Как правильно научиться сваривать металл инвертором?

Оглавление:

Сварка инвертором: последовательность операций
- Подготовка к сварке
- Розжиг дуги в начале сварки
- Сварная ванна и сварной шов
Какими электродами варить металл?
Как выбрать значение сварочного тока и его полярность?
Как передвигать электрод во время сварки?

Сварочный инвертор – устройство, позволяющее выполнить соединение металла свариванием. В сравнении с выпрямителем или трансформатором, сварка инвертором легче, проще и доступнее. Как научиться сваривать металл инвертором?

Схема элементов инверторного сварочного аппарата.

Сварка инвертором: последовательность операций

Технология сварки состоит из ряда последовательных действий. Их правильное выполнение обеспечивает качественный результат – сплошное прочное соединение двух металлических поверхностей. Как правильно варить металл инвертором, на что обратить внимание при обучении сварке?

Подготовка к сварке

Схема источника питания инверторного сварочного аппарата.

Подготовка места для сварки. Пространство в радиусе метра освобождается от деревянных, бумажных, пластиковых предметов. Они могут возгореться от горячего электрода или искры. Инвертор устанавливается на землю (бетонный пол) и подсоединяется к электрической сети. Два уса (провода с клеммами «+» и «-») укрепляются следующим образом: клемма плюса крепится к одной из свариваемых металлических поверхностей, в клемму минуса вставляют электрод (такое подключение называют прямой полярностью, оно является наиболее распространенным). Тело сварщика закрывается защитной одеждой (брюки, куртка, перчатки), на лицо надевают щиток с темным стеклом (светофильтр).

Берем в руки клемму с электродом. Включаем инвертор (тумблером) – появляется небольшой гул. Выставляем значение сварочного тока (регулятором на лицевой панели). Для традиционного электрода диаметром 3 мм необходим сварочный ток величиной 100 А. Опускаем на лицо маску (рис. 1).

Розжиг дуги в начале сварки

Рисунок 1. Зависимость диаметра от толщины деталей.

Приступаем к сварке. В начале надо разжечь дугу. С опытом это будет получаться легко. Для начинающего сварщика розжиг дуги – первая сложность. Перед началом розжига электрод обстукивают о поверхность металла для удаления обмазки с его конца. Для розжига дуги по холодному металлу (в начале сварки) применяется метод чирканья. Он похож на зажигание спички. Электрод проносят над металлом, слегка задевая поверхность свариваемой детали. У неопытного начинающего сварщика стержень часто залипает (приклеивается к металлу). Чтобы отлепить его, надо резко наклонить клемму с электродом в другую сторону (отломать стержень от детали). Если не получается, выключить питание инвертора. При прекращении подачи тока залипание исчезнет.

Чиркаем до тех пор, пока не образуется электрическая дуга. Она очень яркая, смотреть на нее можно только через светофильтр.

Для поддержания дуги фиксируем конец электрода в 3-5 мм от металла. В начале обучения будет сложно выдерживать необходимое расстояние. Если слишком приблизить электрод, произойдет короткое замыкание, и он прилипнет к детали. Если удалить, дуга потеряется, и надо будет разжигать ее вновь. В процессе сварки электрод расходуется, его обмазка выгорает, а основной металл заполняет шов между свариваемыми поверхностями. Поэтому рука с клеммой постепенно опускается вниз.

Сварная ванна и сварной шов

Рисунок 2. Зависимость диаметра от толщины деталей.

При розжиге дуги образуется жидкая лужица расплавленного металла. Это сварная ванна. Для соединения металлических деталей по всей поверхности контакта электрод медленно перемещается вдоль границы раздела. Следом за ним перемещается сварная ванна (зона жидкого металла). Конец стержня совершает колебательные движения (туда-сюда, вправо-влево) относительно шва между двумя деталями. Так обеспечивается качество соединения.

Если дуга была потеряна (электрод оказался слишком удален от сварки), повторный розжиг происходит легче. Для возгорания дуги достаточно приблизить конец стержня на расстояние нескольких миллиметров.

В сварной щиток хорошо видна яркая электрическая дуга и менее яркая сварная ванна. Хуже различимы контактирующие свариваемые поверхности в зоне сварки. Однако снимать щиток и подглядывать на сварку без защитного светофильтра нельзя. В лучшем случае будут неприятно чесаться веки (ощущение песка в глазах). В худшем – можно лишиться зрения без возможности его восстановить.

Когда стержень укорачивается до 5-6 см, сварку прекращают, инвертор выключают и меняют электрод в клемме.

В конце сварки застывший шов металла обстукивают молотком для удаления слоя шлака. Очищенный от шлака шов имеет блестящую поверхность.

Такова технология сварки инвертором в целом. А теперь остановимся более подробно на том, как правильно выбрать электрод и сварочный ток.

Какими электродами варить металл?

Электрод – металлический стержень, покрытый снаружи обмазкой. Вещество обмазки является шлаковой смесью, которая при сварке также расплавляется, поднимается на поверхность сварной ванны (она легче металла) и защищает жидкий металл от окисления и насыщения азотом (рис 2). В некоторых случаях в состав обмазки вводят газообразующие добавки, обеспечивающие выделение газа при плавлении электрода.

Классификация электродов.

Состав внутреннего стержня определяется видом свариваемых металлов (малоуглеродистые и низколегированные стали, латунь и бронза, магниевые сплавы, титановые сплавы). Чтобы сваривать металл обыкновенной углеродистой стали, применяются электроды марки УОНИИ. Их также используют для коррозионностойких сталей. Сварка УОНИИ выполняется только прямым током.

Более универсальными считаются стержни маркировки АНО. Они подходят как для прямого, так и для обратного тока любой полярности.

Электроды отличаются не только составом обмазки и стержня, но и диаметром. Размеры стержня в обмазке варьируются от 1,6 мм до 5 мм в диаметре. Чем толще свариваемые детали, тем больший диаметр электрода необходим для их сплавления. Существуют математические формулы расчета диаметра для заданной толщины металлических деталей. Начинающему сварщику проще пользоваться таблицами.

Второстепенными факторами, влияющими на выбор электрода, является вид соединения деталей (горизонтальная, вертикальная или нависающая сварка, стыковой или угловой шов). Из данных таблицы видно, что диаметр электрода для углового соединения незначительно отличается от диаметра для стыковой сварки деталей.

Положения электрода при сварке.

При этом для сварки нависающих поверхностей не используются сварочные стержни большого диаметра. Для потолка их размеры ограничены диаметром 4 мм.

Варьирование диаметра стержня при сохранении всех других параметров может усилить или ослабить удельный ток сварки (ток, приходящийся на единицу сечения электрода). Это повлияет на глубину проплавления и толщину сварного шва. Если электрод более тонкий, сила тока концентрируется и проплавляет глубже, сварной шов получается узкий. Если электрод более толстый, удельное значение силы тока уменьшается, и глубина проплавления становится меньшей, а ширина шва – большей.

Как выбрать значение сварочного тока и его полярность?

Сила тока определяет глубину проплавления металла. Чем сильнее ток, тем мощнее дуга, тем глубже плавится металл. Сила тока прямо пропорционально зависит от диаметра электрода и толщины сварки. Ее можно определить расчетами по формулам или воспользоваться готовыми таблицами.

На силу тока влияет расположение сварного шва. Максимальное значение тока используется для проплавления горизонтальных поверхностей. Для того чтобы сварить вертикальные швы, сила тока меньше на 15%, для нависающих (потолочных) соединений – меньше на 20%.

Бытовой инвертор имеет шкалу силы тока до 200 А. В полупрофессиональных моделях значение шкалы градуировано выше, до 250 А.

Рисунок 3. Движение электрода при сварке.

Полярность – направление движения тока. Инвертор дает возможность изменять направление тока. Как это делается и для чего необходима смена полярности?

Поток электронов (ток движется от минуса к плюсу) в сварке инвертором двигается от клеммы «-» к клемме «+». Та клемма, на которую приходят электроны («+»), прогревается сильнее. Этот факт используют для обеспечения качественной сварки на различных металлах, при различной толщине элементов. Если детали массивные, то клемма «+» крепится к их металлической поверхности (к одной из деталей). Такое подключение называют прямой полярностью, оно чаще используется в сварочных работах.

Если сплавляется тонкий лист стали или высоколегированный сплав, склонный к выгоранию легирующих элементов, то к ним подключают клемму «-». Получаемая полярность называется обратной. При таком движении тока максимальный разогрев происходит в электроде, а основной металл разогревается меньше.

Обратная полярность характеризуется большей стабильностью дуги, ее легче разжечь и поддержать ее горение.

Как передвигать электрод во время сварки?

Электрод передвигается вдоль сварочного шва не прямолинейно, а по возвратной траектории (зигзагом вправо-влево, спиралью, елочкой). Это обеспечивает наиболее качественное проплавление, отсутствие непроваров и несплошностей в шве. Схема наиболее традиционных видов движения конца стержня при сварке инвертором приведена на рис. 3.

Управление сварочным инвертором.

Скорость сварки или скорость передвижения электрода формируют поверхность шва и его параметры: выпуклость, ширина и глубина. Чем быстрее передвигается сварная ванна, тем меньше глубина шва и его выпуклость после застывания. Сварное соединение получается узким и ровным. Медленное передвижение электрода увеличивает глубину шва и придает его поверхности более выпуклый вид, сварное соединение получается широким, со значительной выпуклостью и наплывами.

В конце сварки клемма со стержнем задерживается на несколько секунд в зоне окончания шва. Это позволяет накопиться расплавленному металлу и предупредить образование углубления (кратера).

На параметры сварного шва влияет положение электрода при сварке. Угол наклона электрода определяет положение сварной ванны. Угол расположение электрода к поверхности металла должен быть близок к 90? и может отличаться от него на 15-20?.

Рассмотренные нами показатели (величина тока, полярность, диаметр и вид электрода) называются характеристиками сварки. Их правильный выбор обеспечивает качественное сплавление деталей. Для домашней сварки инвертором на приусадебном участке (каркас теплицы, лестница, беседка для винограда) или в индивидуальном строительстве (каркас фундамента) наиболее востребованы электроды диаметром 3 и 4 мм, с использованием сварочного тока силой около 100 А, при прямой полярности.

Сварка инвертором представляет доступный обучению процесс.

Инверторы – устройства нового поколения. Они значительно облегчают обучение свариванию и имеют ряд дополнительных функций, помогающих начинающему сварщику стать профессионалом.