Сварка тонкого металла:

Основы ручной сварки

При сварке плавящимся электродом он является источником и плавящей металл дуги, и вносимого в шов металла. Для защиты зоны расплавленного металла (сварочной ванны) используется специальная флюсовая обмазка, покрывающая электрод. В зависимости от назначения электрода состав обмазки изменяется. Также от него очень сильно зависит характер горения электрода, легкость поддержания дуги и качество шва.

Кислое покрытие содержит в качестве базового компонента оксиды железа и кремния. При его использовании металл в сварочной ванне активно кипит, что позволяет удалять газовые поры из шва. Сварка электродами с кислым покрытием может вестись на переменном и постоянном токе любой полярности. Шов хорошо идет даже по загрязненному металлу, так как посторонние включения окисляются и выводятся из ванны со шлаком. Главный недостаток этого типа обмазки – склонность шва к растрескиванию, из-за чего электроды такого типа применяют только на неответственных соединениях деталей из вязких низкоуглеродистых сталей.
Для обмазки электродов с основным покрытием используется в основном фторид и карбонат кальция. При горении электрода с основным покрытием активно образуется углекислый газ, защищающий сварочную ванну от окисления атмосферой. Не раскисляющийся шов получается прочным, без склонности к кристаллизации и растрескиванию. Обратная сторона этого плюса – высокие требования к чистоте поверхностей, так как шлак при сварке электродами с основным покрытием отделяется плохо. Сварка ведется постоянным током с обратной полярностью.
Электроды с рутиловым и рутилово-целлюлозным покрытием наиболее универсальны, могут использоваться на всех видах тока (некоторые составы обмазок при работе на постоянном токе требуют определенной полярности). Сварочная ванна раскисляется умеренно, что позволяет отделять шлаки и газовые включения, но при этом сохраняется и достаточная прочность шва.

Толщина электрода определяет необходимый для стабильного горения дуги ток, а, следовательно, и тепловую мощность дуги. Поэтому сварку тонкого металла (листового железа, тонкостенных труб) производят тонкими (1,6-2 мм) электродами на небольшом токе. Точное значение тока зависит от многих параметров: типа электрода, направления ведения шва и указывается в виде таблицы на упаковке с электродами. Существует следующая классификация швов:

Нижний шов – самый простой. Свариваемые детали лежат горизонтально, сварочная ванна стабильна, так как сила тяжести направлена вниз. Это наиболее простой вид шва, с которого начинается обучение любого сварщика.
Горизонтальный шов ведется в том же направлении, но при этом требуется гораздо большее мастерство сварщика, чтобы удердать металл в ванне.
Вертикальный шов еще сложнее. При этом электрод ведется снизу вверх, чтобы не давать расплавленному металлу вытекать из сварочной ванны. В противном случае шов получается неравномерный, с наплывами и неглубоким проваром.
Самый сложный шов – это потолочный, так как во время сварки шов сварочная ванна находится над электродом. Отработанная техника сварки потолочным швом – признак высокой квалификации электросварщика.

Для многих сварщиков становится серьезным испытанием сварка труб – ведь при этом нижний шов плавно переходит в вертикальный, а затем в участок потолочного. Следовательно, нужно иметь хорошую практику во всех этих видах швов.

В тексте упоминалось уже такое определение как «полярность тока». Она сильно влияет на процесс сварки постоянным током, а при использовании ряда электродов должна быть строго определенной.

При сварке прямой полярностью на массовом зажиме аппарата положительный потенциал, на держаке – отрицательный. Так как при горении дуги за счет эффекта «бомбардировки» электронами в ионизированном газе положительный электрод (анод) нагревается сильнее отрицательного (катода), при сварке прямой полярностью детали нагреваются сильнее, а сам электрод расходуется медленнее. Прямая полярность используется для получения глубокого провара массивных деталей и резки металла.
При сварке обратной полярностью сильнее нагревается электрод. Обратная полярность используется при сварке тонкого металла во избежание прожогов. Одновременно с этим более быстрая наплавка металла вынуждает вести шов быстрее, что также способствует меньшему нагреву деталей. Ряд обмазок требует для правильной их работы строго обратной полярности независимо от условий сварки.

Читать также: Габариты газового баллона 50 литров

Как варить тонкий металл полуавтоматической сваркой

Зная, как правильно варить тонкие металлы, можно использовать сварку полуавтоматическим инвертором при ремонте автомобилей, изготовлении труб небольшого диаметра, емкостей для воды и т.д. Толщина свариваемого металла находится в пределах 0,2-4 миллиметров. Прежде всего, нужно выбрать правильную толщину электродов, поскольку электроды с толщиной более 4 мм будут гасить сварочную дугу. Чтобы она горела непрерывно, металл до 1 мм варят электродами 0,5 – 2 мм. При толщине деталей 1,5 – 2 мм электрод будет иметь диаметр 2 – 2,5 мм. Профессионалы рекомендуют варить полуавтоматом с электродами 2-3 мм.

сварочный шов, полученный при помощи полуавтомата

Произвести сварку металла толщиной 1 мм и тоньше – довольно сложная задача, так как есть большая вероятность сквозного прожога шва. Чтобы избежать дефектов, нужно соединить металл электросваркой при помощи прихваток. Расстояние между ними должно быть 1,5 – 2 см. Затем производятся короткие швы. После каждого из них нужно выдерживать небольшую паузу, чтобы металл успел остыть. Длинное сварочное соединение можно получить, поочередно сваривая металлические поверхности. Кроме того, для охлаждения деталей используется медный или латунный лист, расположенный непосредственно за ними, а также обычный увлажненный текстиль, которым протирают поверхность между швов.

Как правильно варить металл, если вы новичок в сварке? Полуавтомат значительно упрощает работу, однако некоторые нюансы стоит все же учесть:

необходимо правильно подобрать режим сварки.
Соединение поверхностей происходит на пониженных токах (10-75 А).
Скорость подачи проволоки гораздо ниже, чем при сварке толстых металлов.
Движения горелкой должны быть равномерными, иначе не избежать наплыва сварочного валика или прожога детали.
При точечной сварке соединять начинают с центра заготовки, расположенной снизу. Это позволяет избежать заливания металлом отверстия.
Очистив поверхности от ржавчины, загрязнений, следов краски и обезжирив их, вы не только получите более прочный шов, но и избежите токсичных испарений. При очистке не стоит снимать большой слой металла.
Угол между горелкой и зоной сварки должен составлять 45 градусов.
Для получения полного провара сваривать рекомендуют с зазором.
Присадочная проволока должна иметь продолжительный период плавления.
Обязательно используйте защитную одежду.
Предварительно почитайте рекомендации опытных сварщиков о том, как сварить тонкий металл.

точечный сварной шов полуавтоматом

Тонкий металл можно варить полуавтоматом в горизонтальном, вертикальном, потолочном, нижнем положениях. Последний способ пользуется большой популярностью. Многие начинающие сварщики задаются вопросом — как варить тонкий металл в вертикальном положении? Чтобы получить вертикальный шов, учитывают толщину свариваемого металла:

До 3 мм. Варить полуавтоматом стоит сверху вниз.
Более 3 мм. Сварка производится по направлению снизу вверх.

Техника сварки

Сваривание тонколистового железа требует грамотного подвода краев пластин друг к другу. Соединение в стык часто приводит к прожогам, и подходит только для опытных сварщиков. Если есть возможность, стоит расположить пластины внахлест. Это создаст некоторое основание для наплавляемого металла, и не позволит прожечь все изделие. Электрод в этом случае направляется преимущественно на нижнюю пластину, т. к. иное положение приведет к подрезам верхней стороны.

При соединении в стык разделка кромок не выполняется. Потребности в зазоре тоже нет. Необходимо максимально плотно свести торцы деталей и выполнить прихватки. Невысокая сила тока и тонкие электроды значительно облегчаю работу. Далее варить можно несколькими способами:

Выставить малый ток и быстро вести шов без колебательных движений, строго по линии соединения.
Приподнять силу тока немного выше, но вести шов прерывистой дугой, давая металлу время остыть, перед очередной «порцией» присадки.
Варить вышеописанными способами, но с использованием специальной подложки, для поддержания разогретого участка и избежания проваливания. Металлический стол здесь не подойдет, поскольку изделие может частично привариться к нему. Хорошей альтернативой будет графитовая подкладка.
Для предотвращения сильной деформации накладывать швы в шахматном порядке, либо небольшими участками (по 100 мм). При последнем методе заканчивать следующий шов необходимо на месте начала предыдущего. Это позволит равномерно нагреть изделие по всей длине, и минимизировать деформацию.

Сварка ведется короткой дугой, что позволяет быстро сформировать шов и избежать перегрева участка. Увеличение дистанции между концом электрода и поверхностью, визуально не дает прожечь пластины, но не содействует образованию сварочного валика. Электрод держится на себя под углом 45 градусов, или под наклоном в сторону. Прямого угла следует избегать, т. к. это ведет к прожогам.

Что нужно иметь под рукой?

Чтобы сделать отверстие в металле, у вас само-собой должен быть инвертор, электроды, а также молоток и щетка с металлической щетиной.

Инверторы бывают разными: дешевыми и дорогими, профессиональными и бытовыми, мощными и не очень

В сущности, не важно, каким именно инвертором выполнять резку. Главное, чтобы он был исправен. Что касается электродов, то здесь выбор велик

Раньше резку выполняли теми же электродами, что и сварку. Но сейчас в продаже есть множество марок, предназначенных именно для резки. Они все хороши по-своему. Самая популярная марка электродов для резки — ОЗР. Они обеспечивают более-менее ровный рез и позволяют выполнять работу довольно быстро

Что касается электродов, то здесь выбор велик. Раньше резку выполняли теми же электродами, что и сварку. Но сейчас в продаже есть множество марок, предназначенных именно для резки. Они все хороши по-своему. Самая популярная марка электродов для резки — ОЗР. Они обеспечивают более-менее ровный рез и позволяют выполнять работу довольно быстро.

Если решите использовать обычные электроды для сварки, то будьте готовы, что рез окажется не самым эстетичным, да и сама работа будет идти медленнее, а дуга будет гореть нестабильно.

Разновидность сварочного шва

Опытные электросварщики выделяю три разновидности сварочного шва. Каждый из них имеет свои характерные особенности и отличия. К ним относятся:

Ниточный. Его выполняют в продольном направлении. Ширина такого шва составляет от 2 до 4 мм. Эту разновидность соединения применяют при черновых работах для кратковременного соединения заготовок;

Двойной. Он считается более надежным и качественным креплением металлических деталей. Движение электрода осуществляется в продольном и поперечном направлении;

Тройной. Его применяют для соединения трубопровода и сложных металлических конструкций. Он обеспечивает надежно сцепление железных деталей между собой.

Технология проведения работ

Чтобы хорошенько разобраться, как варить тонкий металл инвертором, сначала надо выяснить, какие есть методы проведения работ. Многие профессионалы рекомендуют держать электрод под незначительным углом к заготовкам. Здесь пригодится способ отбортовки, когда кромки деталей немного отгибают и начинают соединять наиболее короткими швами через каждые 10-15 см. После того как элементы будут зафиксированы, следует пройти по всей длине шва сверху вниз.

Сварка тонкого металла инвертором зачастую приводит к образованию прожогов (особенно если работа производится без отрыва). Чтобы не допустить появления подобного дефекта, дугу можно оторвать на одну секунду. После этого ее возвращают на то же самое место и проводят на несколько миллиметров далее. Такой способ более затратный по времени, однако, сварка металлических деталей получается качественней. Расплавленный металл за время отсутствия дуги будет несколько остывать. Это будет хорошо заметно по изменению цвета шва. Главное в данной технологии — не допустить слишком долгого отрыва дуги, иначе сталь остынет слишком сильно.

Если существует возможность использовать точечный шов, то при сварке тонких деталей лучше воспользоваться именно им. Его суть заключается в создании на небольшом расстоянии друг от друга небольших прихваток, которые и будут удерживать детали на одном месте.

Аргонодуговая сварка будет значительно легче, если под место образовывающегося шва уложить медную пластину. Дело в том, что медь обладает совершенно иными технологическими характеристиками, нежели сталь, в частности, уровень ее теплопроводности почти на порядок выше, чем у стали. Если положить ее под формирующийся шов, то она будет забирать в себя большую часть тепла, сталь при этом не будет перегреваться.

Правила выбора полярности

Главный критерий выбора прямой или обратной полярности при сварке — материал покрытия электродов. Например, угольные расходные элементы очень быстро разогреваются при подключении элементов обратным способом и, как следствие, разрушаются. Проволока же, не имеющая какого-либо покрытия, хорошо горит при прямой полярности, а при использовании переменного тока вовсе не горит.

Габариты и форма получаемого шва также зависят от расположения полюсов. Например, более глубокая проплавка возможна при постоянном токе обратной направленности, что обусловлено увеличенным теплообразованием на аноде и катоде.

Толщина металлического листа

Детали, толщина которых не превышает 3 мм, часто прожигают. Для сварки подобных заготовок используют обратно-полярную схему, обеспечивая анодное термопятно на краю электрода. Такой подход уместен при обработке цветных, легированных материалов.

Типы металлов

За окончательный нагрев изделий и держателя отвечает плюсовая клемма. На катоде выделяется меньше тепла, чем на аноде. При обработке тугоплавких сталей лучше использовать прямое подсоединение, когда температура достигает 4000 °C. Для металлов, меняющих характеристики при перегреве, подключают минусовую клемму. При прямо-полярной обработке шов углубляется, при «обратке» – сосредотачивается на поверхности.

Разновидности электродов

Выбирая марку электродов, учитывают род тока. Для переменного напряжения подходят любые разновидности, поскольку полярность в этом случае не играет никакой роли. Для разновидностей ОК, ОЗС, МР рекомендуют обратное подсоединение. УОНИИ и подобные модификации рассчитаны на прямую схему. Рекомендации производителей указаны на упаковках. Многие сварщики предпочитают универсальные аналоги другим вариантам.

Присадки и прочие расходники

Тугоплавкие электроды, применяемые для создания дуги, чаще используют с прямой полярностью. Работа с наплавочной проволокой предусматривает применение только вольфрамовых элементов. Угольные аналоги неустойчивы к высокой температуре, становятся хрупкими и крошатся.

Вид металла

Здесь нам поможет перемещение теплового анодного пятна: каким металлам оно не повредит, а, наоборот, поможет? Правильнее всего будет внимательно читать инструкции по электрической настройке сварочного аппарат, которые сопровождают любой современный сплав.

Но уже сейчас можно запомнить факт, что алюминий вместе со сплавами тепло только приветствуют, оно помогает снизить количество образующихся окислов во время процесса. Так что сварка алюминия постоянным током проводится только при прямом подключении. Официально это будет называться сваркой алюминия постоянным током в среде аргона.

А вот сталь, чугун с различными стальными сплавами требуют обратного подключения постоянного сварочного тока: никакого дополнительного тепла им не нужно из-за риска образования тугоплавких соединений.

Цветные металлы, как алюминий, варятся неплавящимися вольфрамовыми электродами только при прямом подключении без каких-либо исключений.

Вид электрода

Вы ведь знаете, что современные электроды подразделяются по огромному количеству критериев, они производятся в невероятном разнообразии. Электрические параметры также входит в описание каждого вида электрода. Читать инструкции самым внимательным образом еще никому не помешало.

Но здесь мы вполне можем рассуждать логически, чтобы выбирать правильную полярность для каждого вида электрода. Выбор зависит от того же – теплого анодного пятна, то есть температурного режима. А такие режимы у электродов зависят от типа флюса и многих других факторов.

Невозможно дать короткие рекомендации по полярности тока для разных сварочных расходников – слишком их много. Единственный дельный совет в данном случае – читать инструкции и не пренебрегать ими.

Силу тока, рабочие циклы, подключение к полюсам – все придется настраивать вручную. Но ведь голова нам дана, чтобы думать, верно?

Как варить шов

При сварке в нижнем положении никаких сложностей не возникает даже у начинающего сварщика. А вот все остальные положения требуют знания технологии. Для каждого положения есть свои рекомендации. Техника выполнения сварных швов каждого типа рассмотрена ниже.

Сварка вертикальных швов

Во время сваривания деталей, находящихся в вертикальном положении, расплавленный металл под действием силы тяжести сползает вниз. Чтобы капли не отрывались, используют более короткую дугу (кончик электрода находится ближе к сварной ванне). Некоторые мастера, если позволяют электроды (не залипают), вообще их опирают на деталь.

Подготовка металла (разделка кромок) проводится в соответствии с типом соединения и толщиной свариваемых деталей. Затем их фиксируют в заданном положении, соединяют с шагом в несколько сантиметров короткими поперечными швами — «прихватками». Эти швы не дают деталям смещаться.

Вертикальный шов можно варить сверху-вниз или снизу-вверх. Удобнее работать снизу-вверх: так дуга толкает сварную ванну вверх, препятствуя ее опусканию вниз. Так проще сделать качественный шов.

Как варить вертикальный шов снизу-вверх: положение электрода и возможные движения

В этом видео показано, как правильно варить вертикальный шов электросваркой с движением электрода снизу-вверх без отрыва. Продемонстрирована также техника короткого валика. В этом случае движения электрода происходят только вверх-вниз, без горизонтального смещения, шов получается почти плоским.

Выполнять соединение деталей в вертикальном положении можно с отрывом дуги. Для начинающих сварщиков это может быть более удобным: за время отрыва металл успевает остыть. При таком способе можно даже опирать электрод на полочку сварного кратера. Так проще. Схема движений практически такая же, как без отрыва: из стороны в сторону, петельками или «коротким валиком» — вверх-вниз.

Как варить вертикальный шов с отрывом смотрите в следующем видео. В этом же видеоуроке показывается влияние силы тока на форму шва. В общем случае ток должен быть на 5-10 А меньше рекомендованного для данного типа электрода и толщины металла. Но, как показано в видео, это не всегда справедливо и определяется экспериментально.

Иногда варят вертикальный шов сверху-вниз. В этом случае при розжиге дуги держите электрод перпендикулярно к свариваемым поверхностям. После розжига в таком положении прогрейте металл, потом опустите электрод и варите уже в таком положении. Сварка вертикального шва сверху-вниз не очень удобна, требует хорошего контроля сварной ванны, но и таким способом можно добиться неплохих результатов.

Как варить вертикальный шов электросваркой сверху-вниз: положение электрода и движения его кончика

Как варить горизонтальный шов

Горизонтальный шов на вертикальной плоскости можно вести как справа-налево, так и слева-направо. Разницы нет никакой, кому как удобнее, тот так варит. Как при сваривании вертикального шва, ванна будет стремиться вниз. Потому угол наклона электрода достаточно большой. Его подбирают в зависимости от скорости движения и параметров тока. Главное, чтобы ванна оставалась на месте.

Сварка горизонтальных швов: положение электрода и движения

Если металл стекает вниз, увеличивайте скорость движения, меньше прогревая металл. Еще один способ — делать отрывы дуги. За эти короткие промежутки металл немного остывает и не стекает. Также можно немного снизить силу тока. Только все эти меры применяйте поэтапно, а не все сразу.

В видео ниже показано, как правильно сваривать металл в горизонтальном положении.

Потолочный шов

Этот вид сварного соединения — самый сложный. Требует высокого мастерства и хорошего контроля сварной ванны. Для выполнения этого шва электрод держат под прямым углом к потолку. Дуга короткая, скорость движения — постоянная. Выполняют в основном круговые движения, расширяющие шов.

Правильная технология: как сваривать тонкий металл электросваркой

Ширина заготовки не влияет на три основных этапа:

подготовка;
сваривание;
шлифовка, зачистка швов.

Подробнее о первых двух.

Подготовительные работы

Необходимо убрать все загрязнения, особенно следует уделить внимание месту, к которому крепится масса сварочного аппарата. Ржавчину можно снять наждачкой. Если изделия оцинкованное, то можно зачистить поверхность с помощью болгарки, или варить прямо по цинку – вещество расплавится в момент нагрева

Если изделия оцинкованное, то можно зачистить поверхность с помощью болгарки, или варить прямо по цинку – вещество расплавится в момент нагрева.

Сваривание

Чтобы дуга быстрее зажглась, перед началом зачистите электрод от обмазки на крайние 5 мм.
Зажигать электродугу можно двумя классическими способами – чирканьем или постукиванием.
Сварная ванна должна иметь форму овала.
Держите дистанцию, чтобы проводник не налипал.
Если на аппарате есть специальный режим антиприлипания, воспользуйтесь им. Он работает так: при приближении насадки к заготовке автоматически снижается напряжение оборудования. Если же дуга слишком сильно растянута, происходит обратный процесс и ток прибавляется. В результате получается стабильный шов даже при неравномерном проведении.
Идеальный градус угла – 60 градусов. Его нужно сделать перед тем, как сварить тонкий металл электродом. Если делать показатель меньше, то сварное соединение получится выпуклым.
Оптимальное движение – зигзаг. При этом не имеет значения направление от себя или к себе.
Скорость перемещения рукояти должна быть достаточно высокой, но при этом отличаться постоянством.

Посмотрим видео самого процесса:

Сварка оцинковки

Оцинкованная сталь — та же тонкая листовая, только покрытая слоем цинка. Если вам необходимо сварить ее, на кромках под сварку придется это покрытие удалить полностью, до чистой стали. Есть несколько способов. Первый — снять механически: абразивным кругом на болгарке или шлифмашинке, наждачной бумагой и металлической щеткой. Есть еще способ — выжечь сваркой. В этом случае дважды проходят электродом проходят вдоль шва. При этом идет испарение цинка (он испаряется при 900°C), а его пары очень ядовиты. Так что эти работы проводить можно или на улице, или если на рабочем месте есть вытяжка. После каждого прохода нужно сбивать флюс.

Сварку оцинковки лучше проводить на открытом воздухе: испаряющийся цинк очень вреден

После полного удаления цинка начинается собственно сварка. При сварке оцинкованных труб для получения хорошего шва нужны будут два прохода разными электродами. Первый шов варят электродами с рутиловым покрытием например, МР-3, АНО-4, ОЗС-4. При этом колебания имеют очень небольшую амплитуду. Верхний шов — облицовочный делать шире. Он примерно равен трем диаметрам электрода

Тут важно не спешить и хорошо проваривать. Этот проход используют электроды с основным покрытием (например,УОНИ-13/55, УОНИ-13/45, ДСК-50)

Изобретение сварочного аппарата значительно упростило процесс соединения металлических предметов. При работах с тонкими заготовками, новички могут испытывать определенные трудности.

Сварка тонкого металла электродом должна выполняться с применением сварочных аппаратов, которые позволяют осуществить данную операцию без деформации и прогорания тонкого листа.

Приемы

Для получения качественного неразъемного соединения используют следующие приемы:

Внахлест. При наличии запаса длины соединяемых изделий, данный способ позволит надежно соединить их, благодаря большей площади контакта. При этом необходимо тщательно следить за прогревом поверхности, во избежание прожогов.
Точками. Метод позволяет избежать перегрева поверхности. Применяется при соединении особо тонких листов. Рекомендуемый шаг точки – три величины сечения электрода.
С дополнительным электродом. В этом случае необходимо очистить анод от флюсового покрытия и уложить вдоль линии сварки. Места укладки тщательно проваривают. Технология подходит для заделки одиночных отверстий.
Обратной полярностью. Применение способа предусматривает подключения держателя к плюсу, а массы – к минусу. При этом поверхность нагревается быстрее, чем электрод, что снижает риск прожога.
При сварке металлов разной толщины применяют следующий способ: розжиг дуги выполняют на более толстом элементе, а затем переносят ее на более тонкую часть.

Сварка листового металла встык осуществляется двумя способами:

с отбортовкой кромок;
на подкладке.

Кроме того, медную пластину рекомендуют подкладывать с целью отвода тепла от стали, ввиду большей теплопроводности. Это позволяет избежать прожогов изделий.

https://youtube.com/watch?v=po6Q8Vds3dg