Ручная сварка, официально известная как сварка защитным металлом, представляет собой процесс соединения двух частей металла путем их плавления с помощью электрической дуги в месте соединения. В отличие от других методов сварки, контактную сварку можно выполнять горизонтально, вертикально, над головой и в ветреную погоду, что делает ее одним из наиболее универсальных методов сварки. А поскольку оборудование для сварки относительно компактно и легко, оно идеально подходит для рабочей площадки или мастерской домашнего мастера, где пространство ограничено.
Ручная сварка также использует простую установку, которая делает ее относительно простым методом для начинающих сварщиков, а расходные материалы и оборудование также более доступны при ручной сварке, чем при других методах сварки. Тем не менее, безопасность имеет первостепенное значение при любом виде сварки, и сварка не является исключением. Мы обратились к Дэвиду Кросби, генеральному подрядчику и механику с более чем 30-летним опытом сварки, за советом о том, как наклеивать сварной шов. Мы также рассмотрим необходимое оборудование и предложим советы по сварке электродами.
Важные компоненты для сварки палочкой
Одна из причин, по которой сварка штучным способом так популярна среди домашних мастеров, заключается в том, что необходимое для нее оборудование относительно доступно и не занимает много места. Вот что вам понадобится для начала:
- Электродный стержень: Стержень электрода, представляющий собой проволоку, покрытую металлом (обычно из того же материала, который вы свариваете), имеет две цели. Он проводит электрический ток, который создает сварочную дугу, ответственную за разжижение металлов и их сплавление. Он также поставляет металл, необходимый для создания сварного шва.
- Сварочный аппарат: Сварочный аппарат для контактной сварки поддерживает постоянное напряжение независимо от нагрузки, которую испытывает сварочный аппарат, тем самым позволяя пользователю поддерживать постоянную длину дуги во время работы. Большинство аппаратов для ручной сварки представляют собой инверторы, которые относительно компактны, их легко брать в руки и их нетрудно переносить.
- Держатель электродного стержня: Это устройство, напоминающее зажим с ручкой, удерживает сварочные стержни. Стержни электродов покрыты флюсом, который выделяет газ, который защищает среду вокруг сварного шва, предотвращая его загрязнение окружающим воздухом во время затвердевания.
- Зажим заземления: Этот электрический кабель состоит из зажима, который крепится к заготовке, и конца, который соединяется со сварочным аппаратом, образуя цепь, необходимую для создания сварочной дуги.
- Отбойный молоток и проволочная щетка: Эти инструменты необходимы для удаления остатков шлака из сварного шва.
Три типа электродных стержней, которые следует знать
В отличие от сварки TIG и MIG, при сварке электродами используются стержни электродов для создания тепла, необходимого для сварки. Эти стержни бывают разных типов и размеров для разных применений и материалов. Стержни электродов маркируются четырехзначными цифрами. Первые две цифры относятся к пределу прочности, то есть к весу, который он может выдержать после сварки.
Третья цифра относится к положению, в котором вы можете использовать стержень: горизонтально, ровно, вертикально или над головой.
- Оценка 1 является наиболее распространенной. Это означает, что стержень рассчитан на любое положение.
- Оценка 2 соответствует плоскому и горизонтальному использованию.
- Оценка 3 предназначена только для плоского использования.
Четвертая цифра относится к составу флюсового покрытия вокруг стержня. Меньшее число схватывается быстрее, создавая более заметные следы сварных швов, а большее число соответствует более мягкому материалу, который создает более плоский и гладкий сварной шов.
Ниже приведены три наиболее часто используемых типа электродных стержней:
1. Е6010
Сварочный стержень E6010 отличается созданием глубокой режущей дуги. Это делает его идеальным для более толстых металлов или для проникновения в металл, покрытый ржавчиной или грязью. Стержень E6010 также является одним из самых сложных в работе электродных стержней, поэтому от оператора требуется больше опыта, чтобы не допустить слишком глубокого проникновения в металл.
2. Е6013
Хороший электрод общего назначения, E6013 подходит для различных сварочных работ. Они оставляют чистый, профессионально выглядящий сварной шов, и с ними легко работать. «E6013 обычно является идеальным электродом для новичков и универсального использования», — говорит Кросби. «Он работает при любой полярности в любом положении, шлак легко удалить, проникновение мягкое, поэтому легче не продувать тонкие срезы, легче научиться контролировать нагрев и скорость движения».
3. Е7018
Электроды E7018 обычно выбирают профессиональные сварщики. Они создают чистую дугу, которая ограничивает разбрызгивание, позволяя оператору создавать прочный и гладкий валик, который не требует особой очистки после сварки.
Важные советы по безопасности при сварке палкой
Учитывая, что контактная сварка может достигать температуры, приближающейся к 7000 градусов по Фаренгейту, создавая при этом опасное УФ-излучение, необходимо принимать меры предосторожности и применять передовые методы, когда контактная сварка имеет решающее значение. «Вы имеете дело с очень высокими температурами и, в большинстве случаев, с мощными электрическими токами», — говорит Кросби. Учитывая это, он рекомендует следующие меры предосторожности:
- СИЗ. Ношение соответствующих средств индивидуальной защиты (СИЗ) имеет решающее значение. Сюда входит сварочный шлем (мы предлагаем капюшон с автоматическим затемнением, подобный этому высоко оцененному варианту, доступному на Amazon, с которым легче работать новичкам), огнестойкий сварочный фартук или куртка, кожаные ботинки, респиратор и сварочные перчатки.
- Огнетушитель. Не выполняйте сварку рядом с легковоспламеняющимися или горючими материалами и держите поблизости огнетушитель.
- Сухие поверхности. При ручной сварке вы работаете с электричеством, поэтому обязательно работайте на сухих поверхностях и помните о сварочных проводах. «Нельзя, не располагайте тело между сварочными проводами», — говорит Кросби. В результате ваше тело подвергается воздействию электричества, что может привести к поражению электрическим током.
Первоначальная настройка и калибровка
Начните с выбора электрода, соответствующего типу работы и материалу (см. выше). Подключите сварочный аппарат и установите силу тока в зависимости от типа и толщины электрода. Настройки калибровки обычно указаны на этикетке электрода. Вы также можете найти в Интернете таблицу силы тока для сварки.
Далее настройте полярность сварочного аппарата в соответствии со стержнем электрода. Полярность стержня указана на его упаковке.
Для электрода AC/DC+ подключите зажим заземления сварочного аппарата к отрицательному порту сварочного аппарата и прикрепите конец зажима к заготовке, затем прикрепите электрододержатель к положительному концу. ДЛЯ AC/DC-подключите зажим заземления к положительной стороне, а зажим к отрицательному креплению.
Как приклеить сварной шов
Все методы сварки придерживаются одних и тех же общих правил, с некоторыми различиями в зависимости от типа свариваемого соединения.
ШАГ 1: Подготовьте поверхность.
Одним из преимуществ контактной сварки является то, что она устраняет необходимость очищать металл от ржавчины и грязи перед началом сварки из-за флюсового покрытия на используемых электродах. При этом наличие чистой стартовой зоны является ключом к созданию дуги, особенно для новичков. Кросби рекомендует использовать угловую шлифовальную машину с лепестковым кругом. Вы также можете использовать проволочную щетку, чтобы удалить грязь и ржавчину с места старта. Ключевым моментом здесь является то, чтобы зажим и стержень контактировали с голым металлом.
ШАГ 2: Зажгите дугу.
Прикрепите электрододержатель к концу стержня. Убедитесь, что зажим контактирует только с голым металлом, а не с флюсом, чтобы обеспечить чистое соединение.
Проверьте конец стержня и убедитесь, что кончик не покрыт флюсом. Прикоснитесь концом электрода к заготовке быстрым движением, похожим на чирканье спички, затем слегка оттяните его от поверхности. Это создаст искру, которая ионизирует воздух, позволяя установить сварочную дугу. «Если вы все сделаете правильно, это должно звучать так же, как яичница, жарящаяся на жире от бекона», — говорит Кросби.
Если вы не снимите наконечник с металла достаточно быстро, электрод может прилипнуть к металлу, и в этом случае вам придется сделать быстрое вращательное движение, чтобы освободить его. Если вы оттянете наконечник слишком далеко от поверхности заготовки, вы потеряете дугу и вам придется начинать заново.
Зажигание дуги — пожалуй, самая сложная часть сварки для начинающих. Кросби говорит, что лучший способ стать профессионалом — это практика. «Неважно, закончили ли вы среднюю школу или только закончили постдокторантуру, для приобретения этого навыка может потребоваться некоторое время и практика», — говорит он. «Возьмите стальной лом, очистите его и сожгите стержень».
ШАГ 3: Начните сварку.
Держите стержень так, чтобы он находился под углом 10–15 градусов к заготовке, и перемещайте стержень вдоль линии сварки, двигаясь по прямой линии. Не проталкивайте стержень вдоль сварного шва, так как это может привести к попаданию шлака в сварочную ванну и загрязнению сварного шва.
ШАГ 4: Поддерживайте равномерную дистанцию и скорость.
Чтобы получить хороший сварной шов, вам также необходимо поддерживать постоянную дугу, что требует от вас соблюдения расстояния от материала, не превышающего диаметр стержня. Это может оказаться непростой задачей, поскольку стержень будет укорачиваться по мере плавления. Используйте вторую руку, чтобы поддержать и стабилизировать доминирующую руку, держащую удочку, чтобы сохранить надлежащий контроль и дистанцию.
Скорость также имеет ключевое значение. Если вы будете действовать слишком медленно, вы оставите широкий сварной шов или даже перегреете материал и полностью расплавите его. Двигайтесь слишком быстро, и вы не сможете проникнуть в материал достаточно глубоко, чтобы создать прочное соединение. Ваша цель — создать сварной шов, ширина которого примерно в два раза превышает диаметр стержня.
Потренируйтесь наносить сварочные линии на куске металлолома, чтобы почувствовать, какая скорость движения обеспечивает правильную ширину сварного шва, прежде чем переходить к сварке.
ШАГ 5: Очистите сварной шов.
После завершения сварки, вероятно, останется немного шлака. Очистите сварной шов, удалив излишки шлака с помощью молотка и проволочной щетки.
Типы сварных соединений
Хотя эксперты рекомендуют держать сварочный стержень под углом от 10 до 15 градусов вперед, угол, под которым вы держите стержень по отношению к заготовке, будет варьироваться в зависимости от типа сварного шва.
Стыковое соединение
Стыковое соединение – это когда два куска материала стыкуются друг с другом. При выполнении стыковой сварки электрод следует располагать под углом 90 градусов по отношению к заготовкам.
Т-образное соединение
Т-образный сварной шов — это соединение двух материалов с образованием Т-образного соединения. При выполнении Т-образной сварки направьте электрод так, чтобы он находился под углом 45 градусов по отношению к обеим деталям.
Нахлесточная сварка
Нахлесточный шов — это соединение двух кусков металла, накладывающихся друг на друга. Как и в случае с Т-образным сварным соединением, при выполнении сварки вам нужно держать электрод так, чтобы он находился под углом 45 градусов к заготовкам.
Заключительные мысли
Ручная сварка — простой и доступный метод сварки, поэтому он так популярен среди новичков. Однако научиться хорошо сваривать — это целое искусство. Ваши первые попытки сварки стержнем, скорее всего, приведут к появлению неровных линий сварного шва, от толстых до тонких. Не расстраивайтесь. Как и в большинстве случаев, практика приводит к совершенству. «Прочитайте все, что сможете найти по этой теме, практикуйтесь, практикуйтесь, практикуйтесь и будьте в безопасности», — говорит Кросби.