• Моск.обл., Люберецкий р-н., пос. Томилино
  • Красота - наше призвание!

О сварке

Сварочная студия «Белка» была создана в 2015 году, за это время мы накопили отличный опыт качественной сварки металлов. Наша студия имеет собственное производственное помещение и оборудована всем самым необходимым оборудованием профессионального класса для сварки и работ по металлообработке. Мы можем предложить сварку в цеху и на выезде таких видов сварки, как ручная дуговая сварка, сварка полуавтоматом, аргонодуговая сварка, плазменная резка.

В этой статье мы постараемся привести основные (далеко не все) данные по процессу электрической сварки и связанные с этим процессом расходные материалы, основные понятия и многое-многое другое.

Меню раздела

    1. Что такое сварка, её применение
    2. Назначение сварки
    3. История изобретения сварки
    4. Преимущества сварки перед клёпкой и литьем
    5. Основные понятия в сварке плюс немного сварочного жаргона
    6. Способы сварки
    7. Дуговая сварка
    8. Электроды для сварки
    9. Режимы сварки
    10. Подготовка металла под сварку
    11. Виды напряжений на дуге
    12. Виды сварочных соединений
    13. Классификация сварочных швов
    14. Свариваемость
    15. Сталь
    16. Чугун
    17. Деформации при сварке
    18. Причины деформаций
    19. Меры борьбы со сварочными деформациями
    20. Контроль дефекта сварочных швов

Что такое сварка, её применение
Сварка – средство соединения отдельных частей, деталей при изготовлении машин, сооружений и деталей из металла.
Определение слова «Сварка» — это процесс получения неразъёмного соединения металлических частей путём местного нагрева при помощи электрического тока.

Наверх

Назначение сварки:
— соединение металлических деталей;
— наплавка металла на поверхности изделий и деталей;
— ремонт машин, узлов и деталей;
— резка металла и прочее.

Наверх

История изобретения сварки:
В 1802 году российский ученый Васи́лий Влади́мирович Петро́в (физик-экспериментатор, электротехник-самоучка) впервые зарегистрировал явление электрической дуги и описал его следующими словами: «белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются, и от которого тёмный покой довольно ясно освещён быть может»
В 1803 году он же опубликовал книгу «Известия о гальвани-вольтовых опытах…», где описал процессы, которые могут быть применены для освещения, электрической сварки и пайки металлов.
Сварка была изобретена и запатентована (в Германии, Франции, России, Италии, Англии, США и других странах) в 1882 российским ученым Никола́ем Никола́евичем Бенардо́с. Он применял угольные электроды для соединения металла, а назвал свой метод «электрогефестом».
В 1888 году российский изобретатель Славянов Николай Григорьевич первый в Мире применил сварку под флюсом. В1893 год на Всемирной выставке в Чикаго Славянову Н.Г. вручили золотую медаль за способ электросварки под слоем толчёного стекла.
В 1905 году Владимир Фёдорович Миткевич первый в Мире предложил применять трёхфазную дугу для сварки металлов.
В 1932 год — Константи́н Константи́нович Хренов первый в мире Советском Союзе осуществил процесс дуговой сварки под водой.
В 1939 год — Евге́ний Оскарович Пато́н разработал технологию автоматической сварки под флюсом, сварочные флюсы и головки для автоматической сварки, электросварные башни танков, электросварной мост.

Наверх

Преимущества сварки перед клёпкой и литьем:
25% экономия металла в сравнении с клёпкой
50% экономия металла в сравнении с литьём

Наверх

Основные понятия в сварке плюс немного сварочного жаргона:

  • Ручник = ручная дуговая сварка покрытым электродом.
  • Сварной = сварщик.
  • Аргон = ручная аргоно-дуговая сварка (РАДС) в среде защитного газа – аргона или наименование газа.
  • Полуавтомат – аппарат для полуавтоматической сварки.
  • Шиток (маска) = маска сварщика = сварочная маска = сварочный шлем = сварочный щиток.
  • Люминь = алюминий.
  • Нержа = нержавейка.
  • Присадка=пруток.
  • Стык.
  • Контроль «под рентген» (светить стык).
  • Контроль «под УЗИ» (УЗК).
  • ТИГ (TIG — Tungsten (вольфрам) Inert(инертный) Gas(газ)) — ручная аргоно-дуговая сварка
  • (РАДС) в среде защитного инертного газа.
  • РД/ РДС (ММА — Manual (ручная) Metal (металл) Arc(дуга)) –ручная дуговая сварка покрытым электродом.
  • ПА (MIG/MAG — Metal Inert(инертный)/Active(активный) Gas(газ) — полуавтоматическая сварка.
  • Вольфрам = вольфрамовый электрод.

Наверх

Способы сварки:
1. Плавлением:
1.1. Электродуговая ручная сварка (ММА/РД/РДС);
1.2. Полуавтоматическая сварка (ПА или MIG/MAG);
1.3. Автоматическая сварка;
1.4. ТИГ/TIG/РАДС — ручная аргоно-дуговая сварка в среде защитного инертного газа;
1.5. Газовая сварка – сварка автогеном.
2. Давлением (контактная сварка)
2.1 Стыковая;
2.2. Роликовая;
2.3. Точечная;
2.4. Трением.

Наверх

Дуговая сварка – это процесс, при котором электрический ток по одному проводу проводится к свариваемому металлу, а по второму в электродержателю с электроду. При контакте электрода с металлом образуется электрическая дуга. Между электродом и металлом по средством электрической дуги металл расплавляется, соединяется и происходит сварка.

Наверх

Электрическая дуга и её свойства.
Источники электрического тока имеют два полиса:
Положительный (плюс/анод)
Отрицательный (минус/катод)
Когда сближаются два полиса (плюс и минус), то между ними образуется искра. Поэтому электрическая дуга – процесс длительного разряда между проводниками, двумя полисами, плюсом и минусом, анодом и катодом.
Электрическая дуга даёт яркий свет и выделяет много тепла. При сварке температура на положительный (плюс/анод) полисе – 2600 град.Цельсия, а на отрицательном (минус/катод) полюсе — 2400 град.Цельсия. Температура в центре сварочного столба — 6000 град.Цельсия. При сварке 60-70% тепла идёт на расплавление металл, остальные 30-40% рассеивается в пространстве и является потерей.
Возбуждение и горение дуги. При возбуждении/зажигании дуги электрод приближают к металлу, вызывая короткое замыкание сварочной цепи, тогда конец электрода быстро отводят от металла на расстояние 2-4 мм, возбуждая стабильную электрическую дугу.

Наверх

Сварочная дуга бывает двух видов:
1. Устойчивая (стабильная) – горит равномерно и не требует повторного зажигания.
2. Неустойчивая (нестабильная) – неравномерная, часто обрывается, требует повторного зажигания.

Также сварочная дуга бывает:
1. Короткая – длина дуги менее диаметра электрода, горит равномерно, получается шов высокого качества;
2. Нормальная — длина дуги равно диаметру электрода, горит равномерно, получается шов высокого качества;
3. Длинная — длина дуги более диаметра электрода, получается шов низкого качества.
Полярность при сварке. Нужно знать, что количество тепла для нагревания детали требуется больше чем для плавления электрода.

Наверх

Причины неустойчивой дуги:
-сырые электроды, которые требуют прокалки (режимы прокалки указаны на пачке с электродами);
-неравномерное нанесение обмазки, образуется «козырёк»;
-ржавый металл.

Наверх

Полярность при сварке бывает двух типов:
1. Прямая полярность – отрицательный полис, катод, присоединяют к электроду, а положительный полис, анод, присоединяют к свариваемой детали.
2. Обратная полярность — положительный полис, анод, присоединяют к электроду, а отрицательный полис, катод, присоединяют к свариваемой детали.
Обратная полярность используется в случаях, когда требуется меньшее нагревание свариваемого металла, например, нержавеющая сталь, высоколегированные стали или для некоторых марок электродов (уонии).
Следует отметить, что при сварке переменным током полярности нет.

Наверх

Электроды для сварки:
1. Плавящиеся (марки зависят от марки свариваемого металла)- стальные, чугунные, медные, алюминиевые и прочие.
При автоматической сварке под флюсом или полуавтоматической сварке в среде защитного газа применяют голую проволоку, которая и является электродом.
Металлический электрод – стержень из проволоки определённой марки и размера, покрытый равномерным слоем обмазки.
Электроды имеют название, тип, марку.
Например, тип «Э46» означает сопротивление на разрыв сварочного шва (измеряется в кг/мм2) равно 46 кг/мм2.
Марка: МР-3, АНО-21, ОЗС-12, УОНИ, УОНИИ, ЛБ-52, ЦУ-5 и многие прочие.
Электрод УОНИИ 13/55 для сварки высокоуглеродистых низколегированных сталей.
Диаметры электродов колеблются в пределах 1,6-6 мм.
Обмазка для электродов служит для повышения устойчивости горения дуги, создания защитного слоя и шлака вокруг дуги от окисления кислородом и азотом, а также от окружающего воздуха.
Обмазки электродов могут содержать в своём составе: жидкое стекло, полевой шлак, крахмал, марганцевая руда, ферромарганец, целлюлозу.

Наверх

2. Не плавящиеся (как правило вольфрамовые или угольные). Эти электроды не имеют обмазки, а для защиты дуги применяют защитные газы: инертные газы (аргон или гелий), СО2.
Диаметр этих электродов – 0,8-6 мм.
Многие начинающие сварщики задаются вопросом, какой ток настроить на профиль со стенкой 1,5мм, 2 мм или более. Этот процесс называется выбор оптимального «режима сварки».

Наверх

Режимы сварки зависит от силы тока и диаметра электрода, которые подбираются исходя из толщины металла.
Диаметр электрода подбирается по толщине металла в прямой зависимости, то есть при увеличении толщин металла увеличиваем диаметр электрода и силу тока, например, при толщине металла 2 мм предпочтительно выбирать электрод с диаметром 2 мм и реальным сварочным током порядка 60А.
Исходя из диаметра электрода подбирается соответствующая сила тока, эквивалентная 20-30 Ампер на каждый 1 мм электрода. Например, на электрод, диаметром 2 мм сила тока должна быть от 40 Ампер, на 3 мм электрод – от 60 ампер и т.д.
Следует знать, что дуга даёт проплавление на 2-3 мм вглубь свариваемого изделия.

Наверх

Напряжение на дуге бывает 2х видов:
1. Напряжение холостого хода. В среднем это 50-100 Вольт. Это напряжение на включенном аппарате, на электроде, когда мы не варим.
2. Напряжение при сварке. Такое напряжение «на дуге» в процессе сварки. Обычно это значение в пределах 24-28 Вольт.
Сила тока регулируется на сварочном аппарате и обычно колеблется от 10 ампер и более.

Наверх

Подготовка металла под сварку.
1. Металл кромок зачищают на расстояние более 20 мм от места сварки. Кромки должны быть очищены от любого рода загрязнений, в том числе масла (ГСМ), ржавчины, краски, воды и т.д. и зашлифован до абсолютно чистого металла.
2. Для TIG сварки зачастую свариваемый металл еще обезжиривают.
3. Свариваемые детали при толщине менее 3х мм подгоняют встык без зазора, при толщине 4-8 мм зазор составляет 2-3 мм и варится с 2х сторон, при толщине более 4х мм выполняют еще разделку (угол разделки – 60 градусов) и делают «V»-образное или «Х»-обратное притупление.

Наверх

Виды сварочных соединений:
1. Встык- самое распространённое и самое прочное соединение.
2. Угловое – для изделий без давления, т.к. это соединение без полного провара.
3. Тавровое – применяется в строительстве, при изготовлении конструкций.
4. Нахлёсточное – при максимальной толщине свариваемых деталей не более 12 мм.
5. Кольцевое – разновидность стыкового соединения, применяется для сварки труб.

Наверх

Классификация сварочных швов:
1. По виду соединения:
-стыковые;
-угловые;
-тавровые;
-нахлёсточные.

Наверх

2. По положению в пространстве:
-нижние;
-вертикальные;
-горизонтальные;
-горизонтальные в вертикальной плоскости;
-кольцевые.

Наверх

3. По протяженности:
-сплошной;
-прерывистый;
-цепной;
-шахматный;

Наверх

4. По заполнению сечения:
-однослойный, однопроходный;
-многослойный;
-многослойный, многопроходный;
-двухсторонний.

Наверх

5. По отношению к направлению действующих сил:
-лобовой;
-косой;
-комбинированный;
-фланговый.

Наверх

6.По форме наружной поверхности:
-выпуклый;
-вогнутый;
-плоский.

Наверх

Свариваемость – свойство свариваемых металлов образовывать высококачественное сварочное соединение без дефектов.
Сталь – сплав железа и углерода, где количество углерода менее 2%.
Стали можно разделить на 3 группы:
1. Малоуглеродистые – содержание углерода 0,05%-0,25%. Свариваемость хорошая.
2. Среднеуглеродистые – содержание углерода 0,25%-0,6%. Свариваемость удовлетворительная.
3. Высокоуглеродистые: содержание углерода более 0,6%. Свариваемость ограниченная.
Чем меньше углерода в стали, тем она выше свариваемость.
Чугун — сплав железа и углерода, где количество углерода более 2%. Он плохо сваривается и даёт трещины.

Наверх

Деформации и напряжения при сварке. Методы борьбы с ними.
При нагревании металл расширяется. При остывании – сужается. Напряжения и деформации возникают от неравномерного нагрева. При сварке всегда возникают деформации.

Наверх

Причины деформаций:
1. Неравномерность нагрева;
2. Увеличение силы тока;
3. Неправильное наложение сварочного шва и т.д.

Наверх

Меры борьбы со сварочными деформациями:
1.Обратно-ступенчатый порядок наложения сварочного шва. Чем короче сварочный шов, тем меньше деформации, поэтому длинные швы делать на участки 150-200мм и сваривают от конца к началу.
2. При сварке листов сперва сваривают поперечные швы, а затем продольные.
3. Предварительный подогрев изделий;
4. Отжиг после сварки при температуре 600-650 град.Цельсия.
5. Различные крепёжные приспособления: зажимы, тиски, струбцины, стапеля, кондукторы и т.д.

Наверх

Контроль дефекта сварочных швов:
1 Наружные (видимые) дефекты: неравномерный размер сварочного шва, подрезы, поры, седловины, трещины, наплывы, незаварка кратера в конце шва и т.д.
2. Внутренние (невидимые) дефекты: поры, трещины, непровар корня, шлаковые включения и т.д.
Контроль сварочных швов:
1. Наружный (внешний) осмотр;
2. Механические испытания – прочность на разрыв, вдавливаемая прочность;
3. Гидравлические – испытания водой на прочность;
4. Пневматические – испытания воздухом на плотность;
5. Просвечивание швов рентгеновским излучением или просвечивание ультразвуком.
6. Испытание на керосин + обычный мел.

Наверх