Электродуговая сварка: ГОСТ, технология

Электродуговая сварка – высокотехнологический способ обработки металла, который позволяет эффективным методом работать с толстыми металлическими конструкциями.

Именно такой вид сварки используют при монтаже различных металлических изделий, а в домашних делах она по сегодняшний день просто великолепный помощник.

Естественно, что характер сварного шва находится в зависимости как от качества изделия, так и от квалификационных данных самого исполнителя. Но если к металлоконструкции не предъявляются особенные требования, то сварное дело может постигнуть даже человек без большого опыта работы. А появившееся недавно современное инверторное оборудование значительно упрощает работу по сварке изделий.

Безопасность работ

Перед тем как разбираться, что такое электродуговая сварка металлов и как ее выполнять, следует подумать от безопасности проведения работ со сварочным оборудованием. Большая часть новичков не обращает внимания на режим техники безопасности, что приводит к неприятным и тяжелым последствиям.

- Самым важным является электробезопасность. Необходимо следить за внешним видом силового кабеля, чтобы изоляция была в надлежащем виде. Нельзя работать во время дождя или при влажной погоде.

- При сварочных работах следует использовать индивидуальные средства предохранения. Особенно это касается глаз. Ведь электродуговая сварка выделяет много ультрафиолета, что вредно для зрения. Поэтому в работе надо использовать специальный щиток с темным стеклом.

- Одежда сварщика должна быть из плотной ткани, так как шлак и расплавленный металл, попадая на открытые участки тела, часто оставляют сильные ожоги, которые долго заживают.

Техника исполнения работ

Сварка осуществляется благодаря тепловой энергии, которую производит электрическая дуга, появляющаяся между горелкой и металлом. Для вырабатывания дуги используют специальные электроды, которые расплавляют кромку изделия и соединяют расплавленный металл, образуя сварочный шов.

Сами электроды для электродуговой сварки состоят из проволоки определенной толщины, на которую сверху нанесено специальное покрытие. Каждый металл и различные режимы работы требуют применения особенных марок электродов. Чаще всего используются марки ЭПС, УОНИ, ЦМ и УП.

Сварочный аппарат

Главное снаряжение, которым пользуется сварщик, называется сварочным трансформатором. В его задачу входит снижение напряжения, которое влияет на усиление силы тока, достаточного для плавки металла.

Аппарат электродуговой сварки может быть «домашним», для применения в бытовых условиях с подключением к одной фазе, и промышленным, обладающим большой мощностью, который подключается к трем фазам. Также сварочное оборудование делится на вырабатывающее постоянный ток и на преобразующее постоянное напряжение (трансформаторы).

В домашнем быту специалисты рекомендуют иметь сварочный инвертор, который хоть и дороже обычных аппаратов, зато имеет ряд положительных сторон:

1. Небольшой вес.

2. Устойчивость к величине силы тока и выходного напряжения, что, в свою очередь, влияет на качество электрической дуги, практически не зависящее от скачков напряжений в сети.

3. Простота и легкость в работе на высоте.

ГОСТ: сварка ручная электродуговая

Те, кто профессионально занимаются сварными делами, знают, что существуют специально разработанные стандарты сварки металлов, типов соединений, работ с алюминием, качества электродов и так далее. Для более эффективной работы нужно придерживаться этих правил. Например, ГОСТ 5264-80 отвечает за методы соединительных сварных швов металлических конструкций: прямой шов, скошенный или скошенный с замком.

Чем еще регламентируется электродуговая сварка? ГОСТ 14771-76 вводит правила варки в защитных газах. Бывают и другие ГОСТы, регулирующие методы работ с электросваркой. В промышленности и на производствах к этим стандартам относятся серьезно и требовательно. Каждый сварщик, работающий на предприятии, должен знать все ГОСТы и по возможности их применять.

При выполнении домашних работ придерживаться этих стандартов необязательно, но желательно иметь о них хотя бы общее представление. Для примера можно привести ГОСТ (сварка ручная электродуговая) под номером 26-291-79, который устанавливает правила использования электродов определенных марок и толщины для сварки тех или иных металлов и конструкций из них.

Те же стандарты описывают основные сварочные соединения:

- Внахлест, когда одна деталь немного накрывает другую.

- Встык – оба объекта состыковываются друг с другом на одной плоскости.

- Соединение углом.

- Торцовая варка в виде буквы «Т».

Технология электродуговой сварки

Техника ручной сварки состоит в следующем: создание дуги и удержание ее в определенном месте, передвижение электрода и образование сварного шва. Дуга может появляться двумя способами:

1. Недолгим касанием (ударом) электрода по металлической поверхности.

2. Скольжением электрода по металлу в виде чирканья спичками.

После того как появилась дуга, горелку немного отводят для устойчивой поддержки горения. Исходя из режима сварки, электрод отводят на расстояние, равное 0,5-1 его диаметра.

Перемещение электрода

Чтобы получались качественные швы электродуговой сварки, надлежит двигать электроды в трех позициях:

- Небольшое поступательное движение, при котором электрод то отдаляется, то приближается к поверхности свариваемого материала.

- Передвижение электрода вдоль оси шва детали. Это перемещение считается основным в сварочных работах. Скорость движения может быть медленной или быстрой, в зависимости от режима работы, силы тока, а также от типа шва.

- Электрод перемещают поперек оси шва. Таким образом соединяются детали металлическим валиком.

Высокая квалификация и профессионализм сварщика обуславливают то, насколько четко и уверенно он может держать дугу, а также его умение совершать все три способа ведения электрода.

Режимы сварных работ

Чтобы узнать силу тока, необходимую для сварки, необходимо определиться, какой тип шва планируется делать и какого диаметра электрод употребляется в работе:

- При налаживании нижнего шва ток для электрода в три миллиметра должен быть 75-100 А, а для пяти миллиметров – 160-180 А.

- При отвесном монтаже необходимо снизить силу тока для тех же электродов до 80 А и до 150 А соответственно.

- Верхние швы, называемые потолочными, накладываются 3-4-миллиметровыми электродами, сила тока которых не должна быть меньше 70 А и больше 100 А.

Нюансы сварочных работ

Электродуговая сварка может преобразовывать электрическую энергию в тепловую. И это ее главная особенность. Дуга нагревается до температуры в 6000-8000 градусов по Цельсию, что дает возможность расплавлять практический любой металл или сплав. Сама дуга окружена ореолом. На поверхности электрода температура несколько снижается и составляет около 4000 градусов по Цельсию.

Во время сварки на поверхности детали формируется ванна раскаленного и расплавленного металла с небольшой ямкой. При этом дуга имеет длину 2-6 мм. Это нормальное рабочее расстояние почти для всех видов бытовых и некоторых промышленных сварных работ.

Сварку выполняют короткой дугой, так как при длинной дуге начинается сильное разбрызгивание, шов прерывается и происходит плохая спайка металла.

Если работы ведутся угольным электродом, то длина электрической дуги может быть порядка 20 миллиметров.

Как уже говорилось, электродуговая сварка может использовать переменный или постоянный ток. При переменном токе электрическая дуга слаба и неустойчива. Для улучшения ее качества увеличивают силу тока. Поэтому необходимо следить за напряжением при варке определенных изделий. Например, если сваривают мелкие детали, то есть опасность их прожечь.

При постоянном токе дуга стабильна, что позволяет сваривать мелкие и тонкие металлоконструкции.

Базовые правила сваривания труб

Электродуговая сварка труб позволяет работать с трубным материалом диаметром 5-120 см и толщиной стенок от 3 до 25 мм.

Стыки труб свариваются несколькими швами. После каждого прохождения обязательно производят зачистку поверхности прошлого шва от наслоения шлака.

Трубы, чей диаметр меньше 22 см, сваривает один рабочий. При этом толщина стенок не имеет значения. Но если изделие превышает обозначенный диаметр, то сварные работы ведут вместе два сварщика.

Процесс варки происходит как можно меньшей дугой, чтобы не нарушить структуру и качество шва. Сам шов обязан перекрывать линию соединения на пару миллиметров в каждую сторону. При этом, чем толще стенки труб, тем больше швов необходимо наложить. Специалисты, работающие сварщиками в нефтяных и газовых компаниях, знают, что:

- при толщине стенок до 6 мм – количество шовных слоев – 2;

- 7-11 мм – 3 слоя;

- 12-14 мм – 4 слоя.

И так далее. При максимальной толщине трубы количество швов достигает семи. Основной, начальный шов ведется электродом, чей диаметр должен быть 3 мм.

Особенности существующих сварных материалов

Чугунные изделия

Сварка чугунных деталей — трудоемкий процесс из-за химического состава чугуна и его особенностей. Какой-то определенной технологии работы с чугуном нет, так как различная структура этого материала требует к себе разных подходов. Однако все существующие способы работы с этим металлом делят на два вида: горячую сварку, когда объект нагревают, а потом дают остыть, и холодную – изделие предварительно не разогревают, но варят специально предназначенными для чугуна электродами.

Цветные металлы и их сплавы

Изделия из этих элементов, особенно алюминия, массово применяются для запчастей в автотранспорте. Однако медные, латунные и бронзовые поверхности свариваются трудно, так как эти металлы обладают в расплавленном состоянии большой текучестью, они быстро поглощают кислород и окисляются. В зоне сварки такие металлы изменяют свою структуру.

Специалисты советуют работать с цветметаллом электродами марки МН-5 и ОЗБ-1, а также угольным электродом при постоянной силе тока.

Также многие сварщики при работе с латунью и медью используют прутья, содержащие цинк. Его испарения помогают быстрее остывать поверхности свариваемого материала и улучшают качество шва. Но в процессе работы цинк выделяет ядовитые газы, поэтому при работе с ним необходимо надевать маску или респиратор.

Алюминий

Этот металл нагревается при низких температурах. Так, чистый алюминий начинает плавиться при температуре 660⁰С, а его сплавы – при 2000⁰С. Потому для работы с ним вместо стандартных электродов используют проволоку, которая похожа по своему составу с алюминием. Например, электроды для алюминия ОЗА-1 и ОЗА-2 часто используют на предприятиях и в тяжелой промышленности для сварки автомобильных деталей.

Вывод

Аппарат для ручной электрической сварки – полезная вещь не только на производстве, но и в домашних делах. Практически любую металлоконструкцию можно сварить собственными силами дома, если прислушиваться к советам специалистов и иметь базовые знания и навыки по работе с электродуговой сваркой.

Самым важным элементом при работе на сварочном оборудовании является соблюдение техники безопасности, так как научиться варить металл можно даже методом проб и ошибок, но экспериментировать с собственным здоровьем не следует.