор трябва да се запознае с дизайна на инвертора.
Заваръчният инвертор е метална кутия с вътрешен компонент, с общо тегло около 7 кг, която е оборудвана с дръжка и презрамка за лесно пренасяне. Корпусът на заваръчния инвертор може да съдържа вентилационни отвори, които улесняват по -доброто изтичане на въздух при охлаждане на машината. На предния панел има бутони за превключване на работното състояние, копчета за избор на необходимото напрежение и ток, изходи за свързване на работни кабели, както и индикатори, показващи наличието на мощност и прегряване на инвертора по време на заваряване. Кабелът за свързване на машината към електрическата мрежа обикновено се включва в контакта, разположен на гърба на инвертора.
Когато електродът влезе в контакт с металните пластини, които ще бъдат заварени по време на заваряването, се образува високотемпературна дъга, в резултат на което се разтопяват както елементите на заварената пръчка, така и металът на заварената фуга. Ваната, образувана в областта на дъгата от разтопените метали на плочите и електрода, е защитена от окисляване чрез втечненото покритие на електрода. След пълно охлаждане на метала, горната повърхност на шева, защитена от покритието на електрода по време на заваряването, ще се превърне в втвърдена шлака, която може лесно да се отстрани чрез леко механично действие (например потупване). Важно е да се поддържа същата дистанция между метала на заварената връзка и електрода (дължина на дъгата), което ще предотврати изчезването му. За да направите това, електродът трябва да се подава в зоната на синтез с постоянна скорост, а заваръчният прът по заваръчната връзка трябва да бъде гладък.
Техника за безопасност
Преди да започне домашно заваряване, електрическият заварчик трябва да се погрижи за мерките за безопасност:
- носете защитен костюм, изработен от издръжлива естествена тъкан с висока плътност, която не е подложена на огън и топене при искри. Костюмът трябва да скрива областта на врата и да има ръкави, които се затварят плътно в китката.
- защитете ръцете си с груби ленени ръкавици;
- носете удобни кожени обувки с дебела подметка;
- защитете очите си със заваръчна маска със светлинен филтър, който зависи от заваръчния ток.
Мястото, където ще се извършва заваряване, също трябва да бъде внимателно подготвено:
- положен е дървен под, който изпълнява защитна функция срещу евентуален токов удар;
- мястото на заваряване се освобождава от всички ненужни (за да се предотврати проникването на заваръчни пръски);
- осветлението трябва да бъде с високо качество;
- движенията на заварчика не трябва да се възпрепятстват.
Основите на инверторното заваряване
Да се научиш да готвиш със заваръчен инвертор не е трудно. Първият етап в усвояването на техниката на заваряване ще бъде подготовката на металните плочи, които ще бъдат заварени:
- почистване на ръба на плочите от следи от корозия с метална четка;
- обезмасляване на ръба с разтворител.
Разчитайки на диаметъра на електродите, изборът на който се основава на марката на заварения метал, е необходимо да се избере стойността на тока за заваряване. Стойността на заваръчния ток също ще се определя от напречното сечение на заваряваните елементи. За да не се наруши качеството на шева по време на заваряване с инвертора, предварително заварените пръти трябва да се изсушат във фурна с температура на нагряване 200 º в продължение на 2-3 часа.
За да заварявате метал, клемата за заземяване трябва да бъде свързана с равнината на елемента, който ще бъде заварен. След това трябва да запалите дъгата. Това може да стане по два начина:
- удари по металната повърхност на плочата, по аналогия със запалване на кибритена глава;
- потупване на електрода по повърхността, която ще бъде заварена.
Работата на заваръчния инвертор ще бъде по -удобна, ако по време на заваряването кабелът на ръкохватката е притиснат към тялото, като преди това го е увил около предмишницата на работната ръка. В това положение кабелът няма да се дърпа отстрани на държача и регулирането на неговото положение ще бъде по -удобно. Ето защо при избора на инвертор трябва да се обърне специално внимание на дължината и гъвкавостта на кабелите, защото удобството на заварчика ще зависи от тези показатели.
След като се запали дъгата, електродът трябва да бъде отстранен от равнината на металната плоча на разстояние, равно на дължината на дъгата (приблизително 2-3 мм) и може да започне заваряването. За да направите качествено заваряване, трябва постоянно да следите дължината на дъгата. Къса дъга (около 1 мм) може да причини заваръчен дефект, наречен подрез. Този дефект на заваръчния шев се характеризира с образуването на плитък жлеб успоредно на заваръчния шев и води до по -ниски стойности на якост на заваряване. Дългата дъга е нестабилна, осигурява по -ниска температура в зоната на заваряване и в резултат на това такъв шев е твърде плитък и "размазан". Заварчик, който знае как правилно да регулира дължината на дъгата, ще получи висококачествен шев.
След края на заваряването трябва внимателно да ударите замръзналия по шева котлен камък с чук.
Полярност на инвертора
Топенето на метали се причинява от излагане на висока температура на заваръчната дъга, което се получава в резултат на свързването на противоположните изводи на инвертора към металната плоча и към заварения прът. В зависимост от реда на свързване на клемите на заваръчния инвертор се разграничават директна и обратна полярност.
Полярността е настройката на посоката, в която се движат електроните. При заваряване с инвертор се използват както преден, така и обратен полярност, така че е важно начинаещият заварчик да знае разликите между тези видове връзки.
Директната полярност е полярността, която възниква след свързването на електрода към минусовия извод и металната плоча към плюсовия извод. С тази връзка токът тече от електрода към метала, в резултат на което металът се загрява по -интензивно, а зоната на топене става рязко ограничена и дълбока. Директната полярност на заваръчния инверторен съединител се избира при заваряване на дебелостенни елементи и при инверторно рязане.
Обратната полярност се характеризира чрез свързване на минус към металната плоча и плюс към електрода. Зоната на сливане с такава връзка е по -широка и има малка дълбочина. Посоката на тока се насочва от металния детайл към електрода, което води до по -силно нагряване на електрода. Тази процедура намалява риска от изгаряне и се използва при заваряване на тънкостенни метални изделия.
Работа с тънък метал
Заваряването на тънкостенни метални изделия с инвертор се извършва чрез свързване на клемите по схема, съответстваща на обратната полярност, и поставяне на електрода с ъгъл напред. Тази техника на заваряване произвежда по -малка гореща зона с достатъчна ширина на шева.
Запалването на електрода трябва да се извършва много внимателно, тъй като началото на ваната при заваряване на тънък метал често е придружено от изгаряне. Заваряването на тънък метал с инвертор трябва да се извършва постепенно, като се заваряват малки участъци с краткотрайно отстраняване на електрода от ваната. В този момент трябва да се уверите, че жълтото сияние на върха на електрода не изгасва.
Качеството на заварения шев директно зависи от качеството на електродите, което ще помогне да се избегне прекомерното образуване на шлака в шев с малко напречно сечение. Също така използването на електроди с малък диаметър ви позволява да избегнете изгаряне на метал.
В края на шева не трябва да откъсвате рязко електрода, за да изгасите дъгата, защото в този случай в края на шева се образува забележим кратер, който ще влоши здравината на заварения метал и резултатът от работата на оборудването на заваръчната машина ще бъде незадоволителна.
Друг дефект, който често възниква при заваряване на тънък метал, е деформацията на продукта. За да се предотврати появата му, е необходимо внимателно да се фиксират частите, които ще бъдат заварени преди заваряването.
Заварчик с малък опит често се чуди как правилно да заварява метал с електрическо заваряване. Общи съвети за работа с инвертора и правила за заваряване на метал с електрод ще бъдат дадени в раздела по -долу.
Когато заварявате метал с инвертор, е необходимо внимателно да контролирате дали заварката е изравнена с метала. Дъгата, проникваща в метала с интензивна скорост и достатъчна дълбочина, принуждава банята да се движи назад и създава заварка, която може да стане дефектна, ако скоростта на електрода е твърде висока. Идеалният шев ще се получи, ако електродът изпълнява зигзагообразни и кръгови вибрации.
Когато променяте посоката на движение на електрода, не забравяйте, че банята следва топлината. Образуването на подрязване става на фона на недостатъчен метал на електрода, така че си струва стриктно да се следят границите на ваната и да се контролират.
Поставяйки електрода под определен ъгъл, можете да контролирате посоката на движение на ваната, докато вертикалното положение на електрода ще допринесе за достатъчно проникване. Ваната в това положение ще бъде притисната и ще има добри граници, а шевът ще има по -малко изпъкналост. Твърде голямото накланяне на електрода няма да позволи да се контролира банята.
Инверторното заваряване е приложимо и при извършване на тръбни заваръчни работи. Заваряването се извършва в доста трудни условия, поради което е необходимо да се обърне голямо внимание на качеството на проникване в ротационни фуги. Ъгълът от 30 ° е стандартният ъгъл на наклон на електрода към повърхността на тръбата. На тръби от нисколегирани стомани със сечение на стената до 12 мм, шевът ще бъде еднослоен. За тръби с по-голяма дебелина на стената трябва да се приложи повторно заваряване, поради което общата якост на заваръчния шев ще се увеличи. След всеки нов шев е задължително да се почиства втвърдената шлака. Тръбите с диаметър до 0,5 m трябва да се заваряват непрекъснато.
Инверторът е проста заваръчна машина, която е идеална за начинаещ заварчик за заваряване у дома. Когато избирате инвертор, трябва да разчитате на собствените си нужди и целесъобразността на избраното устройство, като по този начин гарантирате вашите нужди.
Днес професията на електрически заварчик е доста рядка. За точното изпълнение на заваръчни работи се изисква постоянство, голямо търпение и, разбира се, отговорен подход от страна на служителя. Уроците по заваряване трябва да се провеждат в специализирани учебни заведения, където на учениците се описва подробно цялата технологична част и се провеждат практически упражнения.
Заварчикът трябва да е добре запознат, защото за да бъде шевът надежден и издръжлив, ще трябва да се спазват много условия. Заваряването за начинаещи трябва първо да започне с безопасността.
По време на работата се образува такава мощна ярка светлина, че лесно можете да изгорите през ретината на окото. Ето защо, преди да започнете заваръчни работи, е наложително да се погрижите за защитна маска. Филтърът за маската се избира в зависимост от това колко ток ще се използва по време на заваряването. Освен това е много по -лесно да се готви метал, когато ясно виждате целия обхват на работа.
Трябва да се носи защитно облекло, за да се избегнат изгаряния на ръцете и цялото тяло. Обучението по заваряване винаги започва с основите. За да се разбере заваръчната машина, е необходимо да се проучи добре принципът на нейната работа.
Има AC и DC единици
Това е вторият тип, който професионалните заварчици предпочитат да използват. Заваръчната машина има два крана с различна полярност. Цялата по -нататъшна работа зависи от полярността, която ще бъде избрана за детайла.Правилно свържете положителния полюс към продукта и отрицателния полюс към електрода, тогава полярността ще бъде правилна.
Откъде да започна
Преди да започнете работа, е необходимо да фиксирате скобата за "заземяване" върху частта, която ще бъде заварена. Освен това на заваръчната машина се задава токът на необходимата стойност. Размерът му директно зависи от това колко дълбок и здрав трябва да бъде направен шевът, както и какъв тип и дебелина на метала трябва да бъде заварен. На заваръчната машина винаги има специален превключвател, като го завъртите, можете да постигнете желаните параметри на тока.
Също така изборът на електрод за заваряване изисква специален подход. Висококвалифициран специалист трябва да използва електроди с различна дължина и диаметър, в зависимост от сложността на работата, която трябва да се извърши. Обикновено на опаковката винаги има таблица с надеждна информация за това каква сила на тока е необходима за всеки отделен тип електрод.
За да започнете работа, е необходимо правилно да запалите дъгата. Необходимо е да поставите електрода на мястото на бъдещия шев и да го ударите по повърхността. След като пламъкът се възпламени, е наложително краят на електрода да се повдигне на разстояние не повече от 5 милиметра от повърхността. Сега можете да започнете работа. Ако държите електрода на голямо разстояние от повърхността, можете да получите твърде изпъкнала заварка, която не прилепва добре към повърхностите, които трябва да бъдат заварени. Размерът на дъгата също не трябва да бъде малък, тъй като шевът ще бъде твърде притиснат към повърхността и следователно ще бъде доста крехък. Освен това по време на цялата работа е правилно да държите електрода на същото разстояние от металната повърхност, в противен случай шевът ще бъде неравен и ще започне да се деформира с течение на времето.
Най -добре е да готвите метал под ъгъл от 60 градуса спрямо повърхността. Заварчикът обаче далеч не винаги е в състояние да спазва такива условия, тъй като често заваръчните работи се извършват на много трудно достъпни места. Дълбочината на шева, а оттам и неговата надеждност, зависи пряко от ъгъла на наклона на електрода. Ето защо техническите университети практикуват преподаване на заваряване на труднодостъпни места. зависи преди всичко от правилното движение на запалената дъга. Има няколко начина за правилно преместване на електрода по шева. 
Обучението по заваряване обикновено изисква определени умения и много практика. Можете да преместите електрода по полумесеца, контура, зигзаг и някои други траектории. Най -лесно е за начинаещ да използва обикновен зигзаг. В този случай обаче ще бъде правилно да се вземе предвид положението в пространството на повърхностите, които ще бъдат заварени заедно. Можете да готвите хоризонтално, вертикално, а също така да създадете външен или вътрешен шев с трапецовиден, задник, филе. Следователно във всеки случай моделът на движение на електрода се избира индивидуално. 
За да научите добре уроците по заваряване, първо трябва да разберете. Под действието на ток с дадена величина самата повърхност, вътрешната пръчка на електрода и неговото покритие се стопяват. По време на горенето покритието на електрода образува газов облак, вътре в който кислородът напълно липсва. Така металът престава да влиза в контакт с въздуха и под електрода се образува заваръчна вана, където се натрупват разтопените остатъци от третираната повърхност и самия електрод. Покритието на електрода образува така наречената шлака, която след втвърдяване на шева го покрива. За да почистите шлаката от повърхността на шева, трябва да използвате специален чук.
Много хора започват да се плашат от външния вид на свършената работа. Ако обаче правилно отбиете остатъците от покритието на електрода, под шлаката може да се намери красив, равномерен шев. Именно той говори за качеството на извършената работа и професионализма на заварчика. Скоро ще стане много по -лесно да се готви метал, защото всяка следваща работа ще бъде много по -добра от предишната.