Спорить с тем, что сварка является самым надежным видом соединения металлических деталей, не станет никто. Этот метод используют в промышленности, в строительной сфере, во время ремонта или возведения жилья собственными силами. Необходимость в сварке может возникнуть не только в частном доме, но и в квартире. Сварочный аппарат нельзя назвать простейшим инструментом, поэтому многим хозяевам для таких работ приходится нанимать специалистов. Однако если есть желание «расширить горизонты», и время для этого, то можно самим научиться управляться с оборудованием. Только прежде надо понять, как работает устройство, узнать, как пользоваться сварочным аппаратом, какие модели приборов предлагает рынок, а также об особенностях обращения с ними.
Основы основ: что надо твердо знать?
Как пользоваться сварочным аппаратом — далеко не первый пункт, который следует рассмотреть при знакомстве с новой и пока не совсем понятной работой. Сначала рекомендуют изучить технику безопасности, затем узнать, какие условия нужно обеспечить для беспроблемной работы с оборудованием. Эти знания не менее важны: именно от того, насколько хорошо они усвоены, будет зависеть безопасность мастера-сварщика.
- Предварительное ознакомление с инструкцией к сварочному аппарату — этап обязательный.
- Рабочее место должно быть правильно подготовлено: с него убирают все легковоспламеняемые материалы.
- Постоянный доступ свежего воздуха — условие обязательное. Все средства для тушения пожара обязаны располагаться в непосредственной близости от сварщика в том случае, если у агрегата отсутствует защита от тока.
Правила эти понятны, а требования логичны, поэтому запомнить их труда не составляет. Создание таких условий даст уверенность в том, что работа сможет стать безопасной и где-то даже приятной. Впрочем, как и любое новое начинание.
Что такое электросварка?
Сварка не зря относится к самым надежным соединениям материалов: детали или куски материала не просто соединяются, они становятся одним целым, так как сплавляются воедино. Такое превращение обеспечивает высокая температура.
Большая часть сварочных аппаратов в своей работе использует электрическую дугу. Благодаря ей металл в зоне воздействия разогревается, причем участок этот имеет небольшую площадь. Поскольку в процессе участвует электрическая дуга, такую сварку называют электродуговой.
Разновидности электросварки
Метод сварки зависит от того, с помощью какого тока образовывается электрическая дуга — переменного или постоянного. В первом случае речь идет о сварочных трансформаторах, во втором — об одной их разновидности и об относительной новинке, об инверторе. Работа в том и другом случае имеет свои особенности, с которыми будущим мастерам необходимо познакомиться, чтобы точно представлять, как пользоваться сварочным аппаратом.
Сварочные трансформаторы
Работа с ними — наиболее сложный вариант из-за переменного тока, которому свойственны «неприличные» скачки напряжения. Они приводят к тому, что шов получается далеким от идеала. Неудобен и сам аппарат, из-за трансформатора он большой, довольно тяжелый. Шумность его считается большим минусом. Громкие звуки издает не только трансформатор, к нему присоединяется дуга.
Есть у этого сварочного оборудования и еще один недостаток — негативное влияние на электросеть. Значительные скачки напряжения при работе с ним обычное дело, однако соседи в многоквартирном доме вряд ли обрадуются появлению такого опасного «жильца». Да и хозяевам будет постоянно грозить выход из строя бытовой техники. Защиты от поражения током агрегаты не имеют.
Существует еще один вид аппаратов на основе трансформаторов. Они работают с постоянным током, их называют сварочными выпрямителями. Преимущества таких приборов — более высокое качество сварных швов, надежность, долговечность и ремонтопригодность. Однако минусы трансформаторных переменных «коллег» им тоже свойственны: это немалый вес, габариты, отсутствие защиты (чаще всего).
Инверторное оборудование
Оно — фаворит. Эти аппараты, как правило, работают от электросети в 220 вольт, но есть модели, предназначенные для трехфазной сети. Громоздкий трансформатор в них заменяет небольшая плата с полупроводниками. Переменный ток инверторы сначала преобразуют в высокочастотные колебания, потом — в постоянный. Данные агрегаты не оказывают «дурного» влияния на напряжение, они имеют большое количество настроек, а также защиту от поражения током.
В отличие от трансформаторных агрегатов, работа этого оборудования, наоборот, практически бесшумна, поэтому соседей инверторная сварка не побеспокоит. К тому же инверторы имеют небольшой вес (3-8 кг) и такие же скромные габариты. Поскольку дуга здесь образуется за счет постоянного тока, она «ведет себя» спокойно, гораздо легче перемещается и контролируется.
КПД инверторных аппаратов — 85-90%. Так как электричество не используется для нагрева трансформаторной обмотки, потребление энергии этими приборами ниже. Однако надо знать, что чем больше диаметр электрода, тем выше ее расход.
Оптимальный выбор
Поскольку недостатков у аппаратов на основе трансформаторов немало, их используют все реже, особенно модели, работающие с переменным током. Бесшумность, практичность, удобство, возможность проводить сварку в квартире и относительная простота работы — те причины, по которым инверторные аппараты довольно быстро завоевали популярность.
Поэтому данное оборудование — идеальное решение для новичков, которые пока не в курсе, но хотят узнать, как пользоваться сварочным аппаратом. Минусы инверторов тоже надо знать. Это относительная ненадежность и довольно сложный ремонт, требующий помощи профессионала в области радиоэлектроники.
Технология сварки
Чтобы обеспечить образование электрической дуги, надо иметь два токопроводящих элемента, у которых противоположный заряд. Первый — деталь из металла, второй — электрод. Последние — металлические сердечники, имеющие защитное покрытие. Помимо изделий из металла используются угольные и графитовые сварочные электроды. Но их «сфера деятельности» другая, поэтому о них знать новичкам необязательно, по крайней мере, пока — на этапе знакомства с понятием «сварка».
При контакте металла и электрода возникает электрическая дуга, после ее направления на участок работы в том месте начинает расплавляться металл. Одновременно с ним плавится стержень электрода, частички «его металла» переносятся дугой в зону плавления. Она называется сварной или сварочной «ванной».
Во время этого процесса свою роль играет защитное покрытие электрода. Он плавится, часть испаряется, образуя некоторое количество газов. Они тоже выполняют важную функцию, являясь защитой металла сварной ванны от контакта с кислородом. Состав газов зависит от вида покрытия. Расплавленный шлак (или шлаковая ванна) также является дополнительной защитой металла, он помогает сохранить необходимую температуру. Чтобы работа была эффективной, нужно следить за количеством шлака: его должно быть достаточно для защиты сварной ванны.
Главное условие для получения сварного шва — движение ванны, которое обеспечивают постоянным перемещением электрода с определенной скоростью. Это и есть главная особенность сварки, но она не единственная. Мастеру придется опытным путем подбирать параметры тока и угол наклона электрода. Эти характеристики зависят только от типа соединения, который он хочет получить в результате операции.
Когда металл остывает, шлак на его поверхности превращается в корку, также защищающую участок работ от взаимодействия с кислородом. После полного остывания соединения ее оббивают небольшим молотком. Этот этап требует защитной экипировки — специальных очков, так как осколки шлака будут разлетаться во все стороны.
Как пользоваться сварочным аппаратом?
Потенциально опасное оборудование требует предварительной подготовки рабочего места и самого мастера-сварщика, потому что очень велика вероятность получить электрическую травму или ожоги. Для первого знакомства с работой оборудования рекомендуют брать толстые куски металла: для практики это наилучшее решение.
Помимо сварочного аппарата необходимо приобрести маску сварщика и толстые перчатки-краги. Чтобы уберечься от ожогов, нужна плотная одежда и обувь, изготовленная из толстой кожи, с такой же подошвой. Еще потребуется молоток и щетка из металла. Она понадобится для удаления шлаковой корки. Для этого этапа необходимы защитные очки.
Защитный комплект сварщика не единственное требование. В будущем мастеру понадобится рабочий стол, имеющий большую площадь для свободного расположения всех заготовок. Не менее важно обеспечить идеальное освещение. Деревянный настил нужен в том случае, если оборудование не имеет защиты от поражения током.
Подключение электрода
Чтобы первый опыт стал удачным, советуют приобрести универсальный электрод, имеющий диаметр 3,2 мм. Они дороже, но главная причина такого выбора — более простая работа. После ознакомления с особенностями операции, получения первых навыков можно перейти на более дешевые изделия.
Электрод вставляют в держатель, который зафиксирован на сварочном кабеле. Есть два вида креплений — винтовые и пружинные. В первом случае ручку раскручивают, устанавливают электрод, а затем его зажимают таким образом, чтобы полностью исключить даже малейшее движение. Если держатель пружинный, то достаточно нажать на клавишу, располагающуюся на ручке, а потом вставить элемент в появившееся гнездо. После установки электрода кабели можно подключать к оборудованию.
На инверторном аппарате есть два выхода — отрицательный и положительный. Кабелей тоже два. На конце одного из них находится зажим-фиксатор, его присоединяют к металлической детали. Второй оборудован держателем для электрода. Влияние на подключение оказывает тип сварочных работ.
Для инверторов чаще используют прямую полярность: минус подключают на электрод, плюс — на деталь. Однако есть исключения, первый пример — сварка нержавеющей стали. В этом случаи используется обратная полярность: плюс идет на электрод, минус — на металлический элемент.
Преимущество прямой полярности — максимальное нагревание металла, а именно лучший нагрев соединений требуется в большинстве случаев. Электроны при таком методе движутся от отрицательного полюса к положительному (от электрода к детали), дополнительно передавая металлу тепловую энергию, повышая температуру.
Как зажигают дугу?
Это следующая операция, которая является частью ответа на вопрос, как пользоваться сварочным аппаратом. Появляется электрическая дуга при соприкосновении электрода и металла. Осуществить этот контакт можно двумя способами.
- Чирканье — проведение электродом вдоль шва. В этом случае важно не прикладывать чрезмерные усилия, чтобы не оставить след от прибора.
- Постукивание. В этом случае достаточно несколько раз стукнуть по металлу свободным кончиком электрода.
Работа с новым электродом максимально проста. Поскольку его кончик оголен, контакту ничего не мешает, он происходит очень легко. На стержне «бывалого» элемента уже есть помеха — слой из защитного покрытия, толщина его — несколько миллиметров. Его отбивают, аккуратно постукивая по детали.
Какой из способов выбрать мастеру? Тот, который покажется наиболее удобным. Чтобы узнать предпочтительный вариант (для себя), надо взять толстый кусок металла и потренироваться в зажигании дуги, используя оба метода.
Немного о дуге и наклоне электрода
На качество шва неизменно влияет расстояние от электрода до поверхности металла. Существует три вида электрической дуги.
- Короткая. Ее примерная длина — 1 мм. В этом случае участок разогрева получается небольшим, в шов выпуклым. Однако есть вероятность образования дефекта, который называют «подрезом». Это канавки, образующиеся на металле по краям сварного шва. Они делают соединение ненадежным.
- Нормальная — от 2 до 3 мм. Это идеальное расстояние для первых опытов. Данная длина дуги гарантирует высокое качество шва и его хорошие «внешние данные».
- Длинная — более 3 мм. Это худший вариант, поскольку возникают проблемы с поддержкой стабильности, качеством прогрева, а значит, и работы в целом.
Основное рабочее положение прибора — небольшой наклон в сторону сварщика. Угол составляет 30-60°, только этот диапазон считается корректным, но в труднодоступных местах мастера используют прямой угол. Точный показатель выбирают в зависимости от параметров тока, от типа сварного шва. Как правило, главным ориентиром является состояние сварной ванны.
Техника ручной сварки предполагает два положения электрода — углом назад и углом вперед. Основное — первое положение: в этом случае сварная ванна и шлак следуют за кончиком электрода. Оптимальный угол наклона подбирают таким образом, чтобы шлак успевал закрывать расплавленный металл. Отличие «угла назад» — качественный, глубокий прогрев. Угол вперед, наоборот, используют в том случае, если сильно металл разогревать не требуется. При изменении угла на противоположный сварная ванна и шов «послушно» следуют за электродом, глубина прогрева минимальна.
Как нужно двигать электрод?
Ответ на вопрос, как пользоваться сварочным аппаратом, рано или чуть позднее, узнает тот, кто будет часто практиковаться. Если говорить о движениях электрода, то для постоянного контроля сварной ванны его необходимо держать на определенном расстоянии от металла: оно составляет всего 2-3 мм (нормальная длина дуги). Помимо контроля состояния сварной «емкости» следят за ее размером. Данные задачи нельзя назвать легкими, так как сварщику приходиться одновременно делать сразу несколько операций:
- передвигать электрод по требуемой траектории;
- опускать его ниже, но соблюдать расстояние 2-3 мм;
- держать под контролем состояние, размер сварной ванны;
- непрерывно контролировать точность направления сварного шва.
Что касается движения кончика электрода, то вариантов перемещения существует достаточно много. В этом можно убедиться, взглянув на рисунок. Все из них запоминать и использовать не придется. Обычно ограничиваются двумя-тремя способами, которые подходят для любых соединений, металлов и швов.
Именно для практики начинающему сварщику будет нужен толстый кусок металла. В этом случае речь идет не о швах, а о валиках. На вопрос о том, почему надо тренироваться на «подушках», можно ответить так: это самый лучший способ познакомиться с движениями электрода, отработать их, а также научиться держать под контролем расстояние между элементами. Но нельзя забывать, что придется постоянно следить за ванной — как за ее размерами, так и за состоянием.
Как происходит такая тренировка? Берут кусок толстого металла, на нем мелом чертят ровную линию, на которой будут создавать валик. Затем разжигают дугу, начинают практиковать движения, одновременно следя за состоянием ванны. Естественно, никто не овладеет техникой филигранно ни с первого, ни с десятого раза. Однако постепенно навыки выработаются. Со временем валик будет становиться все аккуратнее. Когда размеры всех изделий станут получаться практически одинаковыми, можно переходить к соединению металлических деталей.
Как сваривают металлические заготовки?
Это еще не все, так как пользоваться сварочным аппаратом еще не означает умения соединять части металла друг с другом. Такая работа имеет свои особенности, самой неприятной из них является «непредсказуемое поведение» металлических деталей. Дело в том, что сварной шов всегда тянет соединяемые элементы, поэтому результатом может стать брак — перекосившееся изделие либо конструкция.
Вообще, первой операцией является подготовка деталей перед сваркой. Основные этапы: очистка от любых загрязнений и покрытий, подготовка кромок и обезжиривание. С целью не допустить возможной (и вполне реальной) деформации используют предварительную операцию — соединение металлических заготовок прихватками. Это короткие швы, которые, в зависимости от размеров рабочего участка, могут иметь различную длину и шаг. Если приводить средние значения, то расстояние между «точками» находится в пределах 80-250 мм.
Перед такой подготовкой соединяемые детали жестко фиксируют специальными приспособлениями. Самый простой, знакомый пример — струбцины. Эти мини-швы «накладывают» со стороны, противоположной основному соединению. При сварке стыков — сразу с двух сторон, для компенсации напряжений. После такой подготовки приступают к основной работе.
Выбор правильного тока
Это еще один вопрос, но ответ на него достаточно прост. На этот параметр влияет диаметр электрода, а также толщина соединяемых заготовок. Эту зависимость величины силы тока от размеров прибора и заготовок можно рассмотреть в таблице.
О некоторых вещах достаточно легко рассказать, другие ответы на вопросы требуют наглядных примеров. Говорят, что для знакомства со сваркой один час практики лучше, чем день теории. Чтобы узнать, как пользоваться сварочным аппаратом, лучше всего в дополнение посмотреть видео, посвященное этой теме:
