Ручная дуговая сварка

Расшифровка аббревиатур

ММА (РДС)

MMA (Manual Metal Arc)-ручная дуговая сварка штучными (покрытыми) электродами с помощью инвертора или трансформатора. Техническая литература советских времен оперировала обозначением РДС.
Процесс сварки происходит за счет плавления металлического стержня – электрода, покрытого специальной обмазкой, которые имеют свою классификацию. Основное ее предназначение заключается в защите сварочной ванны от воздуха, предотвращая окисление металла. Расплавленный стержень образует сварочный шов, а использованное покрытие остается в виде шлака.

Сварка покрытым электродом

РДС возможна как на постоянном, так и на переменном токе. При постоянном токе возможны два варианта подключения зажима массы и держателя электрода, поэтому существует сварка на прямой и обратной полярности. Переменный ток такой особенностью не обладает – как подключать электрод в данном случае не имеет значения. Приведенный рейтинг надежности сварочных инверторов поможет подобрать аппарат, который прослужит долгие годы.

Поскольку метод ММА самый популярный ввиду его простоты и относительно недорого применяемого оборудования, с вопросом как научиться варить электросваркой самостоятельно стоит ознакомиться непременно.

TIG(WIG)  или РАДС

TIG (Tungsten Inert Gas) – технология дуговой сварки в среде инертного газа неплавящимся электродом. Вольфрам – (англ.Tungsten) очень тугоплавкий металл с температурой плавления около 3500 С, поэтому он является основой для производства подобного рода электродов. Иногда можно встретить иные вариации этого способа:

• WIG(Wolfram Inert Gas) – название образовано от немецкого написания;
• GTA (Gas Tungsten Arc) – в данной аббревиатуре опущено химическое взаимодействие защитного газа.

Т.к. электрод является неплавящимся, процесс аргонной сварки происходит по другому сценарию:

• электрическая дуга возбуждается между концом электрода и свариваемым металлом;
• заполнение сварочного шва происходит путем подачи в сварочную зону специального присадочного материала – прутка;
• сварочная ванна защищается газовым облаком.

Процесс сварки по методу TIG

Защитным инертным газом, т.е. газом, молекулы которого химически не взаимодействуют в процессе сварки с основным и присадочным материалом, в данном случае выступает аргон. Именно поэтому за ним закрепилось название “ручная аргонно-дуговая сварка” или РАДС.

Аргон может использоваться при сварке плавящимся электродов – MIG метод, речь о котором пойдет ниже.

В технических характеристиках сварочного оборудования помимо обозначения TIG всегда дополняется упоминанием рода сварочного тока DC (Direct Current) – постоянный ток или AC/DC (Alternating Current/Direct Current) – переменный/постоянный ток

В данном случае это очень важно. К примеру, сварка алюминия аргоном производится на переменном токе

MIG / MAG

MIG/MAG (Metal Inert/Active Gas) – метод дуговой сварки в защитной среде инертного/активного газа с помощью плавящегося электрода в виде стальной или иной проволоки в зависимости от типа соединяемого металла.

Схематичное изображение mig/mag-метода

Под МИГ или МАГ сваркой обычно подразумевают полуавтоматическую. Основной задачей данного способа была идея создания “бесконечного электрода”, чтобы тем самым добиться значительной производительности сварочных работ. Ведь при РДС методе приходится часто менять электрод по мере его расходования, что в некоторых случаях является крайне не удобным. Как и при ТИГ сварке здесь применяются защитные газы.

В роли инертного обычно выступает аргон и его смеси, который подходит, к примеру, для сварки алюминия и его сплавов полуавтоматом. Активным газом, т. е. взаимодействующим в процессе со свариваемым металлом, как правило является углекислый газ( углекислота). Вы можете услышать от сварщика словосочетание “сварка полуавтоматом в среде углекислого газа“, подразумевающий способ MAG(МАГ).

Данный способ наиболее распространен ввиду повышенной производительности по сравнению с MMA, и дающий лучший результат в качестве сварного шва.Определиться с выбором сварочного аппарата поможет рейтинг бытовых полуавтоматов на основе отзывов опытных сварщиков.

Надеемся, что данная статья поможет разобраться в классификации основных методов сварки, а также будет полезной при выборе оборудования и материалов с английскими аббревиатурами.

Типовые карты

Для облегчения работы инженеров-технологов оформляются типовые технологические карты на сварочные работы – ТТК. Это документ, который полежит разработке на каждый вид работ и технологический процесс. Она дает общее представление, а к конкретной работе типовая технологическая карта на сварочные работы не привязана.

Разрабатывать ТТК на сварочные работы имеет смысл при массовом или многосерийном производстве. Выполнение сварочных работ по типовой технологической карте упрощает весь технологический процесс. Количество пунктов в карте зависит от сложности выполняемой работы. В типовой карте описываются все основные этапы сварочного процесса.

Подбор электродов

При работе с ручной дуговой сваркой обращайте внимание на свойства выбранных вами электродов. Свойства зависят от типа покрытия

У электродов для РДС чаще всего рутиловое или основное покрытие. Мы не будем утверждать, какое из них лучше. Просто перечислим их положительные и отрицательные стороны.

Электроды с рутиловым покрытием часто используют новички, поскольку проще зажечь и вести дугу. Они представлены в широком ассортименте, есть и бюджетные, и дорогие марки. Мы не рекомендуем покупать слишком дорогие электроды для домашней сварки, поскольку они просто не раскроют весь свой потенциал.

Из недостатков рутилового покрытия можно выделить повышенное содержание водорода в сварном соединении, что несколько ухудшает качество шва

Но зато металл практически не разбрызгивается при сварке, что очень важно. Новичкам рекомендуем электроды марки МР-3, как одни из самых бюджетных и распространенных

Электродами с основным покрытием — выбор опытных профессиональных сварщиков. С такими стержнями довольно трудно работать, поскольку дуга зажигается неохотно и в процессе сварки должна быть очень короткой. Все это требует опыта. Но если вы новичок не бойтесь применять такие электроды в своей практике. Так вы сможете быстрее научиться. Электроды с основным покрытием обеспечивают отличное качество шва. Если вам нужно сварить относительно тонкий металл, то выбирайте электроды с основным покрытием.

Также электроды подбираются исходя из экономических факторов

При таком медленном способе сварки как РДС важно знать скорость наплавки стержня, чтобы определить, сколько времени и электродов понадобится на формирование шва. Существуют специальные высокопроизводительные стержни, с ними работе идет быстрее

Но ими, как правило, можно варить только горизонтальные швы.

Выше мы писали, что электрод нужно использовать на 70% процентов, оставляя примерно 5 сантиметров стержня. Некоторые новички намеренно устраивают перерасход электродов, используя их лишь наполовину. Многие объясняют это тем, что просто беспокоятся о длине электрода и предпочитают оставить стержень с запасом. Мы не рекомендуем так делать в своей практике. Вам придется еще чаще прерывать сварку и менять электроды на новые.

Как варить швы в разных положениях

Ручная дуговая сварка позволяет варить в самых разнообразных положениях. ДЛЯ каждого из них существуют свои технологические указания, направленные на обеспечение высокого качества работ.

Параметры режима ручной дуговой сварки

Нижнее положение

Сварщик находится сверху относительно рабочей зоны, заготовки расположены горизонтально. Это самое простое и самое распространенное положение. В нем необходимо следить лишь за полным проплавлением сечений и не допускать прожогов. Требуется надежно закрепить заготовки инвентарными крепежными средствами, а под них подложить специальные монтажные прокладки из меди.

Вертикальное положение

В этом положении начинает действовать такой осложняющий работу фактор, как земное притяжение. Под его воздействием расплавленный металл будет стремить покинуть сварочную ванну и стечь вниз. Работу рекомендуется вести в направлении снизу вверх, чтобы стекающие расплавленные капли попадали на сформированный шовный материал. Этот прием заметно снижает скорость работы, но позволяет сохранить качество. При выборе направления сверху вниз скорость повысится, но заметно упадет глубина проплава.

Сварка вертикальных швов

Потолочное положение

Это самое сложное положение, в котором приходится работать сварщику. Чтобы расплавленный металл не пролился вниз, требуется снизить вес сварочной ванны до такой степени, чтобы он удерживался силами поверхностного натяжения. Это достигается уменьшением скорости и периодической приостановкой работ для того, чтобы металл успевал схватываться.

Ручная дуговая сварка в потолочном положении

Умение работать в потолочном положении — признак высокой квалификации сварщика.

Метод плавлением

Существует несколько видов сварочного процесса методом плавления, которые должны быть указаны в технологических картах по сварке металлоконструкций:

1. Ручная дуговая.
2. Газовая.
3. Полуавтоматическая.
4. Автоматическая.
5. TIG сварка.

Наиболее распространенной является дуговая сварка. Она находит широкое применение, как в быту, так и в промышленности. Этим видом сварочного процесса можно соединять детали и конструкции из различных материалов. В комплект аппарата для осуществления этого процесса входят держатели электрода, а также держатель массы, крепящийся на свариваемой детали.

Сварка ручным дуговым методом производится электродами, состоящими из металлического стержня и обмазки, функцией которой является защита стержня и обеспечение стабильности горения электрической дуги.

Операционная технологическая карта сборки и ручной дуговой сварки содержит сведения о том, какие электроды могут использоваться. Имеется большой выбор электродов. При правильном выборе с помощью этого метода может проводиться сварка деталей из различных материалов. Этим методом возможна сварка во всех пространственных положениях, а также в труднодоступных местах. К отрицательным моментам относится низкий КПД работ, невысокая производительность, вредные условия. Такой род работ для получения качественного результата может проводиться только сварщиком, имеющим опыт и высокую квалификацию.

Несмотря на то, что имеется много видов электродов, для разных видов сварки применяются определенные электроды. Имеется указание на то, что перед началом сварки электроды должны быть просушены и другие нюансы этого процесса.

Ручная дуговая сварка потенциально опасна для сварщика, поэтому большое внимание уделяется требованиям безопасности

В технологической карте указываются способы подготовки кромок деталей и способ сборки.

В качестве способа сборки чаще всего указываются прихватки.

При сварке стыковым методом для получения хорошего шва большую роль играет форма скосов деталей. В технологической карте указывают, каким рекомендуется делать скос. V-образный применяется для тонких листов, а X-образный используется для сварки более толстых деталей.

Согласно технологии электрод вместе со сварной ванной следует плавно перемещать вдоль линии соединения со скоростью, которая зависит от материала деталей. Рекомендуемая скорость указывается в технологической карте. Основной принцип заключается в том, что тонкие детали требуют большую скорость. Для толстых и массивных предпочтительнее будет более медленная.

Исходя из ширины шва и глубины проплавки, необходимо выбрать способ перемещения электрода – прямой, зигзагообразный, петлевидный. Во время выполнения сварки ручным дуговым способом значительную роль играет направление перемещения электрода. Необходимо выбрать один из трех вариантов: по оси электрода, вдоль оси валика, поперек шва.

Газовая сварка также осуществляется методом плавления. При этом используется смесь кислорода и горючего газа. К плюсам газовой сварки относится возможность сваривать цветные металлы, в том числе очень тонкие. Недостатком является сильный нагрев детали.

Видом сварки, при которой соединение происходит благодаря тому, что в зону сварки подается проволока, выполняющая роль электрода, является полуавтоматическая сварка. В ту же зону, что и электрод подается защитный газ, функцией которого является защита места сварки от окружающего негативного воздействия. Таким способом можно сваривать черные и цветные металлы. Еще одним достоинством является то, что можно сваривать тонкие детали и обладающие большой толщиной.

Этот вид сварки весьма распространен. С работой таким методом может справиться сварщик и более низкой квалификации, что делает особо востребованной технологическую карту на сварку металлоконструкций.
Автоматическая сварка отличается используемым оборудованием.

Применяемые автоматы являются сложным оборудованием, поэтому в технологической карте важным является описание его настройки, которое должно обеспечивать работоспособность. Существует много видов автоматов, поэтому должны указываться рекомендуемые для сварки конкретного соединения.

TIG сварка в основном используется для сварки деталей из алюминия и сплавов, куда он входит в состав. Также она может использоваться для соединения деталей из нержавеющей стали. При этом виде сварки, как правило, используется электрод из вольфрама, что должно быть отражено в технологической карте.

Требования к условным обозначениям

Вне зависимости какого типа при изготовлении металлоизделий используются сварные швы, обозначение на чертежах должно осуществляться в соответствии единого набора требований. Отражающаяся на схемах и в пояснительной записке информация должна быть приведена в специально разработанных формах:

• техническое описание соединяющих в единую конструкцию отдельные элементы стыков;
• таблица сварных швов на чертеже, пример заполнения ее в разных вариантах представлен выше. Определенными особенностями при составлении чертежей отличается и сама сварка. Проводиться она должна только в том виде, который установлен действующими требованиями.

Только разработанный в соответствии всех регламентов и стандартов чертеж способен выступать гарантией того, что в процессе сваривания у специалиста никаких проблем не возникнет и он сможет безошибочно и оперативно выполнять задачи любой сложности. Если же в чертеже имеют место нарушающие требования ошибки, то его не смогут утвердить контролирующие органы.

Не менее важным этапом сварочного процесса в сравнении с проведением работ является составление технической документации, поскольку определяющий фактор того, каким должно быть сварочное соединение – чертеж.

Если говорить об условных обозначениях соединительных стыков, то вне зависимости от технологии сварочного процесса здесь также существуют конкретные требования. Наряду с обеспечением наглядности чертежа используемые обозначения также в разы упрощают работу сварщика.

Конкретные особенности предусмотрены для каждого отдельного обозначения. Учитывая, что сварщик при изготовлении изделий ориентируется на представленный ему чертеж, то даже малейшие неточности в нем способны привести к тому, что готовая конструкция не будет отвечать выдвигаемым к ней техническим характеристикам.

Каждый специалист, работающий со сваркой, обязан знать, что указывается в условном обозначении сварного шва на чертеже и уметь быстро и точно прочитать любую информацию. Не имея таких навыков практически невозможно определить какими характеристиками должно обладать сварочное соединение, какой тип шва использовать в конкретных случаях.

Основным документом, в котором выдвинуты все требования относительно того как на чертеже показывается сварка любым способом является единый государственный стандарт. При этом не только разрабатывающие технические чертежи специалисты должны беспрекословно владеть всеми существующими требованиями, но также и те, кто непосредственно будет в дальнейшим по составленным проектам сваривать металлоизделия. Такие знания выступают залогом того, что реализация проекта будет проведена качественно.

Какие виды сварочных инструментов бывают

Перед тем, как научиться пользоваться сваркой в домашних условиях, рассмотрим виды электросварочных инструментов. Дуга, возникающая при плавлении металла, может формироваться двумя способами — при помощи постоянного и переменного тока. Если сварка производится переменным током, то это говорит о применении трансформаторов. Постоянным током варят инверторные аппараты.

Трансформаторы для сварки применяются все реже, так как их вытесняют более эффективные, надежные, недорогие и легкие по весу инверторы. Трансформаторные виды аппаратов варят при помощи переменного тока, в результате чего происходит возникновение «скачков» дуги. Трансформаторные устройства имеют большой вес, так как их основу составляют металлические сердечники с медной обмоткой.

Если говорить о других недостатках трансформаторных сварочных аппаратов, то у них их очень много:

• Издает шум при работе
• «Садит» сеть при выполнении работ, поэтому наблюдаются перепады напряжения, негативно влияющие на работы бытовых приборов
• Новичкам очень трудно освоить технику соединения трансформаторной сваркой

Если говорить о преимуществах, то они также есть у трансформаторных устройств. Они не прихотливы в применении, служат практически вечно и стоят не дорого.

Инверторные аппараты работают от переменной сети 220В. Главное их отличие от трансформаторных устройств в размерах и весе. Вместо громоздкого трансформатора, в конструкции инверторных устройств используется плата с полупроводниковыми элементами. Они не только имеют малые габариты и вес, но еще и просты в применении. Если собираетесь научиться работать сварочным аппаратом, то делать это рекомендуется с применением инверторного устройства. Именно на примере инверторных сварочных устройств рассмотрим принцип нанесения сварочных швов с целью объединения двух металлических деталей.

Что значит маркировка

Невозможно представить ручную дуговую сварку без электродов. Их маркировка определяет, для каких металлов они предназначены, какую толщину и состав покрытия имеют, в в каком положении их надо держать при сварке (вертикально, горизонтально, под углом), для каких металлов предназначаются. Характер маркировки — буквенно-цифровой.

Первой после названия и марки электрода идет буква, определяющая его назначение. У — для низколегированных и среднеуглеродистых сталей, Т — для теплоустойчивых легированных. Буква Н — для наплавок, А — для пластичных металлов.

Далее следует буква, обозначающая толщину покрытия. М — тонкое покрытие, С — среднее, Д — толстое, Г — особо толстое.

Толщина покрытия определяется в процентах по отношению к самому стержню.

Следующая буква кода означает тип электрода. Если это буква Е, то электрод плавящийся.

Далее следуют цифры, которые характеризуют предел прочности на растяжение, относительное удлинение и температуру сохранения ударной вязкости. Они имеют значение только для профессиональных сварщиков, работающих на особо ответственном производстве.

За ними идут одна или две буквы, означающие материал обмазки электрода. А означает кислотное соединение, Б — щелочное, Ц — целлюлозное, Р — рутиловое, П — прочие виды. Возможны смешанные типы обмазки, такие, как РЦ.

Последние две цифры кода означают одни из самых важных параметров — положение в пространстве, в котором можно производить ручную дуговую сварку, и характеристики тока для сварки.

Например, код «13» следует читать как 1 и 3. 1 — варить можно в любом пространственном положении, 3 — необходимо использовать ток обратной полярности либо переменный напряжением 50 В.

Полуавтоматы

   Данный вид сварочного оборудования позволяет не только существенно уменьшить временные затраты при выполнении различных сварочных операций, но и добиться более качественного провара. Шов получается сплошным – так как постоянно менять электроды не нужно. Полуавтоматическая техника предназначена для сварки в газовой среде (газ может быть как инертным, так и активным). Название «полуавтомат» подразумевает то, что сплошная электродная проволока подается автоматически к электрической дуге. Полуавтоматический «комплект» включает в себя источник тока (трансформатор/выпрямитель/инвертор), блок подачи проволоки, газовый баллон, электрические кабели, газовые шланги и горелку. То, какой газ применяется, зависит от вида металла, с которым работают. В качестве активного газа может выступать азот, кислород либо углекислый газ, в качестве инертного – гелий либо аргон. Чаще используются их смеси. Из баллона к горелке газ подходит по несущим патрубкам, а из горелки подается непосредственно к электродуге. Преимущество сварки «с газом» в том, что он дополнительно защищает сварную ванну от негативного действия газового состава воздуха окружающей среды, а также стабилизирует саму электрическую дугу и придает определенные химические свойства сварному шву. 

   Через горелку автоматическим образом непрерывно подается проволока, заменяющая в данном случае штучный электрод. Подбирая соответствующим образом сочетание смесей газов и различных видов электродной проволоки можно изменять в нужном направлении свойства сварной ванны. Очень хороши полуавтоматы, источник тока которых позволяет варить не только обыкновенной стальной проволокой, но специальной порошковой (или самозащитной). Ее отличительная особенность в том, что внутри внешней стальной оболочки имеется сердечник, состоящий из разного по химсоставу флюса. Когда такая порошковая проволока загорается, то образуется облако газа, которое выполняет роль газа, подающегося из баллона при сварке простой проволокой. Эффект тот же самый – сварная ванна защищается от окисления воздухом, активные компоненты сердечника придают металлу нужные свойства, электрическая дуга горит намного стабильнее. Только вот газового баллона, шлангов и горелки уже не требуется. 

   При необходимости можно приобрести и универсальную полуавтоматическую модификацию, которая рассчитана как на работу с применением газов, так и проволоки самозащитного типа. Механизмы, отвечающие за подачу проволоки, бывают как интегрированными в корпус агрегата, так и отдельными. Каждой разновидностью может оказаться удобнее варить в различных условиях. Такие подающие системы по количеству роликов производятся как двух-, так и четырехроликовые. Различными по форме и способу установки могут быть и сами ролики – это зависит от того, какая разновидность проволоки «загружается» в подающий блок: порошковая, медная, алюминиевая, стальная и др. Проволока подбирается по типу и диаметру с зависимости от вида и толщины свариваемого металла. 

   Настройка и регулирование внешних параметров может осуществляться как в автономном режиме (в частности – с использованием электронных систем), так и ручным способом, когда за процессами следит сам оператор. Сварочники MIG-MAG (работающие с применением активного/инертного газа) отличаются очень высокой производительностью и обеспечивают отличное качество шва при работе с любыми видами металлов и их сплавами (в том числе – с разнородными), а также с тонкостенными заготовками и деталями толщиной свыше двадцати миллиметров. Из недостатков полуавтоматов можно выделить большие потери на угар и разбрызгивание металла сварной ванны. 

Подогрев и термическая обработка

При сварке стали, которая склонна к образованию закалочных структур, резкое охлаждение шва приводит к повышению внутренних напряжений и образованию трещин. Предварительный подогрев поверхности позволяет снизить разность температур и регулировать скорость охлаждения соединяемых деталей. При выполнении работ в условиях низких температур, предварительный подогрев – обязательная процедура даже для низкоуглеродистых сортов стали.

Для снятия внутренних напряжений используют различные методы термической обработки – полный или низкотемпературный отжиг, а также нормализацию.

Плюсы и минусы ручной сварки

Если вы намерены купить сварочное оборудование, обратите внимание на тот факт, что стоимость такой продукции напрямую зависит от опций и функциональных возможностей. Среди основных функций, которые предусмотрены в моделях ручного типа, выделяют такие:

1. Возможность проводить сварку во всех пространственных направлениях.
2. Сварка элементов в труднодоступных местах.
3. Возможность относительно быстро поменять свариваемый материал.
4. Обработка различных видов стали, что связано с наличием обширного спектра выпускаемых электродов.
5. Простота в уходе и эксплуатации. Освоить такое оборудование может любой желающий человек.
6. Простота транспортировки. За счёт компактных габаритов подобные приборы очень легко транспортируются.

Что касается слабых сторон, то они представлены следующими минусами:

1. Ряд вредных условий, которые возникают в процессе сварки.
2. Вероятность низкого качества конечного изделия при недостаточной квалификации оператора.
3. Низкий коэффициент полезного действия и относительно небольшая производительность, если сравнивать систему с другими сварочными решениями.

Однако, если ответственно подойти к вопросу изучения определенных навыков, вы сможете успешно проводить множество важных мероприятий для своей дачи, гаража или загородного особняка. Как только вы разберетесь с основными принципами технологии дуговой сварки, это откроет вам широкое поле для реализации своей фантазии.

https://youtube.com/watch?v=eNo05v10ToM

Процедура выполнения дуговой сварки

Технология ручной дуговой сварки состоит из следующих основных операций

• Подготовка заготовок и оборудования. Свариваемые поверхности необходимо тщательно очистить от ржавчины, остатков старой краски и других жидких и твердых загрязнений. Очистку проводят механическим и химическим способом. Заготовки размещают на или на полу так, чтобы зазор между соединяемыми деталями был минимальным, и фиксируют струбцинами и другими приспособлениями. Один провод от сварочного аппарата присоединяют к детали, другой к держателю электрода.
• Розжиг дуги. Подают напряжение на электрод и подносят его к заготовкам, кратким касанием и отведением на 3 мм разжигают дугу. Ручная дуговая сварка началась.
• Выполнение шва. Держатель ведут вдоль линии сварочного соединения с постоянной скоростью, сохраняя расстояние до детали. По окончании операции напряжение отключают.
• Завершающие операции. Производится зачистка соединения от окалины и неровностей, крепления с деталей снимаются, и они предаются на дальнейшие операции.

Процесс дуговой сварки

В зависимости от особенностей изготавливаемой конструкции и соединяемых материалов, в технологию дуговой сварки могут включаться и другие операции, такие, как предварительный нагрев заготовок, подача защитного газа и другие. Но в любом случае ручная сварка требует от сварщика точного глазомера, хорошей координации движений и твердой руки.