Как выполнить дуговую сварку (с иллюстрациями)

2024 Автор: Robert Blare | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-17 08:01

Дуговая сварка защищенного металла - это процесс соединения двух металлических деталей с использованием покрытого флюсом электрода, который плавится в электрической дуге и становится сплавленной частью свариваемых деталей. В этой статье описывается использование сварочных стержней с флюсовым покрытием и простой сварочной машины трансформаторного типа.

Шаги

Шаг 1. Изучите процесс дуговой сварки защищенного металла

An электрическая дуга формируется на конце сварочного стержня, когда ток проходит через воздушный зазор и проходит через заземленный металл, который сваривается. Вот некоторые термины и их описания, используемые в этой статье:

Сварочный аппарат. Это термин, используемый для описания машины, которая преобразует электричество переменного тока 120–240 вольт в сварочное напряжение, обычно 40–70 вольт переменного тока, но также и в ряд напряжений постоянного тока. Обычно он состоит из большого тяжелого трансформатора, цепи регулятора напряжения, внутреннего охлаждающего вентилятора и переключателя диапазона силы тока. Термин «сварщик» применяется к человеку, выполняющему сварку. Сварочный аппарат требует, чтобы сварщик работал с ним.
Сварочные провода или Сварочные провода. Это изолированные медные проводники, которые проводят электричество высокого тока и низкого напряжения к свариваемой детали.
Держатель стержня или жало - это устройство на конце провода, которое удерживает электрод, который человек, сваривающий, использует для выполнения сварочной задачи.
Заземление и зажим заземления. Это провод, который заземляет или замыкает электрическую цепь, и, в частности, зажим, который прикреплен к изделию, чтобы позволить электричеству проходить через свариваемый металл.
Сила тока или амперы. Это электрический термин, используемый для описания электрического тока, подаваемого на электрод.
Постоянный ток и обратная полярность. Это другая конфигурация, используемая при сварке системой дуга / электрод, которая предлагает большую универсальность, особенно при сварке над головой и для использования при сварке определенных сплавов, которые не легко свариваются при переменном напряжении. Сварочный аппарат, вырабатывающий этот ток, имеет схему выпрямителя или ток, подаваемый генератором, и он намного дороже, чем типичный сварочный аппарат переменного тока.
Электроды. Существует множество специализированных сварочных электродов, используемых для определенных сплавов и типов металлов, таких как литой или ковкий чугун, нержавеющая или хромистая сталь, алюминий, а также закаленные или высокоуглеродистые стали. Типичный электрод состоит из катанки в центре, покрытой специальным покрытием (флюсом), которое горит при поддержании дуги, потребляя кислород и выделяя углекислый газ в зоне сварного шва, чтобы предотвратить окисление или выгорание основного металла в дуге. пламя в процессе сварки. Вот некоторые распространенные электроды и способы их использования:
- Электроды E6011 представляют собой электрод из мягкой стали с покрытием из целлюлозного волокна. Первые две цифры в обозначении электрода - это предел прочности при растяжении, измеренный в фунтах на квадратный дюйм, умноженных на 1000. Здесь выход электрода составит 60 000 фунтов на квадратный дюйм.
- Электроды E6010 представляют собой электроды обратной полярности, обычно используемые для сварки паровых и водяных труб, и особенно полезны для сварки над головой, поскольку металл сохраняет свое положение в жидком состоянии, будучи втянутым в расплавленную сварочную ванну потоком прямого ток от электрода к заготовке.
- Доступны электроды E60XX другого специального назначения, но поскольку E6011s считаются стандартными стержнями общего назначения, а E6010s считаются стандартом для сварки постоянным током обратной полярности, они не будут подробно рассматриваться в этой статье.
- Электроды E7018 представляют собой стальные стержни с низким содержанием водородного флюса и высоким пределом прочности на разрыв 70 000 фунтов на квадратный дюйм. Они часто используются при сборке конструкционной стали, используемой в строительной отрасли, и в других приложениях, где требуется прочный присадочный материал и более прочный сварной шов. Обратите внимание, что, хотя эти стержни обеспечивают большую прочность, они менее терпимы к получению чистого высококачественного сварного шва при неправильной силе тока и с грязной (ржавой, окрашенной или оцинкованной) сталью. Эти электроды называются с низким содержанием водорода из-за каждой попытки снизить содержание водорода. Эти электроды следует хранить в духовке с температурой от 250 ° F до 300 ° F. Эта температура выше точки кипения воды, составляющей 212ºF на уровне моря. Эта температура предотвращает накопление влаги (росы) (H2O) в воздухе во флюсе.
- Никелевые, литые, никелевые электроды. Это специальные стержни, предназначенные для сварки чугуна, ковкого или ковкого чугуна, они имеют больший предел текучести, чтобы допускать расширение и сжатие свариваемого чугуна.
- Прутки из разнородных металлов. Эти стержни изготовлены из специального сплава и дают лучшие результаты при сварке закаленных, закаленных или легированных сталей.
- Алюминиевые стержни. Это новейшая технология, позволяющая сваривать алюминий обычным сварочным аппаратом, а не использовать специальный сварочный аппарат с подачей проволоки в защитном газе, такой как сварочный аппарат MIG (металл, инертный газ) или TIG (вольфрам, инертный газ), который часто называют как гелиевую сварку, поскольку гелий был газом, который использовался для защиты пламени дуги во время сварки. Официальные названия, созданные Американским сварочным обществом (AWS) для этой дуговой сварки, - это дуговая сварка защищенным металлом (стержневой), газовая дуговая сварка вольфрамом (tig) и газовая дуговая сварка металла (mig).
- Размеры электродов. Электроды бывают разных размеров, измеряемых диаметром металлического центра каждого стержня. Для стержней из мягкой стали диапазон диаметров ¹⁄₁₆ дюймов (0,2 см) до ³⁄₈ дюйма (1,0 см), а используемый размер зависит от силы тока сварщика и толщины свариваемого материала. Каждый стержень лучше всего работает в заданном диапазоне силы тока. Выбор правильного диапазона силы тока для стержня данного размера будет зависеть от основного материала и желаемого проникновения, поэтому конкретные значения силы тока будут рассматриваться только для сварки, описанной далее в этой статье.
Спасательное оборудование. Важнейшей частью безопасной сварки является наличие и умение пользоваться надлежащим защитным оборудованием для работы. Вот несколько типичных элементов, которые требуются для безопасной сварки.
- Сварочный щиток (колпак). Это маска, которую надевают для защиты сварщика от яркой вспышки дуги и от искр, возникающих во время сварки. Стандартные линзы для дуговой сварки имеют очень темный оттенок, поскольку вспышка дуги может вызвать ожоги сетчатки глаза. Уровень затемнения 10 является минимальным для дуговой сварки. Когда-то предпочитались сварочные бленды с откидывающейся линзой, так как темную линзу можно приподнять, а отдельная прозрачная стеклянная линза защитит сварщика от кусочков шлака во время сколов сварного шва. Новые самозатемняющиеся сварочные экраны являются наиболее востребованными в настоящее время сварочными щитками. Эти линзы сварочного экрана имеют очень светлый цвет для шлифовки и резки горелкой. При зажигании дуги линза с автоматическим затемнением изменится на предустановленный оттенок # 10. Еще новее на рынке - линзы с автоматическим затемнением с переменным оттенком.
- Сварочные перчатки. Это специальные изолированные кожаные перчатки, которые достигают высоты около 6 дюймов (15,2 см) над запястьями и защищают руки и предплечья сварщика (сварщика). Они также обеспечивают ограниченную защиту от случайного удара, если сварщик случайно коснется электрода.
- Сварка кож. Это фартук, похожий на кожаную куртку, закрывающий плечи и грудь сварщика, используемый для надземных работ, когда искры могут воспламенить одежду сварщика или вызвать ожоги.
- Рабочие ботинки. Сварщик должен носить ботинки со шнуровкой не менее 6 дюймов (15,2 см), чтобы искры и горячий шлак не обожгли его ноги. Эти ботинки должны иметь изолирующую подошву из материала, который нелегко плавится или горит.

Шаг 2. Изучите шаги для создания успешного сварного шва

Сварка - это больше, чем просто протащить сварочный стержень по куску стали и приклеить его к другому. Процесс начинается с правильной подгонки и фиксации свариваемых деталей или металла. Для более толстых деталей вы можете отшлифовать фаску, чтобы последующие валики можно было поместить в канавку, чтобы полностью заполнить ее прочным сварным швом. Вот основные этапы выполнения простого сварного шва.

Ударьте по дуге. Это процесс создания электрической дуги между электродом и заготовкой. Если электрод просто позволяет току проходить непосредственно в заземленную заготовку, не будет выделяться достаточно тепла, чтобы расплавить и сплавить металл.
Переместите дугу, чтобы создать бусинку. Бусина - это металл плавящегося электрода, стекающий вместе с расплавленным металлом основного металла, чтобы заполнить пространство между деталями, соединяемыми сваркой.
Сформируйте сварной шов. Это делается путем переплетения дуги вперед и назад по пути сварки либо зигзагообразно, либо по фигуре 8, чтобы металл растекся до ширины, которой вы хотите, чтобы ваш готовый сварной шов был.
Между проходами зачищайте сварной шов щеткой и щеткой. Каждый раз, когда вы завершаете проход или переходите от одного конца сварного шва к другому, вам необходимо удалять шлак или расплавленный электродный флюс с поверхности сварного шва, чтобы только чистый расплавленный металл заполнял сварной шов. на последующем проходе.

Шаг 3. Соберите инструменты и материалы, которые понадобятся вам для начала сварки

Это означает сварочный аппарат, электроды, кабели и зажимы, а также свариваемый металл.

Шаг 4. Обустройте безопасное рабочее место, желательно со столом из стали или другого негорючего материала

Для практики несколько кусков низкоуглеродистой стали, по крайней мере, ³⁄₁₆ дюйм (0,5 см) толщиной подойдет.

Шаг 5. Подготовьте металл к сварке

Если металл состоит из двух частей, которые должны быть соединены в процессе сварки, вам может потребоваться подготовить или подготовить их к сварке, отшлифуя скошенную кромку на сторонах, которые должны быть соединены. Это обеспечивает достаточное проникновение сварочной дуги для плавления с обеих сторон до расплавленного состояния, так что присадочный металл связывается через толщину сечения металла. По крайней мере, вы должны удалить всю краску, жир, ржавчину или другие загрязнения, чтобы вы работали с чистой лужей расплавленного металла во время сварки.

Шаг 6. При необходимости прикрепите зажимы, чтобы удерживать металлические детали вместе

Плоскогубцы с фиксатором, зажимы типа "C", тиски или зажимы с пружинным захватом обычно подойдут. Для специальных проектов вам, возможно, придется адаптировать различные методы, чтобы закрепить детали, пока они не будут соединены.

Шаг 7. Присоедините зажим заземления к большей части свариваемого материала

Убедитесь, что это чистое место, чтобы электрическая цепь могла быть замкнута с минимальным сопротивлением в месте заземления. Опять же, ржавчина или краска будут мешать заземлению вашей заготовки, затрудняя создание дуги, когда вы начинаете сварку.

Шаг 8. Выберите правильный стержень и диапазон силы тока для выполняемой работы

В качестве примера, ¹⁄₄ дюймов (0,6 см) листовую сталь можно эффективно сваривать с помощью E6011, ¹⁄₈ дюйм (0,3 см) на 80-100 ампер. Поместите электрод в электрододержатель (далее именуемый стингером), убедившись, что проводящий материал зажима стингера находится на чистом металле на конце электрода.

Шаг 9. Включите сварочный аппарат

Вы должны услышать жужжащий звук трансформатора. Звук работающего вентилятора охлаждения может быть слышен, а может и не быть. Некоторые вентиляторы сварочного аппарата работают только тогда, когда аппарату требуется охлаждение. Если вы этого не сделаете, вам может потребоваться проверить цепь, которая питает ваше питание, и выключатели в распределительной коробке. Сварочные аппараты требуют значительного количества энергии для работы, часто специальной цепи, рассчитанной на 60 ампер или более при 240 вольт.

Шаг 10. Держите жало доминирующей рукой за изолированную рукоятку так, чтобы удары его кончика по пластине, которую вы свариваете, было как можно более естественным движением

Поднимите сварочный экран достаточно высоко, чтобы можно было видеть, как электрод перемещается на расстояние нескольких дюймов от заготовки, готовый перевернуться вниз, чтобы защитить глаза. Вы можете потренироваться постучать электродом по сварочному металлу, чтобы прочувствовать его перед включением питания, но никогда не зажигайте электрическую дугу, не защищая глаза.

Шаг 11. Выберите точку, с которой вы хотите начать сварку

Расположите конец стержня рядом с ним, затем опустите на место сварочный кожух. Вам нужно постучать кончиком электрода по металлу, чтобы замкнуть электрическую цепь, а затем мгновенно оттянуть его немного назад, чтобы создать электрическую дугу между кончиком электрода и свариваемым металлом. Другой способ зажигания дуги - это как зажжение спички. Этот дуговой промежуток или воздушное пространство создает большое сопротивление в электрической цепи, которое создает пламя дуги или плазму и тепло, необходимое для разжижения электрода и металла, прилегающего к области сварного шва.

Шаг 12. Ударьте электродом о поверхность металла, слегка потянув его назад, когда вы увидите, что возникла электрическая дуга

Это требует большой практики, поскольку для разных диаметров электродов и сварочного тока требуется различный зазор между концом электрода и обрабатываемой деталью, но если вы можете удерживать зазор устойчивым, между электродом и электродом будет возникать непрерывная электрическая дуга. заготовка. Обычно дуговой промежуток не должен быть больше диаметра электрода. Практикуйтесь в стабилизации дуги, удерживая электрод на расстоянии от 1/8 до 3/16 дюйма от заготовки, а затем начните движение по пути, который вы хотите сваривать. Когда вы перемещаете электрод, металл будет плавиться, заполняя ванну расплавленного металла и создавая сварной шов.

Шаг 13. Потренируйтесь перемещаться по пути сварки с электродом до тех пор, пока вы не сможете поддерживать постоянную дугу, двигаясь с постоянной скоростью и в соответствии с траекторией, которую вы хотите сваривать

Когда вы научитесь управлять дугой, вы начнете практиковаться в укладке или наращивании сварного шва. Это налет металла, который соединяет две детали, которые вы свариваете вместе. Техника, которую вы используете для укладки валика, будет зависеть от ширины зазора (если он есть), который вы заполняете, и глубины, на которую вы хотите, чтобы сварной валик проникал. Чем медленнее вы перемещаете электрод, тем глубже сварной шов войдет в металлические детали, а для создания широкого пути, чем больше вы делаете зигзаг или переплетаете кончик электрода, тем шире валик, который вы собираете.

Шаг 14. Сохраняйте дугу, двигаясь вдоль сварного шва, который вы делаете

Если электрод прилегает к металлу и застревает, рывком вырвите стержень из зажима стингера или металла сварного шва. Если дуга пропала из-за того, что вы отодвинули электрод слишком далеко от поверхности металла, остановите процесс и очистите шлак от места сварки, чтобы при повторном зажигании дуги для продолжения шлака в области сварного шва не осталось. чтобы загрязнить новый сварной шов, который вы начинаете с того места, где дуга была потеряна или сломана. Никогда не кладите новый валик на существующий шлак, так как этот материал будет плавиться в плазме дуги и пузыриться через новый слой металла, который вы размещаете, что приведет к слабому и грязному сварному шву.

Шаг 15. Потренируйтесь перемещать электрод широкими движениями, чтобы получить более широкий валик

Это позволит вам заполнить большую часть сварного шва за один проход, в результате чего сварной шов станет более чистым и прочным. Электрод перемещается в боковом направлении, когда он протягивается вдоль пути сварки, зигзагообразно, по кривой или по восьмерке.

Шаг 16. Отрегулируйте выходную силу тока сварочного аппарата в соответствии с свариваемым материалом и желаемым проникновением дуги

Если вы обнаружите, что готовый сварной шов имеет ямки, глубокие кратеры на краях валика или соседний металл просто расплавился или выгорел, постепенно уменьшайте силу тока до тех пор, пока условие не будет исправлено. Если, с другой стороны, вам трудно зажигать или поддерживать дугу, возможно, вам потребуется увеличить силу тока.

Шаг 17. Очистите готовый сварной шов

После того, как вы закончили сварку, вы можете удалить шлак и очистить сварной шов, чтобы краска лучше склеилась, или просто из косметических соображений. Очистите шлак от шлака и проволочной щеткой со сварного шва, чтобы удалить посторонний материал и оставшийся шлак. Если поверхность должна быть плоской, чтобы можно было приварить деталь, которую вы приварили, к другой детали, используйте угловую шлифовальную машину, чтобы удалить верхнюю или высокую часть борта. Чистый сварной шов, особенно после плоской шлифовки, легче проверить, чтобы увидеть, не возникли ли во время сварки точечная коррозия, образование луж или другие дефекты.

Шаг 18. Покрасьте сварной шов подходящей антикоррозийной грунтовкой, чтобы защитить его от коррозии

Свежесварной металл довольно быстро подвергается коррозии при контакте с элементами, поскольку сам основной металл подвергается прямому воздействию влаги.

подсказки

Некоторые люди слушают звуки электрической дуги, чтобы оценить качество сварного шва. Щелчки и хлопки могут указывать на непостоянство дугового зазора или неправильную силу тока.
При соединении деталей, слишком больших для эффективного зажима, соединяйте детали вместе небольшими сварными швами с интервалами, чтобы предотвратить смещение деталей.
Если вы будете сваривать в середине дня, зрачки глаз будут маленькими, и в глаза будет попадать меньше света. Это снизит вероятность возникновения серьезных головных болей из-за повреждения сетчатки, вызванного светом, излучаемым дугами. Если у вас сильная головная боль из-за дуги, не волнуйтесь, держитесь подальше от солнца и принимайте аспирин, чтобы контролировать боль, и она пройдет через 2–3 дня.
Если вы будете варить на солнце в середине дня, металл нагреется, и вам будет легче начать и продолжить сварку. Вы также можете использовать меньшую силу тока и сделать работу лучше, если металл теплый от солнца.

Предупреждения

Часто проверяйте кабели и соединения, чтобы снизить вероятность случайного поражения электрическим током.
Металл остается горячим в течение длительного периода времени после завершения сварки, поэтому не допускайте домашних животных и детей в рабочую зону, пока все материалы не остынут.
Защитите себя от ожогов от вспышки, прикрыв кожу перчатками, маской для лица и рукавами, в зависимости от покрываемой области. Никогда не выполняйте сварку без защитной каски при сварке.
Яркий свет от электрической дуги может вызвать ожоги, похожие на солнечный, поэтому надевайте рубашки с длинными рукавами и длинные брюки, чтобы уменьшить воздействие.
См. Ссылку в цитировании ниже для получения конкретных предупреждений и мер предосторожности.
Избегайте вдыхания паров, образующихся в процессе сварки. Это особенно относится к оцинкованным или гальваническим металлам, а также к тем металлам, которые были окрашены металлооксидными грунтовками. Металл в легких может вызвать рак.
В аппаратах для дуговой сварки используется электрический ток большой силы, что чрезвычайно опасно, поэтому обращайтесь с кабелями и жалами осторожно. Никогда не выполняйте сварку во влажных условиях или на влажном материале без надлежащей подготовки.
Всегда ставьте фильтр перед глазами, прежде чем зажигать дугу!