Сварка тонкого металла электродом: технология, электроды

Техника сварки

Сваривание тонколистового железа требует грамотного подвода краев пластин друг к другу. Соединение в стык часто приводит к прожогам, и подходит только для опытных сварщиков. Если есть возможность, стоит расположить пластины внахлест. Это создаст некоторое основание для наплавляемого металла, и не позволит прожечь все изделие. Электрод в этом случае направляется преимущественно на нижнюю пластину, т. к. иное положение приведет к подрезам верхней стороны.

При соединении в стык разделка кромок не выполняется. Потребности в зазоре тоже нет. Необходимо максимально плотно свести торцы деталей и выполнить прихватки. Невысокая сила тока и тонкие электроды значительно облегчаю работу. Далее варить можно несколькими способами:

Выставить малый ток и быстро вести шов без колебательных движений, строго по линии соединения.
Приподнять силу тока немного выше, но вести шов прерывистой дугой, давая металлу время остыть, перед очередной «порцией» присадки.
Варить вышеописанными способами, но с использованием специальной подложки, для поддержания разогретого участка и избежания проваливания. Металлический стол здесь не подойдет, поскольку изделие может частично привариться к нему. Хорошей альтернативой будет графитовая подкладка.
Для предотвращения сильной деформации накладывать швы в шахматном порядке, либо небольшими участками (по 100 мм). При последнем методе заканчивать следующий шов необходимо на месте начала предыдущего. Это позволит равномерно нагреть изделие по всей длине, и минимизировать деформацию.

Сварка ведется короткой дугой, что позволяет быстро сформировать шов и избежать перегрева участка. Увеличение дистанции между концом электрода и поверхностью, визуально не дает прожечь пластины, но не содействует образованию сварочного валика. Электрод держится на себя под углом 45 градусов, или под наклоном в сторону. Прямого угла следует избегать, т. к. это ведет к прожогам.

https://www.youtube.com/watch?v=P2CzIuF_VhQ

Хитрости, используемые при сварке тонких металлов

По возможности сварщики используют следующие приемы, облегчающие процесс:

сварка на подкладке. Под кромки кладется толстый лист меди или алюминия. Температура плавления этих сплавов выше, чем стали. Во время работы подкладка помогает не допустить прожогов листов и отводит тепло от заготовок. Такой способ используется при сварке в нижнем положении;
сварка сверху вниз. Метод, применяемый для получения вертикальных швов. Дуга зажигается в самой верхней точке конструкции, а шов варится быстрыми поперечными движениями – нужно добиться того, чтобы металл не стекал вниз: удерживать его электродом и не допускать залипаний. Такой способ требует навыка, а также подбора электродов – на пачке должна быть отметка о возможности сварки сверху вниз;
сварка на длинной дуге. После появления сварочной ванны электрод отодвигается от кромок на максимальное расстояние, при котором дуга не обрывается. Силу тока нужно увеличить. Способ позволяет снизить риск появления прожогов, но удерживать длинную дугу сложно, потребуется тренировка.

Оцинкованные детали и листы нужно обязательно очищать от защитного слоя в зоне сварки. Для этого кромки обрабатывают при помощи болгарки. Рекомендуется работать на улице, так как цинк, попавший в организм, может вызывать отравление.

Если не требуется герметичное соединение, то лучше собирать конструкцию на прихватках и не обваривать сплошным швом, в этом случае металл покоробит намного меньше.

Проверку швов на протечки (сваренные емкости) проводят с помощью керосина и мелового водного раствора. Густой состав наносят на внешнюю поверхность кромок, а керосином смачивается внутренняя сторона. В тех местах, в которых присутствуют дефекты, мел очень быстро потемнеет – появятся пятна.

Движения электрода

Перед началом процесса необходимо определиться, как водить электродом при сварке конкретных изделий. Существует три вида перемещения электрода:

вдоль его собственной оси называется поступательным;
вдоль оси шва является прямолинейным;
колебательные движения хорошо прогревают кромки и применяются наиболее часто.

Колебательные движения могут выписывать различные рисунки: елочку, лесенку, треугольники и многие другие. От этого выбора зависят ширина шва и прочность соединения. Имеется также разделение движений электрода по направлению.

Как правильно вести электрод при сварке зависит от конкретного вида соединения, расположения шва в пространстве и предыдущего опыта сварщика или его желания осваивать новые технологии сварки.

Сварка инвертором тонкого металла

Отдельную сложность представляет для начинающих сварка тонкого металла. Это может быть лопата или тонкое железо на канистре, емкости для воды. Накладной лист на рамку ворот тоже может быть 0,8-1 мм толщиной. Самым частым требуется подварить кузов автомобиля.

Для овладения этой техникой важно установить ток в пределах 20-30 А. Диаметр электрода лучше всего выбрать 1,6-2 мм

Свариваемую поверхность следует тщательно очистить от ржавчины и следов краски. Если работа выполняется в нижнем положении, то используют графитовую подложку, которая будет поддерживать расплавленный металл от проваливания и не даст прилипнуть всей конструкции.

Вести шов необходимо углом вперед, что расширит зону нагрева и не позволит образоваться прожогам. Скорость ведения должна быть немного выше обычной. Полярность устанавливается обратная (+ на держателе). Расстояние между кончиком электрода и изделием выдерживается 5 мм. Это рассеет воздействие дуги и не даст прогореть тонкой стенке.

Важную роль играют и электроды. Лучше всего использовать элементы с рутиловым покрытием, которые обеспечивают устойчивое горение и легкое возбуждение. Хорошо начинающему сварщику работать с инвертором, у которого присутствует функция «Форсаж дуги». Это не даст прилипнуть кончику в случае сбивания расстояния.

Технология газовой сварки металлов

Газовая технология сварочного производства применяется уже более сотни лет. Данный метод заключается в плавлении металлов и формировании гомогенной структуры с помощью повышенного газового пламени. Нагревание материала и его переход в жидкое состояние достигается за счет горения смеси, обогащенной чистым кислородом, выполняющим функцию окислителя. Самые высокие температурные показатели позволяет получить газ ацетилен — от 3200 до 34000 °C. На втором месте пропан — 28000 °C.

Из дополнительных материалов требуются только проволока и флюс, с помощью которых создается шов. Интенсивность сварочного процесса можно регулировать, увеличивая или уменьшая мощность газовой горелки. Изменение параметров пламени осуществляется с помощью редуктора.

Изображение №1: технология газовой сварки

Приемы

Для получения качественного неразъемного соединения используют следующие приемы:

Внахлест. При наличии запаса длины соединяемых изделий, данный способ позволит надежно соединить их, благодаря большей площади контакта. При этом необходимо тщательно следить за прогревом поверхности, во избежание прожогов.
Точками. Метод позволяет избежать перегрева поверхности. Применяется при соединении особо тонких листов. Рекомендуемый шаг точки – три величины сечения электрода.
С дополнительным электродом. В этом случае необходимо очистить анод от флюсового покрытия и уложить вдоль линии сварки. Места укладки тщательно проваривают. Технология подходит для заделки одиночных отверстий.
Обратной полярностью. Применение способа предусматривает подключения держателя к плюсу, а массы – к минусу. При этом поверхность нагревается быстрее, чем электрод, что снижает риск прожога.
При сварке металлов разной толщины применяют следующий способ: розжиг дуги выполняют на более толстом элементе, а затем переносят ее на более тонкую часть.

Сварка листового металла встык осуществляется двумя способами:

с отбортовкой кромок;
на подкладке.

Кроме того, медную пластину рекомендуют подкладывать с целью отвода тепла от стали, ввиду большей теплопроводности. Это позволяет избежать прожогов изделий.

Практические советы

Перед процессом опытные сварщики рекомендуют ознакомиться с полезными советами:

Изначально следует тренироваться на лишних остатках и бракованных изделиях.
При инверторном способе выбирается небольшая мощность, потому что запрещено разрывать работу между электродом и железным листом.
Для любой операции необходимо надевать защитную одежду и дополнительные аксессуары, например, термоустойчивые перчатки, невоспламеняющуюся куртку, прочный шлем, очки.
Специальная подкладка уменьшает вероятность прожечь отверстия, поэтому варить тонкий металл легче.
Меньшая дуга исключает перегревание обрабатываемого места.

Качественная сварка тонкого листового металла осуществляется на специализированном оборудовании. Главное подготовить изделия, отвести лишнюю температуру, выставить ток.

Сварка тонкого металла электродом | Arc welding of thin metal — Территория сварки

Основы ручной сварки

При сварке плавящимся электродом он является источником и плавящей металл дуги, и вносимого в шов металла. Для защиты зоны расплавленного металла (сварочной ванны) используется специальная флюсовая обмазка, покрывающая электрод. В зависимости от назначения электрода состав обмазки изменяется. Также от него очень сильно зависит характер горения электрода, легкость поддержания дуги и качество шва.

Кислое покрытие содержит в качестве базового компонента оксиды железа и кремния. При его использовании металл в сварочной ванне активно кипит, что позволяет удалять газовые поры из шва. Сварка электродами с кислым покрытием может вестись на переменном и постоянном токе любой полярности. Шов хорошо идет даже по загрязненному металлу, так как посторонние включения окисляются и выводятся из ванны со шлаком. Главный недостаток этого типа обмазки – склонность шва к растрескиванию, из-за чего электроды такого типа применяют только на неответственных соединениях деталей из вязких низкоуглеродистых сталей.
Для обмазки электродов с основным покрытием используется в основном фторид и карбонат кальция. При горении электрода с основным покрытием активно образуется углекислый газ, защищающий сварочную ванну от окисления атмосферой. Не раскисляющийся шов получается прочным, без склонности к кристаллизации и растрескиванию. Обратная сторона этого плюса – высокие требования к чистоте поверхностей, так как шлак при сварке электродами с основным покрытием отделяется плохо. Сварка ведется постоянным током с обратной полярностью.
Электроды с рутиловым и рутилово-целлюлозным покрытием наиболее универсальны, могут использоваться на всех видах тока (некоторые составы обмазок при работе на постоянном токе требуют определенной полярности). Сварочная ванна раскисляется умеренно, что позволяет отделять шлаки и газовые включения, но при этом сохраняется и достаточная прочность шва.

Толщина электрода определяет необходимый для стабильного горения дуги ток, а, следовательно, и тепловую мощность дуги. Поэтому сварку тонкого металла (листового железа, тонкостенных труб) производят тонкими (1,6-2 мм) электродами на небольшом токе. Точное значение тока зависит от многих параметров: типа электрода, направления ведения шва и указывается в виде таблицы на упаковке с электродами. Существует следующая классификация швов:

Нижний шов – самый простой. Свариваемые детали лежат горизонтально, сварочная ванна стабильна, так как сила тяжести направлена вниз. Это наиболее простой вид шва, с которого начинается обучение любого сварщика.
Горизонтальный шов ведется в том же направлении, но при этом требуется гораздо большее мастерство сварщика, чтобы удердать металл в ванне.
Вертикальный шов еще сложнее. При этом электрод ведется снизу вверх, чтобы не давать расплавленному металлу вытекать из сварочной ванны. В противном случае шов получается неравномерный, с наплывами и неглубоким проваром.
Самый сложный шов – это потолочный, так как во время сварки шов сварочная ванна находится над электродом. Отработанная техника сварки потолочным швом – признак высокой квалификации электросварщика.

Для многих сварщиков становится серьезным испытанием сварка труб – ведь при этом нижний шов плавно переходит в вертикальный, а затем в участок потолочного. Следовательно, нужно иметь хорошую практику во всех этих видах швов.

В тексте упоминалось уже такое определение как «полярность тока». Она сильно влияет на процесс сварки постоянным током, а при использовании ряда электродов должна быть строго определенной.

При сварке прямой полярностью на массовом зажиме аппарата положительный потенциал, на держаке – отрицательный. Так как при горении дуги за счет эффекта «бомбардировки» электронами в ионизированном газе положительный электрод (анод) нагревается сильнее отрицательного (катода), при сварке прямой полярностью детали нагреваются сильнее, а сам электрод расходуется медленнее. Прямая полярность используется для получения глубокого провара массивных деталей и резки металла.
При сварке обратной полярностью сильнее нагревается электрод. Обратная полярность используется при сварке тонкого металла во избежание прожогов. Одновременно с этим более быстрая наплавка металла вынуждает вести шов быстрее, что также способствует меньшему нагреву деталей. Ряд обмазок требует для правильной их работы строго обратной полярности независимо от условий сварки.

Читать также: Габариты газового баллона 50 литров

Правильная технология: как сваривать тонкий металл электросваркой

Ширина заготовки не влияет на три основных этапа:

подготовка;
сваривание;
шлифовка, зачистка швов.

Подробнее о первых двух.

Подготовительные работы

Необходимо убрать все загрязнения, особенно следует уделить внимание месту, к которому крепится масса сварочного аппарата. Ржавчину можно снять наждачкой

Если изделия оцинкованное, то можно зачистить поверхность с помощью болгарки, или варить прямо по цинку – вещество расплавится в момент нагрева.

Сваривание

Чтобы дуга быстрее зажглась, перед началом зачистите электрод от обмазки на крайние 5 мм.
Зажигать электродугу можно двумя классическими способами – чирканьем или постукиванием.
Сварная ванна должна иметь форму овала.
Держите дистанцию, чтобы проводник не налипал.
Если на аппарате есть специальный режим антиприлипания, воспользуйтесь им. Он работает так: при приближении насадки к заготовке автоматически снижается напряжение оборудования. Если же дуга слишком сильно растянута, происходит обратный процесс и ток прибавляется. В результате получается стабильный шов даже при неравномерном проведении.
Идеальный градус угла – 60 градусов. Его нужно сделать перед тем, как сварить тонкий металл электродом. Если делать показатель меньше, то сварное соединение получится выпуклым.
Оптимальное движение – зигзаг. При этом не имеет значения направление от себя или к себе.
Скорость перемещения рукояти должна быть достаточно высокой, но при этом отличаться постоянством.

Посмотрим видео самого процесса:

Как проводить процедуру с тонкостенными изделиями

Конструкции с небольшими стенками встречаются очень часто. Это корпус автомобиля, разные емкости, кастрюли и прочее. В заводских условиях операция проводится специальным станком с пультом ЧПУ. Но что делать дома, если у вас на руках плоскость шириной от 1 мм до 1,5 мм? Электрический проводник размером 1,5 встречается в магазинах очень редко, на прилавке намного чаще много встретить электрод 2 или 3 мм в диаметре. Но по негласному правилу сварщиков — насадка должна быть тоньше в сечении, чем заготовка. Но изделий 0,8 мм просто не существует, да и с полуторными работать настолько трудно, что использование их встречается редко. Оптимальный вариант —

Режимы аппарата и параметры сварки

Опытные сварщики знают как варить тонкий металл, благодаря опробованию разнообразных настроек аппарата. В результате были выведены оптимальные параметры, хорошо подходящие для этого вида работ. Вот основные настройки:

Толщина металла, мм	Сила тока, А	Диаметр электрода, мм
0.5	10	1
1	25-35	1.6
1.5	45-55	2
2	65	2
2.5	75	3

Сварочный ток важно установить ниже, чем при работе с толстыми пластинами. Это поможет избежать прожогов и подтеков

Отлично зарекомендовали себя в этой области инверторы, позволяющие варить переменным напряжением, но с высокой частотой, а также аппараты постоянного тока.

Если настройки агрегата позволяют выставлять уровень стартового напряжения, то следует этим воспользоваться и установить меньшее значение (примерно на 20%), чем рабочий ток. Это не даст пропалить участок при начале розжига дуги и поможет начинать сварку сразу в месте соединения. Если стартовый ток не регулируется, то можно запалить электрод на толстой поверхности, а затем перенести на стык.

Сварка тонкого металла подразумевает работу на малых токах. Для этого настройки инвертора должны поддерживать рабочие значения амперметра на уровне 10-30 А. Если минимально регулируемая величина выше этих параметров, то понизить силу тока возможно дополнительным сопротивлением в цепи. Для этого используется пружина из высокоуглеродистой стали, помещаемая между изделием и кабелем массы. Поможет и установка дополнительного балластника, понижающего ток до нужного уровня.

Если настройки аппарата поддерживают работу импульсного режима, то можно воспользоваться этим. Особенно тонкую сталь сваривают прерывистой дугой. Импульсный ток будет автоматически разрывать дугу, давая металлу остыть.

Особенности работы с листовым железом

Не все сварщики умеют сваривать листы стали толщиной 1-1.5 мм. Это требует определенных знаний и навыков. Но если проявлять упорство и практиковаться, а также изучать видео о том, как варить тонкий металл инвертором, то можно достичь значительных успехов.

Сварка тонкого металла осложняется следующими факторами:

Прожоги. Поскольку свариваемый материал довольно тонкий, в нем часто случаются сквозные дыры. Это наиболее распространенная ошибка начинающих сварщиков. Причиной служит неправильно выбранная сила тока и медленное ведение шва.
Непровары. Желая избежать первого дефекта, сварщики слишком спешат при прохождении стыка, и остаются не проваренные места. Это портит герметичность соединения, и делает непригодным изделие под работу с жидкостями. На излом и разрыв сопротивление тоже маленькое. В решении ситуации помогают правильные настройки инвертора и выбор электродов.
Наплывы с обратной стороны. Сварка тонколистового металла сопровождается еще одной распространенной проблемой — выступающими валиками с обратной стороны поверхности. С лицевой части изделие имеет ровный шов, без пор и непроваров, но расплавленный металл сварочной ванны, под действием силы тяжести, продавливает участок шва на другую сторону. Ситуация решается специальными подложками или уменьшением силы тока, и изменением техники наложения шва.
Деформация конструкции. Листовая сталь быстро перегревается, что ведет к расширению межмолекулярной составляющей. Конструкция начинает вытягиваться в зоне нагрева. Поскольку края изделия остаются холодными, поверхность покрывается волнами или общим изгибом. На не ответственных изделиях возможна холодная правка формы резиновыми молотками. Но если такой возможности нет, то применяется определенное чередование наложения шва по всей длине.

Технология работ

Чтобы возникла электрическая дуга, необходимы токопроводящие элементы: в этом случае это металл и электрод. При соприкосновении металла и электрода появляется электрическая дуга. В этом же месте сразу начинает плавиться металл, одновременно с ним плавится и электрод, который переносится в сварную ванну.

Также в процессе горит и защитная поверхность электрода, при этом частично испаряясь и выделяя определенное количество газов. Эти газы создают завесу и защищают металл от окисления. Также металл покрывается шлаком, который помогает металлу, поддерживая температуру.

Образование шва происходит при перемещении электрода, в чем и заключается весь секрет сварки. Еще необходимо следить за углом наклона и параметрами тока. После остывания металла на нем остается корка шлака, которая защищает металл от окисления. Шлак затем отбивают при помощи молотка.

Техники и методики сваривания

Для сварки тонких листов из металла подойдет полуавтоматические модели сварочных аппаратов, а также ручные дуговые агрегаты. Работать полуавтоматом гораздо легче, так как часть сварочных процессов автоматизировано. Это позволяет преодолеть некоторые трудности при работе с тонколистовым металлом.

Преимуществом полуавтоматов также является отсутствие необходимости менять электроды в процессе работы, ведь проволока подается стабильно

Это ускоряет рабочий процесс, что крайне важно в условиях выполнения объемных проектов

На заметку! В бытовых целях для необъемных операций мастера чаще используют именно ручную дуговую сварку ввиду ее дешевизны и возможности смастерить агрегат своими руками.

В процессе сваривание тонких листов металла важно не только располагать хорошим оборудованием, но и понимать, как сварить такой материал. Схема сварки тонкого листа металла

Схема сварки тонкого листа металла.

Существует разные техники и методы сварки, актуальные для данного случая:

При выполнении непрерывной сварки всего шва важно правильно подобрать ток. Оптимальный диапазона ‒ 40-60 А

Не менее важно не ошибиться со скоростью ведения электрода для варки тонкого металла. Если двигаться слишком быстро, корень сварного шва может не проварить. А при слишком медленном движении металлическая поверхность может покрыться дырами.

Прерывистую сварку также называют сваркой точками.
Ее чаще остальных технологий используют в случае тонколистового металла. Для реализации такой технологии необходимы тонкие электроды, одним концом которых на металле ставятся точки или проводятся короткие линии с равным шагом.

На заметку! Особенность прерывистой сварки заключается в том, что так можно варить даже очень тонкие металлические листы. Главное выставить чуть более высокий, нежели обычно, сварной ток, и добиться быстрых движений, дабы не дать остыть свариваемому материалу.

Опытные сварщики при работе с ручными агрегатами и тонкими листами металла рекомендуют придерживаться следующих правил:

Получить высококачественные сварные соединения можно при условии постоянного контроля параметров сварочного шва со всех сторон в процессе электродуговой сварки инвертором.

При работе важно держать электропроводник максимально близко к металлической поверхности до того момента, пока на ней не появится красное пятнышко.
Она является прямым доказательством того, что под электропроводником находится металлическая капля, за счет которой происходит соединение металлических листов.

Сварка инвертором в различных пространственных положениях

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

В быту и на производстве встречаются ситуации, когда детали необходимо соединить между собой не в стык, а иным способом. Швы могут быть на стене или даже на потолке. У каждого положения есть свои нюансы, которые нужно знать начинающему, пытающемуся освоить сварку инвертором. Если немного потренироваться целенаправленно в каждом виде, то легко получиться их освоить.

Угловое положение

Сварка двух металлических пластин под углом 90 градусов или иным, в нижнем положении, имеет свои сложности. Ввиду вертикального расположения одной из сторон, металл, под действием силы тяжести, ложится больше на нижнюю полку, поэтому шов получается неравномерным и легко ломается.

Чтобы создать угловое соединение инвертором, если есть возможность, стоит положить детали «лодочкой». V-образное положение уравнивает стороны. Выполняются две прихватки для фиксации сторон. Немного наклонив один край, путем приподнимания второго, удастся обеспечить самостоятельный отток шлака из сварочной ванны.

Выполнение такого шва не требует колебательных движений, поскольку зона сильно ограничена боковыми стенками. Здесь достаточно установить кончик электрода в основание, зажечь дугу и медленно вести ее. Для более прочного соединения рекомендуется отбить шлак после первого прохода и повторить шов.

Если нет возможности установить изделие в «лодочку», то расходный материал наклоняют под 45 градусов относительно нижней плоскости и общего положения двух пластин. Дуга ведется углом назад без колебательных движений. Периодически нужно отгонять шлак резким махом кончика.

Вертикальное положение

Это может потребоваться при установке забора или сварке инвертором теплицы. Большие конструкции сложно перевернуть, и приходиться создавать швы на вертикальной стенке. Здесь негативным фактором служит сила тяготения, из-за чего жидкий металл постоянно капает вниз и не задерживается на поверхности.

Создаются вертикальные швы инвертором снизу вверх. Угол подноса электрода 45 градусов относительно свариваемых деталей. Здесь используется прерывистая дуга и колебательные движения полумесяцем:

Электрод зажигается у основания и откладывается «полка» из присадочного металла.
На мгновение кончик электрода убирается, чтобы сталь застыла.
Не отбивая шлак, тут же наносится вторая «полка» с захватом 30% предыдущей.
Так, постепенно поднимается шов из наборных полумесяцев вверх.
Шлак при этом самостоятельно стекает вниз и не требует никаких действий. После застывания он отбивается.

Вертикальные швы даются новичкам сложнее, поэтому придется много тренироваться. Необходима усидчивость и равномерные отрывы дуги, для предотвращения падения жидкого металла.

Потолочное положение

Потолочное положение пригождается при сварке навесов или объемных конструкций. Оно еще более сложное ввиду прямого падения тяжелого присадочного металла вниз. Здесь используют либо технику прерывистой дуги, либо значительно понижают силу тока и ведут шов непрерывно. Угол наклона электрода 45-60 градусов относительно потолочной поверхности.

Ампераж опускается на 20% относительно режима нижнего положения

Начинающему сварщику важно стать так, чтобы капли шлака не попадали на руку или маску. Кабель от держателя стоит намотать на руку, чтобы он не тянул вниз

При непрерывной технике важно держать кончик электрода максимально близко к месту соединения, чтобы обеспечить передачу электронов и хорошую проплавку. Прерывистой дугой получится создать шов более легко, но потребуется больше времени