Сварочные работы

При изготовлении металлической конструкции, например цельнометаллического гаража, без сварки не обойтись, поскольку она представляет собой самый технологичный вид соединения конструктивных элементов.

Сварка – это процесс соединения деталей с помощью местного нагрева свариваемых деталей до температуры плавления. Она бывает газовой и дуговой. Чтобы понять, какой вид наиболее удобен и безопасен при индивидуальном использовании, необходимо сравнить их.

1. Ацетиленокислородная газовая сварка. На рис. 36 схематично изображено ацетиленокислородное пламя, которое разделяется на 3 зоны.

Сварочные работы

Рис. 36. Ацетиленогазовая сварка: 1 – наконечник горелки; 2 – ядро пламени; 3 – зона температуры 3100–3200 °C; 4 – факел

Ядро пламени ослепительно-белого цвета – это первая зона. Область бесцветного пламени и высокой температуры (3100–3200 °C) – это вторая зона. А третья область представляет собой зону желтовато-красного цвета, имеющую температуру 2000 °C.

При смешивании ацетилена с кислородом в соотношении 1: 1 образуется нейтральное пламя, для которого характерен четкий и короткий светящийся конус зеленовато-голубого цвета.

При избытке ацетилена пламя оранжевое (восстановительное), в свариваемом металле повышается содержание углерода, поскольку он полностью не сгорает. В результате сварочный шов твердый, хрупкий иструдом поддается проковке.

Оптимально, когда конец зеленовато-голубого конуса пламени удерживают на расстоянии 2–5 мм от места стыка, в котором возникает сварочная ванна, в которую вводят присадочный материал (проволоку), плавящийся в пламени горелки.

Способы газовой сварки бывают двух видов – левый и правый. В первом случае горелка находится между проволокой и наплавленным валиком (рис. 37), а шов выполняют слева направо.

Сварочные работы

Рис. 37. Способ газовой сварки, выполняемый слева направо: 1 – стык; 2 – присадочный материал; 3 – шов; 4 – горелка

Во втором случае сварку выполняют справа налево, а горелка находится перед присадкой и наплавленным валиком (рис. 38).

Угол наклона горелки меняется и находится в прямо пропорциональной зависимости от толщины свариваемых поверхностей.

Швы могут выполняться как в горизонтальном, так и вертикальном направлении. сварка горизонтальных швов относится к наиболее простым. При сварке металла толщиной до 3 мм вертикальный шов выполняют сверху вниз левым способом, держа горелку под углом в 45–60°, а присадку – под прямым углом.

Сварочные работы

Рис. 38. Способ газовой сварки, выполняемый справа налево: 1 – стык; 2 – присадочный материал; 3 – шов; 4 – горелка

При выполнении вертикального шва снизу вверх применяют правый способ, при котором присадка и горелка перемещаются зигзагообразно (рис. 39).

Для присоединения боковых поверхностей выполняют горизонтальный шов двойным валиком (рис. 40).

Профессионалы советуют

Для полного высыхания штукатурке требуется несколько недель, в течение которых возможно появление пятен выцветания на поверхности. Их снимают жесткой кистью, а стену покрывают герметиком.

Свариваемые элементы стыкуются с зазором, толщина которого должна быть равна половине толщины металла, из которого они изготовлены.

Сварочные работы

Рис. 39. Газовая сварка, выполняемая снизу вверх: 1 – стык; 2 – присадка; 3 – шов; 4 – горелка

Сварочные работы

Рис. 40. газовая сварка двойным валиком: 1 – стык; 2 – присадка; 3 – шов; 4 – горелка

Процесс сварки следует начинать с нижней кромки зазора, при этом присадкой заплавляется вся толщина металла. После этого можно перейти к сварке верхней кромки, направляя расплавленный металл на нижнюю кромку.

Сварка горизонтальных швов облегчается тем, что под действием давления газа сварочного пламени жидкий металл не вытекает из шва.

Таково очень сокращенное изложение принципиальных характеристик ацетиленокислородной сварки, к которому следует добавить, что для осуществления этого вида сварки необходимо иметь газовые баллоны, редукторы, шланги, горелку и присадочный материал, которые требуют аккуратного хранения и грамотного использования.

Кроме того, необходимо выполнять инструкции по обращению с сосудами под давлением (речь идет о кислородных баллонах), соблюдать технику безопасности, убирая во время работ все, что может сгореть. но этот вид сварки имеет и ряд положительных моментов, к которым можно отнести ее автономность и достаточную легкость, что позволяет освоить ее азы даже начинающему сварщику.

Более популярной, особенно в индивидуальном строительстве, является дуговая сварка, которая различается по ряду признаков:

1) по среде, в которой происходит процесс сварки:

– на воздухе (открытая дуга);

– под флюсом (закрытая дуга);

– в среде защитных газов;

2) по применяемому току:

– использующая постоянный ток;

– использующая переменный ток;

3) по типу электрода:

– с применением плавящегося электрода;

– с применением неплавящегося электрода.

На практике чаще всего используется ручная дуговая сварка плавящимися электродами, функционирующая как на переменном, так и на постоянном токе, позволяющая в домашних условиях сваривать большинство видов стали, в том числе и нержавеющую.

Плюсы дуговой сварки:

1) высокая скорость выполнения работ;

2) сокращенная зона теплового влияния и деформации свариваемых элементов;

3) улучшение механических качеств наплавленного металла благодаря включению в покрытие электрода различных добавок.

Сварочная дуга – это устойчивый электрический разряд, возникающий в газовой среде между двумя электродами или электродом и изделием (это называется дугой прямого действия). Ее температура достигает 6000–7000 °C, что позволяет расплавлять все металлы (рис. 41).

Сварочные работы

Рис. 41. Дуга прямого действия: 1 – электрод; 2 – дуга; 3 – деталь

Процесс сварки начинается следующим образом: в первую очередь необходимо торцом электрода коснуться свариваемого элемента и сразу же убрать электрод от него на 3–4 мм (рис. 42).

При горении дуги под электродом возникает углубление с жидким металлом, называемое кратером. Если происходит обрыв дуги по ходу сварки, он не заполняется металлом, что сказывается на качестве шва, поэтому кратер необходимо заварить.

Сварочные работы

Рис. 42. Возбуждение дуги: а – короткое замыкание; б – плавление слоя металла; в – шейка металла после отведения электрода; г – зажигание дуги

Для этого дугу зажигают впереди углубления на основном изделии и перемещают к валику шва через кратер, а после его заполнения продолжают движение вперед.

Расстояние между поверхностью основного изделия и дном кратера – это глубина провара, которая прямо пропорциональна сварочному току и обратно пропорциональна скорости перемещения дуги.

Профессионалы советуют

Поверхность, которая будет облицована плиткой, должна быть сухой, чистой и гладкой. Неровности проявят себя сразу же, как только вы начнете работу, так как плитка будет плохо держаться независимо от качества клея.

Если длина сварочной дуги не превышает диаметр стержня электрода, то она называется нормальной (или короткой). Качество шва в таком случае высокое. Ее противоположностью является длинная дуга. Чем она длиннее, тем ниже будет качество сварного шва.

Вокруг сварочного тока возникает электромагнитное поле, под влиянием которого дуга отклоняется, что получило название магнитного дутья. Чтобы уменьшить отклонение дуги, меняют месторасположение токоподвода, уменьшают ее длину или наклоняют электрод в сторону отклонения дуги (рис. 43).

При использовании переменного тока не важно, к какому зажиму сварочного трансформатора подключены деталь и электрод. дуга, возникающая от переменного тока, менее устойчива, чем образующаяся от источника постоянного тока. сварочный аппарат, работающий на переменном токе, обеспечивает относительную простоту сварки, а его стоимость меньше.

Сварочные работы

Рис. 43. Отклонение дуги и ее компенсация: а, б – отклонения дуги; в – наклон электрода

Сварка от источника постоянного тока осуществляется при прямой полярности (плюс источника питания соединяется с изделием) и обратной полярности (плюс источника питания соединен с электродом).

В первом случае повышается температура изделия, а во втором – электрода. При обратной полярности скорость плавления электрода из низкоуглеродистой стали на 10–40 % выше, чем при прямой. Выбор той или иной полярности определяется видом сварных работ (в зависимости от того, что выполняется – сварка или прихватка), толщиной свариваемых элементов и качеством электродов.

Профессионалы советуют

При окрашивании большой площади вместо кистей используйте валик, что позволит быстрее выполнить работу. Для масляной краски подходят валики с коротким ворсом, а для красок на водной основе – со средним.

В процессе сварки электрод передвигают в направлении его оси, благодаря чему поддерживается соответствующая длина дуги, вдоль и поперек сварного шва. При этом очень важно уловить баланс, поскольку при ускоренном передвижении образуется узкий, неплотный шов, а при замедленном движении металл подвергается перегреву, возможен даже его пережог.

Электрод можно перемещать зигзагообразно. Образующийся при этом шов выглядит как широкий валик. Ширина широкого шва колеблется от 6 до 15 мм, а при выполнении ниточного шва она на 2–3 мм превышает диаметр электрода.

Сварные швы отличаются рядом признаков:

1) по форме (рис. 44):

– а – стыковые;

– б – угловые;

– в – тавровые;

– г – нахлесточные;

2) по протяженности (рис. 45):

– а – сплошные;

– б – прерывистые;

3) по положению в пространстве (рис. 46):

– а – нижние;

Сварочные работы

Рис. 44. Виды сварных швов: а – стыковой; б – угловой; в – нахлесточный; г – тавровый

Сварочные работы

Рис. 45. Прерывистые швы

Сварочные работы

Рис. 46. Виды швов по положению в пространстве: а – нижний; б – горизонтальный; в – вертикальный; г – потолочный – б – горизонтальные; – в – вертикальные; – г – потолочные;

4) по способу заполнения:

– а – однослойные;

– б – многослойные.

При многослойном шве каждый слой осуществляется за 1–3 прохода, но независимо от этого в основе заполнения шва лежит обратно ступенчатый способ сварки. В случае сваривания элементов толщиной 4–8 мм стыковой шов выполняют за 1 проход (рис. 47, 48). Если соединяются более толстые элементы, тогда выполняют многослойный или многопроходный шов.

Марка и толщина металла определяют род и полярность тока. оптимальный сварочный ток устанавливают в процессе сварки, при этом в случае необходимости вносят коррективы. Меняя наклон электрода, изменяют направление давления дуги, что сказывается на глубине провара.

Сварочные работы

Рис. 47. Стыковое соединения элементов разной толщины

Сварочные работы

Рис. 48. Структура стыкового соединения: а – подготовленный стык: a – угол разделки; c – зазор; d – толщина элемента; p – притупление кромки; б – законченный шов; 1 – усиление шва; 2 – шов; 3 – кратер

Если предстоит сварить элементы, различные по толщине, диаметр электрода и характер сварочного тока подбирают по нижним параметрам режима сварки, которые характерны для элементов сварного соединения большой толщины, на который и направляют дугу.

Профессионалы советуют

Свежую штукатурку можно окрасить масляной краской, но предварительно стену необходимо покрыть грунтовкой, не проницаемой для щелочи. Перед окрашиванием латексными красками стену покрывают слоем краски, сильно разведенной водой.

Чаще всего используют стыковые сварные соединения, в которых поверхность одного свариваемого элемента становится продолжением поверхности другого. стыковые соединения бывают:

1) без скоса кромок;

2) с отбортовкой;

3) с односторонним скосом (V-образное);

4) с двусторонним скосом (Х-образное).

Стыковое соединение отличается от других типов некоторыми достоинствами:

1) позволяет сваривать элементы неограниченной толщины;

2) отличается надежностью и прочностью;

3) требует минимального количества металла для образования шва;

4) поддается контролю.

К его недостаткам можно отнести необходимость выполнения максимально точного соединения под сварку, что иногда затруднительно.

Сварку элементов начинают с их взаимной прихватки, чтобы в процессе работы они не изменили свое положение относительно друг друга. но прихватки не выполняются:

1) при резких переходах;

2) на окружностях малого диаметра;

3) в острых углах;

4) недалеко от отверстий;

5) в 10 мм от отверстия или края элемента.

Фиксируя цилиндры, фланцы, шайбы и прочие подобные элементы, прихватки размещают симметрично. При выполнении двусторонней фиксации их делают в шахматном порядке. выполняя прихватку, соблюдают некоторые правила:

1. Материал прихватывают в такой очередности, которая исключает деформирование листов.

2. При соединении одних и тех же материалов сварочный ток при прихватке и при сварке отличается на 20–30 % (в первом случае он должен быть больше).

3. для прихватки используются электроды меньшего диаметра, чем для сваривания тех же элементов.

4. При прихватке дуга должна быть короткой.

5. Во время выполнения прихватки дугу отрывают только после заполнения кратера, а не при его образовании.

Качество электродов при дуговой сварке имеет определенное значение. об этом параметре судят по следующим признакам:

1) степень устойчивости горения дуги;

2) защита металла кратера;

3) возможность использования в разных пространственных положениях;

4) качество получаемого сварного шва.

Технологические характеристики электродов зависят от рода применяемого тока (переменный или постоянный); полярности (прямой или обратной) постоянного тока; сварочного тока, который рекомендован для электродов разного диаметра; химического состава стержня, состава и качества электродного покрытия. Марка электрода указывает на состав его покрытия, материал, из которого изготовлен стержень, его технологические свойства и механические свойства металла сварного шва, который дает данный электрод.

Профессионалы советуют

Отличным материалом для стен является арболит, представляющий собой легкий бетон, в котором вяжущим является портландцемент, а заполнителем – опилки, стружка и другие органические материалы. По уровню теплоизоляции стены из него лучше, чем керамзитобетонные в 3,5 раза, а по сравнению с кирпичными – в 4–5 раз.

Тонкий слой покрытия электрода дает только устойчивое горение дуги во время процесса. А толстый слой покрытия отличает качественные электроды, поскольку оно, плавясь, выделяет большое количество газов и дает много шлака, которые защищают капли металла при переходе в шов, а кратер – от вредного воздействия кислорода и азота воздуха.

Соотношение диаметра электрода и толщины свариваемого изделия представлено в табл. 7.

Таблица 7

Зависимость диаметра электрода от толщины свариваемых элементов

Сварочные работы
Сварочные работы

Говоря об источниках питания, от которых работает сварочный аппарат, следует сказать, что при постоянном токе дуга отличается большей устойчивостью. но источник постоянного тока нуждается в выпрямителе, в котором одной из составляющих являются сильноточные полупроводниковые приборы. случается так, что ток, который на выходе дает выпрямитель, имеет большой коэффициент пульсации, что влияет на качество образующейся дуги. в этом случае необходим сглаживающий дроссель. все перечисленные элементы вместе с трансформатором (источником переменного тока) и составляют источник постоянного тока, который представляет собой довольно внушительный аппарат.

При работе со сварочным аппаратом необходимо соблюдать технику безопасности, чтобы избежать травмирования, поскольку имеется несколько факторов, весьма опасных для здоровья. к ним относятся источник питания высокого напряжения, высокая температура дуги и часто не слишком комфортные условия, в которых приходится работать. Поэтому на первый план выходит необходимость соблюдения правил электробезопасности, которые включают в себя следующее:

1) контроль целостности изоляции электроцепей;

2) заземление корпуса;

3) проведение ремонта и профилактического осмотра только при отключенном аппарате;

4) наличие проводов соответствующего сечения (5–7 А/мм2);

5) соответствие электродержателя необходимым требованиям;

6) знание приемов оказания первой помощи при поражении электрическим током.

Профессионалы советуют

При необходимости шлифовать большую поверхность можно воспользоваться дрелью. Для этого в патрон устанавливается шлифовальная тарелка, а на нее – липучие шлифовальные диски.

Сварочная дуга опасна прежде всего для глаз, поэтому категорически запрещено работать без маски. Кроме того, необходимо правильно подбирать фильтр, для чего нужно провести пробную сварку. Если выяснится, что при сварке через фильтр виден свариваемый стык, значит, его качество достаточное. При меньшей видимости можно сказать, что он слишком темный, а при большой – он не соответствует необходимой плотности. и в заключение: сварщик должен носить одежду и рукавицы, сшитые из брезента, сапоги или ботинки.

Похожие книги из библиотеки

Слесарное дело: Практическое пособие для слесаря

Пособие содержит необходимые сведения по технологии слесарных работ, включая все основные операции при изготовлении металлических изделий, монтаже, демонтаже и ремонте оборудования. Приведены рекомендации по использованию материалов, основного и вспомогательного инструмента, оборудования, средств технических измерений, по организации выполнения работ и оборудованию рабочих мест. Рассмотрены вопросы охраны труда и производственной санитарии. В пособие включены также краткие общие сведения по металловедению и металлообработке, сварочному делу, допускам и посадкам, технике измерений. Пособие предназначено для профессиональной подготовки и повышения квалификации слесарей, учащихся ПТУ и УКК, а также для мастеров и инженерно-технического персонала.

Великолепные модели штор и гардин

Декорирование окон – важная деталь интерьера. Без нее интерьер никогда не приобретет законченный вид. Но для того, чтобы этого добиться, необязательно привлекать дизайнера или тратить много средств на приобретение дорогостоящих жалюзи, гардин и штор. С помощью этой книги вы сможете сами сделать прекрасные шторы, гардины и занавески. Вы найдете много полезной информации о тканях, из которых можно сшить шторы, и сможете выбрать и сделать самостоятельно ту модель, которая вам больше всего подойдет. Шторы, сшитые собственноручно, внесут в интерьер оригинальность и неповторимость.

Современная садовая техника и приспособления

Отечественный рынок насыщен большим количеством разнообразной садовой техники и приспособлений, в вопросах приобретения и эксплуатации которых необходимо ориентироваться, чтобы сделать труд на собственном участке производительным, легким и приятным. Помочь в этом призвана книга, которую вы сейчас держите в руках.

Энциклопедия домоводства

Что бы ни представлял собой наш дом, ему надо уделять максимум внимания, чтобы он согревал нас теплом и покоем. Дом для человека – это его второе «я». Здесь рождаются и растут наши дети, сюда мы возвращаемся после тяжелого трудового дня, сюда нам шлют долгожданные письма… И когда мы покидаем этот мир, здесь живет память о нас. Книга, которую вы держите в руках, научит вас обустраивать свое жилище, расскажет, как рационально тратить время на поддержание в нем чистоты и порядка, как самим выглядеть привлекательными… В ней содержится масса полезной информации для женщин, желающих стать настоящими хозяйками. Книга выходила в издательстве «Рипол-классик» под названием «Большая энциклопедия домоводства».