Сварка тонкого металла электродом – сложности, преимущества, выбор параметров инвертора и электродов, техника, рекомендации новичкам

Назад

Время на чтение: 3 мин

0

1610

В своей профессиональной деятельности любой сварщик рано или поздно встретится с тонколистовым металлом. Это может быть любой металлический лист с толщиной до 2 мм.

Встречается он достаточно часто, например, из него изготавливаются профилированные трубы.

Работа такого типа не является самой сложной из сварочных работ, она не требует большой мощности аппарата и электродов большого диаметра, однако есть нюансы, которые необходимо учитывать, иначе сварной шов не получится качественным.

В этой статье мы расскажем об тонкостях работы с тонколистовыми металлами.

• Особенности сварки
• Виды дуговой сварки
• Электроды для сваривания
• Подготовка к сварке
• Инверторы
• Техника сварки
• Работа с оцинкованной сталью
• В заключение

Особенности

Правила, по которым осуществляется сварка тонкого металла посредством инверторного аппарата, существенно отличаются от рекомендуемых для толстостенных изделий. В первую очередь учитываются сложности, вызванные спецификой поведения металла под действием электротехнических сил. Однако у технологии есть и свои плюсы. Разберем эти нюансы более детально.

Сложности

При сварном соединении инвертором двух металлических заготовок толщиной 2-3 мм и меньше, возникает следующий ряд специфических трудностей:

• Тонкое металлическое изделие прогорает при перегреве. По этой причине процедура стыковки должна проводиться как можно скорее, но без нарушения качества. При длительной обработке заготовка если не прогорит, то искривится. Поэтому электрод должен проводиться исключительно по направлению шва – без малейших отклонений.
• Параметры силы тока должны иметь минимальное значение. Как следствие, дуга становится короткой. Малейшее увеличение расстояния приводит к ее погасанию. В некоторых случаях она может долго не разжигаться. Под такие условия подбирается сварочный аппарат с показателем холостого напряжения не менее 70 вольт и возможностью постепенного изменения силы тока, начиная с 10 ампер.

Ответственная сварка тонкостенных изделий Источник aqua-rmnt.com

• Искривление при чрезмерном нагреве. Малейшее увеличение температуры приведет к искривлению листа. Лучший способ не допустить этого – максимально тщательно выбирать параметры сварки и контролировать степень накала. Кроме того, если ситуация позволяет, то применяются специальные термоотводящие материалы, аккуратно подкладываемые снизу шва.
• Непровары на лицевой и наплывы с обратной стороны. Этими дефектами часто характеризуется сварка тонкого металла инвертором для начинающих. Если все выше приведенные недостатки можно в той или иной степени нивелировать правильным подбором параметров, условий и инструмента, то эти два полностью зависят от навыка мастера. Не проваренные или пропущенные места часто являются следствием спешки сварщика, наплывы – напротив, чрезмерного старания. В обоих случаях нужно корректировать технику.

Важно! Для получения качественного сварного шва соединение краев заготовок должно быть как можно более плотным – без малейшего зазора. Для этого перед сваркой их тщательно освобождают от ржавчины, зачищают и при необходимости подравнивают.

Качественный шов на танком металле Источник stroychik.ru
Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на комплексном монтаже внутренних инженерных систем

Преимущества

Инверторная сварка – наилучший, современный и доступный способ, как варить тонкий металл. При соблюдении всех условий технологии шов получается весьма качественным, прочным, герметичным, долговечным, незаметным при последующей доработке и нанесении покрытия. С его помощью допустимо сваривать тонкостенные конструкции различного назначения – к примеру, автомобильные кузова и детали, емкости, трубы. Единственный общий недостаток инверторных сварочных технологий – нестабильность при отрицательной температуре окружающей среды.

Сварка оцинковки

Существует единственный способ, как варить тонкий металл электродом 3 мм, когда заготовки покрыты слоем цинка, это инверторная сварка с предварительной зачисткой поверхностного слоя в месте стыковки. Процедура выполняется несколькими методами:

• Механическим. Для этой цели применяются шлифовальные машинки, абразивные круги, щетки со стальной щетиной, наждачная бумага.
• Термообработка сваркой. Цинковое наслоение выжигается двойным проходом электрода вдоль всей траектории шва с обязательной последующей отбивкой образуемого шлака.

Правила ведения электрода при тонкостенной сварке Источник stroy-podskazka.ru
Другой особенностью сварки оцинкованных изделий является необходимость создания двойного шва:

1. Первый проход выполняется рутиловым электродом с наименьшей амплитудой.
2. Второй проход финишный, облицовочный. Осуществляется основным электродом с шириной шва, равным 3-х-кратному диаметру инструмента.

Обратите внимание! Удаление оцинковки электросварочным способом сопровождается повышением температуры металла в месте контакта с электродом почти до 1000оС. При таких условиях цинк окисляется и испаряется, образуя токсичные пары в воздухе. Поэтому выполнять процедуру допустимо только в хорошо проветриваемом помещении или на улице.

Что такое электрод и для чего нужна обмазка

Электрод — это металлический стержень в оболочке, которая именуется электродной обмазкой. При сваривании электрод плавится и смешивается с основным металлом. Сгорает и обмазка, которая состоит из специальных веществ. В целом они образуют при сгорании газовое облако, которое защищает сварочную ванну и расплавленный металл от внешнего воздействия кислорода.

Для изготовления электродного стержня могут применяться различные материалы. Поэтому первое правило при выборе электродов заключается в том, чтобы материал изготовления стержня максимально подходил по составу к свариваемому металлу.

Электроды бывают для сварки легированных, углеродистых, а также для сварки высоколегированных сталей. Есть в продаже и электроды по чугуну, алюминию, для сварки нержавеющей стали. В общем, материал изготовления электрода должен быть близким по своему составу к материалу, который сваривается.

Подбор параметров оборудования и инструмента

Только правильное соотношение параметров работы аппарата, применяемого инструмента и толщины самого материала позволяет качественно решить вопрос о том, как варить тонкий металл электродом. Как начинающие, так и опытные сварщики применяют следующие установленные закономерности:

Подбор электродов для сварки тонкого металла Источник ytimg.com

При этом сварка с помощью инвертора может проходить в двух вариантах по характеристикам выдаваемого аппаратом тока:

1. Постоянном.
2. Переменном

В первом случае вопрос о том, каким электродом варить металл 2 мм, решается путем подключения цепи способом обратной полярности. Это значит, что «минус» подсоединяется к заготовке, а «плюс» – к держателю. Такая схема приводит к смещению нагрева на инструмент, а не на металлическую деталь. Поэтому удается избежать прогорания, деформации и наплывов.

Второй вариант предполагает проведение сварочных работ с более низким значением силы тока, чем для толстостенных листов. При этом частота должна быть высокой. Стартовые показатели тока должны быть снижены минимум на 20-30%. Как вариант, опытные сварщики розжиг электрода осуществляют на болванке, встык расположенной к заготовке, а затем сразу переходят на рабочий шов.

Совет! Гарантией качества, аккуратности, долговечности сварного шва на тонкостенных деталях является применение малых токов. Однако максимально соответствовать таким параметрам может только электрод от 2 мм и тоньше. При этом он должен быть изготовленным из легко расплавляемого материала.

Инвертор для тонкого металла с изменяемыми параметрами Источник сваркатверь.рф

Как выбрать полярность при работе инвертором?

Полярность – основа качественного сварного соединения. Прямая полярность предусматривает пониженное поступление тепла в основу металла с узкой, но глубокой областью плавления.

При обратной полярности наблюдается сниженное поступление тепловой энергии в материал с широкой и не глубокой областью плавления основного металла.

Именно полярности электронов необходимо уделить внимание перед началом работ инвертором.

Если варить металл на постоянном токе, то можно пользоваться плюсовым и минусовым зарядом источника.

Но при этом нужно знать, куда какой заряд подсоединить.

Здесь нужно учитывать, если положительным зарядом обеспечить материал подвергающийся сварке, то он будет сильно нагреваться.

Если же этот заряд подсоединить к электропроводнику, то тогда будет сильно греться и гореть электрод, что может привести к прожигу металла.

Видео:

Выходом из ситуации является обратная полярность инвертора и оптимальный показатель силы тока.

В процессе работы инвертором электрод подсоединяют «+» к инверторной дуге, а «-» к листу металла.

Варианты техники

Во всех без исключения случаях сварка тонкого металла инвертором должна осуществляться как можно скорее. Электрод проводится по прямой траектории только раз и без остановок. Параметры силы тока минимальны. Перед началом поверхность деталей обязательно подготавливаются:

• Уделяется внимание начальной геометрии. Если ее нужно сохранить неизменной, принимаются соответствующие меры – минимизируется нагрев, применяются зажимы.
• Края заготовок в местах соединения очищаются от следов коррозии, грязи, краски и т. п.
• Далее заготовки закрепляются или устанавливаются в необходимом положении – в соответствии с технологией.

По завершении подготовительных работ, когда заготовки закреплены, выполняют предварительные точечные сварочные прихваты – на расстоянии друг от друга не более 5-10 см. Это позволяет избежать многих негативных эффектов – прожига, наплывов, деформации.

Техники и методы соединения тонких металлических листов

В каждом конкретном случае важно определить, какой техникой нужно руководствоваться при соединении тонкостенного материала.

электроды для тонкостенного материала

Метод отбортовки подразумевает отгибание кромок листа на необходимый угол и скрепление его поперечными швами через каждые 5-10 см. Потом нужно проложить непрерывный шов сверху вниз.

Однако, не всегда получается варить непрерывный шов без прожигания материала. В таком случае, можно пробовать оторвать буквально на несколько мгновений дугу и опустить электрод обратно в то же самое место, продвигая его на пару миллиметров. Это делается для того, чтобы металл успевал остывать во время отрыва дуги. Самое главное правило при осуществлении таких действий – не дать остыть металлу слишком сильно.

Стыковая сварка тонкого железа сложно осуществима. Лучше осуществлять ее внахлест.

При стыковой сварке между листами можно разместить проволоку. В таком случае дугу необходимо вести по ней. Она принимает на себя всю термо-нагрузку, в то время как сами листы не перегреваются.

Между листами вместо проволоки можно разместить медные пластины. Медь имеет хорошую теплопроводность, примерно в 7 раз выше чем у стали. Пластины укладывают под место сварки, и она «забирает» тепло себе, не допуская перегрева металла.

Видео описание

Видео о том, как варить электродом металл 1 мм:
Есть две основные техники, как варить тонкий металл электродом 2 мм – это:

1. Непрерывно.
2. Прерывно.

Первый вариант, как правило, применяется, когда края заготовок располагаются внахлест. Негативные эффекты, такие как, прожог, наплывы и искривления, либо минимизируются, либо вовсе не проявляются. Это дает возможность использовать большие параметры силы тока, диаметра электрода и меньшую скорость ведения шва.

Вторая технология используется для деталей с наименьшей толщиной при соединении встык. При этом характеристики силы тока, диаметра электрода используются минимальные, а скорость ведения шва – максимальная. Сварка в данном случае осуществляется короткими участками с примерно одинаковым шагом.

Рекомендация! При сваривании тонкостенных деталей встык для снижения предотвращения перегрева, и, как следствие, прогорания металла, с обратной стороны формируемого шва подлаживают медную подложку или проволоку. Благодаря высокой теплопроводности материал быстро отводит тепло и не допускает прожига заготовок.

Виды соединения тонкого металла при ручной дуговой сварке.

• С помощью непрерывной сварочной дуги. В данном случае электрод нужно направлять со средней скоростью. Если будете вести электрод слишком быстро, то проварится не весь шов, а только его верхняя часть. Если вести электрод медленно, то можно прожечь металл.
• С прекращением дуги. Этот способ самый популярный для соединения тонкого металла.
• Точечная сварка.

Как и при при ручной дуговой сварке , так и при сварке металла инвертором, тонкий металл нужно варить очень быстро, чтобы не допустить его остывания.

Рекомендации начинающим

Есть несколько простых, но важных рекомендаций, как варить тонкий металл инвертором начинающим:

• Высокое качество шва гарантировано при тщательном его контроле со всех сторон во время проведения сварочных работ.
• Расстояние между электродом и деталью (дуговой зазор) должно быть равным электродному диаметру. При меньшем значении шов приобретет выпуклую форму, при большем – не проварится.
• Для визуального контроля расстояния между электродом и металлом необходимо ориентироваться на раскаленную область в месте контакта. Появление пятна красного цвета свидетельствует о процессе плавления – необходимого для сварного соединения.
• Для наиболее плотного соединения листов при сварке внахлест необходимо детали придавить грузом или зажать.
• Чем меньше расстояние между швами при точечной технике сварки, тем меньше искривление.
• Наилучший наклон электрода при сварке – от 45 до 90 градусов.

Полезная информация! Если стоит задача как можно меньшего нагрева, заготовки необходимо размещать в вертикальном положении. При этом угол касания электрода с металлом должен быть в рамках 30-40 град. Движение происходит только сверху вниз.

Популярные марки электродов

Недостаточно ориентироваться только на диаметр расходных материалов, чтобы выбрать оптимальный вариант и получить в итоге высококачественное соединение. Ведь каждая из марок представленных на потребительском рынке расходных материалов рассчитана для работы в определенных условиях или же с конкретными металлами. Поэтому даже беглое ознакомление с характеристиками наиболее востребованных марок электродов будет для новичков очень полезным.

К популярным маркам электродов относятся:

• МР-3С. Относятся к числу универсальных и считаются одними из наиболее востребованных. Можно использовать как с переменным, так и с постоянным током. К преимуществам данных расходников следует отнести легкий поджиг дуги как при первом, так и последующих контактах с рабочей поверхностью. Обмазка содержит рутил и отлично защищает соединяемые металлы от окисления и избыточного образования шлака.
• АНО-37. Предназначены для того, чтобы варить заготовки из низкоуглеродистых и углеродистых металлов. Малочувствительны к ржавчине и грязи. Отлично перекрывают большие зазоры между элементами конструкции. На упаковке печатается инструкция с рекомендациями регулировки силы тока для электродов разного диаметра. Характеризуются легкостью розжига электрической дуги. Обеспечивают хороший результат даже при незначительной силе тока. Рекомендуются для использования новичками и любителями.
• ОК 46.00. Рекомендуются для использования при работе с заготовками из углеродистой стали. С их помощью легко разжечь дугу и удерживать ее стабильной даже на загрязненной поверхности. Отлично зарекомендовали себя в работе с широкими зазорами между свариваемыми поверхностями. Отличаются низким порогом чувствительности к ржавчине и разнообразным загрязнениям, небольшим разбрызгиванием расплава. Используются для наложения швов в разных пространственных положениях.
• ОЗС-4.Предназначены для соединения заготовок из низкоуглеродистых металлов. Перед началом работ не обязательно требуется очистка поверхности от ржавчины и прочих загрязнений. Стержни отлично справляются со своими задачами даже в том случае, если на поверхности присутствует конденсат. С их помощью электрическая дуга разжигается легко и горит стабильно, не зависимо от размера электрода и количества поджигов. К упаковке прилагается инструкция, в которой содержатся рекомендации о параметрах силы тока при работе с электродами разного размера. ОЗС-4 отлично работают на разных режимах, легко соединяют изделия большой и средней толщины.
• LB-52U. Отличительные особенности: минимальное разбрызгивание расплава, высокая производительность, стабильное горение дуги в разных условиях и при различных режимах работы, позволяют сформировать сварочный шов с высокими механическими показателями.
• АНО-4.Предназначены для сваривания заготовок из углеродистого металла. Хорошо работают по загрязненной, ржавой и влажной поверхности. Дуга разжигается легко, а поддержание стабильности не вызывает трудностей. Стержни характеризуются низкой чувствительностью к изменению длины дуги. Специалисты отмечают склонность электродов к образованию внутренних пор. Тем не менее шов получается прочным и надежным.

Независимо от марки, практически все упаковки электродов имеют внутри инструкцию по их использованию. Если документа нет в упаковке, то он присутствует непосредственно на ней. Здесь сварщик найдет информацию по выбору силы тока для инвертора или иного сварочного аппарата в зависимости от диметра электрода.

Коротко о главном

Для получения ответа на вопрос о том, как сваривать тонкий металл инвертором, необходимо учесть ряд возникающих трудностей:

• Тонкий металл моментально прожигается при перегреве.
• Дуговой зазор маленький, так как сила тока, выдаваемая аппаратом, должна быть минимальна.
• Длинный шов и тонкая структура приводит к искривлению детали.
• Не проваренные участки и наплывы с обратной стороны соединения часто сопровождают работу неопытного сварщика.

При соблюдении всех нюансов и техники инвертор позволяет получить прочный, качественный, долговечный и незаметный шов. Однако для этого потребуется тщательно подбирать параметры работы оборудования и диаметр электрода – в соответствии с конкретной толщиной материала. При этом есть две основные техники – непрерывно для сварки внахлест и прерывно для стыкового соединения. Для успешного проведения сварочных работ начинающим сварщикам следует учесть рекомендации специалистов.

Оценок 0

Прочитать позже

Соединение оцинковки

Оцинковка, то есть оцинкованная сталь, это обычная сталь, чаще всего в листах, только покрытая цинком. При работе с оцинковкой у многих мастеров возникают трудности, из-за которых не удается сформировать качественный шов.

Толщина покрытия электрода цинком может быть различной. Если вам нужно ее сварить, весь цинк нужно удалить с кромок. Это можно сделать следующими способами:

• Удалить механически с помощью болгарки, шлифовальной машинки, наждачки или металлической щетки
• Выжечь с помощью сварки. Правда, в процессе этого испаряется цинк, пары которого ядовиты. Поэтому, подобные работы нужно осуществлять на улице или в помещении, где имеется исправно функционирующая вытяжка.

Таким образом, соединение тонких пластин металлических изделий требует наличия у специалиста определенных знаний и практики. Правильно с первого раза осуществить такой процесс очень сложно. Сделать правильный выбор электродов для сварки можно руководствуясь таблицами выше. Важно помнить, что диаметр электрода в зависимости от толщины свариваемого металла следует подбирать с умом. Таким образом, нужно понимать, из каких условий выбирают и какими показателями нужно руководствоваться, чтобы соединить тонкостенный металл качественно.

Критерии выбора электродов

В первую очередь следует иметь в виду, что электроды могут быть плавящегося и неплавящегося типа. Первые изготовлены из металлического стержня, на поверхность которого наносится специальная обмазка, способствующая защите зоны сварки и повышающая устойчивость горения дуги. Именно они используются для выполнения ручной дуговой сварки. Изделия второй категории — неплавящиеся — применяют для выполнения сварочных работ в среде защитного газа (аргона), их разновидности и особенности использования будут рассмотрены в отдельной статье.

Выбирая электроды для сварки с использованием инвертора, следует учитывать то, что материал изготовления соединяемых деталей также будет оказывать влияние на качественные характеристики формируемого шва. Соответственно, для того чтобы варить разные материалы, используются сварочные электроды разных типов. Так, к примеру:

• для соединения изделий, выполненных из низкоуглеродистых и низколегированных марок сталей, выбирают углеродные электроды;
• для соединения изделий, выполненных из легированных сталей, используют электроды соответствующих марок: ОЗС-4, МР-3 (ГОСТ 9466-75), МР-3, АНО-21, УОНИ 13/45 (ГОСТ 9467-75);
• если необходимо выполнять сварочные работы с наплавками или сталями других типов, то выбирают электроды с сердечником из высоколегированного металла — ЦЛ-11 (ГОСТ 9466-75);
• для того чтобы варить чугун, тоже необходимо выбрать электроды соответствующей марки — ОЗЧ-2 (ГОСТ 9466-75).

Общий вид электродов МР-3

На сегодняшний день сформировался следующий рейтинг электродов, применяемых для сварки с использованием инвертора.

• АНО. Сварочные электроды данной марки хорошо воспламеняются, их не надо дополнительно прокаливать. С ними одинаково успешно могут работать как начинающие сварщики, так и профессионалы.
• МР-3 — универсального типа, их можно использовать даже для соединения неочищенных поверхностей.
• МР-3С. Электроды данной марки следует выбрать, если к характеристикам шва предъявляются повышенные требования.
• УОНИ 13/55 используют для монтажа ответственных конструкций, требующих высокого качества исполнения сварного шва. Начинающему сварщику с ними работать будет сложно: их использование требует определенного опыта и высокой квалификации.

Электроды УОНИ 13/55

Виды покрытий

Для начинающих сварщиков неплохо было бы научиться различать марки электродов визуально, ориентируясь по внешнему виду покрытия. Ведь могут случаться ситуации, когда расходные материалы будут предоставлены без упаковки.

Существует 4 основных вида покрытий электродов:

• Основное (обозначается литерой «Б»). Распространенный тип обмазки, содержащий карбонаты магния и кальция. Характеризуется низким уровнем водорода. В результате применения электродов получается высококачественный шов с высокими пластическими и прочностными характеристиками. Соединение характеризуется высоким качеством и большой ударной вязкостью. С таким покрытием производятся популярные марки продуктов – УОНИ 13/45, УОНИ 13/55, УОНИИ 13/55. Характерным недостатком стержней является большое количество шлака.
• Рутиловое (обозначается литерой «Р»). Основу обмазки составляет диоксид титана, который более известен как рутил. При работе покрытие обеспечивает легкий розжиг дуги, как первый, так и все последующие. Дуга характеризуется стабильностью горения на протяжении всего периода использования. Образуется минимальное количество брызг, а шлак легко отделяется. Напряжения на сварочном аппарате выставляется в зависимости от диаметра расходника, а что касается силы тока, то производитель предоставляет детальную инструкцию по регулировке.
• Кислое (обозначается литерой «А»). В составе покрытия присутствует марганец, железо, кремний и другие элементы. Электроды с кислой обмазкой годятся для выполнения работ по покрытиям с окалиной и ржавчиной. Вероятность образования в швах воздушных каналов минимальна. Но появление горячих трещин не исключено.
• Целлюлозное (обозначается литерой «Ц»). покрытие состоит из большого числа компонентов, включая целлюлозу, ферросплавы, органические смолы и другие включения. Отличные расходные материалы для выполнения вертикальных сварных соединений. Благодаря плотному облаку защитных газов снижается уровень образования шлака. Однако их использование сопровождается сильным разбрызгиванием расплава.

Прежде чем выполнять работы по сварке, следует внимательно изучить свойства каждой группы электродов, чтобы подобрать наилучший вариант. Чтобы соединение обладало большим запасом прочности и безотказно служило долгие годы, требуется правильно рассчитать оптимальный диаметр электрода и силы тока. Профессионалы, опираясь на свой опыт, делают все это почти что мгновенно и, главное, правильно. А вот начинающие сварщики ошибаются довольно часто. Вспомогательные материалы и работа над повышением своего уровня помогут избежать неприятных просчетов.