Классический способ сварки — самый доступный и распространенный. Сварка производится плавящимся электродом. Из-за создаваемой сварочным аппаратом разницы потенциалов между электродом и свариваемыми деталями возникает электрическая дуга. Детали в месте воздействия дуги плавятся, соединяясь друг с другом.
Если просто расплавить металл, он сразу начнет вступать в реакцию с кислородом. Образующиеся при этом оксиды металла многократно снижают прочность сварного шва. Поэтому сварочную ванну (участок расплавленного металла) следует защитить от воздействия кислорода. При ручной дуговой сварке это обеспечивается с помощью обмазки — специального покрытия, нанесенного на электрод. При горении обмазка создает шлако-газовую защиту шва, предотвращая контакт металла с кислородом.
Пленка шлака защищает металл во время сварки. Но и позже шлак никуда не девается — он застывает слоем поверх шва. Шлак хрупок и быстро окисляется, поэтому его необходимо счистить.
Особенно важно хорошо счищать шлак, если сварка выполняется в несколько проходов. Отставленный между проходами слой шлака значительно снижает прочность шва.
В разных условиях используются различные электроды. Они могут отличаться по виду свариваемого металла и по толщине. Если при сварке использовать электрод, предназначенный для других металлов, шов может получиться некачественным. Если взять слишком толстый электрод, можно прожечь свариваемые детали насквозь. А слишком тонкий электрод просто не сможет как следует расплавить толстые детали и шов получится непрочным.
Чем толще свариваемые детали, тем толще должен быть электрод и тем выше должен быть сварочный ток. Сварочный ток выставляется регулятором, расположенным на передней панели сварочного аппарата.
Конкретное значение тока обычно можно найти на упаковке электродов.
Перед началом сварки нужно разжечь дугу. Это производится точечным касанием, постукиванием или «чирканьем» электрода по точке начала шва. При «залипании» электрода его следует оторвать резким движением и попробовать снова. Если электрод залипает несколько раз подряд, это значит, что: либо неправильно подобран электрод (по назначению или роду тока), либо недостаточен сварочный ток.
После разжигания дуги электрод отодвигается от деталей на 1–6 мм и плавно движется вдоль будущего шва. Электрод плавится во время сварки, поэтому его надо постоянно придвигать к свариваемым деталям, чтобы длина дуги оставалась постоянной. Когда электрод становится совсем коротким, его следует поменять и заново разжечь дугу.
Еще лет 10–15 назад наиболее распространенным прибором ручной сварки был сварочный трансформатор. Сварочные инверторы в силу большей цены были не так популярны. Но сегодня ситуация изменилась на противоположную. Инверторы дешевле, в разы легче и компактнее. Инвертор имеет высокий КПД и меньше нагружает сеть. При сварке инвертором лампочки у соседей моргать не будут (что нередко случается при работе с трансформатором). Кроме того, инвертор не боится просадок напряжения. Это может оказаться очень важным при работе за городом, на даче или в гаражном кооперативе. В таких местах напряжение в розетке порой сильно недотягивает до номинала и варить с помощью трансформатора будет непросто.
Неудивительно, что трансформаторы с полок магазинов почти пропали.
Ручная сварка с помощью инвертора — наиболее доступный вид сварки. Инвертор недорог и компактен, его легко транспортировать к месту выполнения работ.
Но есть у него и минусы. Ручная сварка деталей из «черного металла» толщиной 1-10 мм вряд ли у кого вызовет затруднения. Даже если вы варите в первый раз. Но все меняется, если надо сварить тонкие детали или детали из цветного металла. Электроды для сварки алюминия, меди или бронзы в продаже есть, но работа с ними требует сноровки и опыта. То же можно сказать и про сварку тонкого металла. Инвертором это сделать можно, но новичок, скорее всего, прожжет детали насквозь.
Ну и нельзя забывать про неудобства, связанные с ручным контролем длины дуги, заменой электродов и очисткой шлака после каждого прохода.
Полуавтоматическая сварка (MIG/MAG)
В полуавтомате вместо электрода используется катушка с проволокой. Проволока подается в зону сварки автоматически.
Поэтому варить полуавтоматом намного удобнее и производительнее. Расстояние от сварочного пистолета до шва всегда одно и то же, электроды менять не надо, проволоки хватает надолго.
Обмазки у проволоки нет, поэтому шлака поверх шва не образуется. Шов при MIG/MAG-сварке чище, аккуратнее и не требует зачистки.
Благодаря всему этому сварка полуавтоматом намного удобнее и производительнее, чем ручная.
Но если обмазки нет, то как же обеспечивается защита шва от кислорода? С помощью газа, подаваемого под давлением.
При сварке легко окисляющихся цветных металлов используются инертные газы — аргон, гелий, азот — не вступающие в химическую реакцию с расплавленным металлом. Такой способ сварки называется MIG (Metal Inert Gas — Сварка металла в инертном газе). MIG-сваркой варятся алюминий, медь, никель и другие цветные металлы.
Для улучшения качества шва при варке стали часто применяется MAG-сварка. MAG (Metal Active Gas — Сварка металла в активном газе) подразумевает использование углекислого газа или специальной газовой смеси, вступающей в реакцию с расплавленным металлом. Использование активных газов позволяет уменьшить образование пор и капель, улучшить форму и качество шва.
Однако газ для защиты сварочной ванны не образуется сам собой. Для работы в режиме MIG или MAG вам потребуется баллон с газом, редуктор и соединительный шланг.
Полуавтоматы и так стоят намного дороже инверторов. А дополнительное оборудование еще увеличивает цену комплекта, снижает его мобильность и требует отдельного обслуживания. Баллоны надо где-то хранить и своевременно возить на заправку. Еще один недостаток полуавтомата — при работе на открытом воздухе качество шва может ухудшиться — ветер «сдувает» газ и шов остается без защиты. По всем этим причинам полуавтоматы используются обычно стационарно в мастерских и больше подходят для профессиональной деятельности.
Впрочем, полуавтоматом можно пользоваться и без баллонов. Всего-то нужно установить катушку с флюсовой (самозащитной) проволокой.
Она имеет специальный состав и при расплавлении образует защитный газовый слой, предотвращающий окисление металла.
Но варить такой проволокой можно не все металлы. Кроме того, при ее применении на поверхности шва образуется налет. Он не такой плотный, как шлак, образующийся при сварке электродами, но его так же надо счищать по завершении работ и между проходами.
А еще многие полуавтоматы имеют отдельные клеммы для подключения проводов обычной ручной сварки.
Такие аппараты универсальны. Их можно использовать в мастерской для аккуратной и точной сварки деликатных деталей в газовой среде. А при необходимости их можно унести с собой и использовать для ручной сварки черного металла.
Техника безопасности
Сварка — опасный производственный процесс, который может нанести существенный вред здоровью при несоблюдении техники безопасности.
Во-первых, во время сварки электрод и обрабатываемые детали имеют высокую температуру. Часто образуются брызги расплавленного металла. Для предотвращения ожогов следует применять специальную одежду:
- плотный комбинезон или костюм из негорючего материала;
- сварочные перчатки или рукавицы;
спецобувь из кожи или плотной негорючей ткани на толстой подошве.
Брюки нельзя заправлять в обувь, иначе брызги металла или «окурки» (остатки электродов) могут попасть внутрь обуви.
Во-вторых, яркость электрической дуги может повредить зрение. Сварку можно производить только с маской сварщика. Рекомендуется использование маски типа «хамелеон» с меняющим прозрачность стеклом.
При использовании обычной маски разжигание дуги производится без защиты глаз. При частой сварке это может привести к необратимым повреждениям зрения.
Также не забывайте, что сварочный аппарат создает высокую нагрузку на сеть. Убедитесь, что проводка и розетки способны выдержать возникающие при сварке токи. При использовании удлинителей разматывайте их полностью. Иначе кабель будет охлаждаться неравномерно и может оплавиться.
Выводы
Оптимальный аппарат для любительской сварки — инвертор. Он легок, мобилен, недорог и прост в эксплуатации. Он справится с большинством бытовых задач — от ремонта ворот до изготовления мангала. Если же вам не важна мобильность, но нужна высокая производительность, идеальный шов, возможность сварки цветных металлов и тонких деталей — тогда вам потребуется полуавтомат MIG/MAG, баллон с газом и обвязка.
